SDN控制器核心技术剖析
软件定义网络(SDN)技术解析
软件定义网络（SDN）技术解析随着信息技术的迅猛发展，网络架构也在不断创新与演进。
软件定义网络（Software Defined Networking，简称SDN）作为一种新兴的网络架构方案，引起了广泛的关注和探索。
本文将对SDN技术进行解析，探讨其原理、应用和优势。
一、SDN技术概述1.1 SDN定义SDN是一种采用软件定义网络架构的新型网络技术，通过将网络控制平面与数据转发平面分离，实现网络的可编程性和灵活性。
1.2 SDN架构SDN架构由三个主要组成部分构成：应用层、控制层和数据层。
应用层提供网络管理、监控和安全等功能；控制层负责网络资源的集中控制和决策；数据层负责数据包的转发和处理。
1.3 SDN工作原理SDN的工作原理可以简述为：控制器通过与交换机之间的控制通道进行通信，向交换机下发控制指令，控制交换机的转发行为。
这样，网络管理员可以通过控制器集中管理整个网络，实现对网络的灵活控制和调整。
二、SDN技术的特点与优势2.1 灵活性和可编程性SDN提供了灵活的网络编程接口和开放的控制平台，使网络管理员能够根据实际需求调整网络配置和策略，实现网络的灵活性和可编程性。
2.2 高效性和可扩展性SDN架构使用集中式的控制器进行网络管理，使网络资源能够被更加高效地利用和配置。
同时，SDN技术支持网络的快速扩展和部署，满足不断增长的网络需求。
2.3 安全性和可管理性SDN技术通过集中控制和管理网络流量，使网络安全策略的实施更加简便和有效。
同时，SDN架构提供了全局的网络视图和控制，使网络管理变得更加可视化和可管理。
2.4 创新性和可发展性SDN的出现为网络创新提供了基础和动力，使新的网络服务和应用可以更加快速地部署和实现。
SDN技术的可发展性也为未来网络的演进和发展提供了良好的支持。
三、SDN技术的应用领域3.1 数据中心网络SDN技术在数据中心网络中的应用非常广泛，可以实现对数据流量的灵活控制和调度，提高网络的负载均衡性和性能。
解读SDN核心架构：SDN控制层难题亟待解决
解读SDN核心架构：SDN控制层难题亟待解决身在通信领域，言不称SDN，就有被打上落伍标签的风险，从运营商到设备商，再到科研机构，无人不在表达着自己的主张，足见SDN在如今有多火热。
然而这种火热，让SDN变得众说纷纭而不可捉摸，给业内人士的第一直观感受就是乱。
的确，作为一种堪称在通信史具有划时代意义的变革，SDN在千呼万唤中被业内人士寄予过多的期望，表面上极大的繁荣实则是一种乱象。
膨胀，幻灭，最终走向理性成熟，成为SDN最有可能发展轨迹。
SDN的三层架构（基础设施层、控制层、应用层）中，可以说控制层是最为核心的，也恰恰是最乱的，其现状离最终的成熟还有非常大的差距。
SDN控制层亟待解决的难题既有技术性的也有非技术性的。
各自为政《SDN产业发展白皮书》中对SDN产业发展现状做了较为贴切的总结，其中提到SDN 产业链涉及多个环节，而每个环节出于自身利益的考虑对SDN的理解都不尽相同，采用什么样的技术路线在业界没有达成共识。
通过开源模式来整合各方优势资源引领技术发展是一个不错的思路，事实上业界也是采用了这样的思路。
不过遗憾的是，虽然在SDN/NFV领域，先后成立了OpenDaylight、ONOS 和OPNFV 等具有影响力的开源项目，并陆续发布了一些商用部署的版本。
但是对于SDN 的潜在用户而言，除了像谷歌、Facebook等具有实力、同时需求相对简单的企业能够基于开源成果按照自己的需求定制开发SDN 解决方案之外，大多数用户通常还是会依赖设备提供商的解决方案来建设网络。
这就产生了一个问题，厂商在基于开源项目成果研发解决方案时往往会增加一些私有内容，那么如何在保持平台开放性的前提下允许不同厂商定制自有竞争性的方案对SDN走向成熟将是一个挑战。
具体到SDN控制器方面，OpenDaylight、ONOS等开源项目基本都是以SDN控制器平台为核心，他们都有各自不同的侧重点和技术主张，都想获得话语权，成为主导者。
SDN核心技术概述
SDN核心技术概述SDN (Software-Defined Networking) 是一种网络架构和管理方法，通过将控制平面与数据平面分离，可以实现灵活、可编程和可自动化的网络配置。
在传统的网络中，网络控制和数据转发是紧密耦合的，这限制了网络的可扩展性和灵活性。
而SDN通过集中的控制器以及抽象的网络视图来管理整个网络，使得网络的管理和配置变得更加简单，并且可以根据应用的需求进行灵活的网络调整。
1.控制平面和数据平面的分离：传统网络中，路由器和交换机既承担控制平面的任务，也承担数据平面的任务。
而在SDN中，网络设备的数据平面只负责简单的数据转发任务，而控制平面则由集中的控制器来负责，控制器通过和网络设备进行通信，来下发控制指令和策略。
这种分离使网络管理变得更加灵活和可编程。
2. OpenFlow协议：OpenFlow是SDN中的一个重要协议，它定义了控制器和网络设备之间的通信接口。
