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多云互联的现实困境与开源SDN之路

2020年03月03日 14:29 来源:本站综合

​作者:张建勋

“我更喜欢把SDN翻译成‘啥都弄’,好像所有和网络沾边的东西都往SDN上靠。”

“现实情况下,多云是很多客户IT基础架构向前发展的必经阶段。”

“我们部署的环境所采用的技术并非是开放的技术,而是过分依赖于网络交换设备的平台,在网络这一块,并没有实现统一的调配。”

“所有SDN执行对应的技术细节,都将由软件来完成。”

“国内很多的企业和行业,他们在应用云的速度、需求和多样性上会比国外更多。在他们寻找适合自己的云资源管理和调度的过程中,开源带来了更多的创新性。”

“未来在技术架构上一定是开放的、解耦的,在界面上是统一的,可以为其服务的行业提供统一的云化管理。”

本文整理自TF中文社区技术代表、瞻博网络中国区合作伙伴技术经理张建勋在TF中文社区“2020第一次Meetup”上的演讲,分享多云现实的困境及出路。XXX作为合作方,经主办方和演讲者审阅授权发布。

在TF中文社区1月7日的“2020第一次Meetup”活动上,来自Tungsten Fabric技术研发和一线使用者、关注多云互联的从业者、开源SDN的爱好者们互相切磋、支招,现场气氛热烈,精彩内容不断。Tungsten Fabric在中国的广泛应用正在越来越真切地走来。

本次演讲及TF中文社区“2020第一次Meetup”活动资料,请在“TF中文社区”公众号后台点击“会议活动-Meetup”领取。

TF中文社区技术代表、瞻博网络中国区合作伙伴技术经理张建勋

大家好!抛开厂商的身份而言,一直以来我抱着一个很“戏谑”的态度来看待SDN,SDN的英文名称是software defined network,我更喜欢把他翻译成---“啥都弄”,好像所有和网络沾边的东西都往SDN上靠。当然,戏说归戏说,在实际的应用场景中,客户的IT建设旅程中客户越来越去关心关于多云,关于开源,关于SDN落地的现实问题。

在和大量客户沟通的过程中,我们发现客户的IT基础架构建设到一定规模的时候,在网络层面一定会遇到各种各样的问题。这些问题在以前的时候并没有碰到过,在多云的场景下,SDN遇到了挑战,以至于它的业务并没有真正的执行,或者说业务并没有真正通过SDN的方式去实现。

接下来我演讲的内容,一方面是基于技术的细节,另一方面是从发展趋势和客户的反馈来做分享。

我们天天在讨论多云,为什么会有多云?客户为什么会去选择这样一个架构?是求新求炫,我想原因是多方面的,而现实情况下,多云是很多客户IT基础架构向前发展的必经阶段。

站在技术演进的角度来说,最早客户开始做IT的时候,就是买服务器、装操作系统、装数据库、做各种各样的应用,对吧?当时是没有任何虚拟化的,这种情况下也谈不到云,就是所谓的烟囱式的架构,一个业务就是一套系统,数据-存储-网的这样一套系统。

后来有了虚拟化的概念,这是大家都知道的一个共识,虚拟化是云的基础,引入了一些商业化的虚拟化软件,再后来有了第三方开源的虚拟化编排系统,几年前特别火的就是OpenStack,我相信在座的很多从业人员,一定都是从OpenStack里面一步一步跟着演进过来的。在经历了架构变化后,加上这种开源的虚拟化,大家对云的认识逐渐走向了成熟。

在三、五年前的时候,我们去跟客户沟通,还要跟他们讲云能带来什么好处,现在就很少讲这个了。客户更多想要的是,我怎么去实际做一个云。IT的技术,尤其是网络部分,越来越紧密地和业务应用结合起来。

