“天下武功出少林”，各類武俠小說中，少林寺與“少林派”是出鏡率極高的江湖團(tuán)體。每一場令人印象深刻的激烈交戰(zhàn)中，總少不了少林僧人及其玄妙武功。在路由這個大江湖里，共有IGP和BGP兩大門派。或許我們可以這么說，BGP應(yīng)該屬于路由的搬運(yùn)工，負(fù)責(zé)在多個自治系統(tǒng)間進(jìn)行路由的傳遞與交換，可以說“網(wǎng)絡(luò)路由出IGP”。IGP絕對算是內(nèi)功深厚，招數(shù)奇多的門派，它運(yùn)用復(fù)雜的招數(shù)和內(nèi)功產(chǎn)生路由，是路由的源頭，其又細(xì)分：OSPF、IS-IS、RIP、IGRP、EIGRP等眾多流派。IGP、BGP兩大門派和平相處，各司其職，在江湖中相安無事幾十年。近年來，SDN風(fēng)起云涌，浪潮之下，傳統(tǒng)路由似乎窮途末路，抑或煥發(fā)青春活力?

 

 

BGP在網(wǎng)絡(luò)中的位置及功能作用，結(jié)合極其靈活的可擴(kuò)展性，在SDN浪潮下，表現(xiàn)出了頑強(qiáng)的生命力，仙福永享，壽與天齊，暫且不表，這里重點說說IGP。

 

IGP路由大體上分為鏈路狀態(tài)路由，距離矢量路由兩大類，其本質(zhì)為Dijkstra算法及Bellman-Ford算法。簡單整理下目前IGP路由協(xié)議現(xiàn)狀：

 

RIP只適用于小型網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)今應(yīng)用案例很少。

 

IGRP已經(jīng)死亡，IOS早已裁減了該特性。

 

EIGRP在特定行業(yè)應(yīng)用較多，如金融行業(yè)。

 

適用于無線MESH網(wǎng)絡(luò)的HWMP、OLSR等，無線MESH網(wǎng)絡(luò)本身應(yīng)用限制及各種替代技術(shù)，使得其路由應(yīng)用較少。

 

傳統(tǒng)鏈路狀態(tài)路由協(xié)議在大規(guī)模使用，是事實上的主流協(xié)議，如：OSPF、ISIS。

 

傳統(tǒng)基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議具備適用于大型網(wǎng)絡(luò)，無跳數(shù)限制，收斂快速且天然無環(huán)等諸多優(yōu)點，基本成為事實上現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用最多的路由協(xié)議類別。值得一提的是應(yīng)用于無線MESH領(lǐng)域的OLSR(Optimized Link State Routing)對傳統(tǒng)OSPF、IS-IS鏈路狀態(tài)路由協(xié)議進(jìn)行了大膽創(chuàng)新改造優(yōu)化，通過MPR(MultiPoint Reply)機(jī)制降低報文泛洪量，在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?guī)模下，優(yōu)化極為明顯，是一款優(yōu)雅的路由協(xié)議。OLSR依托于較少應(yīng)用場景的無線MESH組網(wǎng)，且無線MESH網(wǎng)絡(luò)本身有不少替代技術(shù)，使得其現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用較少。尤其隨著SDN的興起，可預(yù)見OLSR還未興起既已沒落。

 

曾有媒體將Dijkstra最短路徑算法，選為統(tǒng)治世界的十大基礎(chǔ)算法之一，確不為過。沒有該算法，當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)將無法工作。

 

OSPF、ISIS等路由協(xié)議核心本質(zhì)上均為單源最短路徑算法。而鏈路狀態(tài)全網(wǎng)同步，收集全網(wǎng)拓?fù)湫畔?，成為協(xié)議的主要差異點，體現(xiàn)為鄰居建立及LSDB的同步過程上，這也是協(xié)議層面必須規(guī)范的行為。拋開鏈路狀態(tài)同步機(jī)制的不同，其核心思想如下：

 

 