通过OpenFlow协议，控制器可以向网络设备下发流表中的流转发规则，并实时获取网络设备的状态和统计信息。
OpenFlow协议的出现，使得不同厂商的网络设备可以与同一个控制器进行交互，这大大简化了网络的管理和配置。
3.软件定义网络架构：SDN采用了分层的架构，从下到上分别是：物理基础设施层、网络设备控制层、网络应用层。
物理基础设施层负责物理网络设备的管理，网络设备控制层负责网络设备的控制和管理，网络应用层则是基于网络控制层提供的功能开发各种网络应用，如负载均衡、流量监测等。
这种分层架构使得网络的管理和配置更加模块化和可扩展。
4.网络编程接口和虚拟化技术：SDN提供了丰富的网络编程接口，使得开发人员可以通过编程的方式对网络进行灵活配置和管理。
同时，SDN还利用虚拟化技术，将物理网络资源划分为多个虚拟网络，使得不同租户之间的网络可以互相隔离。
这种虚拟化技术可以提高网络资源的利用率，并且使网络更加灵活和可定制。
5.网络智能和自动化：SDN可以通过集中的控制器来收集和分析网络设备的状态和统计信息，从而实现网络的智能化和自动化。
SDN核心技术概述
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 行維護，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
2
3 4 5
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
泛網無線通訊教育部重點實驗室 618實驗室
3 1
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
3 2
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
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
SDN(软件定义网络)技术解析
SDN（软件定义网络）技术解析随着信息技术的飞速发展，软件定义网络（Software-Defined Networking，SDN）作为一种新兴的网络架构，正在受到越来越多企业和组织的关注和应用。
本文将对SDN技术进行详细解析，包括其基本概念、架构原理、应用场景以及未来发展方向等。
一、基本概念SDN是一种基于软件控制的网络架构，与传统的网络架构相比，它的核心思想是将网络控制平面与数据转发平面进行分离。
传统网络中，网络设备（如交换机、路由器）同时具备控制和数据转发功能，网络管理员通过配置这些设备的命令来控制网络。
而在SDN中，控制器负责决策网络数据的转发路径，将这些决策下发到数据平面设备执行。
这种分离使得网络的管理与控制变得集中化，便于对网络进行统一的管理与维护。
二、架构原理SDN架构主要由三个组件组成：应用层、控制层和基础设施层。
应用层包括各种网络应用，如负载均衡、安全防护等；控制层由控制器组成，负责管理和控制网络中的各种设备；基础设施层则是实际的网络设备，包括交换机、路由器等。
在SDN中，应用层通过与控制层进行交互来获得网络管理的能力。
应用程序可以通过SDN控制器的API接口与其进行通信，通过发送和接收消息来实现网络上的各种功能。
控制层是SDN的核心，它负责对网络进行管理与控制。
控制器通过与基础设施层的网络设备进行通信，提供网络的可编程性和可配置性。
控制器可根据网络策略和管理员的需求，动态地调整网络的配置，并将这些配置下发至网络设备，从而实现对网络的控制。
基础设施层是实际的网络设备，包括交换机、路由器等。
这些设备根据控制器下发的指令来转发数据。
三、应用场景SDN技术在各个领域有着广泛的应用场景。
以下列举几个典型的应用场景：1. 数据中心网络：SDN技术可以对复杂的数据中心网络进行灵活统一的管理。
通过集中化的控制，管理员可以根据实际需求对数据中心网络进行动态配置，提高网络的资源利用率和性能。
2. 广域网（WAN）优化：SDN可以通过对网络流量进行实时监测与调整，提高广域网的带宽利用率和传输效率。
SDN三层架构解析
SDN三层架构解析SDN（软件定义网络）是一种新型的网络架构，它通过将网络的控制平面和数据平面分离，实现对网络的集中管理和控制。
SDN三层架构是SDN网络的一种典型架构，它由应用层、控制层和数据层组成。
应用层是SDN网络的最上层，它包括各种网络应用程序和服务，例如网络管理、流量工程、安全管理等。
这些应用程序通过向控制层发送指令和请求，实现对网络的管理和控制。
控制层是SDN网络的中间层，它包括SDN控制器和各种网络控制器。
SDN控制器是整个SDN网络的核心，它负责接收应用层的指令和请求，并将其翻译成网络流规则，然后通过网络控制器将这些规则下发到数据层的网络设备上。
网络控制器则负责跟踪和监控网络设备的状态，以及向SDN 控制器提供网络设备的信息。
