一、SDN和白盒的關系
經(jīng)典SDN的定義是轉(zhuǎn)控分離，通過SDN控制器來實現(xiàn)集中的網(wǎng)絡智能控制，并通過北向API來提供快速的應用迭代開發(fā)。隨著產(chǎn)業(yè)界的博弈，所有通過集中的軟件來實現(xiàn)業(yè)務發(fā)放的系統(tǒng)也被稱之為SDN。而白盒則是不折不扣的過去三十多年PC技術路線在網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)的實現(xiàn)，通過標準化硬件的SAI接口，將網(wǎng)絡設備的硬件和軟件分離，客戶可以從A廠商買硬件盒子，從B廠商買軟件或自行裁剪開源軟件系統(tǒng)安裝在A廠商的盒子上，自己組裝一個可運行的設備。
某種程度上來講，經(jīng)典的SDN也是一種白盒的實現(xiàn)方式，只不過軟件系統(tǒng)和硬件盒子不是1：1而是1:N的關系，和Software Defined Storage類似。下面兩張圖來自于SDN/OpenFlow之父Nick Mckeown早期SDN布道的經(jīng)典膠片，其愿景是采用SDN塑造一個沒有Vendor LockIn的開放新世界，其后OCP/TIP(Telecom Infrastructure Project)項目推進白盒采用了不同的方式，但是目標遠景完全一致。
SDN的技術路線仍然百家爭鳴，隨著電信運營商的加入，希望扭轉(zhuǎn)過去20年推動網(wǎng)管接口開放不利的局面，借SDN之東風來開啟網(wǎng)管的第二次開放性革命，這使得SDN的概念更加模糊不清。
SDN和白盒的初始驅(qū)動力是一致的：
● 避免Vendor的LockIn，使得商務和技術的主動權(quán)掌握在客戶自己手里，避免店大欺客的現(xiàn)象。尤其是近二十年來Google等頂級互聯(lián)網(wǎng)公司不僅商業(yè)上極其成功，而且也將商業(yè)成功和技術成功緊密關聯(lián)起來，這使得電信運營商有意無意地以互聯(lián)網(wǎng)公司為榜樣，希望逐漸加強自身在技術上的控制力，像互聯(lián)網(wǎng)公司一樣分分鐘推出新功能，滿足最終用戶的需求。
● 降低成本，這是第一點帶來的好處，有多個同質(zhì)化、可替代的供貨商，那么商務價格就好談，降價是可以預期的必然結(jié)果。
但是兩者的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀差異較大，SDN已經(jīng)完全脫離起初的定位，成為一個完全泛化的新型網(wǎng)絡技術的代名詞，各個玩家都能從其中找到自己的利益定位，故而已經(jīng)廣為業(yè)界接受，但是仍然在產(chǎn)品形態(tài)、商業(yè)價值上不斷受到質(zhì)疑。白盒是個非常具體化的產(chǎn)品形態(tài)，雖然有完全白牌、品牌白盒(Branded White Box)的定義差別，但是無關大局，其對既有的產(chǎn)業(yè)格局沖擊巨大，所以多是弱勢廠商、IT類公司或者初創(chuàng)公司參與，既有優(yōu)勢網(wǎng)絡廠商迎合客戶推出1-2款白盒已經(jīng)是極限。