不过,所有的业务在开启、迁移的过程中,在实现所谓的弹性的过程中,从业务系统、计算、存储的角度,都有自己的弹性化设计,但网络不一定有,这就会带来很大的问题。当客户接受了更深层的云化技术之后,这两年我们突然发现,虚拟化的形式发生了变化,从原来VM的形式变成了柔性化的形式。K8s逐渐火了起来,真的是解放了大量的生产力,但是也带来了非常多的问题。

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整个行业里面云的平台和技术都有变化,但不是那种颠覆式革命性的变化,而是呈阶段性的,不同的平台,不同的技术共存,共同支撑客户IT架构这样一个情况。

另外,客户的IT应用实际上是有它自己的技术特征的,对于高可用性技术的依赖和使用,意味着业务可能会放在不同的平台下。

再进一步,在技术不断提升的过程中,客户还有对于技术把控性的需求,像金融,互联网企业,大型的企业客户,他们都会出于本身技术创新性的考虑,我要利用新的技术去实现我们自主创新。

这导致在现有场景下,客户至少会有两、三个平台的存在,同时也可能会有物理机的存在,在这个情况下,多云实际上就不是以往厂商的角度,而是客户在他的设计规划以及演进的过程中一个必然的状态。

在迈向多云的过程中,我们可以去学习各种技术,但是整体的企业IT架构最难的部分其实是管理,是我们如何把这些多云环境统一为我们所用,这一点是最难的,也是最复杂的。这种管理包括资源调配,包括网络通信,包括业务能否真正映射到下面的基础架构中,在技术的管理之外,还涉及到整个体系的管理。

在选择使用云服务的时候,客户乃至整个行业都能够得到一个共识,云可以改变IT架构,可以将资源集中,可以让我们的业务更具经济性、更具弹性。但是,基于目前的多云部署现实,网络环境和基础架构采用多云环境,又使得资源从原来极度的分散,变成一种多云的集合。

对于一个客户而言,他可能既有公有云的平台,也有私有云的平台。在私有云的平台中,还可能会有混合部署的环境,包括VMware、OpenStack、K8s、OpenShift等各种各样的网络基础架构。

从云的本质上来说,我们是有计算资源、存储资源、网络资源,以及相应的协调和编排,但由于选择得了多云环境,产生的一个结果就是,每一个云都是孤立的,每一个云都像是一个信息的孤岛。这也是为什么我们说网络在这两年变得更加重要。

在行业拥抱云的过程中,是想要用管理的方式去解决的,而对于一个企业而言,更希望看到的是什么呢?不管云是什么形态,什么结构,什么内容,都能够有一个统一的界面,下面管理的不再是裸机的服务器,不再是原来的那些交换机,而是云。

资源就像自来水一样,想得到什么就是什么,而不需要关心下层究竟是怎么样的。于是更多企业开始考虑,在多云的环境下,在技术平台上放置一个CMP云管平台,去做多云的统一管理。

但这个过程不是那么容易的,没有任何一个通用厂家的产品可以做到,你没法做排列组合,它一定是很定制化的,因为每一个客户用的云平台可能是不一样的,对技术的诉求是不一样的,对云的资源的使用流程是不一样的,对云投资和保护反馈的信息是不一样的。

这实际上就是行业中大家共同的一个愿景,通过资源的管理,实现可创建的自动化,可迁移的自动化,可编排的自动化。要真正实现这个愿景,我们需要从网络的角度,下沉到不同的技术要求当中去。

 

SDN就是伴随着云的发展而来的,在SDN中我们可以将功能去做一个拆解,这种拆解包含于数据中心的不同环节。而针对于数据中心内部,我们只有一个非常朴素、简单,而且很重要的功能,就是在多云平台环境下,在数据中心内部实现统一的网络打通,进一步是underlay硬件设备的管理;而在数据中心之间,我们希望实现业务在多个数据中心之间的双活,包括流量管理以及运营调动;随着混合云进入人们的视野,我们更多会关注针对于不同的公有云平台,能否实现统一的网络打通,能否实现统一的SDN的调配和管理。

