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SDN领军团队:斯坦福大学The McKeown Group的传奇之路【zoues.com】 – zoues

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SDN领军团队:斯坦福大学The McKeown Group的传奇之路【zoues.com】
五月 8, 2017|ITPaaSSDN

SDN领军团队:斯坦福大学The McKeown Group的传奇之路【zoues.com】

SDN领军团队:斯坦福大学The McKeown Group的传奇之路【zoues.com】

作者简介:李呈,SDN控制器RYU骨灰级玩家,硕士毕业于北京邮电大学FNLAB实验室,学习期间前往美国思科总部实习。 著有《重构网络-SDN架构与实现》一书,SDN道路上的实践者,博客地址:http://www.muzixing.com/

5月8日,2017 P4中国峰会在北京召开,SDN领域先驱人物——斯坦福大学的Nick McKeown教授也会在大会上发表主题演讲,这不由让我这样的SDN学习者心生向往。作者在写《重构网络:SDN架构与实现》[1]时就了解到了Nick教授团队在SDN领域所做出的巨大贡献,不由自主地就变成了他的小粉丝。所以在硅谷实习的时候,还专门到Barefoot[2]公司去拜访了一次Nick教授。
SDN领军团队:斯坦福大学The McKeown Group的传奇之路
一般的,每一个领域必然有那么几个的先驱人物,但是我认为Nick教授的传奇性不仅仅是因为他在学术界的巨大贡献,更因为他在学术产业化方面近乎传奇的表现。接下来就来介绍一下Nick教授及其带领的团队The McKeown Group[3]在SDN领域的传奇之路。

2006年,The McKeown Group的Martin Casado[4]博士等在RCP和4D网络架构的基础上,实现了一种面向企业网安全的网络架构SANE,提出了一个逻辑上集中控制的企业安全解决方案。在这个基础之上,Martin Casado等人在2007年实现了面向企业网管理的Ethane项目,其论文在当年的ACM SIGCOMM会议上引起了学术界的关注。Ethane不仅是SDN架构的雏形,也是OpenFlow的前身。但Nick教授并没有满足于仅仅将SDN作为一种学术概念去推广,而是很快地就和Scott Shenker教授和Martin Casado博士在硅谷一起创办了Nicira Networks[20],这是SDN历史上第一个初创公司,也是SDN从学术圈走向工业界的标志。这个公司后来被以12.6亿美元的天价被VMWare收购,硅谷传闻这样的价格都快有洗钱的嫌疑了。可见价格有多高。

2008年,Nick McKeown、Scott Shenker、Larry Peterson和普林斯顿大学的Jennifer Rexford教授等一起发表了介绍OpenFlow的论文[5],标志着OpenFlow的诞生。同年,The McKeown Group发布了第一个开源SDN控制器NOX-Classic,也实现了基于开放创新平台NetFPGA的OpenFlow交换机[6],而NetFPGA也是Nick教授他们发明的。

2009年,The McKeown Group在NOX-Classic开源控制器的基础上,发布了基于Python语言的SDN控制器POX[7],同时发布了OpenFlow1.0版本协议和基于SDN架构的开源网络虚拟化平台FlowVisor[8]。此外,初创公司Nicira Networks发布了面向网络虚拟化应用的开源交换机软件OpenvSwitch[9]。这些开源产品至今依然还是SDN领域重要的软件。而Open vSwitch早就被广泛应用于各种场景,早就不局限于SDN领域范围。

2010年,The McKeown Group发布了开源SDN网络模拟平台Mininet[10]。目前为止,Mininet依然还是SDN学习的最重要(没有之一)的软件。同时,Nick McKeown教授的博士生David Erickson等人发布了基于Java语言的开源SDN控制器Beacon[11],Beacon也是后来赫赫有名的开源控制器Floodlight[12]和OpenDaylight[13]的前身。

商业方面,Nick McKeown教授的博士生Guido Appenzeller等在同年创办了继Nicira之后的第二个SDN初创公司BigSwitch[15],其主要产品包括SDN控制器和开放的SDN交换机操作系统,其也是White Box Switching理念的推动者之一。

