Tungsten Fabric：为云网络而生的SDN控制器
本文作者Farzaneh Pakzad是云解决方案服务商Aptira的网络顾问，拥有美国昆士兰大学软件定义网络博士学位。她的研究领域专注在SDN、云计算和网络安全方面，曾为澳大利亚电信巨头提供SDN传输、部署、SD-WAN等解决方案的咨询服务。2019年，Farzaneh对最受欢迎的几个开源SDN控制器进行了比较，评级和评估，帮助机构选择适合其网络设计和要求的平台，引发业界关注。
在当前的IT市场中，组织正将其旧的基础设施迁移到云上，其基础设施的每个部分都在向云化的方向发展。因此，我们有必要来看一下为云级网络（cloud-grade network）而生的SDN控制器，其中一个就是Tungsten Fabric（TF）。
对于云的构建者和云原生平台的工程师来说，TF是一个合适的选择，它由Juniper开源项目OpenContrail发展而来，现在迁移到了Linux基金会(Linux Foundation)下面。
体系结构
Tungsten Fabrics架构包含两个主要的软件组件：TF vRouter和TF Controller。
TF vRouter用于数据包转发，并将网络和安全策略应用于网络中的设备。
•vRouter需要在网络中的每个主机或计算节点中运行。它取代了Linux桥接器和传统路由堆栈IP表，或者在计算主机上联网的OpenVSwitch。
•TF Controller通过可扩展消息传递和协议（XMPP）与vRouters通信，以应用所需的网络和安全策略。
TF Controllers包含以下软件服务：
•用于与vRouter通信并维护网络拓扑和网络策略的Control和Configuration服务。
•用于遥测和故障排除的Analytics服务。
•用于与用户交互的Web UI服务。
•最后，提供与私有云和公共云、CNI插件、虚拟机和裸机集成的服务。
在Tungsten Fabric 5.0及更高版本上，其体系架构使用基于Docker容器的微服务（如下图所示）以部署上述服务。这使得控制器在用户体验方面具有抵御故障的弹性，并提供高可用性。
模块化和可扩展性
基于TF微服务的体系架构，允许根据性能要求和持续增加的负载来开发特定的服务。同样，微服务本质上是模块化的，这使得平台的维护和可扩展性变得简单，同时也将服务的故障相互隔离开。
可扩容性
集群的可扩容性
•TF以模块化方式实现集群的可扩容性。这意味着可以通过为相关角色添加更多节点从而水平扩展每个TF角色的节点数量。而且，每个节点的Pod数量是可扩容的。通过利用Zookeeper来选择活动节点，而根据Zookeeper算法的性质，在Controller和Analytics节点中部署的Pod数量必须为奇数。
架构的可扩容性
•TF支持BGP协议，每个TF controller都可以通过BGP协议连接到其它controller。这意味着TF可用于连接不同的SDN岛。
接口
•南向：TF使用XMPP协议与vRouters（数据平面）进行通信，以提供overlay SDN解决方案。BPG还可以用于与旧设备进行通信。
•北向：TF支持Web GUI和RESTful API。插件与其它平台集成，例如编排器、云和OSS/BSS等。
遥测
Analytics节点从基础设施中提取可用的遥测信息。随后，可以将数据标准化为通用格式，通过Kafka服务将输出发送到Cassandra数据库中。从问题解决到容量规划，可以以多种方式使用此数据。Redis使用该数据生成图形和运行查询。Redis pod部署在Analytics pod和Web UI pod之间。
弹性和容错能力
Tungsten Fabric的模块化体系架构使其具有抵御故障的弹性，通常在多个服务器上运行多个Controller/Pod以实现高可用性。并且，服务的故障是被隔离的，不会影响到整个系统。通过负载均衡器，TF可以访问API和Web GUI服务。负载均衡器可以允许Pod位于不同的子网中。
编程语言
TF支持C++、Python、Go、Node.js。
社区
TF最初与Juniper相关联，现在得到Linux Foundation Networking umbrella的支持，拥有庞大的开发人员和用户社区。
总结
可以给出这样的评价：TF是云的构建者和云原生平台工程师的合适选择。因为它可以与私有云和公共云、CNI插件、虚拟机和裸机等，灵活地协同工作。
通过其所集成的编排器，它公开Heat API、Kubernetes API等以实例化网络和安全策略。TF的可扩展性使其具有高可用性，并且能够抵御故障，从而增加了客户的用户体验。
最后，它的模块化功能使用户可以轻松而又独立地自定义、读取、测试和维护每个模块。