SDN如何應(yīng)對ipv6的到來

IPv6喊了這么多年，終于是“狼來了”。自從2017年底，中辦和國辦同時(shí)發(fā)文《推進(jìn)IPv6規(guī)模部署行動(dòng)計(jì)劃》之后，IPv6就波濤洶涌地來了，所有的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營單位都要實(shí)際部署IPv6，并接受檢查。之所以如此急切要求過渡到IPv6，是因?yàn)镮Pv6是智能網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。一時(shí)間，IPv6似乎打斷了SDN的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)進(jìn)程，各大網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營單位都忙于IPv6改造，至少要在網(wǎng)絡(luò)中，將雙協(xié)議棧業(yè)務(wù)運(yùn)行起來，一定要滿足兩種終端的訪問要求。所有的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備都要支持IPv4和IPv6雙協(xié)議棧，SDN網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)似乎停了下來。IPv6的引入，讓SDN的重構(gòu)進(jìn)程變得困難，SDN技術(shù)面對的仍是IPv4網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在一下子來了個(gè)IPv6，SDN該如何適配，能夠完好支持都成了問題，IPv6給SDN出了不小的難題。IPv6的到來的確給SDN帶來了沖擊，讓SDN部署變得困難。不過，IPv6是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的支柱，不可缺少，替代IPv4是遲早的事情，SDN怎么會(huì)料不到呢。其實(shí)不然，制定SDN標(biāo)準(zhǔn)的ONF（開放網(wǎng)絡(luò)論壇）已經(jīng)在OpenFlow v1.2中規(guī)定了對IPv6基本協(xié)議支持，包括增加IPv6源地址和目的地址、IP協(xié)議號、業(yè)務(wù)類型、ICMPv6類型和編碼，IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)及IPv6流標(biāo)簽等匹配域的支持。在v1.3中規(guī)定了對IPv6擴(kuò)展頭支持，最新的SDN標(biāo)準(zhǔn)完全可以支持IPv6。

IPv6和SDN到底是什么關(guān)系呢？其實(shí)是兩種完全不同的技術(shù)，可以把SDN比喻成一個(gè)平臺的技術(shù)，IPv6是平臺上跑的具體協(xié)議和協(xié)議棧，是支持和被支持的關(guān)系，它們根本是兩個(gè)空間的東西，并不矛盾。以往SDN上跑的都是IPv4協(xié)議，SDN控制器互通互訪也都是通過IPv4地址，下發(fā)流表和控制交互協(xié)議Openflow都是基于IPv4協(xié)議的?，F(xiàn)在不僅要支持IPv4，還要支持IPv6，控制器地址可以是IPv6的，下發(fā)流表和Openflow都可以是IPv6的，這個(gè)實(shí)現(xiàn)并不復(fù)雜，只不過將IPv4地址替代成IPv6，可以打通即可。SDN的核心功能只有使用IPv6段路由和服務(wù)鏈等工具，才能真正發(fā)揮軟件優(yōu)先網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的真正優(yōu)勢。當(dāng)您在簡化的IPv6內(nèi)核上疊加強(qiáng)大的SDN編排時(shí)，您會(huì)發(fā)現(xiàn)SDN可以提供的效率、性能和可靠性都會(huì)得到真正的提升。

原本IPv6和SDN無本質(zhì)聯(lián)系，是完全不同技術(shù)，卻機(jī)緣巧合“湊”在一起，下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開新技術(shù)和新應(yīng)用的推動(dòng)，IPv6與SDN這兩個(gè)技術(shù)都是下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的支柱，缺一不可。SDN通過將二、三層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制功能與設(shè)備本身進(jìn)行分離，將分離后的控制功能集中統(tǒng)一管理，使得設(shè)備更加簡單、方便，再通過Openflow將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，讓底層設(shè)備所流出的資源變得更加容易控制和管理。IPv6地址終端數(shù)增多，意味著更大的路由表和更復(fù)雜的查詢，SDN這種控制、轉(zhuǎn)發(fā)相分離，集中管理理念正好可以在IPV6中發(fā)揮重要作用?；赟DN架構(gòu)，出口處NAT64設(shè)備只用負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，能大大提升網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)能力，而相應(yīng)的控制放到云計(jì)算資源管理平臺去。SDN的可編程和靈活性，可以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不斷優(yōu)化，只用升級相關(guān)的控制軟件即可實(shí)現(xiàn)更多應(yīng)用和功能的升級，讓網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施既支持IPv6應(yīng)用，又不用擔(dān)心資源浪費(fèi)。開放SDN技術(shù)將助力IPv4向IPv6過渡。相反，IPv6 對 SDN 亦有積極推動(dòng)作用。SDN核心功能只有使用IPv6 段路由和服務(wù)鏈等工具，才能真正發(fā)揮軟件優(yōu)先網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的真正優(yōu)勢。全球IPv6論壇主席Latif Ladid強(qiáng)調(diào)，IPv6在近年內(nèi)取得巨大增長，全球部署正在全面展開，5G與IoT，甚至SDN/NFV以及云等新技術(shù)的發(fā)展都是IPv6部署和應(yīng)用的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力，IPv6已經(jīng)成為5G、IoT、SDN/NFV、云計(jì)算以及邊緣計(jì)算等新興技術(shù)的基礎(chǔ)。

