SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SoftwareDefinedNetwork,SDN），是由美國(guó)斯坦福大學(xué)cleanslate研究組提出的一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，其核心技術(shù)OpenFlow通過將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離開來，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的創(chuàng)新提供了良好的平。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）是一種為了簡(jiǎn)化配置和維護(hù)而虛擬化網(wǎng)絡(luò)的方式，就像虛擬化服務(wù)器和存儲(chǔ)那樣。其中不同的是SDN做為網(wǎng)絡(luò)解決方案并不像服務(wù)器和存儲(chǔ)的虛擬化那樣完善。

從路由器的設(shè)計(jì)上看，它由軟件控制和硬件數(shù)據(jù)通道組成。軟件控制包括管理(CLI,SNMP)以及路由協(xié)議(OSPF,ISIS,BGP)等。數(shù)據(jù)通道包括針對(duì)每個(gè)包的查詢、交換和緩存。如果將網(wǎng)絡(luò)中所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備視為被管理的資源，那么參考操作系統(tǒng)的原理，可以抽象出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NetworkOS）的概念—這個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)一方面抽象了底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的具體細(xì)節(jié)，同時(shí)還為上層應(yīng)用提供了統(tǒng)一的管理視圖和編程接口。這樣，基于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)這個(gè)平臺(tái)，用戶可以開發(fā)各種應(yīng)用程序，通過軟件來定義邏輯上的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，以滿足對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的不同需求，而無需關(guān)心底層網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。SDN提出控制層面的抽象，目前的MAC層和IP層能做到很好的抽象但是對(duì)于控制接口來說并沒有作用，我們以處理高復(fù)雜度（因?yàn)橛刑嗟膹?fù)雜功能加入到了體系結(jié)構(gòu)當(dāng)中，比如OSPF，BGP，組播，區(qū)分服務(wù)，流量工程，NAT，防火墻，MPLS，冗余層等等）的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、協(xié)議、算法和控制來讓網(wǎng)絡(luò)工作，我們完全可以對(duì)控制層進(jìn)行簡(jiǎn)單、正確的抽象。SDN給網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃與管理提供了極大的靈活性，我們可以選擇集中式或是分布式的控制，對(duì)微量流（如校園網(wǎng)的流）或是聚合流（如主干網(wǎng)的流）進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的流表項(xiàng)匹配，可以選擇虛擬實(shí)現(xiàn)或是物理實(shí)現(xiàn)。目前，包括HP、IBM、Cisco、NEC以及國(guó)內(nèi)的華為和中興等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商都已紛紛加入到OpenFlow的陣營(yíng)，同時(shí)有一些支持OpenFlow的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備已經(jīng)面世。2011年，開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)（OpenNetworkingFoundation）在Nick等人的推動(dòng)下成立，專門負(fù)責(zé)OpenFlow標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的維護(hù)和發(fā)展；同年，第一屆開放網(wǎng)絡(luò)峰會(huì)（OpenNetworkingSummit）召開，為OpenFlow和SDN在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都做了很好的介紹和推廣。背景虛擬化的大趨勢(shì)近年來，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算興起，虛擬化技術(shù)的重要性越發(fā)突出。提到虛擬化，不得不提的是計(jì)算機(jī)行業(yè)里的一句老話：計(jì)算機(jī)世界的絕大部分問題都可以通過分層的方法來解決其實(shí)虛擬化也可以理解成一種分層的思想。就拿云計(jì)算這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景來說，虛擬化的技術(shù)就是在原有的硬件-操作系統(tǒng)-用戶層次中，增添了虛擬機(jī)這么一層，變成了硬件-虛擬機(jī)-操作系統(tǒng)-用戶，用虛擬機(jī)來管理硬件資源，增加了動(dòng)態(tài)調(diào)整硬件資源的語義?？v觀計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程，各方面都可以看到通過增加類似的虛擬化層次來提高生產(chǎn)效率的案例。比如高級(jí)語言之于匯編，比如圖形界面之于命令行。這種添加層次的解決方案，總是能讓問題得到更清晰的解決。