sdn未來網(wǎng)絡(luò)圖文

軟件定義網(wǎng)絡(luò)--未來網(wǎng)絡(luò)

SoftwareDefinedNetworking

AFutrueNetwork報(bào)告人：劉濤2024/1/231SDNSDN目錄SDN背景及開展根底SDN當(dāng)前應(yīng)用SDN未來開展SDN引言12SDN體系架構(gòu)3452024/1/232SDN引言2024/1/233戴爾SDN愿景：軟件定義企業(yè)2021.5引言2024/1/234SDN引言看電視，用的是云電視；傳照片，用的是云存儲(chǔ)；辦公電腦桌面登陸的是云桌面；你可以聽云音樂，使用云端Office，甚至是做云筆記，，，12024/1/235SDN引言12024/1/236是什么支撐了云如此之大的功能？SDN引言數(shù)據(jù)12024/1/237SDN引言什么是數(shù)據(jù)中心？12024/1/238SDN引言數(shù)據(jù)中心，不就是一堆堆硬盤效勞器一層層堆疊，那就太out了12024/1/239SDN引言12024/1/23102024/1/2311要有一個(gè)好的調(diào)度系統(tǒng)SDN引言12024/1/2312SDN引言12024/1/2313SDN引言12024/1/2314SDN引言12024/1/2315整體上分為數(shù)據(jù)層、控制層和應(yīng)用層三層架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，使網(wǎng)絡(luò)管道更加智能通過Openflow將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面別離開來一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)虛擬化的實(shí)現(xiàn)方式SDN軟件定義網(wǎng)絡(luò)〔SoftwareDefinedNetworking，簡稱SDN〕SDN引言12024/1/2316System_1System_3System_2System軟件定義網(wǎng)絡(luò)〔SoftwareDefinedNetworking，簡稱SDN〕SDN引言2024/1/2317123網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

SDNSDN應(yīng)用層部署SDN引言SDN背景及開展根底SDN目錄SDN當(dāng)前應(yīng)用SDN未來開展SDN12SDN體系架構(gòu)3452024/1/2318SDN背景及開展根底2.1SDN開展背景2.2SDN開展根底22024/1/2319SDN背景2.1SDN開展背景——?大記事2SIGCOMM

OpenFlowONF+NDDISDNConceptOpenDaylight+B420062021202120212021Stanford

Clean-Slate

2024/1/2320SDN背景2.1SDN開展背景——?2006年

22024/1/2321SDN起源GENI〔GlobalEnvironmentNetworkingInnovations〕Clean—Slate(Clean—SlateDesignfortheInternet)MartinCasadoSDN背景2.1SDN開展背景——?2006年

22024/1/2322MartinCasado Martin在2007年的SIGCOMM會(huì)議上，發(fā)表了一篇論文——?Ethane：TakingControloftheEnterprise?。在Ethane的系統(tǒng)框架中，控制與轉(zhuǎn)發(fā)完全解耦，可以說Ethane包含了SDN早期的思想。

SDN背景及開展根底2.1SDN開展背景——?2021年 基于Ethane，NickMcKeown教授等人提出了OpenFlow的概念，并于當(dāng)年在ACMSIGCOMM發(fā)表了題為?OpenFlow:EnablingInnovationinCampusNetworks?的論文，首次詳細(xì)地介紹了OpenFlow的概念。22024/1/2323NickMcKeownSDN背景及開展根底2.1SDN開展背景——?2021年 該篇論文除了闡述OpenFlow的工作原理外，還列舉了OpenFlow幾大應(yīng)用場景。1)校園網(wǎng)絡(luò)中對(duì)實(shí)驗(yàn)性通訊協(xié)議的支持；2)網(wǎng)絡(luò)管理和訪問控制；3)網(wǎng)絡(luò)隔離和VLAN；4)基于WiFi的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)；5)非IP網(wǎng)絡(luò)；6)基于網(wǎng)絡(luò)包的處理。22024/1/2324SDN背景及開展根底2NickMcKeown 個(gè)人主頁(:///~nickm/)，現(xiàn)任Standford的教授，跟業(yè)界關(guān)系十分緊密，PhD(哲學(xué)博士學(xué)位)畢業(yè)兩年就創(chuàng)辦了公司，還參與了Cisco的工程，后來新公司賣給Cisco〕。給人感覺是十分的humorous且energetic的。Mckeown教授在推OpenFlow的時(shí)候明顯十分重視跟業(yè)界結(jié)合，根本上是一邊做，一邊拉生產(chǎn)商的支持，很重視做demo，很早就在stanford的校園網(wǎng)中部署了OpenFlow，做的差不多了再提標(biāo)準(zhǔn)，再做宣傳就事半功倍了。2024/1/2325SDN背景2.1SDN開展背景——?2021年 Mckeown教授正式提出了SDN概念。 OpenFlow標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布了具有里程碑意義的可用于商業(yè)化的1.0版本。22024/1/2326ONFNDDIONFNDDISDN背景2.1SDN開展背景——?2021年

