資訊科技發展日新月異，從實體伺服器演進到虛擬化平台（Hypervisor），促使資料中心逐漸轉型成為軟體定義，傳統僵固的網路配置模式，亦隨著軟體定義網路（SDN）概念的出現，使得資料中心的運算、儲存、網路等三大基本要素，皆得以運用程式碼的方式呼叫執行配置與調整，朝軟體定義資料中心（SDDC）邁進。
自2012年源自於學術界的SDN框架被Google用以實踐全球資料中心的串連，引發各界高度關注，不少企業皆有意效法此成功標竿的作法，解決伺服器虛擬化後，網路層難以彈性因應設定配置的障礙。當時國際間不僅有開放網路基金會（ONF）為轉發層提出Openflow協定、Linux基金會亦釋出OpenDaylight開源專案建構控制層，市場上更是群雄四起，除了VMware高價併購新創公司Nicira取得網路虛擬化技術推出NSX，既有龍頭大廠思科發布自主研發的ACI（Application Centric Infrastructure）、Juniper則是在併購Contrail System後發展提出Contrail解決方案。
整合Underlay與Overlay建立單一控管
儘管SDN持續發展至今已數年，事實上，多數IT人員對於SDN的抽象化概念，受到市場推廣初期影響，通常會從Openflow通訊協定理解SDN的意涵，甚至誤以為兩者本質上為等號。若要真正理解SDN的現況，仍須話說從頭。Juniper Networks台灣區技術總監游源濱指出，原本實體路由器、交換器設備的設計，各家有自主研發的作業系統、客製化晶片、應用功能，設備彼此之間透過RFC標準或封閉式協定進行溝通，每台設備皆擁有處理封包的能力。架構之所以如此設計，主要是因應網路發展初期，運算效能無法處理龐大的封包量，必須交由多台實體設備來執行。
隨著運算資源變得日漸強大，再加上平行運算技術逐漸成熟，於是學術界基於ONF提出的SDN框架開始發展，運用Openflow協定建立溝通架構，讓各個節點全數整合到統一控管中心，也就是控制平面（Control Plane），透過API介接來擷取資訊，以降低溝通上的障礙；至於實際執行動作的設備，可能分散在異地機房，必須擔任轉發平面（Forwarding Plane），接受控制平面的指令。如此的架構模式，網路規模愈大才得以彰顯效益。
就SDN框架來看，除了可透過Openflow實作，亦可改用其他標準通訊協定例如EVPN（Ethernet VPN）、VXLAN等來達成。廣域網路也有PCEP協定，主要應用於電信領域，底層通道採用的是MPLS，執行轉發平面的工作，聽命於PCEP控制平面的指令，藉此實踐SDN。
SDN的框架剛開始被提出時，本來就是百家爭鳴，各有不同實踐之道。如今Openflow之所以漸趨式微，原因在於限制過多，若為全新建置的網路架構或許還可導入，但如欲整合於既有的架構，則實作難度過高，因此國際IT廠商多數已轉向支援VXLAN與EVPN，Juniper提出的Contrail Enterprise Multicloud即投入支持，藉此整合Overlay與Underlay，打通私有雲與公有雲的異質平台，並且讓IT維運者得以透過單一平台進行控管。
發展新興封裝協議擴增網路資訊交換
另一方面，IT基礎架構領域的技術供應商也投入發展SDN，著眼點卻不盡相同。VMware NSX資深架構師饒康立指出，多數硬體廠商是基於多台硬體設備的集中控管，或是透過可程式能力，以指令執行呼叫來快速部署多台實體設備，此架構統稱為Underlay；VMware著重的網路虛擬化，則屬於Overlay架構，可架構在任何廠商所提供的底層技術之上的IP網路，採用的是標準VXLAN封裝協定，同時也積極發展下一代Geneve協議。
儘管Geneve目前尚在申請IETF標準中，卻已經是業界公認的標準。由於VXLAN為固定長度的封裝機制，主要針對執行封裝的邏輯交換器連接埠編號等固定資訊，若廠商希望在Overlay環境中傳遞更多內容，例如QoS、廠商專有的訊號等，Geneve可基於VXLAN既有的封裝再增添一段長度與資訊皆可變動的表頭（Header），稱之為TLV（Type-Length-Value）來進行擴增，同樣可運行在任何廠商所建構的IP網路環境。只是經過封裝後的網路封包表頭長度會增加，通常會要求啟用IP網路環境的Jumbo Frame功能，並且將預設的1500位元組數值修改設為1700，如此一來，欲實作軟體定義網路時，毋須汰換裝置，基於現有實體環境即可運行。
「VMware解決方案的設計理念，就如同伺服器虛擬化，必須是基於現有的硬體來達到目的，而非重新建置。Overlay架構可運作在自家vSphere，也可支援KVM、建置Linux系統的實體伺服器（Bare-metal）。因此提出的SDN應用模式，可包含私有雲與公有雲，不論是虛擬主機或容器環境，皆得以建立透過軟體定義方式運行，並且確保統一控管與安全性配置。」饒康立強調。
軟體定義資源滿足現代應用變革需求
針對資料中心網路層的演進，思科提出的ACI解決方案，核心理念在於滿足現代應用服務運行所需。思科台灣技術長馮志良說明，「思科設計的硬體，可同時提供傳統實體建置與軟體定義模式，初期客戶嘗試採用軟體定義的比例並不多，但根據思科最新的統計數據，如今已大約有近五成的既有客戶已經啟用軟體定義網路，由此看來，透過軟體來定義資料中心運行確實已成為企業發展的主軸。」
企業導入軟體定義的目的，主要是為了因應應用層朝向雲端原生（Cloud Native）發展的變革，部署容器環境運行微服務架構，藉此便於封裝、彈性遷移到異質雲端平台，公有雲可說是其中的應用之一。原本集中於內部的工作負載如今變得分散，為了確保應用服務運行效能、縮短網路傳輸延遲時間，近年來邊緣運算的建置模式受到各產業青睞，讓資料得以在應用場域附近先行彙整處理，再拋送到資料中心。特別是物聯網應用場景，連網裝置接取到網路環境的當下，必須具備主動偵測、辨識的運算能力。在工作負載分散的現況下，必須建立較以往更宏觀的視野才得以掌控全局，網路環境自然無法置身事外。
「當初思科提出的ACI架構，即是以應用為核心的設計，只是觀念過新，多數人一時之間無法理解，事實上，軟體定義網路實現自動化調度底層資源的目的，即在於支援應用服務的演進。」馮志良強調。姑且不論各家技術供應商對於軟體定義的作法，單純就現代資料中心發生的變革來看，應用系統可能大量採用AWS、Azure等公有雲平台，軟體定義的策略已無法僅從網路的角度切入，而是必須整合資料中心的組成元件來滿足應用所需。讓實體特性予以抽象化之後，透過軟體定義方式實現自動化，進而達到一致性的安全政策管控，來保護分散式工作負載環境。