2011年3月,Nick McKeown教授和Scott Shenker教授联合Facebook、Google、Microsoft、Verizon、DT、Yahoo、NTT发起了一个非盈利性组织:开放网络基金会ONF,其致力于推动SDN产业化和标准化的工作。同时,他们也发起了一个开放网络峰会ONS(Open Networking Summit),致力于SDN应用和部署案例的交流推广。同年,Nick McKeown教授和Scott Shenker教授联合Larry Peterson创建了开放网络研究中心ONRC。从2007年Ethane论文发表到2011年ONF建立,我们称之为SDN发展初期,其重大事件列表见表1-1,其中绝大部分事件和Nick教授有直接关系。

表1-1 SDN前期标志性事件

时间

事件

影响力

2007年

Ethane项目论文发表

SDN架构的雏形,论文发表获得了学术圈的关注

2007年

第一个初创公司Nicira诞生

SDN走向工业界

2008年

OpenFlow论文发表

OpenFlow获得广泛关注

2008年

第一个开源控制器NOX诞生

SDN系统实验得以部署

2009年

SDN被MIT Technology View评为十大突破性技术之一

SDN的诞生

2009年

OpenFlow协议规范1.0发布

OpenFlow走进大众视野

2010年

BigSwitch

SDN初创公司开始增加

2011年

ONF成立

SDN获得工业界的广泛关注

2012年7月份VMware宣布以12.6亿美金的天价收购SDN初创公司Nicira,Nick教授的第一个SDN创业公司就这样以一个非常传奇的结局收尾了。而第二个初创公司BigSwitch也在同年发布了基于Java的开源SDN控制器Floodlight。此外,Nick McKeown、Scott Shenker和Larry Peterson在ONRC的基础上又成立了ON.LAB,致力于SDN开源工具和平台的研发。此时,The McKeown Group的研究方向已经悄然转向SDN系统部署的调试和测试领域。

2013年,The McKeown Group的四位博士​David Erickson、Brandon Heller、Peyman Kazemian和Nikhil Handigol创办了SDN初创公司Forward Networks[15],致力于将计算机领域的成功经验引入网络领域。博士学生Glen Gibb等则创办了SDN初创公司Barefoot Networks[2],这也是Nick教授当下最重视的创业公司,笔者就是在Barefoot公司拜访了Nick教授。

2014年,ON.LAB发布了面向运营商应用的开源SDN控制器平台ONOS[16]和新的开源网络虚拟化平台OpenVirteX[17](FlowVisor的替代品)。目前,ONOS控制器已经成为业界最强大的两个SDN开源控制器之一。而OpenVirtex也已经成为了当下最优秀的开源网络虚拟化产品。

同时,The McKeown Group发布了高级编程语言框架P4[18](Programming Protocol-Independent Packet Processors),这种协议无关的高级编程语言框架,专注于数据平面可编程,是未来SDN数据平面研究的重要方向之一。P4的推出将SDN的发展方向由控制平面引导到可编程数据平面,大大推动了可编程数据平面的发展。同样的,Nick教授并没有只把P4当作一种学术成果,而是通过Barefoot公司实现P4的商业化。而目前Nick教授的商业重心正是Barefoot公司。外界有传闻Barefoot最终会被收购,但是Barefoot的工作人员透露,这次Nick教授并没有卖的想法,而是想把它做大做强。而相比其他几个初创公司,Barefoot是数据平面的创业,数据平面是网络的基础设施,其重要性不言而喻,而且Barefoot从种子轮就获得了谷歌、腾讯、阿里巴巴等多家IT巨头的投资,确实存在做大做强的可能和空间。

我们将SDN发展史上的大事件整理如下图所示,曲线上方是推动SDN发展的开源组织和业界厂商,以及产业界的标志性事件。曲线下方是支撑SDN逐步成熟的关键技术,主要是SDN学术界的研究成果。这两部分内容组成了一部完整的SDN演进史。我们可以从中找到许多和The McKeown Group相关的信息。
SDN领军团队:斯坦福大学The McKeown Group的传奇之路

图1-1SDN发展大事件

回顾SDN的发展史,我们可以看到几乎处处能见到Nick教授的身影,不仅仅是在学术领域,更在产业界。他的团队和他的合作单位几乎创造出了一个新的学术研究领域,然后又在这个新领域创立了很多新公司,成功将知识产权产业化,转化为商业运作,其商业嗅觉堪称一绝。所以笔者认为Nick教授团队的在SDN的发展之路的表现堪称传奇。