Google、Facebook、國內(nèi)等大型互聯(lián)網(wǎng)公司有足夠大的交換機采購量，也能養(yǎng)得起自己的研發(fā)隊伍來研發(fā)交換機軟件，并對技術兜底，因而推動白盒不遺余力。以Facebook為例，其2011年牽頭推動成立OCP(Open Compute Project)，主要聚焦于開放數(shù)據(jù)中心基礎設施架構(gòu)，2013年成立Open network子項目，定義交換機的硬件和芯片SAI、版本管理(ONIE)標準，自己研發(fā)FBOSS網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，從而使得交換機硬件完全可以替換。在電信領域，2016年同樣是Facebook牽頭、多家運營商參與的TIP project的成立使得白盒在運營商領域得到高度的關注；AT&T 2016年首先宣布CPE的白盒計劃，今年4月又宣布計劃在未來大量采用白盒來構(gòu)建Backhaul網(wǎng)絡。幾乎每個歐洲Tier 1運營商都在NFVI的標書中輕描淡寫地提到OCP兼容硬件的路標支持，也有部分運營商，如TEF等運營商也悄悄向廠商發(fā)了白盒的標。
二、以史為鑒
中國先賢曰：“以史為鑒，可以知興替”，圣經(jīng)傳道書曰:”There is Nothing new under the Sun”。
1981年，IBM推出了個人計算機，搭載著來自Intel的8088 CPU和微軟的DOS軟件系統(tǒng)，開啟了PC產(chǎn)業(yè)的序幕。在此之前，IBM的大型機份額已經(jīng)從1970年的60%降低到1980年的32%，IBM自身的營收增長率僅為5.3%，同期DEC的增長速度為35%。有鑒于此，PC作為一個被IBM寄予厚望的產(chǎn)品而上市，而不是像今天一線網(wǎng)絡廠商對于白盒/SDN的天然抵制態(tài)度。
即使如此，在企業(yè)計算領域，大型機和小型機仍然長期牢牢占據(jù)了市場主導，直到1995年Intel Pentium Pro的發(fā)布，才使得PC架構(gòu)逐漸進入高端企業(yè)計算領域，但是CISC/RISC體系架構(gòu)孰優(yōu)孰劣之爭一直未曾停息；Intel和HP合作的Itanium耗資巨大并不成功，直到2005年多核X86 64發(fā)布，對RISC Server的替代才進一步加速，DEC Alpha、Sun Ultra Sparc逐漸式微；微軟在90年代初幾乎一鍋端了DEC的VMS團隊啟動研發(fā)Windows NT，經(jīng)過了NT 3.1/3.5/4.0，直到Windows 2000 Server發(fā)布，才進入企業(yè)計算的主流市場。
在網(wǎng)絡領域，以承載語音業(yè)務為主的電信網(wǎng)絡在20世紀80年代完成了從人工交換到機械電子交換乃至軟件控制的更新?lián)Q代，90年代開始從隨路信令過渡到共路信令，有了獨立的面向呼叫控制的信令網(wǎng)絡。這是因為電信網(wǎng)絡面向運營，可管可控、可集中計費、對賬是關鍵的訴求，這也為90年代末軟交換的控制轉(zhuǎn)發(fā)分離奠定了基礎，軟交換通過MGCP/H.248協(xié)議提供簡潔的端點、上下文抽象控制模型，將控制和媒體轉(zhuǎn)發(fā)面分離；在IMS時代，ETSI/3GPP引入了RACS、PCRF實體來實現(xiàn)業(yè)務流級別的策略控制。在移動網(wǎng)絡中，2G時代就將用于數(shù)據(jù)管理和認證控制獨立出來設立HLR網(wǎng)元，R8 LTE階段將分組域的移動性管理獨立出來設置MME網(wǎng)元。因此從電信網(wǎng)的歷史和運維習慣而言，對SDN的集中管控更容易接受。在業(yè)務開通方面，電信業(yè)從上個世紀90年代開始就開始了自動化的BSS/OSS系統(tǒng)的建設，從起初的從營業(yè)廳到后臺的人工審批、執(zhí)行的工單系統(tǒng)，很快變成用戶完全可以自服務進行業(yè)務訂購、開通的端到端自動化的系統(tǒng)，我們今天的移動業(yè)務、固定寬帶業(yè)務基本上都可以通過運營商的網(wǎng)站、App進行自服務開通、實時生效。而在企業(yè)專線業(yè)務上，尤其是跨地域的VPN專線，涉及到運營商內(nèi)部多個經(jīng)營實體的結(jié)算、協(xié)調(diào)問題，端到端自動化開通仍然困難，但是與總量占80%～90%的個人業(yè)務相比，此部分業(yè)務量相對較小，解決的推動力不足。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，過去10年來，企業(yè)專線IP業(yè)務在總的IP業(yè)務量中占比不是上升，而是進一步下降。
