內容簡介
深度解析SDN——利益、戰略、技術、實踐》內容涵蓋範圍較廣，從戰略、內幕、利益、技術到實踐全部覆蓋，對設備商、雲服務提供商、數據中心、企業IT運維人員、科研工作者等多個領域的從業人員了解SDN都會大有裨益。希望看過本書之後，讀者能夠對SDN有一個全面而又深刻的理解。
編輯推薦
1、《深度解析SDN——利益、戰略、技術、實踐》使用通俗易懂的語言全面深入介紹了SDN（軟體定義網路），適合所有想了解下一代網路的讀者閱讀，特別是了解其發展背後的利益關係、技術實踐等。
2、作者張衛峰作為一線SDN產品技術方向的把握者，跟ONF、OpenDayLight、OCP等組織有直接的溝通交流，對各個標準組織的動態和方向非常了解。
3、本書得到了多位業內專家的強烈推薦，包括中國移動通信研究院院長黃曉慶、《彎曲評論》創辦人陳懷臨、中國移動研究院網路研究所所長段曉東等。
4、SDN是網路創新的利器，必將引起一場網路革命，本書作者張衛峰告訴您SDN浪潮之巔那些事兒，值得閱讀。
內容提要
SDN是當前的熱點技術，但是由於SDN技術相對還比較新，而且本身內涵並不清晰，所以極容易產生誤解，不僅初學者不太容易把握，即便是已經接觸過一段時間的人，也仍然會造成混淆。《深度解析SDN——利益、戰略、技術、實踐》用通俗易懂的語言深入淺出地介紹SDN的概念本質，SDN架構，產生原因，發展歷史，各種對SDN的誤解，SDN對產業的影響和發展趨勢預測，各種標準組織及企業的動機和利益訴求，各個公司的SDN戰略、SDN產品、在產業鏈中的位置，一些熱門技術（如網路虛擬化、NFV、雲計算等）跟SDN的關係，SDN的熱門技術OpenFlow的分析以及OpenFlow所面臨的各種挑戰和嘗試，SDN Controller（控制器）的介紹，經過實踐檢驗過的多個套用案例分析。由於作者具有很強的晶片公司的從業背景，對SDN轉發麵也有深入的分析。
目錄
第1 章 認識SDN..................................................1
1.1 什麼是SDN ..................................................1
1.2 SDN 不是什麼...............................................6
1.3 SDN 架構.................................................7
1.4 SDN 發展歷史.............................................10
1.5 對SDN 的誤解...............................................16
1.6 不該被遺忘的SDN 先烈.............................19
第2 章 我們為什麼需要SDN...................................21
2.1 網路業務發展趨勢.......................................21
2.2 傳統網路碰到了瓶頸...................................24
2.3 SDN 如何來解決這些問題..........................25
2.4 SDN 適用的網路..................................................27
2.5 讓我們來看兩個案例...................................28
2.5.1 案例一：使用傳統交換機的案例..................29
2.5.2 案例二：使用OpenFlow 交換機的案例..................31
第3 章 SDN 相關組織及利益紛爭........................35
3.1 ONF（Open Networking Foundation）..............35
3.1.1 ONF 性質和職責..........................................35
3.1.2 ONF 組織結構...................................................37
3.1.3 ONF Plugfest .................................................38
3.1.4 ONS（Open Networking Summit）..............41
3.2 ODL（OpenDayLight） ...........................42
3.2.1 ODL 誕生的原因分析.................................42
3.2.2 ODL 主要目標介紹和分析...................45
3.2.3 ONF 和ODL 的比較...................................46
3.2.4 ODL 和ONF 的利益衝突......................47
3.2.5 ODL 內部利益之爭及Big Switch 的退出事件..................48
3.2.6 OpenDayLight 系統架構...........................51
3.3 OCP（Open Computer Project）................53
3.4 NFV（Network Function Virtualization） .........55
3.4.1 NFV 性質.............................................55