一旦設(shè)備鄰居關(guān)系建立完畢，鏈路狀態(tài)信息同步完成，以當(dāng)前設(shè)備為根進(jìn)行最短路徑計算，生成路由表即可。示例中

 

 

生成路由表后，將表項下入硬件轉(zhuǎn)發(fā)芯片，生成轉(zhuǎn)發(fā)表，指導(dǎo)硬件高速轉(zhuǎn)發(fā)。傳統(tǒng)路由交換設(shè)備均基于此思路進(jìn)行，衍生的形形色色的數(shù)通特性均圍繞其展開。

 

我們可以看到傳統(tǒng)路由原理并不復(fù)雜，但OSPF無疑依舊為迄今為止最復(fù)雜的路由協(xié)議，沒有之一，OSPF協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)RFC 2328文檔近300頁的超長篇幅，無出其右，也足以說明這點。以至于圍繞路由領(lǐng)域，衍生了一個生態(tài)，傳統(tǒng)設(shè)備商的各種認(rèn)證如：CCIE、HCIE、H3CIE等，曾成為一個熱門職業(yè)。拿到這些認(rèn)證，尤其CCIE，便意味著高薪工作，時至今日CCIE雖已日薄西山，但依舊余溫猶在。可以預(yù)見，SDN浪潮下，各種網(wǎng)絡(luò)工程師認(rèn)證如CCIE等將逐漸降溫。簡單的路由原理，卻有極為復(fù)雜的現(xiàn)實，功能特性層出不窮，帶來傳統(tǒng)路由設(shè)備的永葆活力，是否傳統(tǒng)設(shè)備商刻意營造的一種技術(shù)門檻呢?以至于只有那幾家玩得轉(zhuǎn)。CCIE等認(rèn)證本質(zhì)難道不是帶動路由設(shè)備的拋售?IGP + MPLS等各種場景下的應(yīng)用，配置命令成百上千條，用戶如何忍受?生態(tài)已成，客戶無法擺脫，SDN正是一個契機(jī)，但設(shè)備商會輕易放手?

 

 

傳統(tǒng)路由設(shè)備繁重復(fù)雜的功能特性已很難應(yīng)對。面對現(xiàn)網(wǎng)存量巨大的傳統(tǒng)路由設(shè)備，SDN重塑整個網(wǎng)絡(luò)面臨如下問題：

 

1.傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)路由如何做SDN化改造?

 

2.傳統(tǒng)路由和SDN網(wǎng)絡(luò)路由如何平滑過渡?

 

3.如何軟件定義轉(zhuǎn)發(fā)路徑?

 

4.如何解決傳統(tǒng)路由路徑備份不足的問題?

 

針對問題1，基于傳統(tǒng)路由設(shè)備，個人認(rèn)為無法做到真正的SDN改造，但還要讓客戶看起來像一點兒SDN，表面上看起來是SDN。目前設(shè)備商主流做法時，SDN控制器集中管控配置，傳統(tǒng)路由設(shè)備做轉(zhuǎn)發(fā)面，SDN控制器更多側(cè)重在統(tǒng)一集中運(yùn)維層面。設(shè)備商的形形色色，加之對SDN理解的不同，實現(xiàn)方式的不同，導(dǎo)致SDN南向接口包羅萬象，事實上并未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。SDN真正的威力正在于問題2，傳統(tǒng)路由網(wǎng)絡(luò)和SDN網(wǎng)絡(luò)銜接過渡，有各種解決方案，這里不作深入探討。最簡單直接的方案傳統(tǒng)路由設(shè)備接入SDN轉(zhuǎn)發(fā)面，SDN轉(zhuǎn)發(fā)面將路由報文Packet-In直接上送SDN控制器，SDN控制器交由上層APP進(jìn)行路由協(xié)議處理，充當(dāng)和路由設(shè)備對接角色。SDN控制器通過Packet-Out下發(fā)路由協(xié)議報文到轉(zhuǎn)發(fā)面并轉(zhuǎn)至傳統(tǒng)路由設(shè)備，完成對接。SDN開源控制器ONOS針對BGP組網(wǎng)有類似解決方案如下：

