引言

“天下武功出少林”，各類(lèi)武俠小說(shuō)中，少林寺與“少林派”是出鏡率極高的江湖團體。每一場(chǎng)令人印象深刻的激烈交戰中，總少不了少林僧人及其玄妙武功。在路由這個(gè)大江湖里，共有IGP和BGP兩大門(mén)派�；蛟S我們可以這么說(shuō)，BGP應該屬于路由的搬運工，負責在多個(gè)自治系統間進(jìn)行路由的傳遞與交換，可以說(shuō)“網(wǎng)絡(luò )路由出IGP”。IGP絕對算是內功深厚，招數奇多的門(mén)派，它運用復雜的招數和內功產(chǎn)生路由，是路由的源頭，其又細分：OSPF、IS-IS、RIP、IGRP、EIGRP等眾多流派。IGP、BGP兩大門(mén)派和平相處，各司其職，在江湖中相安無(wú)事幾十年。近年來(lái)，SDN風(fēng)起云涌，浪潮之下，傳統路由似乎窮途末路，抑或煥發(fā)青春活力？

路由概況

BGP在網(wǎng)絡(luò )中的位置及功能作用，結合極其靈活的可擴展性，在SDN浪潮下，表現出了頑強的生命力，仙福永享，壽與天齊，暫且不表，這里重點(diǎn)說(shuō)說(shuō)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(lèi)，其本質(zhì)為Dijkstra算法及Bellman-Ford算法。簡(jiǎn)單整理下目前IGP路由協(xié)議現狀：

• RIP只適用于小型網(wǎng)絡(luò )，當今應用案例很少。
• IGRP已經(jīng)死亡，IOS早已裁減了該特性。
• EIGRP在特定行業(yè)應用較多，如金融行業(yè)。
• 適用于無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò )的HWMP、OLSR等，無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò )本身應用限制及各種替代技術(shù)，使得其路由應用較少。
• 傳統鏈路狀態(tài)路由協(xié)議在大規模使用，是事實(shí)上的主流協(xié)議，如：OSPF、ISIS。

傳統基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議具備適用于大型網(wǎng)絡(luò )，無(wú)跳數限制，收斂快速且天然無(wú)環(huán)等諸多優(yōu)點(diǎn)，基本成為事實(shí)上現網(wǎng)應用最多的路由協(xié)議類(lèi)別。值得一提的是應用于無(wú)線(xiàn)MESH領(lǐng)域的OLSR（Optimized Link State Routing）對傳統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(guò)MPR（MultiPoint Reply）機制降低報文泛洪量，在大規模網(wǎng)絡(luò )拓撲規模下，優(yōu)化極為明顯，是一款優(yōu)雅的路由協(xié)議。OLSR依托于較少應用場(chǎng)景的無(wú)線(xiàn)MESH組網(wǎng)，且無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò )本身有不少替代技術(shù)，使得其現網(wǎng)應用較少。尤其隨著(zhù)SDN的興起，可預見(jiàn)OLSR還未興起既已沒(méi)落。

曾有媒體將Dijkstra最短路徑算法，選為統治世界的十大基礎算法之一，確不為過(guò)。沒(méi)有該算法，當今互聯(lián)網(wǎng)將無(wú)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)拓撲信息，成為協(xié)議的主要差異點(diǎn)，體現為鄰居建立及LSDB的同步過(guò)程上，這也是協(xié)議層面必須規范的行為。拋開(kāi)鏈路狀態(tài)同步機制的不同，其核心思想如下：

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

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

我們可以看到傳統路由原理并不復雜，但OSPF無(wú)疑依舊為迄今為止最復雜的路由協(xié)議，沒(méi)有之一，OSPF協(xié)議標準RFC 2328文檔近300頁(yè)的超長(cháng)篇幅，無(wú)出其右，也足以說(shuō)明這點(diǎn)。以至于圍繞路由領(lǐng)域，衍生了一個(gè)生態(tài)，傳統設備商的各種認證如：CCIE、HCIE、H3CIE等，曾成為一個(gè)熱門(mén)職業(yè)。拿到這些認證，尤其CCIE，便意味著(zhù)高薪工作，時(shí)至今日CCIE雖已日薄西山，但依舊余溫猶在�？梢灶A見(jiàn)，SDN浪潮下，各種網(wǎng)絡(luò )工程師認證如CCIE等將逐漸降溫。簡(jiǎn)單的路由原理，卻有極為復雜的現實(shí)，功能特性層出不窮，帶來(lái)傳統路由設備的永葆活力，是否傳統設備商刻意營(yíng)造的一種技術(shù)門(mén)檻呢？以至于只有那幾家玩得轉。CCIE等認證本質(zhì)難道不是帶動(dòng)路由設備的拋售？IGP + MPLS等各種場(chǎng)景下的應用，配置命令成百上千條，用戶(hù)如何忍受？生態(tài)已成，客戶(hù)無(wú)法擺脫，SDN正是一個(gè)契機，但設備商會(huì )輕易放手？

