SDN核心技术概述

symmetric 由交換機或控制器發起
Openflow交換機中的資料包處理流程
Openflow標準的演進
控制器 Openflow協議
秘密頻道
組表
流表 流表 流表
組：是多個資料包可以執行相同操作的一個集合
組標示符
組類型
計數器 動作桶
利用組表，每個資料包被分到相應的組中，動作指令的執行針對 該組中的所有資料包，有利於實現廣播或多播，組類型規定了是否 所有動作桶中的指令都會被執行。
泛網無線通訊教育部重點實驗室 618實驗室
乙太 網類 型 Ether Type
VLAN ID
VLAN 優先順 序 VLAN Priority
源IP 地址
目的 IP 地址 IP Dst
IP 協議
IP TOS 位 IP TOS bits
TCP/U DP 源埠 TCP/U DP Src Port
TCP/U DP 目的埠 TCP/U DP Dst Port
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SDN技術概述
大腦— 控制層
集中控制
應用層 神經—
南北介面
業務應用 API
開放介面
動作— 控制層
應用層
四肢— 轉發層
網路服務
控制\資料平面介面 Open flow 網路虛擬化
基礎 設備層
網路 設備
網路 設備
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SDN技術概述
SDN核心技術
交換機及南向介面 表項匹配
控制器及北向介面 鏈路發現、拓撲管 理、策略制定、 表項下發
Openflow交換中不再區分匹配表的長短，全用最大長度的流表項 來代替，因此提出一個減少流表尺寸的問題。
Openflow在後續標準中設計了多級流表來減少流表開銷，提取流表特 徵後將匹配過程分解為多個步驟。 例子：將原始流表特徵提取，先匹配VLAN地址和MAC地址： （1）不匹配，返回控制器 （2）匹配且不需要做後續匹配，執行動作 （3）匹配需要執行後續匹配，傳給下一流表並修改動作集合 匹配後2種執行可能：進行下一流表的匹配；執行動作集合。 提升了流表處理效率，但會使得流表匹配時延增加，增加了流表 生成和維護演算法的複雜度。
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SDN交換機及南向介面技術
MAC地址表 F0/1:0010.7a60.1111 F0/2:0010.7A60.2222 F0/3:0010.7a60.3333 F0/4:0010.7a60.4444
傳統交換機工作方式
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SDN交換機及南向介面技術
SDN交換機工作方式
轉發表管理 網路管理 系統管理
轉發決策
背板
輸出鏈路調度
轉發決策
輸出鏈路調度
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SDN交換機及南向介面技術
交換機
交換模式
背板設計
緩衝機制
資料轉發
交換模式
直通（6）
零碎片（64）
交換模式
存儲轉發（SDN）
背板設計
共用匯流排機 制
交叉開關矩陣機制
優點：突破了匯流排機 制中的頻寬限制，不會 因為頻寬資源不夠而產 生擁塞，SDN應用
緩衝機制
埠緩衝
埠處—高速記憶體
當緩衝耗盡，後續 幀被丟失
共用記憶體
所有收到的資料幀 放入共用記憶體池 中，直到輸出埠準 備輸出—動態的分 配共用記憶體
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SDN交換機及南向介面技術
控制器 Openflow協議 秘密頻道 流表
Openflow流表結構項
包頭域
計數器
動作
入埠
源MAC 地址
目的 MAC 地址 Ether Des
控制和轉發平面緊耦合
缺乏靈活性和可擴展性
靜止狀態
協議缺少對共性問題的抽象
泛網無線通訊教育部重點實驗室
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SDN技術產生背景
ForCES
4D體系
Ethane
Openflow
決策平面 基於開放可 (Decision) 程式設計思想網 分發平面 絡體系結構 (Dissemination) 控制件(CE) 發現平面 轉發件(FE) (Discovery) ForCES協議 數據平面 (Data)
Ingres sPort
Ether Source
VLAN ID
IP Src
IP Proto
Openflow流表包頭域
計數器：針對交換機中的每張流表、每個資料流程等
進 பைடு நூலகம்維護，用於統計資料流程量的相關資訊
動作：指示交換機收到匹配的資料包後如何進行處理，
由於缺少控制平面的能力，針對資料包的處理不是僅僅 的簡單轉發，而要用動作來詳細說明交換機所做的處理
SDN核心技術概述
泛網無線通訊教育部重點實驗室
618實驗室
1
SDN技術產生背景 SDN技術概述 SDN交換機及南向介面技術
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泛網無線通訊教育部重點實驗室
1
SDN技術產生背景
物理 伺服器
虛擬化 伺服器
新技術
高運算能力
物理資源—>邏輯資源
按需調用資源
泛網無線通訊教育部重點實驗室
1
SDN技術產生背景
斯坦福大學 研究人員提出 保護層 中央控制器 Ethane交換機
之後介紹
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SDN技術產生背景
Decision
網 路 範 圍 視 圖
Dissemination
Discovery
直 接 控 制
Data
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SDN技術概述
SDN定義： (Software Defined Networking) 具有松耦合的控制平面和 轉發平面、支援集中化的網 路狀態控制、實現底層網路 設備對上層應用的透明
秘密頻道：控制器需要利用Openflow協定對交換機進
行流表配置，秘密頻道是連結Openflow交換機和控制 器的介面。控制器通過這個介面管理和控制交換機，也 通過這個介面接受來自交換機的資訊
Openflow協議：控制器和交換機之間交互資訊的介面標準。
支持3種資訊類型：controller-to-switch 由控制器發起 asynchronous 由交換機發起