 

 

基于問題1和2，注定現(xiàn)階段了轉(zhuǎn)發(fā)面仍需要跑路由協(xié)議，否則無法應(yīng)對現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備復(fù)雜的組網(wǎng)環(huán)境，傳統(tǒng)設(shè)備商也不會自斷臂膀。理想中的SDN，控制面全部收縮，任重而道遠(yuǎn)，只能向現(xiàn)實妥協(xié)。思考一個不太關(guān)注的問題：單純SDN網(wǎng)絡(luò)下，轉(zhuǎn)發(fā)面如何連接SDN控制器，控制通道路由如何產(chǎn)生?這本身就是一個先有雞，還是先有蛋的問題，理性來看，單純的SDN網(wǎng)絡(luò)是不可行的，仍依賴于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

 

問題3，理想的SDN網(wǎng)絡(luò)，路由控制全在SDN控制器，做到軟件定義路徑比較容易，結(jié)合傳統(tǒng)設(shè)備及TE流量工程，Segment Routing無疑是最優(yōu)選擇。Segment Routing具體介紹參考如下文章：Segment Routing將助力SDN重塑新型網(wǎng)絡(luò)

 

問題4，傳統(tǒng)路由路徑備份特性一直在發(fā)展，基于最短路徑LFA(Loop-Free Alternate)便是應(yīng)用較廣的一種技術(shù)。但該技術(shù)很多情況下，無法計算出備份路由。衍生了更多更復(fù)雜的備份路由計算方法，如RLFA(Remote LFA)，MRT (Maximally Redundant Trees) 等技術(shù)。這些新技術(shù)為了技術(shù)出備份路由，其代價甚至要比路由計算浪費資源更多，帶來收斂性能的大幅降低。個人認(rèn)為，這些技術(shù)僅限于研究層面，即使在未來現(xiàn)網(wǎng)生產(chǎn)環(huán)境也會鮮有使用。但SDN架構(gòu)下，備份路由的產(chǎn)生將具備得天獨厚的優(yōu)勢，完全取決于控制器APP的發(fā)揮空間，理論上存在的備份路由均可產(chǎn)生。在SDN控制器技術(shù)中，結(jié)合Segment Routing，備份路徑的計算將輕而易舉。

 

 

傳統(tǒng)路由IP網(wǎng)絡(luò)能在全球范圍內(nèi)擁有廣泛部署，靠的是一套分布式的協(xié)議體系——一個或多個節(jié)點的路由器崩潰，IP網(wǎng)絡(luò)仍然可以繼續(xù)運(yùn)行，這非常了不起。然而，正是這個分布式體系，使得很多本來很容易的全局性特殊策略難以實施，IP網(wǎng)絡(luò)的“智商”其實很低。更麻煩的是，網(wǎng)絡(luò)的控制在應(yīng)用層軟件和路由器軟件之間有斷層，難以全自動地實施應(yīng)用策略。

 

SDN的引入，正在試圖解決這些問題。但機(jī)械激進(jìn)的引入SDN，甚至?xí)砀鄦栴}。在路由器組成的廣域網(wǎng)領(lǐng)域，牽一發(fā)動全身，因此SDN的引入策略也相對保守，保守的表現(xiàn)在于盡量不去觸及路由器的轉(zhuǎn)發(fā)面，并且在控制面也盡量保持兼容，以一種混合體系運(yùn)行的方式，逐步把路由器上分布式運(yùn)行的控制面轉(zhuǎn)到集中式運(yùn)行在控制器上，并且通過層次化的控制器，及合理的北向接口，實現(xiàn)軟件全面自動化的訴求。

 

SDN已度過炒作階段，傳統(tǒng)設(shè)備商、激進(jìn)研究派、運(yùn)營商等都逐漸理性冷卻下來，傳統(tǒng)路由作為“少林正宗”，依舊必不可少;但通過SDN可以大幅減低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜度，停止向復(fù)雜化發(fā)展的趨勢，使網(wǎng)絡(luò)簡單化、自動化、智能化。