1、SDN軟件定義網(wǎng)絡(luò)概念電亠克擊藍字”輕松黃注軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN其目標是極大地簡化網(wǎng)絡(luò)控制和管理，通過網(wǎng)絡(luò)的可編程性引導(dǎo)創(chuàng)新。通常，計算機網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)依賴于大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如交換機、路由器、防火墻等），以及在設(shè)備中嵌入實現(xiàn)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)工程師負責配置各種策略，需要手工地將這些高層策略轉(zhuǎn)換為低層的配置命令，以應(yīng)對各種各樣的網(wǎng)絡(luò)事件和應(yīng)用場景。SDN是一種新的網(wǎng)絡(luò)模式，把執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)的硬件部分（例如專用的包轉(zhuǎn)發(fā)引擎）從控制決策部分（如協(xié)議和控制軟件）中分離出來。可編程網(wǎng)絡(luò)的概念是作為一種促進網(wǎng)絡(luò)進化的途徑而提出，使得下層網(wǎng)絡(luò)互連基礎(chǔ)設(shè)施能夠從應(yīng)用層面上抽象出來，而以前的控制邏輯是緊密集成到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（

2、如以太網(wǎng)交換機）中的，現(xiàn)在則轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌霞械目稍L問的控制AmAPP45D訊出俸峯構(gòu)勺朋拄制器控制平伺ATTISDN架構(gòu)也將提供一組應(yīng)用編程接口（ApplicationProgrammingInterface，API），使得常用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的實現(xiàn)更為簡便，這些服務(wù)涉及路由、多播、安全、訪問控制、帶寬管理、流量工程、QoS、能效管理以及各種策略管理等。從邏輯意義上看，SDN中的網(wǎng)絡(luò)智能被集中到了基于軟件的控制器（在控制平面）中，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備變成了簡單的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備（數(shù)據(jù)平面），并可以通過開放接口對它進行編程。這種開放編程接口的早期實現(xiàn)之一便是OpenFlow。SDN將轉(zhuǎn)發(fā)硬件從控制邏輯中分離出來，能

3、夠簡化新型協(xié)議和應(yīng)用的部署，直接進行網(wǎng)絡(luò)的虛擬化和管理，并且能夠把各種中間構(gòu)件整合到軟件實現(xiàn)的控制中。通過精簡網(wǎng)絡(luò)，簡化了轉(zhuǎn)發(fā)硬件和負責決策的網(wǎng)絡(luò)控制器，而不用在錯綜復(fù)雜的分散的設(shè)備中去實施策略和執(zhí)行協(xié)議。負責轉(zhuǎn)發(fā)功能的硬件包含以下兩部分：個包含流記錄(flowentry)的流表(flowtable)，流記錄由用于匹配當前流的規(guī)則和所采取的具體操作構(gòu)成。個傳輸層協(xié)議，用于與控制器進行安全傳輸，以傳遞沒有記錄在當前流表中的新記錄。SDN/OpenFlow的發(fā)展雖然OpenFlow在業(yè)界引起了極大的關(guān)注，但仍有必要指出，早在1995年開放信令工作組(OpenSignalingWorkingGrou

4、p，OPENSIG)就發(fā)起了一系列的活動，旨在使ATM、因特網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)變得更加開放、廣泛和可編程。有關(guān)可編程網(wǎng)絡(luò)和將控制平面與數(shù)據(jù)平面相分離的想法其實由來已久。這也激發(fā)了后續(xù)的一些研究工作，如NOX所提出的用于OpenFlow網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；OpenFlow最直接的前身是斯坦福大學(xué)的SANE/Ethane項目；IETF的網(wǎng)絡(luò)配置協(xié)議(NetworkConfigurationProtocol)工作組提出了NETCONF，用作修改網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置的管理協(xié)議。SDN的基本組件部署SDN需要的基本組建包括SDN交換機、SDN控制器、控制器中用于和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備通信的接口、通常的南向接口(OpenFlow

5、)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口(北向接口)。在SDN中，由于控制邏輯和算法被卸載到了控制器中，交換機一般被表示為能夠通過開放接口訪問的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)硬件。OpenFlow交換機包括一個流表，流表負責執(zhí)行數(shù)據(jù)包的查表和轉(zhuǎn)發(fā)，交換機的每個流表保存一組流的紀錄。SDN中分離的系統(tǒng)可以和計算機平臺上的應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)類比，在SDN中，控制器(即網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng))提供了網(wǎng)絡(luò)的可編程接口，通過編寫應(yīng)用程序，可以完成控制和管理任務(wù)，實現(xiàn)新的功能。抑塔MH北向接口OpekFloAV:1：fl.i.用問接】iOpruFlow、町勺指令渠用比狡的流爰eLAN_plaLo-a*Opeiiflow衽盛INOSJ一DEul.r5P0荷部亍段

6、si1DQ/Dszp-pProle2525Dnop103*LdcsI231p:TCPeDPpert一于Ftn1Portcor.trccuntBr13sdn控制是集中式的，編寫應(yīng)用程序時，可以把網(wǎng)絡(luò)視為一個單一的系統(tǒng)，這樣雖然簡化了策略的執(zhí)行與管理任務(wù)，但控制器和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)單元之間的綁定關(guān)系必須隨時保持著。擔任網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)角色的控制器必須至少實現(xiàn)兩個接口：一個南向接口，支持控制器和交換機之間的通信；一個北向接口，為控制器和高層的策略應(yīng)用及服務(wù)提供可編程的API。交換機流表和流記錄交換機每個表、每個流、每個端口和每個隊列都維持一個計數(shù)器。計數(shù)器循環(huán)計數(shù)，因此不設(shè)進位溢出位，圖中提到所需的計數(shù)器集合，

7、持續(xù)時間表示某個流在交換機的流表中存在的時間。接收錯誤字段包括所有顯式定義的錯誤：幀錯誤、超限、CRC錯誤以及其他錯誤?？刂破鞅毕蚪涌贏PI外部的管理系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有時需要提取下層網(wǎng)絡(luò)的信息，或者希望對網(wǎng)絡(luò)的行為及策略進行某種控制，或者控制器之間也可能需要彼此通信。如一個內(nèi)部控制應(yīng)用程序可能需要跨不同的控制域進行資源預(yù)留；或者一個主控制器需要和后備控制器共享策略信息。與提供控制器和交換機之間通信的南向接口不同，目前尚不存在被廣泛接受的北向接口標準，不同的應(yīng)用系統(tǒng)大都采用自己的一套。其深層原因之一就是北向接口是完全在軟件中定義的，而控制器和交換機之間的通信交互則離不開硬件實現(xiàn)方案。如果我們把控制器視為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，那么就必須有一個明確定義的接口，使得應(yīng)用程序能夠通過它訪問底層硬件（交換機）、與其他共存的應(yīng)用程序進行交互、使用系統(tǒng)提供