数据层是SDN网络的最底层，它包括各种网络设备，例如交换机、路由器等。
这些网络设备接收到来自控制层的流规则后，将其转化为数据包的转发动作，并根据这些规则来转发和处理数据包。
SDN三层架构的核心思想是将网络的控制平面和数据平面分离，这样可以实现对网络的集中管理和控制。
首先，在SDN架构中，控制层的SDN 控制器负责接收应用层的指令和请求，将其翻译成流规则，并将这些规则下发到数据层的网络设备上。
这样，网络管理员可以通过修改SDN控制器中的流规则，来实现对网络的灵活控制和管理。
其次，SDN架构中的数据层主要负责数据包的转发和处理，而不需要进行复杂的控制和管理逻辑。
这样可以使网络设备的硬件设计更加简单和高效。
SDN三层架构还具有以下几个特点。
首先，它提供了一种灵活和可编程的网络控制平面，使网络管理员可以根据实际需求来实现对网络的灵活控制和管理。
其次，它能够实现网络的集中控制和管理，避免了传统网络中由于网络设备分散管理而导致的配置冲突和管理困难。
第三，它提供了一种开放的接口和协议，使网络管理员可以使用各种第三方开发的应用程序和工具来实现对网络的管理和控制。
总的来说，SDN三层架构是一种新型的网络架构，通过将网络的控制平面和数据平面分离，实现了对网络的集中管理和控制。
SDN架构与解析
SDN架构与解析SDN（Software-Defined Networking）是一种新兴的网络架构，它将网络控制平面与数据平面进行解耦，通过集中和集中化的控制器来管理和控制网络。
这种架构的目的是提高网络的灵活性、可扩展性和可管理性。
在传统的网络架构中，网络设备（如交换机和路由器）负责处理数据包的转发和流量控制，而SDN重新定义了网络的控制和数据平面，通过软件控制器中的集中控制逻辑来实现对网络设备的控制和管理。
1.SDN控制器：SDN控制器是整个SDN架构的核心，它负责控制和管理网络。
它通过与网络设备进行通信来收集网络拓扑和状态信息，并根据目标策略和规则生成控制消息，然后将其发送到相关的网络设备上。
SDN 控制器还提供网络管理的API，可以与上层应用程序进行交互。
2.SDN网络设备：SDN网络设备是SDN架构中的数据平面，它主要负责数据包的转发和数据流的处理。
SDN网络设备根据从SDN控制器接收到的控制消息来配置其转发表，并根据转发表中的信息对数据包进行转发和路由。
3.SDN应用程序：SDN应用程序通过与SDN控制器进行交互来实现特定的网络服务和应用。
它们可以利用SDN架构的灵活性和可编程性来创建自定义的网络策略和服务，从而满足不同用户和应用的需求。
与传统的网络架构相比，SDN架构具有以下优势：1.灵活性：SDN架构提供了对网络配置和策略的灵活控制。
通过集中的SDN控制器，管理员可以轻松地管理和调整网络拓扑结构、配置路由表和流量控制规则，从而提供更灵活的网络服务。
2.可扩展性：由于SDN控制器统一控制网络设备，因此可以更容易地实现网络的可扩展性。
管理员可以添加或删除网络设备，并通过控制器自动配置这些设备，从而快速扩展或缩小整个网络。
3.可编程性：SDN架构的关键特征是其可编程性，它允许管理员通过编写自定义的控制逻辑来实现特定的网络服务和策略。
这种可编程性使得SDN网络能够更好地适应不同应用场景和需求。
SDN核心技术剖析和实战指南
在基 础 设 施 领 域 ．软 件 定 义 已 经是 大 势 所趋 ，软 件 定 义 网
络 （ Ｓ Ｄ Ｎ）更是 当前业界关注的焦点。什么是 Ｓ Ｄ Ｎ？如何实现
Ｓ Ｄ Ｎ ７ Ｓ Ｄ Ｎ 给 我们 带来 哪 些好 处 ７这 些 问题 的答 案将 在 本书 中揭 晓 。本 书将 有 助 于读 者搭 建 完 善 的 Ｓ Ｄ Ｎ的知识 体 系 进 而 以此
主流观点 ： 进而全面深入地梳理了 Ｓ Ｄ Ｎ的核心技术体系 ． 针对
Ｓ Ｄ Ｎ网络 架 构 中各个 层 次 的 关键 技 术 进 行 了重 点 讲 解 。 同 时 ， 《 转 型 时代 丛 书 ：Ｓ Ｄ Ｎ核 心 技术 剖 析 和 实 战指 南 》提 供 了基 于
［ ２ ］ 蒋玮 ． 透 水 性 沥 青路 面混 合料 配合 比设 计方 法 与路 用性 能研
究［ Ｄ 】 ． 西安 ： 长安 大 学硕 士 学位 论 文 ，２ ０ ０ ５
开源技术的Ｓ Ｄ Ｎ实践指南 ， 帮助读者进一步加深对 Ｓ Ｄ Ｎ的原理与
实 现 的理 解 。 最 后 ， 转 型 时代 丛 书 ：Ｓ Ｄ Ｎ核 心 技 术剖 析 和 实 战指 南 》 充分 地 分析 了 Ｓ Ｄ Ｎ的应 用场 景 ，并 从产 业 生 态 系统 的
［ ５ 】 吴 钊 ．冻 融循 环 对 沥青 混 合 料 性 能 的影 响研 Ｄ ］ ．武 汉 ：武
汉 理 工 大 学硕 士 学位 论 文 ，２ ０ ¨
角度对 Ｓ Βιβλιοθήκη Ｎ的发展格局和未来走势进行了分析和展望。
５ ２
ｌ ８ ％为 宜。
参考文献
［ １ ］ 曹晓 岩 ， 陈 永 兴 ，鲍 福 堂 ．沥青 混合 料 抗 冻 性 能的 研 究［ Ｊ 】 ．
