OpenFlow白皮书中文版北邮 李呈.pdf

OpenFlow 携手校园网创新 译者：北邮-李呈 Homepage: 摘要 本白皮书提出 OpenFlow：一种为研究人员提供的可以在日常网络中运行协 议的方式。OpenFlow 基于拥有内部流表，并能通过标准接口添加和删除流表项 的以太网交换机。我们的目标是鼓励网络厂商将OpenFlow 部署在大学校园骨干 网和配线间的交换机产品上。我们认为，OpenFlow 的是一个有意义的折衷：一 方面，它使研究人员能够以统一的方式在线速和高端口密度的交换机进行实验。 而另一方面，厂商不必暴露自己的交换机内部工作细节。除了允许研究者在真实 流量环境中评价他们的想法，在提出像 GENI 那样的大型测试平台的过程中 OpenFlow 还能是一个有用的校园组件。不久的将来斯坦福的两栋大楼会在商用 以太网交换机和路由器上部署OpenFlow。我们会鼓励其他学校也部署OpenFlow， 而且我们也会鼓励你考虑将OpenFlow 部署到你的学校。 分类和主题描述 C.2[互联网络]：路由器 普通术语 实验,设计 关键词 以太网交换机,虚拟化,流 1、可编程网络的需求分析 网络已经成为公司，家庭，学校的重要的基础设施。这个成功对于网路研究 者来说以一个福音也是一个诅咒。他们的工作将更有相关性，但是做出影响的机 会也越来越遥远。在任何给定的网络中对现实世界的影响在减少的原因在于我们 安装了大规模的设备和协议，而不愿对产生的流量做实验，这已经给创新设立了 一个过高的门槛。今天，在足够逼真的设置下（例如，大规模引入真实流量）， 几乎没有实用的方法去做网络新协议的实验 （比如新的路由协议，或IP 的替代 协议），以获得将其广泛部署所需要的信心。所以导致网络研究界的大部分想法 都是没有尝试和测试过的，因此人们普遍认为当今的网络基础设施已经僵化。 意识到问题之后，网络研究一直在努力开发可编程网络，例如研究新的网络 架构和分布式系统的全国性网络研究机构提出的GENI 。这些可编程的网络要求 程控交换机和路由器（使用虚拟化技术）可以处理数据包的多个相互隔离的实验 网络同时进行。例如，在GENI 中，可以设想，一个研究者将得到分配资源的整 个网络的切片，包括一部分的网络链路，分组处理元件（例如路由器）和终端主 机;研究者可以根据他们的需求进行编程。一个切片可以拓展到骨干网，接入网， 校园网络和工业研究所，其包括配线间，无线网络和传感网络。虚拟可编程网络 能降低创新的门槛，加快在网络基础设施上的创新速度。但是全国范围的部署设 施是雄心勃勃的（也是昂贵的），而且这需要几年来完成这个部署。 本白皮书的重点是更现实的短期问题：作为研究者，我们怎么能在我们的校 园网运行网络实验？如果我们知道如何去做，我们会马上开始，然后把技术推广 到其他学校，让整个学术界都受益。 为了解决这个挑战，我们需要回答一些问题，其中包括：大学校园网络管理 员如何才能舒服地把实验设备（交换机，路由器，无线接入点等）加入到网络中？ 研究者们如何在不影响其他使用该网络的人的情况下，控制一部分的本地网络？ 而真正需要哪些功能才能让交换机去支持实验？我们的目标是提出一种能把可 编程拓展到校园配线间的交换机的新特性。 一种方法是说服商业“名牌”设备供应商提供一个在交换机和路由器上提供 开放的，可编程的虚拟化平台，让研究人员可以部署新的协议，而网络管理员可 以因为设备得到很好的支持而感到欣慰。这在短期内是不可能的，所以我们并不 采用。商用交换机和路由器通常不提供开放的软件平台，更不用说提供虚拟化， 无论是他们的硬件或软件的虚拟化。商业网络的做法是，标准化的外部接口很窄 （即只包转发），而所有的交换机的内部灵活性是隐藏的。而不同的厂商的交换 机内部都不同，这没有一个标准让研究者去验证他们的想法。此外，网络设备厂 商是对开放接口里面的盒子紧张是可以理解的：他们花了几年时间部署和调整脆 弱的分布式的协议和算法，而且他们担心新的实验会带来网络崩溃。而且，开放 的平台降低了竞争者的准入门槛。 已经存在一些开放式的软件平台，但不具备我们所需要的性能和端口密度。 最简单的例子是有多个网络接口和一个操作系统的个人电脑。所有知名的操作系 统支持接口之间的数据包的路由和已部署的开源路由协议（例如，作为Linux 发 行版的一部分，或者从XORP[2] ）;而