同时,在网络环境中进一步增加业务的统一安全策略,从而实现联,智,展,安这几个基本功能。

所以,针对于整个网络而言,最基本的诉求就是,任何一个位置,我都可以将你的业务通过自动化的方式去打通。而在多云环境的现实中,SDN实际上在真正使用的过程中,还是遇到了各种各样的难题。

这种难题主要在于,我们部署的环境所采用的技术并非是开放的技术,而是过分依赖于网络交换设备的平台,由于我们将云平台做了不同环境的割裂,所以在网络这一块,并没有实现统一的调配。

比如说,我们今天要建设一个小的数据中心,那么这样一个数据中心要用某一个平台,或者某一个架构,你可能所有业务的联系都要由该设备的厂商来提供,或者说都会有这一部分硬件的交换。

这在小型数据中心的环境里是没问题的,但如果我们将数据中心延伸,或者要扩展一个数据中心,还要去采购另外一套硬件的设备,在采购的过程中就会出现这样的情况。

这对于客户所带来的挑战是,你需要了解每一个硬件SDN,它所支撑的功能是怎样的;其次,所有的硬件SDN之间很难实现互联互通和统一管理;第三,如果我们将服务进一步去打通,增加云中的应用服务,比如服务链的功能,基本上就是无法实现的,同时,还会存在技术的演进和挑战问题。

所以我们在想,在客户的多云发展历程中,我们应该提供的是统一的网络,不受任何硬件设备的限制,也不受任何软件平台的影响。在我们去致力于推广Tungsten Fabric的时候,想做的事情,就是在这样一个环境下,将云网络的功能从原来的硬件设备的部分迁移到软件的部分,所有SDN执行对应的技术细节,都将由软件来完成,并且它还是一个开源的软件。 

这种思路和想法,实际上也是行业中存在的共识。比如说,我们去看Amazon、Google这样的国外的公有云,当他们去部署SDN和云的时候,是不会受制于任何一个硬件交换机厂家的。国内也是一样,我们去看腾讯、阿里、百度,它们整个云化数据中心的部署,同样有很多硬件设备供应商的参与,但这些厂家并不会加入任何私有化的数据中心技术在里面。

计算的资源可以统一调度管理,存储的资源也可以统一调度管理,唯独网络,当网络被撕裂之后,我们整个数据中心就会被拆解得七零八落,很难统一地架构起来。我们希望达到的效果,就是在部署的过程中,所有的上层云平台下发的,关于网络的要求和指令,都由一个统一的SDN控制器来完成。

这个统一的SDN控制器,会将它要求的服务和策略直接下发到底层的软件层面,而这时我们在中间负责转发实际数据的硬件交换机,仅仅作为最简单的数据传输的服务就可以。

那就意味着,在这样的过程中,中间层的硬件交换机它是可以被替换的,甚至于它的功能可以进一步去削减。这种方案既减少了客户对硬件设备的功能依赖,同时也让我们在选择一个方案的时候,可以根据软件的要求做进一步的扩展。Tungsten Fabric作为一个开源SDN的解决方案,就是致力于去解决这样一个问题。

Tungsten Fabric原来的名字是OpenContrail,2013年正式开源,2017年加入到Linux Foundation,并在2018年更名为Tungsten Fabric。这是在现在的多云化环境中,一个非常流行的,无论从功能性还是性能角度,都可以为客户带来实际SDN帮助的控制器,而且它是一个开源的平台,这一点非常重要。 

这些年我们看到,国内很多的企业和行业,他们在应用云的速度、需求和多样性上会比国外更多。在他们寻找适合自己的云资源管理和调度的过程中,开源带来了更多的创新性。

在进行部署的过程中,我们使用的方式非常简单,就是在服务器层增加一个vRouter,这个虚拟路由器将作为每个服务器节点上的网络控制管理、策略执行,以及转发的平台。它包含两方面内容,在控制平面,会统一地接受SDN控制器的调度,去创建网络,连接网络,以及执行相应的策略。在转发层,是基于LinuxKernel去进行转发,转发过程中可以采用不同的封装方式。

