What is SDN West-East Interface

在SDN架構中，控制平面掌控全局網(wǎng)絡的資源，主要控制數(shù)據(jù)平面的轉發(fā)等功能，尤其重要，所以控制平面的性能對整體網(wǎng)絡的性能有直接的影響。以前控制平面多以單例控制器為主，控制平面能力欠缺成為SDN網(wǎng)絡規(guī)模受限的最大原因之一。 后來OpenDayLight、ONOS等控制器的出現(xiàn)，使用了集群技術，使得SDN控制平面性能得到了提升，是當下解決SDN控制平面性能不足的主要解決方案之一。

然而，這樣的解決方案只能用于同一控制器之間的性能擴展，無法完成異構控制器之間的協(xié)同工作。此外，某些場景對于安全、隱私方面的考慮，需要隱藏網(wǎng)絡內部的細節(jié)，所以還需要有SDN域的概念。如何完成跨域之間的流量處理，實現(xiàn)多異構控制器之間的協(xié)同工作是未來研究的方向之一，筆者將其歸類為SDN控制平面的東西向接口。SDN控制平面的南向接口面對數(shù)據(jù)平面、北向接口面向應用，容易理解，控制器之間的接口稱之為東西向接口，用于完成控制器之間的通信。

　　Figure1. West-East Interface of SDN

Why SDN need West-East Interface

SDN東西向接口是定義控制器之間通信的接口。由于單控制器能力有限，為滿足大規(guī)模和可拓展性要求，東西向接口的研究成為下一個SDN研究領域。目前對于SDN東西向接口的研究還處于初級階段，還缺少行業(yè)標準。標準的SDN東西向接口應與SDN控制器解耦，能實現(xiàn)不同廠家控制器之間通信。

在很多場景中都需要控制器之間的協(xié)同工作，如在運營商網(wǎng)絡場景中，接入網(wǎng)、回傳網(wǎng)、核心網(wǎng)三者功能差異很大，需要指定不同的控制器去運行不同的應用，而這三者又需要協(xié)同合作，實現(xiàn)全網(wǎng)的最優(yōu)化。此時就需要東西向接口來完成控制器之間的通信?？鐢?shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡中，多數(shù)據(jù)中心的控制器也有相互通信的需求。

　　Figure2. Federation of SDN Controllers

目前南向的標準還未統(tǒng)一，OpenFlow協(xié)議成為SDN南向接口的通用標準之一，其他(如，netconf)還有許多可以實現(xiàn)SDN架構的南向接口協(xié)議。總的來說，目前南向接口是百花齊放的狀態(tài)。北向接口方面，目前ONF已經(jīng)有相關部門在進行這項工作。統(tǒng)一的北向接口標準可以降低在不同控制器上開發(fā)應用的成本。關于東西向接口的標準，目前在業(yè)界中還未得到重視，僅ONF一個項目組在關注這個方向。

Approach for West-East Interface

SDN控制平面性能拓展方案中，目前的設計方案有兩種，一種是垂直架構的，另一種是水平架構的。垂直架構的實現(xiàn)方案是在多個控制器之上再疊加一層高級控制層，用于協(xié)調多個異構控制器之間的通信，從而完成跨控制器的通信請求。水平架構中，所有的節(jié)點都在同一層級，身份也相同，沒有級別之分。目前比較常見的架構為水平架構，比如華為的SDNi，Pingping Lin博士提出的West-East Bridge for SDN inter-domain network peering(注：Lin P, Bi J, Chen Z, et al. WE-bridge: West-East Bridge for SDN inter-domain network peering[C]//Computer Communications Workshops (INFOCOM WKSHPS), 2014 IEEE Conference on. IEEE, 2014: 111-112)。垂直架構目前在中國移動提出的SPTN架構中有涉及，筆者正在研究的內容也正是這部分內容。

　　Figure3. Vertical Approach for Inter-SDN Controller Communication

　　Figure4. Horizontal Approach for Inter-SDN Controller Communication

Previous Research

東西向接口其實并不是一個新鮮事，在很多架構中都會被提到。2013年，清華的博士pingping lin的論文“East-West Bridge for SDN Network Peering”中提出了West-East Bridge的概念。論文中介紹了他們設計的東西向接口的功能，并完成了部署和測試。

SDNi是華為提出的一種SDN東西向的實現(xiàn)，目前已經(jīng)在OpenDayLight中部署實現(xiàn)。其架構為水平架構，可實現(xiàn)多OpenDayLight實例之間的通信，完成跨域通信。目前支持傳輸Topology Data, QoS Data和其他一些拓展內容。

中國移動發(fā)布的關于SPTN的白皮書中也有涉及多控制器協(xié)同工作的內容，然而目前僅僅處于白皮書階段，并沒有實際部署和測試。

在很久以前發(fā)布了關于跨域通信的報告，提出了基于BGP或者SIP協(xié)議去完成SDN東西向接口的想法，然而筆者并沒有搜集到相關的實踐部署。