然而，現(xiàn)有的IPv4網(wǎng)絡(luò)不可能一下子全部由IPv6替代，這是需要一個(gè)漫長的過程，IPv4和IPv6將在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)存在，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，甚至在同一臺設(shè)備上，這就需要SDN可適配這種混合組網(wǎng)。SDN可用控制面提供的標(biāo)準(zhǔn)控制接口編寫IPv4與IPv6互聯(lián)的應(yīng)用軟件，然后將其以插件形式添加到SDN控制器中，當(dāng)控制器收到IPv4主機(jī)與IPv6主機(jī)間通信數(shù)據(jù)包后，會(huì)將數(shù)據(jù)包交給IPv4與IPv6互聯(lián)的應(yīng)用模塊處理，然后將根據(jù)處理結(jié)果在交換機(jī)中設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。最后，交換機(jī)根據(jù)控制器下發(fā)的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，對數(shù)據(jù)包完成傳輸交換。這個(gè)過程還未經(jīng)過驗(yàn)證，僅限于理論實(shí)現(xiàn)，所以具體實(shí)現(xiàn)中肯定會(huì)存在很多問題，需要不斷修正和完善?；诩僆Pv6網(wǎng)絡(luò)的SDN，已經(jīng)展開了一些實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的測試。所以，從技術(shù)方面SDN支持IPv6應(yīng)該不存在難度，但還需要大量的實(shí)踐和修正，由于是雙棧網(wǎng)絡(luò)，SDN如果去適配雙棧網(wǎng)絡(luò)，會(huì)遇到什么問題都是未知數(shù)?，F(xiàn)在，IPv6一下子來了，全網(wǎng)都要開啟IPv6，運(yùn)行雙棧，倒逼SDN要跑步前進(jìn)，僅有支持的標(biāo)準(zhǔn)是不夠的，要經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，還要實(shí)踐落地，現(xiàn)階段SDN支持IPv6還有很多事情要做。

IPv6是要解決我們現(xiàn)在IPv4緊缺的現(xiàn)狀，SDN是要滿足我們在云計(jì)算場景下資源動(dòng)態(tài)遷移和業(yè)務(wù)變化的需求，兩者均不可缺少，都是未來網(wǎng)絡(luò)必須的。要兩手都要抓，兩手都要硬。2016、2017年時(shí)，SDN大量落地，SDN技術(shù)部署出現(xiàn)瘋狂局面。推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備銷售，提升設(shè)備售價(jià)，可以說SDN軟件是一種增值服務(wù)。2018年，IPv6搶了風(fēng)頭，全網(wǎng)啟動(dòng)雙棧協(xié)議，為IPv4向IPv6切換做準(zhǔn)備，此時(shí)SDN似乎一下子平靜了下來，SDN建設(shè)熱潮又慢慢冷卻下去，處于嘗試觀望狀態(tài)。不過，歷史的車輪是不會(huì)倒退的，這些技術(shù)縱然有這樣那樣的限制，但發(fā)展完善的方向不會(huì)變，相信進(jìn)入2019年，IPv6和SDN會(huì)齊頭并進(jìn)，都會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)改造的熱點(diǎn)，讓網(wǎng)絡(luò)走向融合，開啟一個(gè)屬于下一代互聯(lián)網(wǎng)的新時(shí)代。