網(wǎng)絡(luò)虛擬化網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展，如今在人們的生產(chǎn)、生活中發(fā)揮著巨大的作用。全球的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，有許多的自制系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)包從中國(guó)的一臺(tái)PC機(jī)發(fā)出，訪問到美國(guó)的主機(jī)，需經(jīng)過一系列的路由、轉(zhuǎn)發(fā)，而經(jīng)由的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)由層層網(wǎng)關(guān)、路由器支配，難于控制。一些組織，在架設(shè)自身的可擴(kuò)展、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)環(huán)境時(shí)，也同樣遇到了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、難于維護(hù)的問題。如果能剝離開網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化，隱藏物理結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，統(tǒng)一的進(jìn)行邏輯層的管理控制，就能滿足多變的網(wǎng)絡(luò)需求了。SDN和OpenFlow就是一個(gè)這樣的解決方案。OpenFlow和SDNOpenFlow起源于斯坦福的Ethane項(xiàng)目。該項(xiàng)目試圖通過一個(gè)集中式的控制器，讓網(wǎng)絡(luò)管理員可以方便地定義基于網(wǎng)絡(luò)流的安全控制策略，并將這些安全策略應(yīng)用到各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊的安全控制。受到此項(xiàng)目的啟發(fā)，斯坦福的老師和學(xué)生將Ethane的設(shè)計(jì)更一般化，將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)(dataplane)和路由控制(controlplane)兩個(gè)功能模塊相分離，通過集中式的控制器(Controller)以標(biāo)準(zhǔn)化的接口對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理和配置。2008年，他們提出了OpenFlow的概念。這種分布式的實(shí)現(xiàn)方式，讓控制平面可以和轉(zhuǎn)發(fā)平面物理的分離開，控制平面完全可以運(yùn)行在運(yùn)算能力更強(qiáng)的服務(wù)器上，而不是路由器。OpenFlow協(xié)議則是分離的兩者之間的通信協(xié)議。基于OpenFlow為網(wǎng)絡(luò)帶來的可編程的特性，有研究人員提出了SDN即SoftwareDefinedNetwork（2009年）。在這個(gè)概念中，網(wǎng)絡(luò)中所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被視為被管理的資源，以此抽象出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(NetworkOS)的概念，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)一方面抽象了底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的具體細(xì)節(jié)，同時(shí)還為上層應(yīng)用提供了統(tǒng)一的管理視圖和編程接口。SDN和OpenFlow的關(guān)系，就像互聯(lián)網(wǎng)之于TCP/IP協(xié)議棧。OpenFlow是SDN的核心協(xié)議，用于控制轉(zhuǎn)發(fā)面設(shè)備的控制轉(zhuǎn)發(fā)。而SDN是上層的變成界面。有觀點(diǎn)認(rèn)為，『OpenFlow是技術(shù)，SDN是生意』。最近對(duì)SDN唱衰的報(bào)道也證明了這樁『生意』的前途未仆。SDN的發(fā)展在云計(jì)算飛速發(fā)展的同時(shí)，SDN也喧囂塵上。Google,Facebook等大公司也結(jié)成了產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，來推動(dòng)其發(fā)展。但其現(xiàn)狀也并非一片明朗根據(jù)IDC的研究結(jié)果顯示，在2013年，整個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的市場(chǎng)價(jià)值為420億美元，其中將近一半來自2-3層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)市場(chǎng)。SDN只能產(chǎn)生約37億美元的價(jià)值(8.8%)，而且要到2016年才能達(dá)到這個(gè)數(shù)字。與早前的預(yù)測(cè)相比，IDC的預(yù)測(cè)數(shù)字有所增加，但從整個(gè)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)來看，SDN仍然相去甚遠(yuǎn)。什么是網(wǎng)絡(luò)虛擬化？什么是網(wǎng)絡(luò)虛擬化，它與軟件定義的網(wǎng)絡(luò)連接(SDN)有何不同？

對(duì)于SDN而言，硬件仍然是驅(qū)動(dòng)力，然而相比之下，VMware網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)能夠真正地將網(wǎng)絡(luò)資源與底層硬件分離。VMware將虛擬化原理應(yīng)用于物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)行抽象化處理，以創(chuàng)建一個(gè)可按需分配、使用以及調(diào)整用途的靈活的透明容量池。虛擬化網(wǎng)絡(luò)的工作原理是什么？與虛擬機(jī)非常相似，虛擬化網(wǎng)絡(luò)也是一種軟件容器，用于將邏輯網(wǎng)絡(luò)組件（邏輯交換機(jī)、邏輯