从网络生命周期的角度对比分析MPLS和SDN网络

网络一直受到应用的批评，即部署速度和灵活性同时满足各种需求。

网络越大，就越接近简单基础的可达服务，而不仅仅是为某个应用程序、临时连接或重要用户提供即时定制服务。

提供这种服务的成本是设计层面不可规模化，运维层面全人为操作，障碍物排除层面灾难性。

如何让网络在更多的维度和更细的粒度上为上层工作，除了统一的北向接口，一个大脑就能理解拓扑、管理设备、设计路径是一切可能的基础。

从网络生命周期的角度对比分析MPLS和SDN网络

思科服务部门定义了网络生命周期，首字母连在一起PPDIOOOOOOOO分别代表P(Prepare预备)、P(Plan计划)、D(Design设计)、I(Implement部署)、O(Operate运维)、O(Optimize优化)。

前两步Prepare和Plan主要从需求入手，依次明确战略、资源、关键任务、概念设计和里程碑。

从具体的技术层面来看，规划和设计可以合并为设计。

从通常的网络实践经验来看，也可以总结为设计(包括测试)-部署-运行维护(包括故障排除)-优化四个阶段。

设计阶段

MPLS网络设计阶段的最终产出是LLD(Lowleveldesign)的测试和验证。

一般情况下，在HLD(Highlevelldesign)中明确基本布点、流量、互通、QoS等需求后，应在LLD中进行量化，并给出落地方案。

简单来说，MPLS网络的设计重点是路由协议设备=配置。因为需要支持多种协议，所以要多考虑。

设备层面：

首先要测试验证不同厂家设备的协议兼容性；其次，要考虑设备支持各种协议后的性能。

协议实现层面:

在各种协议并存的情况下，各种单独设计之间是否存在冲突。不同的MPLS厂商对QoS模型的缺乏有不同的影响，需要手工配置。

SDN网络只需要考虑控制器的部署位置、网元设备的端口数量、一些必要的配套服务等几个基本条件。简化网络设计。

部署阶段

部署通常包括:分配和管理各种虚拟资源(IP地址段、VLAN等)。

配置模板：

基于配置文件分块后，大致相同的配置内容通常集中配置，或者初始配置后，设备单独登录配置。

即使有配置脚本，MPLS-base网络也需要一个基于协议状态的复杂检查过程，以确定正确的网络部署。

相比之下，SDN的网络设备配置简单，通常可以轻松实现自动化，有些设备启动后可以自动部署，本质上是由于网元设备和控制器之间的多对一关系。

MPLS网络的设计和部署周期很长。从根本上说，问题是协议/配置/设备之间的耦合关系太深。

运维阶段

运行维护阶段的三大任务是监控、变更和排障。

一、监控

从共性来看，拓扑发现和变化、链路延迟、丢包、流量监控、分析和报警是两种网络不可或缺的功能。

从区别来看，MPLS网络运维需要监控各种路由协议的状态，因为是全分布式的，每个协议在每个界面都可能有平等的结构，需要监控各种状态或者事后排除障碍。底层故障会对上层协议产生相关影响，如何管理和屏蔽大量报警事件是一个挑战。

SDN的一个优点是可以进行更多的白盒监控，即通过监控系统内部的性能指标来了解系统的运行状态，因为从南向来看，SDN只需要监控几个协议，监控相对简单，API可以随时随地满足业务变化。主要复杂度集中在控制平面和业务安排上，监控主要集中在控制平面的健壮性、用户的业务状况以及控制和转发的一致性上。在大型网络中，由于底层链路故障导致的大量路径计算和重新优化需要及时控制和响应。面向最终用户的网络接口将需要实时响应和分析各种请求和配置变更。到目前为止，网络更大程度上是一个复杂的计算和业务系统。

