历时3个月 完成120多项测试

日前，SDN/NFV产业联盟了《数据中心SDN解决方案测评报告》。本次测试由SDN集成与互通测试工作组联合电信、移动、联通、中国信息通信研究院及国内相关制造商，围绕运营商的需求，开展的国内首次针对数据中心应用场景的端到端SDN解决方案的评估，旨在全面了解产业成熟情况，推动国内SDN产业相关标准制定、技术研发和商业部署。

本次测试主要参考国内运营商数据中心网络对SDN/NFV技术的关注重点和需求，聚焦数据中心SDN整体解决方案，测试范围包括端到端业务功能验证以及SDN控制器、Openflow交换机的功能和性能，VxLAN网关和vSwitch的转发性能等。测试工作历时3个多月，先后完成对华三、华为、中兴、烽火和诺基亚上海贝尔SDN数据中心解决方案的测试，共计完成120多项的测试工作。

开启首测

本次测试基于一个典型的数据中心拓扑，分为三层，自上而下分别是云管理平台、SDN-enabled的网络和虚拟化的资源池（包括计算和存储资源）。云管理平台参测厂商都采用基于开源OpenStack Kilo版本的商用版本；SDN-enabled的网络都采用基于VxLAN技术的Overlay方案实现。

在功能测试方面，分为两大类，即租户管理和业务部署。其中在租户管理方面，重点测试租户创建开通虚拟网络，自配置虚拟网络（包括定义子网IP网段、网段间访问策略等），自管理虚拟网络（包括监控虚拟网络的流量、拓扑等），不同租户间的隔离，租户虚机迁移等；业务部署方面，重点测试网络自动部署，服务质量（QoS）和安全策略等。

在性能方面，分为三大类基准测试，分别是VxLAN的性能、控制器和交换机的性能、vSwitch转发性能。其中VxLAN性能包括支持的最大VxLAN隧道数量和VNI标识数量，MAC表容量、线速转发性能等；控制器的性能包括最大交换机连接数量、Packet-in消息处理能力、ARP代答能力等；OpenFlow交换机的性能包括流表容量、流表宽度、端口缓存和震荡性能等；vSwitch性能主要测试跨计算节点的转发性能。

参测方案基本满足商业部署

从整体测试情况来看，数据中心SDN解决方案商用化成熟度较好，能够满足商用部署的基本需求。在功能方面，参测厂商数据中心解决方案均支持基于VxLAN技术构建Overlay虚拟网络，能够提供可视化的管理界面实现Overlay网络的管理；控制器北向集成支持OpenStack云平台，可以通过OpenStack云平台管理配置租户的网络，南向支持OpenFlow协议1.3版本。另外支持浮动IP、N：1 NAT，虚拟端口流量统计、流量限速和安全策略，虚拟机迁移策略跟随等功能。但是在具体实现方式上还存在较大的差异，主要体现在以下五个方面：一是，跨VxLAN的通信，大部分厂商由VxLAN网关实现（集中式），个别厂商通过分布式OVS虚拟网关实现（分布式）；二是，大部分厂商解决方案中安全组只提供白名单功能，仅个别厂商支持黑名单功能；三是，同一租户下的不同虚机可以复用公网IP地址，不同租户不能复用公网IP地址；四是，参测解决方案均只支持基于虚机端口的限速；五是，NAT实现方式各不相同，分别用虚拟交换机、VxLAN网关、专用NAT、防火墙和Linux源生Iptables组件实现。

在性能方面，各厂商解决方案还是存在较为明显的差距。在SDN控制器的性能方面，测试验证得到的结果是参测解决方案都能够与超过1000台交换机建立连接（连接建立的主要通信流程包括：Hello消息握手，Feature获取和应答，Echo keepalive消息等），但是最大值与最小值相差7倍。在OpenFlow硬件交换机性能方面，均具备线速转发的能力，支持OpenFlow协议规范定义的流表匹配项（14元组），但是不同元组匹配的流表容量方面存在一定的差异，如二层匹配最小值4.5K，最大值256K；三层匹配最小值4.5K，最大值250K；五元组匹配最小值4.5K，最大值90K。在VxLAN设备性能方面，均能够实现线速转发，但在支持的VNI数量、隧道数量以及MAC表容量方面存在较大差异。VxLAN网关支持的最大VNI数量基本上由芯片能力决定，采用传统交换芯片最大到4K，而采用NP芯片的厂商能够达到40K；支持的MAC容量最小值是64K，最大值是288K。对于VxLAN隧道，有两类实现方式，一类是将VxLAN隧道实例化，在设备中需要明确配置VxLAN隧道并将其与VNI绑定；另一类无需实例化配置，只需配置VTEP的终结IP地址（完成VxLAN的封装），与VTEP的源IP地址自动关联构成VxLAN隧道。此外，大部分厂商VxLAN解决方案没有控制平面，个别厂商支持采用BGP EVPN技术作为控制平面，完成IP/MAC等信息的学习。在vSwitch转发性能方面：长字节包性能明显优于小字节包的性能，表现出x86架构下的软转发性能还有较大的提升空间。从本次测试结果来看，在中小包情况下，不同厂商vSwitch转发性能存在显著差异。在10G接口下，128字节的报文转发吞吐量最大为1.5G左右，1518字节在9G左右，而Jumbo包的吞吐量接近10G。

尽管参测厂商的解决方案总体上满足商用部署的基本需求，但是需要在解决方案的开放性、控制器可靠性机制、虚拟交换机性能以及可视化人机管理界面等方面进一步的优化。解决方案的开放性应重点关注两点：一是云平台能够集成第三方的SDN-enabled网络；二是SDN控制器能够管理第三方物理转发设备。SDN控制器的可靠性要考虑控制器的集群能力，通过集群一方面提高性能，另一方面提高可靠性。vSwitch的转发性能可以采用DPDK或超线程等软件加速技术并结合硬件加速提升，特别是小字节报文的转发性能。

SDN集成与互通测试工作组后续将在此次测试的基础上，进一步完善测试方案，形成数据中心SDN解决方案基准测试规范，推出SDN/NFV产业联盟的认证测试品牌。