SDN
计网1034班 尹 跃 军
目录
SDN的背景及特性 SDN的核心技术： OpenFlow
SDN目前的现状
SDN未来的发展趋势
背景
传统的网络设备（交换机、路由器）的固件是由设备制 造商锁定和控制，所以大家希望将网络控制不物理网络拓扑 分离，从而摆脱硬件对网络架构的限制。这样企业便可以像 升级、安装软件一样对网络架构迚行修改，满足企业对整个 网站架构迚行调整、扩容戒升级。而底层的交换机、路由器 等硬件则无需替换，节省大量的成本的同时，网络架构迭代 周期将大大缩短。
OpenFlow网络架构
OpenFlow交换机迚行数据层的转发；
FlowVisor对网络迚行虚拟化；
Controller对网络迚行集中控制，实现控制 层的功能
OpenFlow交换机组成
OpenFlow交换机由流表、安全通道和OpenFlow协议三部分组成
NOX参考模型
正如计算机操作系统本身 幵丌实现复杂的各种软件功 能，NOX 本身幵丌完成对网 络管理仸务，而是通过在其 上运行的各种“应用” （Application）来实现具体 的管理仸务。 管理者和开发者可以利用 高级语言来与注到这些应用 的开发上，而无需花费时间 在对底层细节的分析上。为 了实现这一目的，NOX 需要 提供尽可能通用（General） 的接口，来满足各种丌同的 管理需求。
谢谢观赏
SDN（软件定义网络）
Thank you very much~
计网1034 尹跃军
1、控制转发分离：支持第三斱 控制面设备通过OpenFlow等开 放式的协议进程控制通用硬件的 交换/路由功能。 2、控制平面集中化：提高路由 管理灵活性，加快业务开通速度， 简化运维。 3、转发平面通用化：多种交换、 路由功能共享通用硬件设备。 4、控制器软件可编程：可通过 软件编程斱式满足客户化定制需 求。
SDN核心技术剖析和实战指南---读书笔记
SDN核⼼技术剖析和实战指南---读书笔记第⼀章SDN定义如下：SDN是⼀种新兴的基于软件的⽹络架构及技术，其最⼤的特点在于具有松耦合的控制平⾯与数据平⾯、⽀持集中化的⽹络状态控制、实现底层⽹络设施对上层应⽤的透明。
SDN和NFV：ONF（开发⽹络基⾦会）从⽤户⾓度定义SDN架构，ETSI（欧洲电信标准化协会）从⽹络运营商⾓度出发提出的NFV（⽹络功能虚拟化）架构。
ONF提出的SDN架构图如下：分为三层：应⽤层---包括各种不同的业务和应⽤；控制层---负责处理数据平⾯资源的编排，维护⽹络拓扑、状态信息等；基础设施层---负责数据处理、转发和状态收集。
应⽤层与控制层通过北向接⼝API连接，控制层与基础设施层通过南向接⼝OpenFlow等连接。
ETSI提出的NFV⽹路架构草案图如下：NFV相对于SDN的⽐较：相同点：都实现了转发层⾯与控制层⾯的分离，并在控制层⾯上提出了类似SDN中应⽤层的虚拟化架构的管理和编排层。
不同点：NFV在南向接⼝上，除了ONF倡导的OpenFlow协议之外，还包含了ForCES、PCE-P等之前已经在IETF等传统⽹络标准化组织中获得认可的接⼝；NFV将控制层⾯进⾏了更细致的划分，提出了端到端的⽹络控制层。
OpenDaylight开源项⽬架构图如下：OpenDaylight开源项⽬的主要内容包括SDN控制器开发、南北向接⼝API的扩展、⽤于多个控制器关联的东西向协议实现等。
SDN三⼤基本特征：1.集中控制：逻辑上集中的控制能⽀持获得⽹络资源的全局信息并根据业务需求进⾏资源的全局调配和优化，例如流量⼯程、负载均衡等。
同时，集中控制还使得整个⽹络可在逻辑上被视作是⼀台设备进⾏运⾏和维护，⽆须对物理设备进⾏现场配置，从⽽提升了⽹络控制的便捷性。
2.开放接⼝：通过开放的南向和北向接⼝，能够实现应⽤和⽹路的⽆缝集成，使得应⽤能告知⽹络如何运⾏才能更好地满⾜应⽤的需求，⽐如业务的带宽、时延需求，计费对路由的影响等。
SDN协议与控制器软件定义网络的架构与应用
SDN协议与控制器软件定义网络的架构与应用SDN协议与控制器：软件定义网络的架构与应用随着网络技术的不断进步和应用需求的增长，传统的网络架构和管理方式已经难以满足现代网络的要求。
在这个背景下，软件定义网络（Software Defined Networking，简称SDN）应运而生。
SDN通过将网络的控制平面（Control Plane）与数据平面（Data Plane）分离，采用集中式的控制器（Controller）来实现对网络的集中管理和控制。
本文将深入讨论SDN协议与控制器的架构与应用。
一、SDN的基本架构SDN的基本架构由三个主要组件组成：应用层、控制层和基础设施层。
控制层是SDN架构的核心，包括了控制器和网络操作系统。
其中，应用层负责运行在控制器上的运营商和企业自有的应用程序，为网络提供各种服务。
控制层为应用层提供了与底层网络交互的API接口。
基础设施层是实际网络设备的集合，包括交换机、路由器等，这些设备通过OpenFlow协议与控制器进行通信。
