SDN相关知识总结

1. SDN

1.1 SDN定义

sdn的本质是网络软计化，提升网络可编程的能力，可以看做是一个网络的安卓系统，是一次网络架构的重构。

1.2 传统网络

传统网络是分布式控制的架构，每台设备都是独立收集网络信息，独立计算，并且都只关心自己的选路。

传统网络分为管理平面、控制平面和数据平面

• 管理平台包括设备管理和业务管理。设备管理负责网络拓扑、设备接口和设备特性的管理，也可给设备下发配置脚本。业务管理用于对业务进行管理：业务性能监控、业务告警监控。（管理）
• 控制平台负责网络控制，主要负责路协议的处理和计算。比如路由协议用于路由信息的计算、路由表的生成。（控制计算）
• 数据平面是指设备根据控制平面生成的指令完成用户业务的转发和处理。例如路由器根据路由协议生成的路由表对接收的数据包从相应的出接口转发出去。（处理）

传统网络通常部署网管系统作为管理平面，而控制平面和数据平面分布在每个设备上运行。

【存在问题是】：网络协议本来就多，各个厂商还有自己的协议和操作界面，运维复杂。流量调整复杂。传统网络中设备的控制平面是封闭的，不同厂商设备实现机制也不同，所以新功能的部署时间长，还需要在每台设备上操作。

1.3 OpenFlow

OpenFlow是满足SDN的一种协议。

1.4 sdn特点

转控分离:网元的控制在控制器上，负责协议计算、产生流表。转发在网络设备上。

集中控制：设备网元通过控制器集中管理和下发流表，无需对每台设备都操作，只需要对控制器配置即可。（解决了上述所说控制封闭缺点，控制器下发的表项是流表，用于转发器转发数据包。）

开放接口：第三方应用只需要通过控制器提供的接口，通过编程方式定义一个新的网络功能、在控制器上运行即可。

网管只负责管理网络拓扑、监控设备告警和性能、下发配置脚本等操作，但这些仍然需要设备的控制平面负责产生转发表项。

SDN是对传统网络架构的一次重构，由原来分布式控制的网络架构重构为集中控制的网络架构。

南向接口：应用层和控制层通信的接口，应用层通过控制开放的API，控制设备转发功能

南向接口：控制层和数据层通信的接口，控制器通过OpenFlow或其他协议下发流表。

1.5 总结：

• SDN网络关键的地方是在网络架构中增加了一个SDN控制器，把原来的分布式控制平面集中到一个SDN控制器上，由这个集中的控制器来实现网络集中控制。

• 可以简化网络和快速进行业务创新。但是其本质的技术原理是通过SDN控制器的网络软件化过程来提升网络可编程能力。通信平面仍包含管理平面、控制平面和数据平面，SDN网络架构只是把系统的三个平面的功能进行了重新分配，传统网络控制平面是分布式的，分布在每个转发设备上，而SDN网络架构则是把分布式控制平面集中到一个SDN控制器内，实现集中控制，而管理平面和数据平面并没有太多什么变化。

• 简而言之，就是把控制平面从设备中抽出来，置于控制器中，同时控制器开放api接口给第三方应用开发，从而是实现对所有设备的集中编程控制

1.6 sdn的优点

• 网络业务快速创新：SDN的可编程性和开放性，使得我们可以快速开发新的网络业务和加速业务创新。如果希望在网络上部署新业务，可以通过针对SDN软件的修改实现网络快速编程，业务快速上线。不像传统网络那样，一个新业务上线需要经过需求提出、讨论和定义开发商开发标准协议，然后在网络上升级所有的网络设备，经过数年才能完成一个新业务。

• 简化网络：因为SDN网络架构下的网络集中控制，所以被SDN控制器所控制的网络内部很多协议基本就不需要了，比如RSVP协议、LDP协议、MBGP协议、PIM组播协议等等。原因是网络内部的路径计算和建立全部在控制器完成，控制器计算出流表，直接下发给转发器就可以了，并不需要协议。

• 业务自动化：SDN网络架构下，由于整个网络归属控制器控制，那么网络业务网自动化就是理所当然的，不需要另外的系统进行配置分解。

• 网络流量路径优化：通常传统网络的路径选择依据是通过路由协议计算出的“最优”路径，但结果可能会导致“最优”路径上流量拥塞，其他非“最优”路径空闲。当采用SDN网络架构时，SDN控制器可以根据网络流量状态智能调整网络流量路径，提升网络利用率。