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云計算技術背后的天才程序員:Open VSwitch鼻祖Martin Casado

發布時間:2014年07月29日 01:16 | 發布者:新速科技 | 瀏覽次數:1883次
    在一次采訪中,Martin Casado說:“虛擬化具有一種魔力,它碰到誰就改變誰,過去它改變了內存、改變了計算、改變了存儲,現在它也會改變網絡”。Martin Casado是網絡虛擬化真正的先鋒人物,他是在網絡虛擬化頗負盛名的Nicira公司的創始人,還是OpenFlow的發明人,2012年隨著VMware收購Nicira而成為VMware網絡系統總設計師。今天我們給大家介紹的云計算背后的天才程序員是Martin Casado,本文來自OpenStack中國社區。


以下為原文:


提到Martin Casado,人們往往尊稱其為軟件定義網絡之父,當然除此之外,Martin Casado的頭上還圍繞著諸如,硅谷最炙手可熱的“40 under 40”之一,OpenFlow的發明人,Nicira的創始人等一系列光環。毫無疑問,達成其中的任何一個成就足以載入史冊,但Martin Casado所做的遠遠不止這些,這其中不太為人所知的是,Martin Casado作為程序員發起并提交了虛擬交換機Open VSwitch的第一個Commit,而這個Commit也奠定了多年以后開源云計算平臺中最受歡迎而且也是部署最為廣泛的開源虛擬交換機Open VSwitch。 




OpenFlow與軟件定義網絡


起源于60年代的網絡技術隨著計算機工業的高速發展也在不斷完善,伴隨人類信息技術產業進化到云計算時代,面對數以十億記用戶規模的平臺不斷涌現,人類建立起遍布全球的超大規模的數據中心來應對這一挑戰,但是原本以“人”為控制核心的網絡基礎架構層已經遠遠無法適應這一要求,其背后體現的是,在宏觀上,基礎網絡架構進化推進緩慢,在微觀上,硬件廠商在涉及數據轉發與控制層面上創新乏力,網絡硬件廠商要么安于現狀,要么因為商業利益所困無法凝聚業界從而無法發起和推動創新,但市場永遠不會等人,當工業界裹足不前的時候,富含創新土壤的學界當仁不讓的肩負起了這一角色,而其中的佼佼者就是斯坦福大學,以Martin Casado和他的老師Nick McKeown為首的研究團隊發起并推動了著名的控制與轉發分離的網絡部署模型和關鍵協議OpenFlow,正式宣告軟件定義網絡的誕生。 


x86,硬件的可編程與虛擬交換機


網絡設備一直是一個較為封閉的領域,一方面是網絡硬件設備制造商為了成本等因素不提供對硬件進行重新編程的能力,另一方面是核心ASIC芯片從設計、定型到市場推廣所需的超長周期使得芯片制造商不愿意對新協議和標準輕易試水這一現實考量,缺乏硬件的可編程特性,毫無疑問,軟件定義網絡將會喪失其最重要的特性,面對這一兩難選擇,Martin Casado認為,基于x86的虛擬交換機將會彌補傳統硬件交換機轉發面靈活性不足這一短板,毫無疑問,這一觀點存在巨大爭議,尤其在傳統硬件廠商看來無疑于癡人說夢,但是在支持者看來,這一方案簡直是水到渠成、自然而然的事情,有開源文化和Linux OS這些利器做后盾,基于x86和Linux的網絡開源軟件棧如雨后春筍般涌現出來,這一切都為虛擬交換機的提出打下了堅實基礎,但是這一方案還缺乏一個強有力的支撐點來使這一切真正的順理成章。 


網絡虛擬化,云計算皇冠上的明珠


進入二十一世紀,隨著x86體系架構逐步統治了數據中心,以Intel VT-x和AMD-V為核心的服務器虛擬化技術獲得了突飛猛進的發展,有可能是人類歷史上最偉大的商業和技術創新的云計算終于登上了歷史舞臺,并迅速被這個星球上所有的信息技術巨頭青睞,且不約而同都將云計算視作其通往成功的關鍵戰略。但是,只有服務器虛擬化遠遠不夠,云計算的隔離性、彈性、動態遷移等特性都需要網絡架構的緊密支持,而且與主流服務器虛擬化普遍采用的分時復用模式不同,網絡虛擬化的可選方案更多,但主要以邏輯“分層”來提供物理網絡的復用與隔離,而且,與x86的寡頭競爭格局不同,網絡領域的玩家更多,標準化組織林立,想要憑借一己之力快速建立事實標準幾乎是一件不可能完成的任務,即使對巨頭Cisco來說也是如此,此外,網絡虛擬化迫切需要解決從NIC到虛機的“最后一公里”問題,而且這一延伸也意味著控制權從硬件轉移到了軟件,管理方式由手動轉變為自動,這一切都為基于x86的虛擬交換機的提出鋪平了道路。2007年8月的某一天,Martin Casado提交了第一個開源虛擬機的commit,這個開源虛擬交換機在2009年五月份正式稱之為Open VSwitch,并于2012年3月(內核模塊)正式進入Linux內核主干。技術標準難以統一和利益沖突促使各個廠商分別推出了自己的虛擬交換機,例如Cisco的Nexus 1000V、VMware的vDS以及IBM的DOVE等產品,與此同時,開源體系中的Linux Bridge還不能完全稱之為虛擬交換機,而且不支持OpenFlow以及其它相關協議,這一現狀使得Open Vswitch一經推出就獲取了高度關注,尤其是在內核部分合并進入Linux主干之后,Open Vswitch幾乎成為了開源虛擬交換機的事實標準。 