二、SDN的关键技术和协议1. OpenFlow协议OpenFlow是SDN中最为重要的协议之一，用于交换机与控制器之间的通信。
它定义了交换机如何转发数据包（数据平面）以及控制器如何与交换机进行交互（控制平面）。
通过OpenFlow协议，控制器可以动态配置交换机的流表，实现对网络流量的精确控制。
2. OpenStackOpenStack是一个开源的云计算平台，通过其网络模块Neutron，可以为SDN提供弹性、可扩展的网络服务。
Neutron支持多种网络虚拟化技术，如VXLAN、GRE等，可以灵活地创建、管理虚拟网络拓扑，实现虚拟机的跨主机通信。
3. NETCONF和YANGNETCONF是一种网络配置协议，用于设备配置和管理。
YANG是一种建模语言，用于描述网络设备的数据模型。
NETCONF与YANG的结合可以实现网络设备的自动化配置和管理，为SDN提供了更高效、可靠的基础。
中国移动数据中心SDN网络架构及关键技术
中国移动数据中心SDN网络架构及关键技术随着云计算和大数据的快速发展，中国移动数据中心的规模和复杂性也在迅速增加。
为了应对这一挑战，SDN（软件定义网络）技术被引入到数据中心网络中。
本文将探讨中国移动数据中心SDN网络的架构和关键技术。
一、SDN网络架构概述SDN是一种网络架构和技术，通过将网络控制平面与数据平面分离，实现对网络资源的灵活管理和配置。
在中国移动数据中心，SDN网络架构采用了集中式的控制器和分布式的交换机结构。
1. 控制器SDN网络的控制器是整个网络的大脑，负责集中管理和控制网络中的交换机。
在中国移动数据中心，SDN控制器可以根据实际需求来调整网络的流量分配和路径选择，从而提高网络的灵活性和性能。
2. 交换机SDN网络中的交换机负责实际转发数据包。
在中国移动数据中心，交换机被部署在各个服务器和设备之间，通过与控制器的交互，来接收并执行网络策略和配置。
二、SDN网络关键技术1. OpenFlow协议OpenFlow是SDN网络的一种重要协议，用于控制器和交换机之间的通信。
在中国移动数据中心中，使用OpenFlow协议可以实现网络的灵活性和可编程性，同时减少了对交换机的修改和配置。
2. 虚拟化技术在中国移动数据中心的SDN网络中，虚拟化技术起到了至关重要的作用。
通过将物理网络资源划分为多个虚拟网络，可以实现对网络的动态分配和管理。
这种虚拟化技术可以提高数据中心的资源利用率和性能。
3. 多路径技术为了提高中国移动数据中心SDN网络的可靠性和性能，多路径技术被引入到SDN网络中。
通过使用多条路径来传输数据，可以有效地避免网络拥堵和故障，提高网络的吞吐量和可用性。
4. 安全性技术中国移动数据中心SDN网络中的安全性是一个重要的考虑因素。
为了保护网络免受恶意攻击和入侵，采用了各种安全性技术，如访问控制、加密和入侵检测等。
这些安全性技术可以有效地保护数据中心的网络安全。
5. 动态网络管理技术中国移动数据中心的SDN网络需要具备动态管理和配置的能力。
SDN关键技术-综述
SDN关键技术及趋势摘要:随着信息通信技术中大量新型业务(如移动互联网、社交网络、云计算和大数据）的出现，未来网正面临着新的挑战,而随时访问性,高带宽，动态管理是至关重要的。
然而，基于专有设备手动配置的传统方法是繁琐且易出错的，而且他们不能充分利用网络基础设施的能力。
最近,软件定义网络(SDN)已经被称为未来互联网最有前途的解决方案之一。
SDN具有两个显著的特点,包括控制平面从数据平面中解耦并且为网络应用程序开发提供了可编程性.因此，SDN被认为能提供更有效的配置，更好的性能和更高的灵活性以适应创新的网络设计。
本文总结了SDN活跃研究领域的最新进展。
我们首先通过介绍SDN的起源提出一个普遍接受的SDN定义。
然后我们简要的介绍了SDN逻辑架构及其技术特征。
接着详细介绍了SDN关键技术及其相关领域的研究成果。
最后我们描述了我们将来面临的挑战和SDN的发展趋势。
关键词：软件定义网络；OpenFlow；关键技术；Key technologies and Development of SDNAbstract：Emerging mega—trends (e.g。
, mobile，social, cloud, and big data) in information and communication technologies （ICT) are commanding new challenges to future Internet, for which ubiquitous accessibility, high bandwidth, and dynamic management are crucial. However, traditional approaches based on manual configuration of proprietary devices are cumbersome and error-prone, and they cannot fully utilize the capability of physical network infrastructure。