实际上大家可以看到的是,我们现在的网络构架,尤其刚才我提到过客户逐渐走在多云的环境中,他们面临的急迫诉求,就是在不同的环境中如何采用一个统一的网络解决方案,而且这个解决方案一定不是某一个独立的厂家,或者是有独立的产品平台去提供。

从现在的技术发展上来说,Tungsten Fabric现在已经开始使用docker的方式,容器化会成为未来的一个技术方向,本身SDN的平台也需要做进一步的规划。我们的产品从早期的3.0,发展到现在的5.0,已经完全是一个容器化的产品了。从整体部署上来说,我们也支持针对于容器的平台的支撑。

其实这半年我们跟客户拜访的过程中,发现他们面临着很大的问题,不是说K8s本身的问题,而是K8s网络的问题,他在网络设计方面有自己的独特思路,以至于迁移的过程中,会带来很多纠结的部分,内部IP怎么访问啊,ingress和service到底什么关系啊等等。在这一块,开源的Tungsten Fabric K8s平台,可以解决客户在实际的部署场景中网络通信的问题。

更进一步,客户在进行网络以及业务迁移的过程中,比如说从传统OpenStack迁移到K8s,或者说从裸机迁移到K8s,在这个过程中我们去实现网络的打通。

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我们再来看安全性,客户经常面临这样的问题,比如说有三个场景,第一个场景是测试的环境,我们从A到B到C有三个业务,这三个业务如果要做一个策略的话,在第一个场景中我们要有一个策略,而且是一个管理层级的下发下去,如果存在第二个数据中心,可能我会有第二个策略,到第三个数据中心,会有第三个策略。

在Tungsten Fabric我们希望实现的,是只使用一个策略,跨越多云,多个环境,那就意味着所有的安全策略将不以位置和平台去做决定,而完全基于客户的业务能力。我们去确定ABC,不管这三个业务分属于哪一个平台,对我来说只使用一个策略,而且在开源的版本中直接可以明确实现。

更进一步,我们希望将策略不只部署在私有云的环境中,还能在不同的公有云环境,以及不同的平台下统一地去做支撑,这是我们希望看到的。在未来的SDN场景下,我们能够为客户提供统一的网络连接,以及统一的安全策略,这是SDN要做的一个非常重要的职责。

总结来说,多云互联的问题实际上是客户发展过程中一个很大的痛点和瓶颈,因为你在不断迁移的过程中势必会有多个不同的平台,既存在于公有平台,也存在于商业化的平台,甚至开源的平台。在此过程中,有一个统一的SDN控制方案进行管理是非常重要的,它可以帮助客户去实现业务的联通,以及安全策略的统一部署。

更进一步,客户希望将技术掌握在自己的手里,当我们进行科研创新的时候,开源技术可以给予我们很多滋养,它是一个开放架构的开源平台。

我相信,在未来整个产业不断发展的过程中,在技术架构上一定是开放的、解耦的,在界面上是统一的,可以为其服务的行业提供统一的云化管理,同时进一步实现国内的云相关技术的自主、可控和创新。

Tungsten Fabric为我们所有行业里的人带来的是什么?我们看到一个自主的,一个可以帮助客户实现多云互联、便于管理,并且不会受到任何硬件设备限制的解决方案。

很感谢今天能来这么多人参加这个会,大家都这么关注开源SDN,我们也需要进一步思考,究竟什么样的SDN对行业是有帮助的。希望相关行业的技术从业人员,可以关注Tungsten Fabric的发展,我们也致力于和客户一起去实现云的自主创新,推动未来的产业发展。

谢谢各位!

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编辑:成展鹏
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