路由變革

SDN趨勢下，網(wǎng)絡(luò )需要更智能、更簡(jiǎn)單、更靈活。傳統路由設備繁重復雜的功能特性已很難應對。面對現網(wǎng)存量巨大的傳統路由設備，SDN重塑整個(gè)網(wǎng)絡(luò )面臨如下問(wèn)題：

1.傳統網(wǎng)絡(luò )路由如何做SDN化改造？

2.傳統路由和SDN網(wǎng)絡(luò )路由如何平滑過(guò)渡？

3.如何軟件定義轉發(fā)路徑？

4.如何解決傳統路由路徑備份不足的問(wèn)題？

針對問(wèn)題1，基于傳統路由設備，個(gè)人認為無(wú)法做到真正的SDN改造，但還要讓客戶(hù)看起來(lái)像一點(diǎn)兒SDN，表面上看起來(lái)是SDN。目前設備商主流做法時(shí)，SDN控制器集中管控配置，傳統路由設備做轉發(fā)面，SDN控制器更多側重在統一集中運維層面。設備商的形形色色，加之對SDN理解的不同，實(shí)現方式的不同，導致SDN南向接口包羅萬(wàn)象，事實(shí)上并未有統一標準。SDN真正的威力正在于問(wèn)題2，傳統路由網(wǎng)絡(luò )和SDN網(wǎng)絡(luò )銜接過(guò)渡，有各種解決方案，這里不作深入探討。最簡(jiǎn)單直接的方案傳統路由設備接入SDN轉發(fā)面，SDN轉發(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，充當和路由設備對接角色。SDN控制器通過(guò)Packet-Out下發(fā)路由協(xié)議報文到轉發(fā)面并轉至傳統路由設備，完成對接。SDN開(kāi)源控制器ONOS針對BGP組網(wǎng)有類(lèi)似解決方案如下：

基于問(wèn)題1和2，注定現階段了轉發(fā)面仍需要跑路由協(xié)議，否則無(wú)法應對現網(wǎng)設備復雜的組網(wǎng)環(huán)境，傳統設備商也不會(huì )自斷臂膀。理想中的SDN，控制面全部收縮，任重而道遠，只能向現實(shí)妥協(xié)。思考一個(gè)不太關(guān)注的問(wèn)題：?jiǎn)渭僑DN網(wǎng)絡(luò )下，轉發(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(gè)先有雞，還是先有蛋的問(wèn)題，理性來(lái)看，單純的SDN網(wǎng)絡(luò )是不可行的，仍依賴(lài)于傳統網(wǎng)絡(luò )。

問(wèn)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，結合傳統設備及TE流量工程，Segment Routing無(wú)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(wèn)題4，傳統路由路徑備份特性一直在發(fā)展，基于最短路徑LFA（Loop-Free Alternate）便是應用較廣的一種技術(shù)。但該技術(shù)很多情況下，無(wú)法計算出備份路由。衍生了更多更復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(jià)甚至要比路由計算浪費資源更多，帶來(lái)收斂性能的大幅降低。個(gè)人認為，這些技術(shù)僅限于研究層面，即使在未來(lái)現網(wǎng)生產(chǎn)環(huán)境也會(huì )鮮有使用。但SDN架構下，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，結合Segment Routing，備份路徑的計算將輕而易舉。

展望

傳統路由IP網(wǎng)絡(luò )能在全球范圍內擁有廣泛部署，靠的是一套分布式的協(xié)議體系——一個(gè)或多個(gè)節點(diǎn)的路由器崩潰，IP網(wǎng)絡(luò )仍然可以繼續運行，這非常了不起。然而，正是這個(gè)分布式體系，使得很多本來(lái)很容易的全局性特殊策略難以實(shí)施，IP網(wǎng)絡(luò )的“智商”其實(shí)很低。更麻煩的是，網(wǎng)絡(luò )的控制在應用層軟件和路由器軟件之間有斷層，難以全自動(dòng)地實(shí)施應用策略。

SDN的引入，正在試圖解決這些問(wèn)題。但機械激進(jìn)的引入SDN，甚至會(huì )帶來(lái)更多問(wèn)題。在路由器組成的廣域網(wǎng)領(lǐng)域，牽一發(fā)動(dòng)全身，因此SDN的引入策略也相對保守，保守的表現在于盡量不去觸及路由器的轉發(fā)面，并且在控制面也盡量保持兼容，以一種混合體系運行的方式，逐步把路由器上分布式運行的控制面轉到集中式運行在控制器上，并且通過(guò)層次化的控制器，及合理的北向接口，實(shí)現軟件全面自動(dòng)化的訴求。

SDN已度過(guò)炒作階段，傳統設備商、激進(jìn)研究派、運營(yíng)商等都逐漸理性冷卻下來(lái)，傳統路由作為“少林正宗”，依舊必不可少；但通過(guò)SDN可以大幅減低網(wǎng)絡(luò )設備的復雜度，停止向復雜化發(fā)展的趨勢，使網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)單化、自動(dòng)化、智能化。