在傳輸網(wǎng)層面，從上世紀90年代開始PDH演進到SDH開始，由于SDH的多站點的電路分插復用網(wǎng)絡架構(gòu)，站點上下電路業(yè)務需要統(tǒng)一的資源管理和配置，所以SDH一開始就引入了集中網(wǎng)管的架構(gòu)，除了對電路分插復用的集中規(guī)劃配置外，也利用了PDH本身的OAM能力來對多站點進行統(tǒng)一管理；傳輸網(wǎng)管再往MSTP、OTN的演進過程中進一步具備了端到端路徑計算的能力，從而實現(xiàn)了自動化的電路業(yè)務開通能力。
與電信網(wǎng)不同，IP網(wǎng)一開始起源于ARPA NET這樣的軍方項目，其網(wǎng)絡在災難下的生存性是第一設計原則，所以一開始走的就是全分布的路由技術路線。Ip協(xié)議在1980年RFC760中才正式從TCP中獨立出來，在1982年引入GGP/EGP控制面協(xié)議之前，TCP/IP網(wǎng)絡并無獨立的控制面，即使是EGP的后繼BGP、還是RIP/OSPF/ISIS等各類IGP協(xié)議甚至是LDP、RSVP/RSVP-TE這類虛電路管理、標簽交換協(xié)議，仍然維系了分布式路由交互的架構(gòu)。稍微有點不同的是，iBGP這樣Full-Mesh連接的協(xié)議在大規(guī)模網(wǎng)絡中其擴展性受限，IETF于1996年的RFC1966中引入了集中的Route Reflector角色，這也使得采用BGP協(xié)議的集中控制成為可能，包括采用BGP RR進行集中的路由策略控制以及流量的調(diào)優(yōu)。IP的全分布式架構(gòu)深入人心，因而從業(yè)者往往無法接受經(jīng)典SDN的集中式控制架構(gòu)。
三、未來趨勢走向探討
古希臘哲學家赫拉克利特曰:”人不能兩次踏進同一條河流”，萊布尼茨也說”凡事莫不相異”。
3.1 白盒
在網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)中，領先廠商均極力避免重蹈PC白盒化的覆轍，避免兩次踏入同一條河流，并且今天網(wǎng)絡的產(chǎn)業(yè)環(huán)境也和PC興起的時代極為不同，1980年代個人計算機普及率幾乎為0，潛在的巨大增量市場可以養(yǎng)活任何形態(tài)的產(chǎn)品，而今天的網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)已經(jīng)趨近飽和，任何形態(tài)的產(chǎn)品必須以對他人的替代為前提，新品的競爭優(yōu)勢必須明顯；網(wǎng)絡行業(yè)分客戶除了那些自己能夠玩票的頂級科技公司以外，兩類大客戶接受白盒仍然存在很大的障礙：大部分行業(yè)政企客戶網(wǎng)絡只占IT設備其中的一小部分，服務器/存儲是大頭，即使在網(wǎng)絡部分，安全甚至可能大于交換機和路由器成本，但是網(wǎng)絡又非常重要，故障后果非常嚴重，對采購決策者而言采購知名品牌比白盒的潛在風險小得多。對于大部分運營商而言，網(wǎng)絡復雜，網(wǎng)絡設備功能相對復雜，并且有冗長的市場準入測試周期，售后服務要求苛刻、付款周期長，而當前白盒生態(tài)鏈中大部分為創(chuàng)業(yè)公司戶的情況，參與這個市場還非常困難。
