廣泛介紹 sdn 相關生態圈

1. SDN 之旅
openSUSE.Asia Summit 2015
小飛機@study-area
2015/12/06

2. 自我介紹
• a.k.a 小飛機, pichuang
• 社群
– SDNDS-TW Co-Founder
– Study-Area 苦力組
– Agile Community HsinChu 地陪
• OpenSource
– OpenNet
– Mininet
– OpenvWrt
• pichuang@cs.nctu.edu.tw
• http://blog.night9.cc

3. Agenda
• Introduction to SDN
• SDN Architecture
1. Controller
2. Switch
3. Simulator
4. Analytic
• Conclusion

4. Introduction to SDN
瞎子摸象

5. Legacy Network
Host BSW SWHost A SW
Control Logic Control Logic Control Logic
• 每台 Switch 皆獨立運作 (Standalone)
• Packet 經過每一台 Switch 皆須運算一次

6. SDN Network
Host BSW SWHost A SW
Controller
Business Applications
REST API
Application Layer
Control Layer
Infrastructure Layer

7. What is SDN?
• 一種網路設計理念
• 特點
– Control / Data Plane 分離
– 控制集中化
– 可視化
– 網路邏輯可程式化

8. Why SDN?
• 將網路視為資源的一部份
– Cloud Service Provider 因應來自租戶 (Tenant) 快速變動的資源需
求
• 智慧自動化控制網路
– 降低操作費用
– 減少人工失誤次數
– 縮短平均恢復時間 (Mean Time to Recovery, MTTR)
• 高度客製化軟體
– 專注使用者真正想要的功能

9. SDN Switch
White Box 戰國時代

10. Switch 演進史 (1/2)
Chipset
Box
Network OS
Application
Switch 架構
ODM Chipset
ODM Box
IOS, NX-OS
L3, L4, Firewall, …
C 牌 Legacy Switch

11. Switch 演進史 (2/2)
Chipset
Box
Network OS
Application
Switch 架構
ODM Chipset
ODM Box
Linux-based OS
Customized Apps
White Box Switch
CPU: Intel x86_64
RAM: 8GB
Disk: 512G

12. White Box Switch
• “Switch as a Server”
• 高度客製化
– Hardware
• CPU, RAM, DISK
– Software
• OS, Application
Edge-Core 5712-54X-O-AC-F相簿: https://goo.gl/photos/RRfNt67zi2LBbf8v9

13. White Box Ecosystem
Chipset
Network OS
Box
OpenNetworkingLinux

14. OpenSwitch Screenshot

15. 40:12 開始
• https://www.livecoding.tv/video/twsdnpichuang-openswitch-6/
Demo OpenSwitch

16. OpenNetworkingLinux ScreenShot

19. OpenvSwitch
• 產品等級的 Software Switch
• Multilayer Virtual Switch
• 支援 OpenFlow 1.0 – 1.4
• 其他知名專案採用
– OpenStack Neutron ML2
– Docker SocketPlane
– XenServer

20. SDN Controller
Brain of Network

21. SDN Controller
SDN Control Logic
Southbound API
Northbound API
SDN Controller 架構
• Northbound API
– 將 SDN Applications 及 Controller
串起來溝通的北向介面
• SDN Control Logic
– 處理所有南北向或其他資訊的邏輯中樞
• Southbound API
– 將 Switch 及 Controller
串起來溝通的南向介面
SDN Architecture: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e6/SDN-architecture-overview-transparent.png

22. SDN Control Logic
Southbound API
Northbound API
SDN Controller
Northbound API Driver
SDN Application Logic
SDN Application
Southbound Agent
Forwarding Engine
SDN Switch
Controller Framework
OpenFlow Driver
BGP Agent
BGP Driver
BGP Logic
OpenFlow Agent
Forwarding Engine

23. Ryu (1/2)
• NTT 發起
• 使用 python 撰寫而成
– 推薦入門 SDN Controller
– 容易上手修改
• 支援協定
– OpenFlow 1.0 ~ 1.5
– Netconf
– OF-config

24. Ryu (2/2)
• 使用簡單
• 無痛安裝
– sdnds-tw / ryuInstallHelper
$ ryu-manager simple_switch_13.py ofctl_rest.py rest_topology.py

25. ONOS
• ON.Lab 主導
– Sponsor 多為電信商組成
• 使用 Java 撰寫而成
– OSGi framework
• 特性
– 可擴充, 高可用性
• 支援分散式架構
– 功能模組化
• 可動態安裝卸載 Applications
– 提供 CLI / GUI 操作介面

26. ONOS Screenshot

27. OpenDayLight
• CISCO 主導
– Sponsor 多為設備商組成
• 使用 Java 撰寫而成
– OSGi framework
• 特性
– 與 OpenStack Neutron 整合度高
– 開發者社群活躍
– …

28. SDN Simulator
研究教學兩相宜

29. Mininet
• ON.Lab SDN Simulator Project
• 可以建立任何你想得到的 Topology
• 技術背景
– Linux namespace + cgroups
– OpenvSwitch / CPqD

30. Mininet Screenshot

31. OpenNet
• D-link / MOST Project at NCTU
• Distributed OpenNet
– 支援多台主機分散模擬 SDN Topology
• 結合 NS3 及 Mininet
– 可模擬 Wireless / Wire 行為
– 可使用 Tunneling Protocol 測試跨主機模擬
• GRE / VXLAN / GENEVE
• Ansible Style 一鍵式安裝
– 只需填寫 master / slave hostname 即可
• 大量的 Examples 可供直接測試

32. 參考連結
• Mininet
– https://github.com/mininet/mininet
• Mininet 介紹
– http://www.slideshare.net/ssusera21600/sdnds-twmeetup3
• OpenNet
– https://github.com/dlinknctu/OpenNet
• OpenNet Demo
– https://goo.gl/hwmMe1

33. SDN Analytic
分析網路

34. OpenADM
• D-link / MOST Project at NCTU
• 分析 診斷 管理 SDN 網路的框架
• 特性
– 相容許多 SDN Controller
– 可轉發特定的 Flow
– By Port / Flow 統計數據
• 相關連結
– https://github.com/dlinknctu/openadm
– https://vimeo.com/106959057

35. Conclusion
• SDN 在快速變動的雲端業務有其強烈需求
• 跨領域整合需求於未來會越來越高
– OpenStack Neutron
– NFV
– Container
• 朝客製化取向
• 技術入門門檻較高，上手不易

36. SDNDS-TW Community
• 對 SDN / NFV 發展有興趣者
• 對 SDN 之整合應用有興趣者
– OpenStack
– Docker
• 對 OpenSource 貢獻有興趣者
• 歡迎您的加入
sdnds.tw

37. Q&A
https://www.facebook.com/catsudocat/