22024/1/2327OpenNetworkingFoundation開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)NetworkDevelopmentandDeploymentInitiative網(wǎng)絡(luò)開發(fā)與部署行動(dòng)方案一個(gè)機(jī)構(gòu)一個(gè)方案SDN背景2.1SDN開展背景——?2021年

22024/1/2328ONFSDN背景2.1SDN開展背景——?2021年

22024/1/2329ONFSDN背景2.1SDN開展背景——?2021年

22024/1/2330ONFSDN背景2.1SDN開展背景——?2021年22024/1/2331NDDI

Internet2斯坦福CleanSlate方案工作組印第安納大學(xué)123Internet3NDDI提供一項(xiàng)名為“開放科學(xué)、學(xué)問與效勞交流〔OpenScience，ScholarshipandServicesExchange，OS3E〕〞的Internet3效勞，并且通過與加拿大的CANARIE、歐洲的GEANT、日本的JGN-X以及巴西的RNP等國際合作伙伴的試驗(yàn)平臺(tái)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了北美、歐洲、亞洲以及南美洲的互聯(lián)。SDN背景22024/1/2332SDN背景22024/1/2333備注：B4是谷歌的私有WAN網(wǎng)絡(luò)用來連接位于全球的數(shù)據(jù)中心SDN背景2.1SDN開展背景——?2021年 2021年SDN大事記22024/1/2334SDN背景2.1SDN開展背景——?2021年

2

2024/1/2335SDN背景2.1SDN開展背景——?市場規(guī)模倍增趨勢不可阻擋 市場研究公司IHSInfonetics調(diào)查表示，2021年企業(yè)和數(shù)據(jù)中心SDN市場增長了192%，而到了2021年其市場規(guī)模有望到達(dá)180億美元。22024/1/2336SDN開展根底2.2SDN開展根底22.2.44D架構(gòu)可編程網(wǎng)絡(luò)的研究

2.2.5網(wǎng)絡(luò)抽象概念化

2.2.3主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)問題

眾多權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)化組織、運(yùn)營商、硬件生產(chǎn)廠商的大力支持2024/1/2337SDN開展根底2.2SDN開展根底——?2.2.1傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)問題

1.網(wǎng)絡(luò)配置復(fù)雜度高 2.運(yùn)營商維護(hù)網(wǎng)絡(luò)難度越來越大 3.科研人員研究難度大〔真實(shí)環(huán)境中規(guī)模部署新協(xié)議〕 4.用戶對(duì)流量需求越來越大 互聯(lián)網(wǎng)流量增長迅速，預(yù)計(jì)到2021年,全球流量將到達(dá)1.6×1021字節(jié) 【Cisco.CiscoVisualNetworkingIndex:ForecastandMethodology,2021-2021.2021.】22024/1/2338SDN開展根底22024/1/2339SDN開展根底2.2SDN開展根底——?2.2.2可編程網(wǎng)絡(luò)的研究

可編程網(wǎng)絡(luò)〔ProgrammableNetwork〕主要利用在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中提供標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程接口向用戶和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)供給者提供一個(gè)“開放〞的網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制，與傳統(tǒng)Internet的區(qū)別就在于Internet是無狀態(tài)的，而可編程網(wǎng)絡(luò)是有狀態(tài)的并且可以由用戶控制和改變的。22024/1/2340SDN開展根底2.2SDN開展根底——?2.2.3主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)

一是被稱為ANN(ActiveNodeNetwork)的網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)，不僅完成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)等網(wǎng)絡(luò)功能，而且可以對(duì)包含數(shù)據(jù)和代碼的所謂主動(dòng)包和普通包進(jìn)行計(jì)算； 二是用戶根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和效勞的要求可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編程以完成這些計(jì)算。

22024/1/2341SDN開展根底 4D架構(gòu)〔4D

Architecture〕研究就是這樣一個(gè)采用“白板設(shè)計(jì)〞方式的研究工程。該工程繼承了D.

