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SDN浪潮之下，传统路由技术将何去何从

引言

“天下武功出少林”，各类武侠小说中，少林寺与“少林派”是出镜率极高的江湖团体。每一场令人印象深刻的激烈交战中，总少不了少林僧人及其玄妙武功。在路由这个大江湖里，共有IGP和BGP两大门派。或许我们可以这么说，BGP应该属于路由的搬运工，负责在多个自治系统间进行路由的传递与交换，可以说“网络路由出IGP”。IGP绝对算是内功深厚，招数奇多的门派，它运用复杂的招数和内功产生路由，是路由的源头，其又细分：OSPF、IS-IS、RIP、IGRP、EIGRP等众多流派。IGP、BGP两大门派和平相处，各司其职，在江湖中相安无事几十年。近年来，SDN风起云涌，浪潮之下，传统路由似乎穷途末路，抑或焕发青春活力？

SDN浪潮之下，传统路由技术将何去何从

路由概况

BGP在网络中的位置及功能作用，结合极其灵活的可扩展性，在SDN浪潮下，表现出了顽强的生命力，仙福永享，寿与天齐，暂且不表，这里重点说说IGP。

IGP路由大体上分为链路状态路由，距离矢量路由两大类，其本质为Dijkstra算法及Bellman-Ford算法。简单整理下目前IGP路由协议现状：

RIP只适用于小型网络，当今应用案例很少。
IGRP已经死亡，IOS早已裁减了该特性。
EIGRP在特定行业应用较多，如金融行业。
适用于无线MESH网络的HWMP、OLSR等，无线MESH网络本身应用限制及各种替代技术，使得其路由应用较少。
传统链路状态路由协议在大规模使用，是事实上的主流协议，如：OSPF、ISIS。

传统基于链路状态的路由协议具备适用于大型网络，无跳数限制，收敛快速且天然无环等诸多优点，基本成为事实上现网应用最多的路由协议类别。值得一提的是应用于无线MESH领域的OLSR（Optimized Link State Routing）对传统OSPF、IS-IS链路状态路由协议进行了大胆创新改造优化，通过MPR（MultiPoint Reply）机制降低报文泛洪量，在大规模网络拓扑规模下，优化极为明显，是一款优雅的路由协议。OLSR依托于较少应用场景的无线MESH组网，且无线MESH网络本身有不少替代技术，使得其现网应用较少。尤其随着SDN的兴起，可预见OLSR还未兴起既已没落。

曾有媒体将Dijkstra最短路径算法，选为统治世界的十大基础算法之一，确不为过。没有该算法，当今互联网将无法工作。

OSPF、ISIS等路由协议核心本质上均为单源最短路径算法。而链路状态全网同步，收集全网拓扑信息，成为协议的主要差异点，体现为邻居建立及LSDB的同步过程上，这也是协议层面必须规范的行为。抛开链路状态同步机制的不同，其核心思想如下：

SDN浪潮之下，传统路由技术将何去何从

一旦设备邻居关系建立完毕，链路状态信息同步完成，以当前设备为根进行最短路径计算，生成路由表即可。示例中

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生成路由表后，将表项下入硬件转发芯片，生成转发表，指导硬件高速转发。传统路由交换设备均基于此思路进行，衍生的形形色色的数通特性均围绕其展开。

我们可以看到传统路由原理并不复杂，但OSPF无疑依旧为迄今为止最复杂的路由协议，没有之一，OSPF协议标准RFC 2328文档近300页的超长篇幅，无出其右，也足以说明这点。以至于围绕路由领域，衍生了一个生态，传统设备商的各种认证如：CCIE、HCIE、H3CIE等，曾成为一个热门职业。拿到这些认证，尤其CCIE，便意味着高薪工作，时至今日CCIE虽已日薄西山，但依旧余温犹在。可以预见，SDN浪潮下，各种网络工程师认证如CCIE等将逐渐降温。简单的路由原理，却有极为复杂的现实，功能特性层出不穷，带来传统路由设备的永葆活力，是否传统设备商刻意营造的一种技术门槛呢？以至于只有那几家玩得转。CCIE等认证本质难道不是带动路由设备的抛售？IGP + MPLS等各种场景下的应用，配置命令成百上千条，用户如何忍受？生态已成，客户无法摆脱，SDN正是一个契机，但设备商会轻易放手？