监控的高级阶段:一是关联和联动底层数据，二是挖掘用户数据。从这个角度来说，两个网络还有很长的路要走。

二、变更

如果说大量的长途故障来自底层链路，属于推土机切断光纤造成的灾难，那么变更造成的人为配置错误是故障的另一个主要来源。

变更的原因有很多(软件升级、硬件更换升级、业务部署、结构优化等)。)，最终会落实到流量调整和配置变。

随着网络部署后运行维护时间的推移，各种业务需求对网络的要求不同，难以维护统一的配置模板。

各种临时和非标准的配置要求逐渐在不同的设备上生根发芽。

最后，没有人敢删除那些可能不再使用的临时配置。

那些配置在不同的设备上是半永久的。

传统的网络配置在设备上，各种配置的来龙去脉只有当事人清楚。

随着时间的推移，人、设备、需求的变化会导致配置和实际情况的脱节，以及现有运维人员的脱节。

随便说一下，哪个网络没有一堆无法解释的策略和一堆无法删除的访问控制列表。归根结底，问题是分布式过于复杂，物理设备紧密耦合。

SDN基本摆脱了设备配置的问题。基础设施数据可以通过自发现和初始定义在GUI中实现。业务数据通过GUI和API实现。软件升级时，控制平面的前端、后端、业务安排和底层控制器组件可以分别升级或统一升级，对转发没有明显影响。

三、排障

MPLS网络排障充分体现了网络的复杂性，理解、应用和分析协议、制造商设备、具体配置、网络拓扑和排障工具的能力。

排障时间对运维和生产网业务有压力影响。这反过来又影响了网络设计，可能倾向于更保守地选择技术和设备。希望降低排障难度。

SDN的排障排除更需要与Devops结合，通过软件解决。复杂性永远不会消失，只会转移。传统网络工人面临的挑战之一是，原有的CLI故障排除方法和思路可能不适用于SDN，无论是API还是其他软件工具。我们需要抱着开放的态度，在运维过程中逐步探索。

优化阶段

网络优化不一定存在。有时候，优化的潜台词是现有的网络无法满足新的需求，需要部分更新设备来实现新的特征来满足新的需求。

在优化MPLS-Base网络时，前面的设计、部署、运行维护等麻烦还得再来一次。

SDN网络基本上有两点:

控制器集群Scale-out随着网络规模的扩大而横向扩展；

网元设备Scale-out横向扩展；

综上所述，网络运营要想做好(故障率低、稳定、业务速度快、质量高)，似乎在SDN技术产生之前，需要一个属于精英俱乐部的网络团队来完成这些内容。网络需要更简单、更灵活、更快的部署和适应业务，更方便和白盒监控性能。

SDN网络基本解决了软件框架中按照业务要求的路径计算的所有南向接口自动化问题。当然，SDN作为一种软件理念，必然会面临更多直接影响网络的软件问题，网络部署和运维更多的成为软件部署和运维。SDN会遇到所有软件都会遇到的头痛。

结语

事实上，经过这么多年的感受，MPLS网络的一个大问题是路由协议(路由策略)、设备和配置之间的深度耦合。

• 通过本地配置实现路由协议(路由策略)；

• 不同厂家的设备配置实现不同；

• 基于本地配置，内容复杂，多协议等原因，自动化和可编程的难度大，不彻底。

SDN究竟该如何实现和落地，这两年已经开始了许多实践方面的探索，大愿景已经有了，但是具体的落地和方式其实还是有很多争议的。

是继续沿着MPLS网络发展到SDN，还是在本质问题上做得更彻底，还有待时间检验。

数据网络已经成为数据时代的热点和水电。不同范围、不同规模、不同运营商的网络有不同的具体发展技术路径和适用技术。每一代网络的产生和市场占领在当时的具体情况下是符合逻辑的。

或许纯IP网络、MPLS-Based网络和SDN将长期共存，共同发展。

我们可以相信云计算中发生的事情也会发生在互联网上。按需、动态、资源池、API、高度自动化、灵活的业务抽象必将成为网络的主要特征。

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