另一方面，近年來運營商迫于營收、成本的壓力還是在有意扶持白盒這個市場。過去5年，全球IP網(wǎng)絡流量增長了約2.2倍，其中移動網(wǎng)增長12.6倍，而同期電信業(yè)務收入反而下降約3%，運營商增收、節(jié)支的意愿強烈；有互聯(lián)網(wǎng)公司作為榜樣，那么最好的方式就是擼起袖子來自己干。雖然講自己動手違背了按比較優(yōu)勢分工的基本經(jīng)濟學原則，但是由于IT技術普及的今天，IT、軟件已經(jīng)成為每個大型企業(yè)的基本專業(yè)，開源也使得軟件組件似乎唾手可得。未來每個公司首先都要是個科技企業(yè)，就如同數(shù)十年前開車還是個專業(yè)化的活，今天已經(jīng)成為每個個人的必備技能一樣。運營商的問題是由于歷史原因以及監(jiān)管的要求，是其組織模式還是按地域分隔，大部分無法像全球化的互聯(lián)網(wǎng)公司那樣聚焦人才優(yōu)勢、聚焦方向進行快速技術創(chuàng)新。
從網(wǎng)絡的形態(tài)來看，Metcalfe定律講網(wǎng)絡的價值和用戶數(shù)量的平方成正比，同樣一個有狀態(tài)的網(wǎng)絡的復雜度也和終端數(shù)量的平方成正比，復雜的有狀態(tài)網(wǎng)絡擴展能力差，這也是過去數(shù)十年IP戰(zhàn)勝ATM等技術的根本性原因之一。將業(yè)務和傳送分離、邊緣和核心分離，將智能留在邊緣、核心簡化(Smart Edge, Dumb Core; Soft Edge, Hard Core)才是應對未來海量連接、數(shù)據(jù)洪流時代的網(wǎng)絡的正確姿勢。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，vSwitch和智能網(wǎng)卡將網(wǎng)絡業(yè)務起點放在了服務器上，F(xiàn)abric網(wǎng)絡是個簡單的可擴展的CLOS架構(gòu)網(wǎng)絡；在運營商網(wǎng)絡，移動網(wǎng)是基于IP及傳送網(wǎng)之上的一個Overlay，固網(wǎng)接入架構(gòu)也非�？赡苎刂愃频募軜�(gòu)演進，Overlay起點放在uCPE、OLT上，另一端終結(jié)到邊緣DC，邊緣DC到核心DC還是Overlay，這其中的城域網(wǎng)、Backhaul、骨干網(wǎng)都可以盡可能簡化；雖然OBS/OPS這樣的光交換技術過去十幾年進展不大，但是ASIC轉(zhuǎn)發(fā)+WDM技術還是可以對付越來越多的場景。簡化的結(jié)果使得對Underlay的設備要求降低，也降低了白盒設備參與運營商網(wǎng)絡建設的門檻。
但是如前所述，今天網(wǎng)絡已經(jīng)是個高度飽和的市場，供應商利潤也在持續(xù)下降之中，過去5年運營商交換/路由/傳輸網(wǎng)絡設備市場幾乎零增長，企業(yè)交換/路由設備也步入了負增長通道，無法像PC產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期的高成長來快速孵化一個全新的產(chǎn)業(yè)鏈。從經(jīng)濟規(guī)律來看，無論是誰都逃脫了不了市場經(jīng)濟下的供求關系鐵律。賣價過高，必然使得新進入者有利可圖、賣家也積極扶植、尋求新的賣家；賣價過低，無利可圖，供應者減少，又導致價格回升，所以長期來看價格應在平衡點上下波動。當前階段網(wǎng)絡設備領域主流供應商日趨集中，個別賣家的議價能力上升，客戶雖有意扶植白盒產(chǎn)業(yè)鏈，但是由于整個產(chǎn)業(yè)的利潤并不高，白盒產(chǎn)業(yè)很容易遇到階段化發(fā)展天花板，很可能最終在某個TCO均衡點上獲得一個相對穩(wěn)定的市場份額， IHS Markit給出的預測數(shù)據(jù)是到白盒交換機端口發(fā)貨量從2015年的10%增長到2021年的19%左右。