3.4.2 NFV 主要的工作目標................................56
3.4.3 NFV 所帶來的好處........................................58
3.4.4 NFV 跟SDN 的關係.....................................58
3.4.5 NFV 進展..................................................60
3.5 ONRC................................................61
3.6 IETF........................ 62
3.6.1 Softwre Driven Network.....................................62
3.6.2 I2RS .............................................................63
第4 章 詳解OpenFlow ...........................................65
4.1 OpenFlow 標準分析...........................................67
4.1.1 交換機轉發麵詳解....................................67
4.1.2 Controller 和交換機之間訊息................75
4.1.3 OpenFlow Channel ........................................78
4.1.4 Controller 角色和選舉.......................78
4.1.5 OpenFlow 系統性能指標......................79
4.1.6 OpenFlow Controller 和交換機工作流程...................80
4.1.7 對OpenFlow 標準的總結.....................81
4.2 OF-Config 介紹.................................................81
4.3 Controller（控制器）......................................84
4.3.1 Controller 架構介紹.....................................84
4.3.2 Onix 分散式Controller 模型.........................86
4.3.3 FloodLight ......................................87
4.3.4 Ryu............................................88
4.3.5 NOX/POX.........................................................88
4.3.6 Trema.............................................................89
4.4 OpenFlow 所面臨的挑戰.............................89
4.4.1 OpenFlow 控制面的挑戰........................89
4.4.2 OpenFlow 轉發麵的挑戰..........................91
4.4.3 晶片廠商的猶豫...........................................94
4.5 OpenFlow 轉發麵的各種嘗試和創新......................99
4.5.1 NPU 和FPGA 方案...............................99
4.5.2 TTP/NDM 方案........................................101
4.5.3 ONF 心目中的理想方案......................104
4.5.4 晶片廠商的折中方案.................................109
4.6 OpenFlow 非技術面的阻力...................111
4.7 Hybrid 交換機.............................................113
第5 章 網路虛擬化和SDN...................................115
5.1 什麼是虛擬化.............................................115
5.2 伺服器虛擬化................................................116
5.3 網路虛擬化.....................................................118
5.3.1 什麼是網路虛擬化..................................118
5.3.2 網路虛擬化的價值..............................121
5.3.3 網路虛擬化的戰爭................................122
5.3.4 網路虛擬化中的三種Tunnel 技術比較.................123
