智汇华云 | ArSDN 之多集群简介

SDN 是一种新型网络创新架构，通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，让网络成为一种可灵活调配的资源。随着云计算的兴起，SDN 的重点转移到对各种业务和应用负载提供灵活的网络支撑。本期智慧华云，为大家带来 ArSDN 之多集群简介，助力用户网络更强大。

软件定义网络（SDN）是在 2006 年，由美国斯坦福大学 Clean State 课题研究组提出的一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式。

SDN 将网络设备上的控制权分离出来，由集中的控制器管理，无须依赖底层网络设备(路由器、交换机、防火墙)，屏蔽了来自底层网络设备的差异。而控制权是完全开放的，用户可以自定义任何想实现的网络路由和传输规则策略，从而更加灵活和智能。

目前 SDN 的几种实现方式：

我们选用的是 Overlay 的架构，和 VMware 的 NSX 是同一种架构。

控制面上提供了 REST API 供不同的云平台进行调用，同时支持了 OpenStack 和 VMware 独立集群已经混合集群，以满足用户的不同需求。控制器之间通过 BGP 协议交互来保证控制器高可用性。

在同数据面的交互上采用了 XMPP 的可靠双向实时通信协议，确保消息的及时性与可靠性。

数据面本身支持了多种 Overlay 的封装格式，同时提供 SDN 软件网关的功能，解耦了对物理设备的依赖。

数据面的实现是在通过在 kernel 层面实现转发表来实现，里面包含了 FIB 和 flow 表，既可以处理二层流也可以处理三层流。同时为了对流表编程，在用户态实现了 agent 的功能来同控制器进行配置和控制层面的交互。

以上简单介绍了 SDN 的基本框架，下面我们来看一下对多集群的支持。

以 OpenStack 为基础架构的安超 OS

对集群纳管平台 CS

从以上两图可以看出，不论是云平台是基于 OpenStack 还是基于 VMware，对于 SDN 来说可以直接无缝集成。对于 VMware 只需要微小的变化（增加两个微服务）就可以进行接入。

因此，OpenStack 集群可以和 VMware 集群共用同一个控制器，这样就可以网络共享。在 OpenStack 侧创建的网络在 VMware 上面也可以使用，让 VMware 集群也可以具有网络的一些高级功能。

对于 OpenStack，通过 neutron plugin 的方式来对接其相关的网络功能，同时 nova 在创建接口的时候，会通知 vrouter 来创建相关的接口，以实现转发面。

对于 VMware，SDN 的网络对应了 VCenter 上的 portgoup。虚机创建流程还是依赖原来 VMWare 的流程，SDN 会在相关 EXSI 后上启动对应服务来监控 VMWare 相关的事件，用以维护转发面 agent 上的端口，来保证转发面的正常功能。

综上所述，在有 SDN 的多集群情况下，其它集群以类似计算节点的方式加入到有 SDN 控制器的集群中，从而实现网络的互连互通。

那引入 SDN 后会有哪些功能呢？

如上图所示，通过 SDN 打通的多集群，赋能了网络更多的功能。并且还可以不断丰富，持续改进。

路由：IP 子网之间的路由，可以在逻辑网络中完成，不需要有流量出到物理路由器或三层交换机。

防火墙：采用分布式实现，安全防护在每个节点的 vRouter 层面执行，只产生极少的 CPU 开销，并且能够线速执行。不会对物理防火墙设备上造成瓶颈。

逻辑负载平衡：支持四到七层的负载平衡，并且能够执行 SSL 端接。

VPN 服务：提供了 IPSec VPN。

浮动 IP：不需要逻辑路由器，直接可达虚机。

Rest API：可编程接口/监控分析 API

由于 SDN 的赋能，更多的功能即将到来，让网络更加强大。