3.2 SDN
Software Defined Networking今天不僅是一個網(wǎng)絡的概念架構(gòu)、更是一個Marketing術語，就如同2010年左右的云計算一樣。其從一開始的集中控制面到業(yè)務的自動化、再到運營商網(wǎng)絡的網(wǎng)管開放化運動都聚集到SDN這個大旗下，使得其概念外延不斷延展。
SDN應用場景可以歸結(jié)為點、線、面三種類型，所謂點就是側(cè)重于單點設備的轉(zhuǎn)控分離，一般用于用戶的接納控制和管理，此類應用在以往的網(wǎng)絡中包括固網(wǎng)BRAS+AAA、移動網(wǎng)EPC、企業(yè)網(wǎng)/WLAN 802.1X認證等產(chǎn)品或技術已經(jīng)廣為部署，歸為SDN是概念包裝，也是產(chǎn)品組合改良，比如對園區(qū)網(wǎng)的集中管控；線則是基于路徑計算的專線開通和路徑優(yōu)化，包括各類運營商網(wǎng)絡從回程網(wǎng)到骨干網(wǎng)、從IP到光層的SDN以及SDN早期Google B4的流量調(diào)優(yōu)；所謂面則是將用戶/應用的虛擬網(wǎng)絡設計自動化映射到物理網(wǎng)絡，包括數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的虛擬化，以及還在講故事的5G網(wǎng)絡切片，后者雖然其技術上已經(jīng)不是問題，但是價值很大程度上還是停留在紙面上。
數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡虛擬化基于SDN，由計算虛擬化驅(qū)動，無論其是何種SDN除了技術路線之爭外，應用價值已無大的爭議；SD-WAN由于企業(yè)專線和普通Internet接入的價格剪刀差，加上企業(yè)對于網(wǎng)絡服務化的需求、Overlay技術帶來的端到端便捷開通特性，使得其在近兩年大熱。其它場景的價值業(yè)界一直在尋找、一直在爭論，從未停息。幾點看法：
1、隨著經(jīng)濟發(fā)展，除了土地等不可再生稀缺資源外，人力幾乎是唯一單調(diào)上升的成本要素，個體追求時間自由也是永恒不變的訴求，因此所有可以自動化、減少人力投入的技術都不會錯；網(wǎng)絡的自動化業(yè)務發(fā)放、智能化運維技術會持續(xù)演進、深化，在成本可控的前提下不斷增強從網(wǎng)絡采集運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)的能力，用于網(wǎng)絡質(zhì)量分析、規(guī)劃參考乃至用于網(wǎng)絡自愈控制。這些可以和SDN無關，也可以有關，也可以包裝成AI Based Network，就看需要扛哪桿大旗。
2、有人以GPS導航來實現(xiàn)最優(yōu)路徑的選擇來類比網(wǎng)絡的流量調(diào)優(yōu)，的確從理論上來講，如果進入網(wǎng)絡的每個報文我們都可以為其選擇最佳路徑，則是一個最為理想的網(wǎng)絡。但是差別在于，路依附于土地，是極度稀缺的資源，而網(wǎng)絡主體基于硅元素，雖然不完全可以摩爾定律化，但是調(diào)優(yōu)技術本身引入的成本和擴容帶寬的代價是可以比擬。另一方面，在GPS導航系統(tǒng)中，是每個車輛自帶導航，云端系統(tǒng)匯總路徑擁堵程度來進行單車的精準調(diào)度，而路本身并無狀態(tài)，不會帶來嚴重的可擴展性問題。