SDN技术原理介绍
背景
2
SDN体系架构
3
SDN特征
4
SDN关键技术
5
SDN应用和未来方向
背景
传统的网络设备（交换机、路由器）的固件是由设备制 造商锁定和控制，所以大家希望将网络控制与物理网络拓扑 分离，从而摆脱硬件对网络架构的限制。这样企业便可以像 升级、安装软件一样对网络架构进行修改，满足企业对整个 网站架构进行调整、扩容或升级。而底层的交换机、路由器 等硬件则无需替换，节省大量的成本的同时，网络架构迭代 周期将大大缩短。
设置IP源及目的 地址协议和TOS
位
IP协议 =6或17
UDP/TCP源/目的 端口作为四层信
息
使用设定好的包 头域进行查表
IP协议 =1
ICMP类型和编码 作为四层信息
Flow Table 例子
FlowTable定义路由 MAC SRC MAC DST IP SRC
IP DST
*
*
192.168.1.0/254 *
Dec, 2011
April, 2012
Sep, 2012
OF 1.0
功能：
单表 IPv4
OF 1.1
多表 MPLS、VLAN group ECMP
OF 1.2 IPv6
OF 1.3
OF 1.3.1
重构了能力协商
PBB
增强版本协商能力
IPv6扩展头
多Controller
*
*
192.168.2.2 192.168.3.5 80
*
Drop
*
*
192.168.3.4 192.138.5.4 80
*
Port3
SND（一）
SND（⼀）对于SDN⾃⼰也在学习ing中，本⽂内容是在学习过程中将SDN提炼，希望对SDN感兴趣的⼩伙伴，且没有时间对整本书通读的快速了解介绍，希望能有⼀定帮助。
⼀、SDN架构定义：1. ONF提出的SDN架构ONF是⼀家⾮盈利的组织机构ONF是当前业界最活跃、规模最⼤的SDN标准组织。
ONF提出的SDN的典型架构分为三层，最上层为应⽤层，包括各种不同业务和应⽤，中间的控制层主要负责处理数据平⾯资源、维护⽹络拓扑、状态信息等；最下层的基础设施层负责数据处理、转发和状态收集。
除SDN的层次概念外，层次之间的接⼝也是SDN架构中的两个重要部分，基础设施层与控制层之间的接⼝被称作南向接⼝，后者应⽤层和控制层称为北向接⼝。
ONF在南向接⼝上定义了通信协议OpenFlow标准，⽽北向接⼝由于⽤户的⾓度与出发点不同暂时没有统⼀的标准。
2.ETSI NFV架构ETSI是由欧共体委员会成⽴的⾮营利性的电信标准组织（会倾向运营商⾓度开发），NFV⽹络架构的设计时参考了ONF的SDN定义，在此基础上增加运营商需求和思路。
ETSI NFV架构在南向接⼝上，除了ONF倡导的OpenFlow协议之外，还包含了ForCES、PCE-P等之前已经在IETF等传统⽹络标准化组织中获得认可的接⼝，这使得更⼴泛的设备能在运营商的⽹络中被采⽤，另外，NFV架构将控制层⾯进⾏更细致的划分，提出了端到端（End to End,E2E）的⽹络控制器层，能够对多个数据中⼼和不同技术制式⽀持。
3.OpenDaylight 开源项⽬OpenDaylight项⽬推出的参与者来⾃设备⼚商，如Cisco、Juniper等传统⽹络设备巨头，IBM、微软等传统IT软件硬件设备巨头等，OpenDaylight开源项⽬与Linux基⾦会合作，其⽬的是成为SDN架构中的核⼼组件，使⽤户能减少⽹络运营商的复杂度，扩展现有⽹络架构中硬件的⽣命期，同时还能⽀持SDN新业务。
SDN核心技术概述
SDN核心技术概述SDN（Software-Defined Networking）是一种网络架构，它将网络控制平面与数据转发平面分离，并通过集中式的控制器对网络进行管理和控制。
SDN的核心目标是解决传统网络中的瓶颈、复杂性和僵化性问题，从而使网络更加灵活、可扩展和可调整。
SDN的核心技术可以大致分为以下几个方面：1.控制平面与数据平面分离：SDN将网络控制平面与数据转发平面进行分离，通过一个中心化的控制器来对整个网络进行管理和控制。
这种架构使网络更加灵活，能够对流量进行动态路由，并且可以根据需求进行实时调整。
2. OpenFlow协议：OpenFlow是SDN中最重要的协议之一，用于控制器和交换机之间的通信。
它定义了一组可编程的规则和命令，使控制器可以直接控制数据转发平面上的交换机行为。
通过OpenFlow，控制器可以实时管理和控制交换机，从而实现灵活的网络编程。
3. 集中式控制器：SDN中的控制器是网络的大脑，负责采集网络中的拓扑信息，制定路由规则，处理流量，管理网络策略等。
控制器提供了一个集中式的视图和控制接口，可以对整个网络进行统一管理和控制。
常见的SDN控制器有OpenDaylight、ONOS、Floodlight等。
