SDN初学者

一、概念

==SDN==（Software-Defined Networking，软件定义网络）

是一种新型的网络体系结构，通过将==网络控制==与==网络转发==++解耦合++构建开放可编程的网络体系结构。SDN认为不应无限制地增加网络的复杂度，需要对网络进行抽象以屏蔽底层复杂度，为上层提供简单的、高效的配置与管理。

二、诞生背景

1.压力决定动力：互联网用户的不断增加、以及新兴业务的不断涌现，导致网络不堪重负。

互联网流量飞速增长，网络难以满足海量数据传输要求
传统网络结构不灵活，不能适应不断涌现的新业务需求，服务质量难以保证。
网络安全、网络不可控、不可管问题突出

需求推动改革：提出SDN

高校科研人员：网络创新实验可以在校园网上通过编程实现新的网络协议，不必求助于设备提供商
网络服务提供商：降低网络管理复杂度都和网络设备成本，快速实现==云计算技术==对网络特性的新需求
运营商：缩短网络的面市周期，降低网络管理成本。

三、发展历程

SDN的概念最初诞生于美国斯坦福大学Nick McKeown 教授等人的Ethane 项目，随后ONF组织、NFV产业联盟的推动以及运营商、网络服务提供商、设备生产商的积极投入、将SDN从概念逐渐向商业化推进。

2006年

首次提出OpenFlow概念

2007年

Casado在Ethane项目中提出集中式控制器的概念

2008年

Nick McKeown教授等人提出SDN的概念

四、实现方案

1. OpenFlow(开放流)

基于开放协议的方案

最主流的实现方式
包括ONF SDN和ETSI NFV

2. Overlay（叠加）

基于叠加网络的方案

在原有网络基础上创建虚拟网络，隔离底层设备复杂度与差异性实现网络资源的池化。
将网络资源进行逻辑分离，采用多租户模式管理网络，更好满足云计算等新兴业务的需求。
但是增加了网络架构复杂度，降低数据处理性能，而且无法彻底摆脱低层网络影响。
米钱主要方案包括VXLAN、NVGRE|NVP等

3.专有技术

基于专用接口的方案

专用方案不改变传统网络的实现机制和工作方式，在网络设备上添加专用API实现控制转移。
但是依旧无法摆脱厂商的锁定。

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五、核心架构

包括物理层、南向接口、控制层、北向接口、应用层

1.物理层

物理层是硬件设备层，专注于数据业务物理转发，对处理性能要求较高。该层主要部署SDN交换机，如Open vSwitch

2.南向接口

南向接口是物理层与控制器信号传输的通道，相关的设备状态、数据流表项和控制命令都需要经由SDN的南向接口传达，实现对设备的管理控制，典型代表是OpenFlow协议

3.控制器

控制器集中管理网络中所有设备，根据用户需求以及全局网络拓扑，灵活动态的分配网络资源。
对下层，通过标准的协议与基层网络通信
对上层，通过开放接口向应用层提供对网络资源的控制
常见的控制器包括开源的 NOX、POX、Floodlight、Beacon以及OpenDaylight，商用的Helios、SNAC等。

4.北向接口

控制器向上层业务应用开放的接口

5.应用层

用用层通过控制层提供的编程接口对底层设备进行编程
应用场景主要聚焦在：数据中兴网络、数据中心间的互联、政企网络、电信运营商网络、互联网公司业务部署。

六、思维误区

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七、知识储备

了解传统网络知识、主要是二层三层基础知识及相关技术
Linux常用命令
掌握一门编程语言如python、c++、java

八、入门利器

1. Mininet

Mininet是一个轻量级软件定义网络研发和测试平台。
该平台支持OpenFlow、OpenvSwitch等软件定义网络部件、支持复杂拓扑和自定义拓扑，提供Python API，LInux兼容，高拓展性

2.Floodlight

基于Java开发的开源SDN控制器，工作在支持OpenFlow协议的硬件虚拟交换机组成的网络环境中
Floodlight使用模块化的架构来实现控制器的功能和应用，可以直接在网络中部署实现数据转发、拓扑发现等基本功能。

3.OpenDaylight

是一套以社区为主的开源SDN框架主要内容包括SDN控制器开发、南北向接口的扩展、用于多个控制器交互的东西向协议实现等
拥有一套模块化、可插拔且极为灵活的控制器，能够被部署在任何支持Java的平台上

4.OpenvSwitch

简称OVS，是一个虚拟交换软件，主要用于虚拟机VM环境
作为一个虚拟交换机，支持Xen/XenServer\KVM和VirtualBox多种虚拟化技术。
传递虚拟机VM之间的流量，以及VM和外界网络的通信