5.3.5 網路虛擬化的三種組網方案.....................126
5.4 雲計算跟網路虛擬化的結合.........................128
5.5 SDN 在網路虛擬化和雲計算中的作用...................129
第6 章 各公司的SDN 戰略及解決方案....................130
6.1 元老派廠商........................................130
6.1.1 Arista....................................................130
6.1.2 Brocade ......................................131
6.1.3 Citrix .........................................132
6.1.4 Cisco ........................................133
6.1.5 Dell ...............................................134
6.1.6 Ericsson..............................................136
6.1.7 Extreme.........................................136
6.1.8 HP（H3C）.................................................137
6.1.9 HuaWei ............................................................138
6.1.10 IBM........................................................140
6.1.11 Juniper................................................141
6.1.12 NEC .............................................................143
6.1.13 Radware .................................................144
6.1.14 RedHat ......................................................145
6.1.15 VMware ....................................................145
6.2 新生代廠商......................................................146
6.2.1 Big Switch..............................................146
6.2.2 Centec .......................................................148
6.2.3 ConteXtream............................................150
6.2.4 Cumulus.....................................................151
6.2.5 Embrane......................................................153
6.2.6 Midokura..................................................154
6.2.7 Nicira ........................................................155
6.2.8 NoviFlow...................................................156
6.2.9 Nuage.......................................................157
6.2.10 Pica8 ...................................................158
6.2.11 Plexxi ...................................................160
6.2.12 PlumGrid..................................................161
6.2.13 Vello Systems.........................................162
6.3 網際網路/雲服務公司................................164
6.3.1 Google...........................................................164
6.3.2 Facebook..........................................................164
6.3.3 Amazon.........................................................165
