訪UCloud周健：SDN，遊走於異構網絡間的靈動舞者
（原標題：訪UCloud周健：SDN，遊走於異構網絡間的靈動舞者）
2020年10月23日，UCloud用戶大會暨TIC 2020大會於上海召開，以“探討雲端構建，一起創見未來”爲主題。期間UCloud虛擬網絡負責人周健近距離的瞭解UCloud在異構網絡下的SDN創新曆程。
今年1月20日，公司正式登陸科創板，成爲中國科創板第一家上市的雲計算公司；突如其來的疫情，加速了中國數字化的進程，對中國雲基礎設施帶來了考驗，也重新定義了連接的價值。隨着新基建政策的推出，雲計算作爲5G、工業互聯網、大數據、人工智能的底座，再次啓動發展引擎。
如果說疫情重新定義了連接的價值，那麼企業數字化轉型便是連接的重要載體。雲計算也成爲了驅動各行業數字化轉型的強力引擎，在促進互聯網、大數據、人工智能等技術與傳統行業實體經濟深度融合中發揮了重要作用。然而擺在企業面前的連接問題顯得尤爲突出，無論是公有云、還是物理雲、託管雲，不同類別的雲或物理設備之間的連接帶來了網絡異構的複雜度。
周健表示：“異構網絡跨域互聯存在幾個難點，安全隔離、性能保障、用戶體驗一致性。”
安全是數字化進程中的大主題，如何保證互聯中間的安全可靠顯得尤爲重要。裡面涉及到物理雲、託管雲需要構建獨立的網關進行隔離，並且需要租戶級別的安全隔離。
性能方面，因爲網關在互聯中起到很重要的作用，不同類別的雲依然需要使用不同類型的網關。網關靈活多變的彈性需求，對雲服務商而言,定製化的設備會更加適合，隨之而來的是網關架構設計上的挑戰，需要在性能上達到海量數據和異構數據的轉發。
同時對於用戶而言，用戶更需要一致性的體驗。無論是公有云、託管雲還是物理雲集羣，用戶更加期待看到的是同一個管理平面，底層的網絡更需要的是省心省力，用戶可以將更多精力放到業務上。
UCloud SDN網絡架構全景
應對在安全、性能、用戶體驗一致性上的訴求，UCloud有自己的理解。使用SDN可編程的方式進行底層網絡資源的靈活調度和管控，同時也爲上層應用內提供了更爲靈活的控制和便捷的調用。其中包含面向公有云的VPC和容器雲網絡K8S CNI、混合雲網關HCGW、物理雲網關VPCGW、跨域互通UDPN、雲聯網UGN技術方案，底層技術架構覆蓋網絡異構全場景。
02、租戶隔離，VPC進化之路
從2013年開始，UCloud的虛擬網絡開始採用SDN技術實現租戶隔離，也就是VPC 1.0(Virtual Private Cloud)。同年年底，UCloud意識到客戶在使用雲主機的同時也有使用物理機（bare metal）的需求，所以率先採用某品牌的SDN交換機，推出了和公有云網絡互通物理雲主機產品。2015年，隨着客戶業務的快速發展，硬件SDN交換機OpenFlow流表有限的條目已經不足以支撐物理雲主機的需求。UCloud迅速開發了採用DPDK技術的服務器集羣來替代硬件SDN交換機。隨後更多的DPDK網關作爲OVS的補充出現在UCloud的虛擬網絡中，爲客戶提供更快速的虛擬網絡。
從2017年開始，隨着25G網絡的發展，UCloud開始研發基於硬件卸載的虛擬網絡方案。最後確認下來的方向是可編程交換機和智能網卡兩者同時推進。2017年2月27日，UCloud推出了VPC 2.0，旨在解決客戶網絡使用場景中的痛點，如IP網段的自主規劃，跨可用區容災，VIP跨區高可用方案，混合雲和公有云的無縫連接等。2019年UCloud推出VPC 3.0，包含BGW網關，以及支持IPv6的VPC架構等。
03、安全，立體化安全最重要
在談及安全問題時，更多用戶關心底層安全技術和上層安全產品的平衡，周健談到：“越底層的安全影響面越大，越靠近用戶的安全越高效。木桶原理同樣適用於安全，一個平臺的安全短板決定了他的防護能力，立體的安全策略可以更好地應對安全問題。”
UCloud雲安全解決方案