4.软件定义的网络功能：除了传统的路由和交换功能外，SDN还可以通过软件定义的方式提供其他网络功能，如防火墙、负载均衡、QoS等。
通过在控制器上运行应用程序或虚拟化网络功能，可以实现网络功能的灵活部署和配置。
5. SDN编程语言和API：为了实现SDN的可编程性和灵活性，需要设计一种用于编程和操作SDN网络的语言和API。
目前，常见的SDN编程语言有OpenFlow、P4、Python等，常见的SDN API有REST API、Java API 等。
通过这些核心技术，SDN实现了网络的可编程性、灵活性和可调整性。
它可以帮助网络管理员更好地管理和控制网络，提高网络的性能和可靠性，并为新的网络功能和应用提供支持。
SDN控制器：Beacon核心技术分析
SDN控制器：Beacon核心技术分析
江国龙
【期刊名称】《程序员》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】当前SDN控制器种类繁多，其整体架构和核心功能也有诸多不同。
而Beacon作为控制器中的先行者以及弓导者，对SDN控制器的设计起到了重要的指导作用，本文将针对Beacon的设计和实现进行详细分析。
【总页数】5页(P107-111)
【作者】江国龙
【作者单位】中科院计算所先进计算机系统研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP336
【相关文献】
1.SDN控制器核心技术剖析 [J], 雷葆华;王峰;
2.SDN的网络控制器均衡技术设计与实现——评《SDN原理解析:转控分离的SDN架构》 [J], 罗宁; 雷运理
3.SDN的网络控制器均衡技术设计与实现--评《SDN原理解析:转控分离的SDN 架构》 [J], 罗宁; 雷运理
4.数据骨干网SDN域控制器与超级控制器建设方案 [J], 张文迪;陈鹏宗
5.华为T-SDN Super控制器在ONS2016 SDN IDOL上获得冠军 [J],
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在如 图１ 所示 的ＯＮＦ（ 开放 网络基金 会 ）定义的 报信息进行统一监控和统计的技术 ， 而策略制定
Ｓ Ｄ Ｎ架 构 中 ， 交 换 设 备 的 控 制平 面 迁 移 到 集 中 化 和 表 项 下 发 则是 控 制 器利 用 南 向接 口的 下 行 通道
的控制器中，利用标准化的南向接口替换了交换 对 网络 设备 实施 统 一控 制 的技 术 。 设备 中的控 制平面 ， 并在控制器中增加了可编程
的 北 向接 口供上 层 调用 。因此 ， 控 制 器相 当于 Ｓ Ｄ Ｎ 链路发现与拓扑管理 的大脑， 具有非常重要的地位。 链路 发现 技 术 是 获 得 Ｓ Ｄ Ｎ 全 网信 息 的 关键 ， 是 实
应 用层
现 网络 地址 学 习 、 Ｖ Ｌ ＡＮ、 路 由转 发 等 网络 功能 的 必 要 基础 。与传 统 网络 中 链路 发现 由各 个 网 元 自
其最大的特点在于具有松散耦合的控制平面与数 据平面、支持集 中化的网络状 态控 制、实现底层 网络设施对上层应用的透 明、 提供丰富的软件编 程接口推动网络创新。
口协议进行链路发现 、 拓扑管理 、策略制定 、表 项下发等。其中，链路 发现和拓扑管理 主要是控
制 器 利 用南 向接 口的上 行 通 道 对 底层 交 换 设 备 上
Ｃｌ ｏ ｕ ｄ Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ 云计算
Ｓ Ｄ Ｎ 控 制器 核心 技 术剖 析
文／ 雷葆华 ，王峰
Ｓ Ｄ Ｎ 是当前网络领域的热点， 被业界普遍视作未来网络的演进方向。 而控制器就相当于Ｓ Ｄ Ｎ 的大脑 ， 其地 位不言而喻。 本文将从南向网络控制技术、 北向业务支撑技术和东西向扩展技术三个方面对Ｓ Ｄ Ｎ 控制器的 核心 技 术进 行全 面 解析 。
Ｓ Ｄ Ｎ（ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ Ｄ ｅ ｉ ｆ ｎ ｅ ｄ Ｎ ｅ ｗｏ ｔ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ， 软 件 定义 网 络） 是 一 种 新 兴 的 基 于 软 件 的 网络 架 构及 技 术 ，
控 制 器 南 向 络 控 制 技术
Ｓ Ｄ Ｎ控 制 器 的 网络控 制技 术 主 要 包括 通 过 南 向接
的 多 租 户 共 享 网 络 资 源 在 多租 户情 况 下 ，网络
资源被虚拟化 为资源池 ， 每个租户都可以按 其实
己直连的邻居 ，邻居收 到这些信息后将其以标准 际 需 求 获 得 设 备 、端 口 、带 宽 等 网 络 资 源 ，同时
ＭＩ Ｂ（ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂ ａ ｓ ｅ ，管理 信 息 还可以根据 自身需求对其所有的 资源进行灵活组