6.3.4 MicroSoft .................................................165
6.3.5 百度/阿里/騰訊........................................166
6.4 跟SDN 相關的收購.....................................167
6.4.1 Intel 收購Fulcrum Microsystems..................167
6.4.2 VMware 收購Nicira ................................168
6.4.3 Oracle 收購Xsigo System...............................168
6.4.4 Cisco 收購vCider..................................169
6.4.5 Brocade 收購Vyatta ...................................170
6.4.6 Juniper 收購Contrail.................................170
6.4.7 F5 收購LineRate....................................171
6.4.8 Cisco 收購Insieme..................................172
第7 章 SDN 真實套用案例分析.......................173
7.1 用SDN 改造Google WAN 網路......................173
7.1.1 背景介紹..............................................174
7.1.2 具體實現.................................................176
7.1.3 B4 網路改造項目總結................................179
7.2 ADVA 基於SDN 的虛擬光傳輸網路...............181
7.3 SDN 跟網路虛擬化的完美結合................184
7.4 用SDN 設備做安全分析和負載均衡.................187
7.5 運營商基於SDN 的SuperPTN...................189
7.6 Hybrid 交換機促進傳統網路跟SDN 的融合...........194
7.7 SDN 在無線接入領域的套用................195
第8 章 SDN 對行業的影響和發展趨勢...............198
8.1 SDN 對網路產業的影響...................198
8.2 產業鏈利益分析.......................................201
8.2.1 大型設備商.......................................202
8.2.2 中小設備商和創業型設備商.................202
8.2.3 軟體提供商（包括個人）...................203
8.2.4 大中型晶片廠商..................................203
8.2.5 小晶片商和新興晶片廠商.................203
8.2.6 設備用戶................................................204
8.3 SDN 未來發展方向分析........................205
8.3.1 SDN 必將興起，但不會一統江湖.............205
8.3.2 南向接口會開放化，但不會標準化...........206
8.3.3 北向接口將百花齊放，特定場景可能標準化.............206
8.3.4 OpenFlow 不會消亡，但僅是SDN 的一部分...........207
8.3.5 大型設備商仍會有優勢，但是影響力弱化..............207
8.3.6 沒有一個Controller 可以一統天下..................208
8.3.7 轉發麵會有OpenFlow 最佳化，但是不會有純OpenFlow ASIC 晶片... 209
8.3.8 白牌設備將大發展...................................209
8.3.9 廠商鎖定問題只會緩解，無法根除..................210
8.3.10 開源趨勢勢不可擋............................210
8.4 總結.......................................211
8.5 SDN is dead, Long live SDN！ ........................212
附錄A 跟SDN 相關的網站................ 213
精彩節摘
2.5.1 案例一：使用傳統交換機的案例
這個案例看起來跟SDN沒什麼關係，但是接觸SDN越多，我越容易想起這個案例。
圖2-4是筆者所負責的北歐的一個小型運營商客戶使用我們的傳統城域網交換機搭建的城域網路。這個網路要連線他們客戶的多個站點，從一個站點到另外一個站點要經過別的運營商的網路。經過別的運營商網路之前，需要在報文二層頭加一個所經過的運營商分配給他們的一個svlan，所以這個動作要在源交換機上完成。對源交換機來說，它必須根據報文的目的Mac地址打上不同的svlan。