No silver bullet


人類信息科技史上不止一次出現過顛覆性的技術,使得人們認為可以一勞永逸的解決某些領域的問題而不會帶來其它新問題,例如面向對象,SOA等等,但遺憾是,一次又一次人類認識到完美的技術是不存在的,但也決不能因此就否認這些技術的顛覆性特征,純粹基于x86的虛擬交換機的方案一經推出就站在了風口浪尖上,網絡硬件廠商一方面不約而同的不看好,另一方面紛紛收購初創公司來應對這一挑戰,而且這一次,絲毫不出所料,“性能”又被(硬件廠商)當成武器,使我們不僅想到蒸汽機剛剛被發明的時候也被指責裝備蒸汽機的火車跑的還沒有馬快。性能固然非常重要,但顯然還不是最重要的,人類已經為這一點吃盡了苦頭,最近的一次是史上最嚴重的安全事件Heart Bleeding,造成了幾十億美元的損失,要知道在七十年代末和八十年代初,早期的處理器中是存在類似INTO和BOUND這樣的專門為安全設計的處理器指令的,但這些指令會在一定程度上影響性能,而當時人們對性能的關注遠高于安全,用Avi Kivity的話說就是,”性能是可以度量的,而安全則不能“。雖說信息產業領域普遍缺乏遠見,但是也不乏先知先覺者,2014年3月Google在ONS大會上披露了Google的新一代基于SDN的網絡虛擬化方案仙女座(Andromeda),以其Logical Centralized架構特點和低延時和高吞吐的性能又一次深深震撼了業界。




ay it with me, I don’t know


不出所料,Martin Casado最經常被問到的一個問題就是,“SDN到底是什么”,而他的回答總是那么的直截了當,“我不知道”,Martin Casado坦言,在軟件定義網絡剛剛被提出的時候,是非常清晰并易于理解的,但是現在,幾乎所有網絡中“有趣”的東西都被貼上軟件定義網絡的標簽。一方面,這種局面體現了軟件定義網絡是多么的深入人心,另一方面,也說明業界仍然缺乏統一,尤其是網絡巨頭Cisco剛剛推出了自己的“SDN”方案ACI架構并強推OpFlex標準,來繼續鞏固其在云計算數據中心網絡設備的霸主地位,普遍認為,就像藍色巨人無法抗拒x86對于小型機的侵蝕一樣,網絡巨頭Cisco也將會在交換機和路由器上重蹈覆轍。 




軟件定義一切


Jobs說過,自信來自于自律,因此他每天四點鐘起床,七點鐘之前就處理完了一天的郵件。但是對于當時默默無聞的Martin Casado來說,自律遠遠不夠,因為直到今天軟件定義網絡對很多人來說依然是一個大膽又瘋狂的念頭,更別說在云計算才剛剛萌芽的當時,自律顯然無法讓Martin Casado自信,Martin Casado需要的是對信息技術、軟件、硬件、網絡等諸多領域真正的深刻洞察與非凡遠見,軟件定義網絡毫無疑問是人類未來信息技術宏偉藍圖中的一塊關鍵拼圖。Mark Andreessen憑借軟件將會吞噬整個世界為未來指明了方向,而Martin Casado則憑借軟件定義網絡為其給出了具體路線圖。


整個信息技術產業發展史就是一部”壟斷與反壟斷”、”顛覆與反顛覆“的歷史,所不同的是,發起方不再僅僅是政府,開源文化的興起,使得眾多草根創業公司和千千萬萬普通的engineer與programmer匯聚成為一股無法忽視的力量站到了這個“舞臺”的中央,加入到這場戰爭中來,他們蔑視保守,封閉,專利,私有,他們崇尚開放,協作,共享,多贏,他們用他們的價值觀來投票,而他們所需要做的僅僅是在某一天坐在電腦跟前,就像那一天Martin Casado為Open Vswitch提交第一個commit一樣把自己的想法用代碼描述出來,而這個commit注定要揭開一個波瀾壯闊的軟件定義網絡時代。
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