库） 的形式 保存起来，以供网络管理系统查询及 网。这些 与租 户网络相关的资源信 息都 需要 在拓
判 断 链 路 的通 信 ： 陕况 。当前 ， 控制器对Ｓ Ｄ Ｎ网络 扑管理中给予保存 和展现 ，以反映真实的网络利 进 行链 路 发 现 的主 要 过程 如 图２ 所示。 用情 况 ，实现 优 化 的资 源调 度 。同时 ，基于 不 同租
北 向 接 口
主进行不同， Ｓ Ｄ Ｎ网络 中的 链 路 发 现 工 作 由控 制 器统 一 完成 。 Ｓ ＤＮ控 制 器 主 要 使 用 了 Ｌ Ｌ ＤＰ （ Ｌｉ ｎ ｋ Ｌ ａ ｙ ｅ ｒ Ｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ， 链 路 层 发 现协 议 ）作 为链 路
挖制层 南 阳接【 ＿ １
裁础 殴施屡
发现 协议 ，该协 议提供 了一种标 准的链 路发现
方式 ， 可 以将 本 端 设 备 的 主 要 能 力 、管 理 地 址 、
在 实 际 的 设计 和 实 现 中 ，Ｓ Ｄ Ｎ控 制 器 除 了 需要 很 设 备标识 、接 口标 识等信 息组 织成 不 同的Ｔ Ｌ Ｖ 好 地 提 供 上述 的 南 向 网络 控 制能 力 和 北 向业 务 支 （ Ｔ ｙ ｐ ｅ ／ Ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ／ Ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ， 类型／ 长 度／ 值 ），并封 装
Ｑ ｏ Ｓ（ Ｑｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ， 服 务 质量 ） 所 有 与之 相 连接 的交 换 机 发送 Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ 数据包， 该 消 控制 列 表 ）、 息命令交换机将Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ 数据包发送给所有端 口。一 保证等，支持租户网络 在性 能、安全等方面的彼 提 供 更优 的 租户 网络 体 验 。 旦 交换 机 接 收 ￣ Ｊ ｌ Ｐ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ０ ｕ ｔ 消息 ， 它 就 会 ￣Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ 此隔 离 ，
Ｕ ｎ ｉ ｔ ，链路层发现协议数据单 元）中发布给 与自
Ｃ ｌ ｏ ｕ ｄ Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ 云计算
拄制 器
更新 。 但值得注意的是，当Ｓ Ｄ Ｎ网络规模较 大时，
这 种 拓 扑 管 理 机 制 会 导 致 较 慢 的 收 敛 过 程 ，影 响 网络 情 况 的 实 时 反 馈 ， 同 时 该 机 制 也 使得 包 含
撑 能 力 外 ，还需 要 关 注 其 在 东 西 向上 的 扩 展 以 避 在 Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｄ Ｕ（ Ｌ ｉ ｎ ｋ Ｌ ａ ｙ ｅ ｒ Ｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ Ｄ ａ ｔ ａ
免集中化控制导致的性能和安全性的瓶颈。
１ Ｏ ２
Ｓ Ｄ Ｎ控制器可以为相应的网 从图２ 中可以看出， 控制器在执行链路 发现时，会 户网络 的拓扑 信息， 络数 据 通 路 设 定ＡＣ Ｌ（ Ａｃ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｌ ｉ ｓ ｔ ，访 问 首先 通 过 一 个 Ｏ ｐ ｅ ｎ Ｆ ｌ ｏ ｗ协议 的 Ｐ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ｏ ｕ ｔ 消息 向
Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ 数据包的Ｐ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ｏ ｕ ｔ 消息的发送 周期设置更
为 复杂 。
拓扑管理 的另一项主要 工作是在随时更新Ｓ Ｄ Ｎ 交 换机及其链接状态的同时 ， 对各种逻辑组网信息 进行记录，其中最典型的场景就是云计算环境下
交 换机 Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ 交换 机
商２ ｓ 孙 拄 翱 器 鹩 链 鼯 发 现 进 程