路由变革

SDN趋势下，网络需要更智能、更简单、更灵活。传统路由设备繁重复杂的功能特性已很难应对。面对现网存量巨大的传统路由设备，SDN重塑整个网络面临如下问题：

1.传统网络路由如何做SDN化改造？

2.传统路由和SDN网络路由如何平滑过渡？

3.如何软件定义转发路径？

4.如何解决传统路由路径备份不足的问题？

针对问题1，基于传统路由设备，个人认为无法做到真正的SDN改造，但还要让客户看起来像一点儿SDN，表面上看起来是SDN。目前设备商主流做法时，SDN控制器集中管控配置，传统路由设备做转发面，SDN控制器更多侧重在统一集中运维层面。设备商的形形色色，加之对SDN理解的不同，实现方式的不同，导致SDN南向接口包罗万象，事实上并未有统一标准。SDN真正的威力正在于问题2，传统路由网络和SDN网络衔接过渡，有各种解决方案，这里不作深入探讨。最简单直接的方案传统路由设备接入SDN转发面，SDN转发面将路由报文Packet-In直接上送SDN控制器，SDN控制器交由上层APP进行路由协议处理，充当和路由设备对接角色。SDN控制器通过Packet-Out下发路由协议报文到转发面并转至传统路由设备，完成对接。SDN开源控制器ONOS针对BGP组网有类似解决方案如下：

SDN浪潮之下，传统路由技术将何去何从

基于问题1和2，注定现阶段了转发面仍需要跑路由协议，否则无法应对现网设备复杂的组网环境，传统设备商也不会自断臂膀。理想中的SDN，控制面全部收缩，任重而道远，只能向现实妥协。思考一个不太关注的问题：单纯SDN网络下，转发面如何连接SDN控制器，控制通道路由如何产生？这本身就是一个先有鸡，还是先有蛋的问题，理性来看，单纯的SDN网络是不可行的，仍依赖于传统网络。

问题3，理想的SDN网络，路由控制全在SDN控制器，做到软件定义路径比较容易，结合传统设备及TE流量工程，Segment Routing无疑是最优选择。Segment Routing具体介绍参考如下文章：Segment Routing将助力SDN重塑新型网络

问题4，传统路由路径备份特性一直在发展，基于最短路径LFA（Loop-Free Alternate）便是应用较广的一种技术。但该技术很多情况下，无法计算出备份路由。衍生了更多更复杂的备份路由计算方法，如RLFA（Remote LFA），MRT （Maximally Redundant Trees）等技术。这些新技术为了技术出备份路由，其代价甚至要比路由计算浪费资源更多，带来收敛性能的大幅降低。个人认为，这些技术仅限于研究层面，即使在未来现网生产环境也会鲜有使用。但SDN架构下，备份路由的产生将具备得天独厚的优势，完全取决于控制器APP的发挥空间，理论上存在的备份路由均可产生。在SDN控制器技术中，结合Segment Routing，备份路径的计算将轻而易举。

展望

传统路由IP网络能在全球范围内拥有广泛部署，靠的是一套分布式的协议体系——一个或多个节点的路由器崩溃，IP网络仍然可以继续运行，这非常了不起。然而，正是这个分布式体系，使得很多本来很容易的全局性特殊策略难以实施，IP网络的“智商”其实很低。更麻烦的是，网络的控制在应用层软件和路由器软件之间有断层，难以全自动地实施应用策略。

SDN的引入，正在试图解决这些问题。但机械激进的引入SDN，甚至会带来更多问题。在路由器组成的广域网领域，牵一发动全身，因此SDN的引入策略也相对保守，保守的表现在于尽量不去触及路由器的转发面，并且在控制面也尽量保持兼容，以一种混合体系运行的方式，逐步把路由器上分布式运行的控制面转到集中式运行在控制器上，并且通过层次化的控制器，及合理的北向接口，实现软件全面自动化的诉求。

SDN已度过炒作阶段，传统设备商、激进研究派、运营商等都逐渐理性冷却下来，传统路由作为“少林正宗”，依旧必不可少；但通过SDN可以大幅减低网络设备的复杂度，停止向复杂化发展的趋势，使网络简单化、自动化、智能化。

原文 http://stor.51cto.com/art/201804/570724.htm

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