比如在圖2-4中，所有從Switch1經過網路1發往Switch2的報文，要打上svlan1，所有從Switch1經過網路2發往Switch2的報文，要打上svlan2。而且加svlan的時候不能是基於出連線埠，因為從同一個出連線埠出來的報文可能到不同站點，這就意味著在Switch1上，必須根據目的Mac地址（這個網路是大二層網路）來加svlan。我們知道傳統的二三層交換機，一般都是根據源連線埠或者根據源Mac、源IP來加vlan，根據這些來加svlan是有理論依據的，IEEE的vlan classifcation裡面有定義，所以很多交換機都支持。但是根據目的Mac來加vlan很多交換機都不支持（有的是在ACL裡面支持，但是數量有限），該案例所用的交換機E330也不例外。其實E330所用的晶片是支持這個功能的，但是由於沒想到用戶會有這個需求，所以並沒有開發。如果要專門為這個用戶去開發這個功能，雖然也可以，但是畢竟是耗時耗力。而如果這個客戶用的是大廠商的設備，大廠商更是不可能去給他修改。這個案例發生的時候，筆者對SDN還不怎么了解，但是當時就在想：如果我們的交換機做得足夠靈活，用戶可以基於任何欄位來加vlan就好了。
而這個案例如果用後來的OpenFlow交換機V330來做，就是小菜一碟了。V330設計的時候並沒有考慮這個功能，也沒考慮IEEE所定義的vlan classification的功能，可以說沒考慮任何特定的網路功能，但是它就是能支持，因為根據OpenFlow的定義，交換機可以根據目的Mac或者源Mac或者別的任何欄位來進行匹配，一旦匹配到就可以做進行加vlan的動作。
當然有人會說，你這個例子說明不了什麼問題，只能說E330交換機少支持了一個功能而已，你把它實現了，不就可以了？問題是，用戶的需求千變萬化，誰的交換機敢說這些需求都能滿足？而且哪個廠家能夠發現一個新需求就去修改代碼支持？
這是一個典型的可以用來證明傳統交換機靈活性不夠而SDN交換機可以通過用戶軟體編程來靈活滿足不同客戶的不同需求的案例。
作者簡介
張衛峰，盛科網路軟體總監，數據通信和晶片設計領域資深專家，有十幾年的網路實踐經驗，對SDN、傳統二三層交換機、數據傳輸設備（PTN和IPRAN），從管理面到協定控制面一直到晶片轉發麵，都有著深刻的理解。
盛科網路是中國大陸地區唯一的交換晶片（ASIC）廠商，也是國內最有影響力的SDN創業公司和白盒設備提供商，還是ONF會員組織和ONF的晶片顧問委員會（CAB）的成員，有大量國內外的SDN客戶和實踐案例，在國外也有較大影響力。作者負責盛科網路交換機平台的架構設計，以及歷代交換和PTN產品的研發，參與設計了盛科網路歷代交換晶片，包括最新的SDN相關晶片，參與了幾乎盛科網路每一個SDN套用案例的方案設計或指導。作為公司SDN產品技術方向的把握者，跟ONF、OpenDayLight、OCP等組織的多位技術專家或者負責人有直接的溝通交流，深入了解過各個標準組織的動態和方向。在《程式設計師》雜誌、新浪微博等媒體頻繁發表了很多篇SDN相關的技術文章。
媒體評論
此書寫得非常不錯，深入淺出地介紹了SDN技術的發展歷程、總體架構、工作原理，是從事網路演進研究和開發的很實用的好書。
中國移動通信研究院院長 黃曉慶
衛峰的這本SDN 書能夠從細節著手，也能站在巨觀和產業界的角度來思考SDN 的套用場景、技術和政策走向，是非常難能可貴的。拿到該書的樣章後，我一口氣讀完了所有的章節，深感學到了許多有價值的知識。特別是衛峰對網路虛擬化的各種演變做了許多獨到的分析和闡述，體現了他在SDN 領域非常紮實的技術功底，以及他對產業界風雲變幻的精確把握，對此我深感讚許。強烈推薦計算機網路、系統和相關專業的研發人員閱讀此書，也強烈建議國家相關政策研究人員閱讀此書。
《彎曲評論》創辦人 陳懷臨
這本書讀下來第一個感覺是通俗易懂，相信稍微了解一點網路的人都可以讀懂。第二個感覺就是作者對網路特別是SDN 的認識非常深刻，非浸淫網路多年不足以寫出這樣的書。更難得的是，本書有很多作者自己獨到的觀點，這些觀點完全體現了作者作為一個晶片設計廠商、SDN 技術領先廠商的研發人員多年的技術功底。本書還有一個很吸引人的地方，就是在第7 章裡面列出來的SDN 套用案例，都是真實網路中部署的實際案例，很多都是作者親身經歷的，讀來感覺真實可信，極有說服力。希望有更多人能看到本書，及時擁抱變化，迎接SDN 對網路的改變。
中國移動研究院網路研究所所長 段曉東
SDN是網路行業的一次“變革”，數據和控制的分離打破了傳統網路廠商的封閉格局，使得更多的玩家可以按照自身的需求和理解來實現網路。本書作者作為中國SDN的領導廠商盛科的高級研究人員，根據自身豐富的從業經驗和對行業的深入見解，編寫了一本SDN專著，為我們解讀了SDN的發展歷程、技術細節、行業發展和未來趨勢，必將為SDN在中國的發展起到很好的推動作用。軟體定義網路，軟體定義世界。
UCloud 雲計算 CEO 季昕華
這是中國市場上第一本真正站在產業高度全面解析SDN的書籍，唯有浸淫網路產業核心領域多年沉澱的資深功力和專業功底，才能融淵博翔實和縝密邏輯於輕鬆筆調中，全面又深入地解析SDN領域的標準利益糾葛、技術路線之爭、廠商戰略博弈、最佳實踐總結，從市場到技術全面生動地呈現SDN的前生今世。好書一本難得，讀來令人喜悅。
計算機世界副社長 張群英 (@ 葑菲女郎花 )
衛峰是我們SDN QQ群的發起人之一，並且非常熱心地為大家授道解惑。也正是因為衛峰在數據通信特別是SDN領域有深厚的技術和實踐積累，才能通過樸實的語言和易懂的案例給大家娓娓道來SDN的故事並整理成書。看此書如同看袁騰飛老師講歷史課一般，讓閱讀者輕鬆理解並得到許多啟發。
SDN 聯合播報 創辦人 吳應輝 (@sdnap)
衛峰從多維度分解SDN的歷史、標準來由、產業鏈。深刻分析軟體定義網路不只是軟體+網路，這是本不可多得的網路教科書。
阿里巴巴網路架構師 龐俊英（ @KPang ）