周健表示：“立體化的安全策略需要底層和上層的安全各有側重，底層做一些必要通用的安全選擇，上層每一個層面都有相對應的安全策略。應對安全攻擊我們也有專門團隊進行處理，並且可以做到全球流量清洗，UCloud在全球共有8個邊緣節點，合計500G防護能力，將攻擊流量分別在邊緣節點進行清洗，然後將正常流量回源，給到就近的服務節點，以此幫助企業完成流量清洗。”
04、 SDN，融入架構血液
從SDN面世至今已有10多個年頭，業界對於SDN的理解也一直在進化，在不同階段SDN也在面臨着不同的挑戰。周健總結了目前SDN所面臨的挑戰：”轉發面的穩定性和性能問題、控制面的規模擴展性、數據一致性、穩態和敏態的矛盾。”
在提到穩態和敏態時，周健提到：“傳統網絡希望儘可能穩定，SDN網絡希望快速迭代，希望網絡系統可以進化。UCloud也在技術演進中進行了很多探索，提出了完善的檢測系統、診斷系統、灰度發佈系統。”
我們知道網絡變更是個很讓運維頭疼的問題，不僅是深夜割接帶來的折磨，更多的是很難只針對部分內容進行變更。周健提到了灰度系統：“我們的系統可以逐個協議、逐個虛機的粒度對網絡進行變更，變更之前會對變更的結果進行預判，包括流表的行爲是否符合預期，變更以後還會有迴歸的流量測試，所有測試無誤後，最終纔會正式變更。”
“我們利用SDN技術優化了診斷系統，可以通過SDN對流量進行細粒度的檢測。同時針對SDN帶來的管理面複雜性，我們在架構上進行了優化。” 周健補充道。
針對SDN的性能問題UCloud也提出了自己的解法，“在網絡硬件可編程的實踐中，對於高性能轉發佔優的P4和業務複雜度處理能力佔優的DPDK進行更適宜的場景分工。”
05、 用戶爲先，全球連接
企業用戶對於混合雲的需求源於千差萬別的業務場景，但一致的是都要求混合雲解決方案能夠實現全球連接。海外連接用戶往往存在兩種場景：
第一類政策要求數據不能離境、業務特性等原因使得一部分企業在出海一開始就選擇了自建IDC或是託管雲來部署業務，同時傳統IDC模式不具備彈性擴展扥能力，無法應對快速發展的業務挑戰，企業需要通過上雲實現彈性擴容，這就出現了國內外多個資源平臺並存的情況。
第二類企業在出海初期就選擇了公有云平臺，但因爲各地業務特性及場景選擇了與國內不同雲服務商。但這樣的跨國多雲架構，各雲之間通常不互通，企業跨國多雲連接通常也面臨方案複雜、落地週期長、成本高等難題。
“目前UCloud在全球有31個數據中心，同時UCloud可根據企業訴求提供私有云與UCloud公有云、其他雲平臺與UCloud公有云的高速互通，實現業務在多雲間靈活切換、平滑擴容，同時保障用戶體驗一致性。利用SDN技術可以做到全球UCloud骨幹網動態流量調度、帶寬複用。”周健補充道。
從海外數據中心到網絡加速產品、安全防護產品，以及本地化服務，UCloud不斷豐富出海配套設施，幫助出海企業“拎包入住”，集中精力拓展業務。
UCloud也在國內快速拓展自建機房，烏蘭察布數據中心是UCloud優刻得首個自建數據中心，一期項目已順利封頂。烏蘭察布數據中心整體規劃用地面積約134000平方米，規劃建設5棟數據中心，合計可以容納6000個8.8kW機櫃，將分五期建設，一期計劃於2021年正式投入使用。
青浦數據中心，總體建築面積約5.54萬平方米，優刻得將依據行業最高標準，在園區建設3棟新一代高效節能綠色數據中心，通過創新設計以及精細化運營，將PUE嚴格控制在1.3以下，打造長三角生態綠色一體化發展示範工程。該數據中心一期可容納3000個機櫃，預計2021年投產。
周健最後表述了UCloud虛擬網絡的下一步重點發展方向：“UCloud研發宗旨是：以用戶需求爲出發點，未來將以用戶業務爲核心訴求，提供更加可靠的網絡產品。同時也將構建連接UCloud全球數據中心節點的高速網絡通道，爲用戶跨域互聯互通、跨域流量調度提供更低的成本，更優的連接。”
2020年對於UCloud是特殊的一年，我們也期待UCloud作爲屹立潮頭的持續創新者，攜手用戶構建更美雲端，一起創見未來。
周健，UCloud虛擬網絡平臺負責人，擁有十多年以上的互聯網研發經驗，從事虛擬化/內核及驅動/雲平臺等研發及技術管理相關工作，目前在UCloud負責虛擬網絡平臺的產品研發及運營。