SDN课件

SoftwareDefinedNetwork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。什么是SDN软件定义网络（SoftwareDefinedNetwork,SDN），是由美国斯坦福大学cleanslate研究组提出的一种新型网络创新架构，核心理念是，将网络功能和业务处理抽象化，并且通过外置控制器来控制这些抽象化的对象。传统网络设备紧耦合的网络架构被分拆成应用、控制、转发三层分离的架构。控制功能被转移到了服务器，上层应用、底层转发设施被抽象成多个逻辑实体。如果说现在的网络系统是功能机，系统和硬件出厂时就被捆绑在一起，那么SDN就是Android系统，可以在很多智能手机上安装、升级，同时还能安装更多更强大的手机App（SDN应用层部署）。（1）开放控制层北向接口的SDN这种思路研究数据网络开放控制面与业务应用之间的北向接口，向上提供资源抽象，实现软件可编程控制的网络架构。（2）开放控制层南向接口的SDN这种思路就是大家通常理解的SDN，即数据网络中控制平面与数据平面的分离。目前比较热的ONF的Openflow协议和IETF的Forces协议都是工作在这个层面的，都是定义控制平面与数据平面分离后，两者之间的通信协议。（3）开放控制层东西南北向接口的SDN在开放了南北向接口以后，SDN发展中面临的一个问题就是控制平面的扩展性问题，也就是多个设备的控制平面之间如何协同工作。如果能够定义标准的控制平面的东西向接口，就可以实现SDN设备“组大网”，使得SDN技术走出IDC内部和数据设备内部，成为一种有革命性影响的网络架构。目前对于SDN东西向接口的研究还刚刚起步，IETF和ITU均未涉及这个研究领域。SDN实现方式SDN目前存在的问题SDN产业现状SDN目前应用分析SDN目前应用范围校园网数据中心安全控制网络管理云计算虚拟化SDN未来的市场•SDN(软件定义网络)在2012年的下半年成为炙手可热的话题。特别是主流网络设备厂商对SDN技术开发公司的收购，又在年底为SDN掀起了新的高潮。•根据IDC的预测，到2016年，SDN市场每年的价值将从现在的1.68亿美元增至20亿美元。SDN架构对于运营商无疑是极具诱惑力的，特别是其显著降低总体拥有成本的能力。因此，SDN不乏快速市场化的原动力。SDN的核心技术：OpenFlowOpenFlow起源OpenFlow由斯坦福大学和加州大学伯克利分校领导的大学联盟所发起，他们的初衷是让研究人员可将企业级以太网交换机作为定制构件用于大学的网络实验。OpenFlow的核心思想很简单，就是将原本完全由交换机/路由器控制的数据包转发过程，转化为由OpenFlow交换机（OpenFlowSwitch）和控制服务器（Controller）分别完成的独立过程。SDN的核心技术：OpenFlowOpenFlow要解决的问题现代大规模的网络环境十分复杂，给管理带来较大的难度。特别对于企业网络来说，管控需求繁多，应用、资源多样化，安全性、扩展性要求都特别高。因此，网络管理始终是研究的热点问题。对于传统网络来说，交换机等设备提供的可观测性和控制性都十分有限。一方面管理员难以实时获取足够的网络统计信息，另一方面控制手段十分单一，依赖于静态的policy部署。而基于软件定义网络，这两方面的问题几乎迎刃而解。VCCCLITCLPythonNETCONF…OpenFlow…SNMPNETCONFOpenFlow…RESTful、SOAP、C、Java、XML、…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•所有OpenFlow的规则都被组织在不同的FlowTable中。•在同一个FlowTable中按规则的优先级进行先后匹配。•一个OpenFlow的Switch可以包含一个或者多个FlowTable，从0依次编号排列。•OpenFlow安全通道•OpenFlow规范中定义了三种消息类型•1、Controller/Switch消息–Controller发起、Switch接收并处理。–Controller用来对Switch进行状态查询和修改配置等操作。•2、异步（Asynchronous）消息–是由Switch发送给Controller、用来通知Switch上发生的某些异步事件的消息。•3、对称（Symmetric）消息，–顾名思义，这些都是双向对称的消息，主要用来建立连接、检测对方是否在线等控制器•一类是推出商用级产品的厂商;另一类是较大开源社区中打算开发SDN控制器软件的开源项目/组织。•开源的控制器有：NOXRepo的NOX和POX（原始版本），ON.Lab的SDNOpenNetworkOperatingSystem(ONOS)，OpenContrail的OpenContrailController，OpenDaylightProject最新的产品Helium和最初的产品Hydrogen以及OpenMul，ProjectFloodlight的FloodlightOpenSDNController和Ryu，斯坦福大学的Beacon和Trema。控制器是SDN网络的逻辑控制中心，它通过南向接口与交换机连接，提供网络指令，再通过北向接口与应用连接，在最纯粹的SDN形式中，控制器具备所有智能：交换机是由控制器管理的不会发号施令的COTS设备跨厂家设备集中管理异构网络互通与协同网络资源虚拟化云数据中心互联•光网络引入SDN技术，主要目的是通过控制与传送解耦，采用集中控制策略，简化现有光网络复杂和私有的控制管理协议，通过开放网络和应用层接口，提供网络的可编程能力，满足未来数据中心光互联、网络虚拟化、业务灵活快捷提供、网络和业务创新等发展需求•与数据网络的SDN化不同，光网络的SDN化有其特点。首先，由于物理层的特性，光网络本身就具有控制转发分离的控制架构。其次，在集中控制方面，光网络已拥有成熟网管、路径计算单元(PCE)等集中管控系统。最后，光网络具有面向连接的特性，所有业务采用预先配置方式，无须控制器就可根据业务报文即时下发流进行报文转发，降低了对控制器性能的要求，具有较好的网络扩展能力。可以说，光网络已经具备了部分SDN的特征，这为其向SDN演进奠定了良好的基础。