前言
這本書的寫作是因為一個偶然的機會。2013年5月，CSDN的編輯在新浪微博上給我發私信，希望我為他們寫一篇SDN科普型的文章。我覺得這是個很不錯的事情，就寫了一篇6千多字的文章，發表在《程式設計師》6月刊上。這篇文章系統地介紹了SDN的起源、發展、概念定義、跟一些技術之間的關係、它面臨的挑戰、對行業的衝擊等。7月初，又收到電子工業出版社編輯的私信，希望我在文章的基礎上，進一步充實和擴展，寫一本系統介紹SDN的書。
寫書？說實話，在這之前我還真的從來沒想過，儘管我經常在微博上發SDN相關的技術文章，所以我的第一反應就是拒絕，沒時間。出版社編輯跟我深入分析了市場SDN教育書籍的缺位和大家對這方面的強烈需求，我立刻就改變了主意，Why not？SDN的很多內容都裝在我的腦子裡面，與其我每天在微博上東講一點，西扯一點，一個一個地去糾正一些對SDN的誤解，不如系統地把它寫出來，讓更多的人看到。於是，這本書就誕生了。
在寫作的過程中，我越來越覺得這個題材非常有意義，原因如下。
第一，SDN是一種革命性的技術，它對整個網路甚至基於網路的很多套用都有深遠的影響，而且它的影響是全方位的，它對設備商、運營商、網際網路公司、軟體提供商、企業用戶甚至個人用戶都有影響。而這樣一種影響如此廣泛的技術，介紹它的書籍特別是中文書籍基本沒有，網上雖然有很多文章，但是都不夠系統。
第二，SDN是一個框架，而不是一個具體的協定，而且跟其他技術相比，SDN是一種由用戶驅動的技術，這就決定了它的需求基礎旺盛而技術基礎薄弱，還遠沒達到成熟的地步，所以對它的誤解很多，對它的質疑很多，對它的實現方式也很多，對於網路基礎薄弱的大眾來說，就會有些無所適從，不知道它為什麼誕生，不知道它的架構是怎么樣的，也不知道它背後的利益關係是怎樣的，更不知道它會走向何方。甚至在那些對SDN已經有過較多研究的人群中，也仍然會有激烈的爭論，更不用說普通大眾了。所以，我覺得有必要有一本書系統地介紹一下，就算不能解決所有的疑問，至少讓更多的人了解一些真相，為大家進一步深入研究和討論奠定基礎。
這本書的寫作過程很快，三個月不到就寫完了，之所以能這么快寫完，是因為大多數內容都在我的腦子裡，無須到處去查閱，無須費盡心思去編造。除了一些事實性介紹，基本上是一氣呵成，而這一切都要歸功於我所在的公司——盛科網路。盛科是國內SDN領域的領先廠商，有大量SDN客戶，所以我有幸能夠了解很多別人了解不到的各個領域的SDN實際部署案例。盛科很早就加入了SDN領域最有影響力的ONF標準組織，所以我有幸能夠了解很多ONF的內部資料，還有機會跟ONF標準組織的大佬們通過E-mail或者面對面交流，了解到ONF的一些真實想法和未來動態。同時盛科又是世界上僅有的幾家交換晶片廠商，還是ONF的晶片顧問委員會（CAB）的成員，並且還做了世界上第一個針對SDN進行最佳化的ASIC晶片，而我也參與了歷代所有晶片的設計工作，所以我對整個SDN/Openflow的轉發麵的現狀、存在的問題都了如指掌，也比較清楚晶片界對未來的轉發麵走向的一些看法。同時，十幾年的數據通信生涯使我對整個數據通信行業的認識也比較深入。以上種種，都為我寫這本書提供了極大的便利，這也是我寫這本書的最大優勢吧！
本書最大的特點是什麼？我的責任編輯看完本書之後，在QQ上發給我的第一句話就是“你寫得太通俗了，連我都看懂了”，那我的目的就達到了。我看書的時候，一向都痛恨過於學術化的論述，己所不欲勿施於人，自然，我會刻意避免學術化表達。這在“SDN真實套用案例分析”一章體現得特別淋漓盡致，裡面的所有案例全部都是實踐總結而非理論分析。
除此之外，考慮到SDN還遠未到成熟階段，當前對SDN的“What”、“Why”、“Where”、“How”等問題的研究比具體的技術分析重要得多，所以本書把重點放在下面幾個方面，整體組織思路如下：
第1章澄清SDN的概念內涵，列舉一些流傳較廣的誤解並糾正，講述SDN的發展歷史。
第2章解釋為什麼我們需要SDN，網路碰到了什麼樣的挑戰，為什麼現有架構解決不了，以及SDN能帶來什麼好處，並用兩個案例來分別說明傳統網路的問題和SDN的好處。
第3章詳細介紹各個標準組織，他們想要達到的目的，分析隱藏在各個標準組織背後的利益紛爭，看看屁股是如何決定腦袋的。
第4章詳細分析OpenFlow標準，OpenFlow在轉發麵和控制面所面臨的挑戰，晶片轉發麵的各種嘗試和趨向，Controller（控制器）分析和介紹。
第5章介紹網路虛擬化的概念、歷史和現狀，分析SDN在網路虛擬化和雲計算中的地位和作用。
第6章詳細介紹30多個公司的SDN戰略、產品和方案，包括傳統廠商、新型創業廠商和網際網路公司，同時分析一些比較有影響力的SDN相關的收購，以進一步了解大公司的SDN戰略和意圖。
第7章分析了多個真實發生在不同領域的SDN套用案例，從中了解客戶的真實需求及SDN在其中的作用。
第8章深入分析SDN對網路產業格局的影響，以及SDN未來發展方向的預測。
這本書能順利寫完，首先要感謝我的家人對我的支持，兒子三天兩頭地對我說的兩句話就是：“爸爸你的書寫完了嗎？”“爸爸你趕緊寫書吧！”其次要感謝我的老闆@盛科孫劍勇對我的支持，是他鼓勵我寫這本書，而且在寫完之後幫我評審了一遍並給出了很多很好的建議。還要感謝我的同事@盛科_朱堅和@弓長東亞，我從他們那裡學到了很多。同時感謝我的編輯董英（@英子DD），為我的寫作提供了很多分析建議，表現出了優秀的專業精神，使這本書得以順利出版。最後要感謝SDNAP的創辦者吳總（@SDNAP），感謝他提供了一個很好的SDN網站和SDN交流平台，在跟大家的交流中了解到了很多信息。
由於作者水平有限並且SDN本身爭議很大，本書難免會有錯誤和疏漏，肯定也會有讀者對其中的觀點不贊成，您可以跟我進一步交流探討。
希望這本書能對讀者有所幫助，這是我的最大心愿。
張衛峰
2013年12月
