作者：謝品安／白國巍
企業客製化系列課程第三場，邀請到詮隼科技的技術長劉恩成於10/1(五)在 digiBlock C 數位新創基地，為大家帶來SDN網路技術與Mininet實現分析。
5G網路架構 SDN網路技術
傳統網路隨著科技進步，網際網路的路由表變得越來越複雜。連帶出現了許多缺點，例如：傳輸效率不佳、網路設定麻煩、網通廠商挾持等。在某些情境下，特定的網路協定可能成為網路負擔(如： 資料中心與 ARP)。而網管需調整網路設定時，必須針對每臺網路設備，逐一登入 CLI 設定，這也增加了人為出錯的可能性。更困擾的是，網通廠商的設備雖然能通過共通的協定進行傳輸，但是各有各的網路管理技術或是網路作業系統軟體，容易出現相容性的問題。
傳統網路和SDN的比較
SDN是一種新型態的網路架構。對比傳統網路，SDN利用了OpenFlow將控制層分離。並且透過NFV將實體設備(如：路由器、防火牆)透過軟體的型態呈現。這樣的架構下，網管不用更動硬體裝置便能控制及規劃網路。減少了操作的麻煩和網路流量的控制，並降低了網路硬體上的成本。
傳統硬體設備和NFV
可程式化的 Data Plane
目前，SDN晶片開發趕不上 OpenFlow 協定版本，這也導致了技術開發的限制。可程式化的資料平台提供了易於增加新的通訊協議，移除不使用的通訊協議並有效利用資源呈現了更好的可視性。 設計週期縮短、快速創新、快速修復錯誤可以完整實現不同的需求。Programming Protocol-Independent Packet Processors(P4)擁有協議獨立、目標獨立、可重新配置的三大優點，成功地提供了良好的程式化資料平台。並且相容Tofino晶片，解決了SDN晶片發展上的瓶頸。
SDN Data Plane 實作常用套件
SDN的誕生，打破了網路傳統設備製造商領域。資料中心的虛擬化為網路帶來龐大負擔，因此需要有一個軟體交換器幫忙處理實體與虛擬之間的網路問題，而就有了Open vSwitch(OVS)的出現。2006 年，SDN 於 Stanford 大學誕生，Nick McKeown 教授為首的研究團隊提出了Openflow。當時的網路硬體製造商認為，ASIC 晶片從設計、定型到市場推廣所需的週期非常久，因此並不看好。直到2007 年 8 月 Nick 學生提交了第一個開源虛擬機器的 commit，並在2009 年 5 月正式稱之為Open vSwitch，才有了現在大家對SDN的重視。
虛擬交換器 (Virtual Switch) 是一種取代網路交換器的軟體，它可讓虛擬機器 (Virtual Machines) 透過虛擬網絡互相連接和溝通。而OVS作為一種虛擬交換器，可用來作為L2 switch，切割網域，QoS 或是流量監控，同時支持 OpenFlow 協定。在 SDN 的架構下，OVS作為 SDN 虛擬交換機，向上連接控制器，向下連接主機。並且 OVS 交換機是能夠與真是物理交換機通信，相互交流資料。另外，我們也可以透過網絡模擬器Mininet，模擬虛擬主機、交換器、控制器來建造虛擬網路拓撲。同時，其交換機也支持OpenFlow協定，用於高度靈活的自定義路由和軟件定義網路。
Mininet網路模擬器
5G實現分析
SDN和NFV合併的網路架構出現增加了5G商業化的機會，同時，也因為5G技術加速了數據的處理，催生了許多深度學習的技術出現。但5G技術在其他層面上也存在著不同的問題。首先是資安的議題，5G的優勢在大寬頻eMBB、低延遲URLLC和大連結mMTC，若是遭受攻擊，網路中斷、資料外洩等都會造成非常大的商業損失。5G技術數據的傳輸環境不再封閉、異質接取網路、大量採用開源軟體、管理複雜性、網路虛擬化，雖然提升了數據傳輸的品質，但也同時增加了威脅散布的速度和駭客入侵的風險。不管對民間還是企業都存在著一定的風險，專網的設立、5G資安的防護便是未來發展的當務之急。
小結
新型態的網路架構帶給世代不小的衝擊，SDN結合NFV的網絡虛擬化提供了更快更好的數據傳輸品質。可程式化的資料平台也提供了現階段對於晶片開發的瓶頸，也同時滿足了不同用戶的需求。大量的數據傳輸、更低的延遲不僅提供了更多產業發展的可能性，也造成了許多問題的出現。
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