與此類似的是Segment Routing這樣的技術，從路徑頭節(jié)點攜帶標簽棧表達的源路由，中間節(jié)點無狀態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)，加上SDN控制器算路，非常類似于導航系統(tǒng)。但是問題是地圖信息公開市場可以購買、也可以自己測繪，同時人的行程是有限的，任意網(wǎng)絡導航服務提供商都可以獲得近乎端到端的路網(wǎng)信息，但是網(wǎng)絡世界是割裂的、分屬于不同運營商的私產(chǎn)，而業(yè)務是端到端的，局部的優(yōu)化對端到端的體驗改善很難預計，這就有點尷尬了，就好比過去十幾年我們談的智能管道、端到端QoS保證。但是在局部可控的范圍內(nèi)進行優(yōu)化，尤其是高價購買、租用運營商網(wǎng)絡，且有剛性預算的大型企業(yè)客戶來說是可能的。
3、產(chǎn)業(yè)買賣雙方的博弈，尤其是在通信市場接近飽和的情況下，甲方消除廠商鎖定、提升自身商務、技術兩個層次控制力的訴求，通過SDN來推動轉(zhuǎn)發(fā)設備和網(wǎng)絡業(yè)務功能的分離，這其中其實基礎網(wǎng)絡提供L2/L3的連接性只是一小部分，還有安全、負載均衡等等網(wǎng)絡增值服務。這和白盒的驅(qū)動力比較類似，如果網(wǎng)絡設備不能通用化，那么就將更多的網(wǎng)絡功能轉(zhuǎn)移到更加通用的X86上。當然，天下沒有免費的午餐，開放意味著責任界面的多樣化、復雜化，封閉意味著交付的簡單化，同時基本相同的硬件設計也意味著其成本主要和出貨量相關，開放/封閉本身倒非主要因素。
四、結(jié)束語
無論是SDN也好，白盒也好，都是硬件資源供給相對豐裕之后的軟硬解耦的大趨勢，產(chǎn)業(yè)價值向軟件進一步轉(zhuǎn)移不可避免。在半導體制程接近原子直徑之前，CPU的性能持續(xù)增長還有一段時間，X86在下有ARM蠶食低端市場、上有GPU主導高性能計算的競爭環(huán)境下，很重要的市場機會就是往網(wǎng)絡方向進軍，包括X86自身轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)化以及附加FPGA協(xié)處理器、智能網(wǎng)卡外設等，這使得稍微帶一些通用處理的網(wǎng)元都可以采用通用X86服務器來實現(xiàn)；另一方面ASIC也向可編程方向發(fā)展，在保證高帶寬的前提下獲得一定的靈活性。兩者共同擠壓NP、多核處理器以及廠家ASIC芯片的市場空間，最終網(wǎng)絡設備架構(gòu)很可能統(tǒng)一到X86和ASIC這兩個生態(tài)鏈上，消除以往網(wǎng)絡設備產(chǎn)業(yè)碎片化的狀態(tài)，平臺變得更加通用，而通用使得單一生態(tài)鏈的價值擴大，從而使開放真正經(jīng)濟上可行。
開放網(wǎng)絡比較樂觀的結(jié)果是開放的生態(tài)鏈會吸引更多的參與方，而更多的參與方、分層解耦體系可能意味著創(chuàng)造力的釋放，帶來一個新的網(wǎng)絡繁榮時代，希望那時我們不是白堊紀晚期的恐龍，而是已經(jīng)為新生代到來準備好生存技能的哺乳動物。
作者簡介：汪軍，畢業(yè)于南京航空航天大學，碩士研究生學歷。目前擔任中興通訊承載網(wǎng)產(chǎn)品線SDN規(guī)劃總工，此前先后在中興從事核心網(wǎng)產(chǎn)品研發(fā)、平臺規(guī)劃以及下一代網(wǎng)絡研究工作。在2004年加入中興之前，供職于安徽蕪湖電信，先后從事網(wǎng)絡運維、規(guī)劃以及市場等工作。