放眼世界,很难找到其他像能把产(学)研结合得如此紧密,能如此迅速地将知识产权转化为商业价值的团队了。这种优秀案例非常值得我们学习。我们国内的研究机构,要么专注于学术,要么专注于产业化,极少有能力去兼顾两者。但学术和工业化结合又谈何容易呢,在产(学)研结合的道路上,我们还有很长的道路要走。

当然,作为一名SDN学习者,在敬仰斯坦福团队的神奇之外,还需要认真踏实的学习实践。很幸运的,SDNLAB此前推出的SDN技能图谱相对完整地列举出了用户在学习过程中需要掌握的技能,这无疑是一张SDN的寻宝图。技能图谱如下图:
SDN领军团队:斯坦福大学The McKeown Group的传奇之路
此外,SDNLAB推出的一系列新手课程也为SDN初学者带来一些帮助,未来网络学院即将推出一门关于OpenFlow的详解课程,有关课程内容的信息请点击:http://edu.sdnlab.com/

参考文献

1.Zewei Yang, Cheng Li, “Refactoring Networking: Architecture and implementation of SDN.” 2017.3

2.Barefoot Networks: https://www.crunchbase.com/organization/barefoot-networks#/entity

3.The McKeown Group, 2015. [Online]. Available: http://yuba.stanford.edu/

4.Martin Casado,http://yuba.stanford.edu/~casado/

5.N. McKeown, T. Anderson, H. Balakrishnan, G. Parulkar, L. Peterson, J. Rexford, S. Shenker, and J. Turner, “OpenFlow: enabling innovation in campus networks,” SIGCOMM Comput. Commun. Rev., vol. 38,no. 2, pp. 69–74, Mar. 2008.

6.J. Naous, D. Erickson, G. A. Covington, G. Appenzeller, and N. McKeown, “Implementing an OpenFlow switch on the netfpga platform,” in Proceedings of the 4th ACM/IEEE Symposium on Architectures for Networking and Communications Systems, ser. ANCS ’08.

7.M. McCauley, “POX,” 2012. [Online]. Available: http://www.noxrepo.org/

8.R. Sherwood, G. Gibb, K.-K. Yap, G. Appenzeller, M. Casado, N. McKeown, and G. Parulkar, “FlowVisor: A Network Virtualization Layer,” Deutsche Telekom Inc. R&D Lab, Stanford, Nicira Networks,Tech. Rep., 2009.

9.B. Pfaff, J. Pettit, T. Koponen, K. Amidon, M. Casado, and S. Shenker,“Extending networking into the virtualization layer,” in Proc. of workshop on Hot Topics in Networks 2009.

10.B. Lantz, B. Heller, and N. McKeown, “A network in a laptop: rapid prototyping for software-defined networks,” in Proceedings of the 9th ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Networks, 2010.

11.D. Erickson, “The Beacon OpenFlow controller,” in Proceedings of the second ACM SIGCOMM workshop on Hot topics in software defined networking, ser. HotSDN ’13.

12.Floodlight OpenFlow Controller: http://www.projectfloodlight.org/floodlight/

13.OpenDaylight: https://www.opendaylight.org/

14.BigSwitch: http://www.bigswitch.com/

15.Forward Networks,https://www.forwardnetworks.com/about.html

16.P. Berde, M. Gerola, J. Hart, Y. Higuchi, M. Kobayashi, T. Koide, B. Lantz, B. O’Connor, P. Radoslavov, W. Snow, and G. Parulkar,“ONOS: Towards an open, distributed SDN OS,” in Proceedings of the Third Workshop on Hot Topics in Software Defined Networking14.

17.A. Al-Shabibi, M. De Leenheer, M. Gerola, A. Koshibe, G. Parulkar,E. Salvadori, and B. Snow, “OpenVirteX: Make your virtual SDNs programmable,” in Proceedings of the Third Workshop on Hot Topics in Software Defined Networking, ser. HotSDN ’14.

18.P. Bosshart, D. Daly, M. Izzard, N. McKeown, J. Rexford, D. Talayco, A. Vahdat, G. Varghese, and D. Walker, “Programming protocolindependent packet processors,” ACM Sigcomm Computer Communications Review (CCR). Volume 44, Issue #3 (July 2014)

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