Clark等關(guān)于“知識(shí)平面〞的設(shè)想，提出了一種新型的互聯(lián)網(wǎng)控制管理架構(gòu)。 4D架構(gòu)將可編程的決策平面(即控制層)從數(shù)據(jù)平面別離,使控制平面邏輯中心化與自動(dòng)化,其設(shè)計(jì)思想產(chǎn)生SDN控制器的雛形。22024/1/23422.2SDN開展根底——?2.2.34D架構(gòu)SDN開展根底2.2SDN開展根底——?2.2.5網(wǎng)絡(luò)抽象概念化

借鑒計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抽象結(jié)構(gòu)，未來的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將存在轉(zhuǎn)發(fā)抽象、分布狀態(tài)抽象和配置抽象這3類虛擬化概念。

22024/1/2343SDN開展根底2.2SDN開展根底——?2.2.6眾多權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)化組織、運(yùn)營商、硬件 生產(chǎn)廠商的大力支持

標(biāo)準(zhǔn)化組織： 1.開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)〔OpenNetworkingFoundation，簡稱ONF〕 2.互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組〔InternetEngineeringTaskForce，簡稱IETF〕的ForCES工作組 3.國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織〔ITUTelecommunicationStandardizationSector，簡稱ITU-T〕的多個(gè)工作組

22024/1/2344SDN開展根底2.2SDN開展根底——?2.2.6眾多權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)化組織、運(yùn)營商、硬件 生產(chǎn)廠商的大力支持

運(yùn)營商、硬件生產(chǎn)廠商： 思科、IBM、微軟、BigSwitch、博科、思杰、戴爾、愛立信、富士通、英特爾、瞻博網(wǎng)絡(luò)、NEC、惠普、紅帽、VMware、Google、Facebook、Yahoo...

22024/1/2345SDN引言SDN體系架構(gòu)SDN目錄SDN背景及開展根底SDN當(dāng)前應(yīng)用SDN未來開展SDN123452024/1/2346SDN體系架構(gòu)2024/1/23473SDN體系架構(gòu)3.1體系架構(gòu) 3.1.1SDN架構(gòu) 3.1.2NFV架構(gòu) 3.1.3OpenDaylight 3.1.4SDN/NFV/OpenDaylight比照總結(jié)

32024/1/2348SDN體系架構(gòu)3.1體系架構(gòu)32024/1/2349SDNSoftwareDefined-Networking,軟件定義網(wǎng)絡(luò)最先由ONF組織提出主要針對(duì)校園網(wǎng)、企業(yè)和數(shù)據(jù)中心NFVNetworkFunctionVirtualization,網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化由ETSI提出，該體系結(jié)構(gòu)主要針對(duì)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)OpenDaylight是由各大設(shè)備廠商和軟件公司共同提出，目的是為了具體實(shí)現(xiàn)SDN架構(gòu)，以便用于實(shí)際部署。主要針對(duì)未來網(wǎng)絡(luò)SDN體系架構(gòu)3.1體系架構(gòu)——?SDN根本架構(gòu)——?三個(gè)平面32024/1/2350SDN體系架構(gòu)3.1體系架構(gòu)——?3.1.1SDN架構(gòu) ONF組織最初在白皮書中提到SDN體系結(jié)構(gòu)，并于2021年底發(fā)布最新版本。

32024/1/2351SDN體系架構(gòu)3.1體系結(jié)構(gòu)——?3.1.1SDN架構(gòu)——?數(shù)據(jù)—控制—應(yīng)用32024/1/2352SDN體系架構(gòu)3.1體系架構(gòu)——?3.1.1SDN架構(gòu) SDN由下到上(或稱由南向北)分為數(shù)據(jù)平面、控制平面和應(yīng)用平面。數(shù)據(jù)平面與控制平面之間利用SDN控制數(shù)據(jù)平面接口(control-data-planeinterface,簡稱CDPI)進(jìn)行通信，CDPI具有統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，目前主要采用OpenFlow協(xié)議?？刂破矫媾c應(yīng)用平面之間由SDN北向接口(northboundinterface，簡稱NBI)負(fù)責(zé)通信，NBI允許用戶按實(shí)際需求定制開發(fā)。

32024/1/23533.1體系架構(gòu)——?3.1.2NFV架構(gòu)——?傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與NFV比照SDN體系架構(gòu)32024/1/23543.1體系架構(gòu)——?3.1.2NFV架構(gòu) 針對(duì)上述問題，NFV采用了資源虛擬化的方式，在硬件設(shè)備中建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)虛擬層，負(fù)責(zé)將硬件資源虛擬化，形成虛擬計(jì)算資源、虛擬存儲(chǔ)資源和虛擬網(wǎng)絡(luò)資源等，運(yùn)營商通過軟件來管理這些虛擬資源。SDN體系架構(gòu)32024/1/23553.1體系架構(gòu)——?3.1.2NFV架構(gòu)SDN體系架構(gòu)32024/1/2356OSS/BSS運(yùn)營支撐層CVNF虛擬網(wǎng)絡(luò)層BNFVI根底設(shè)施層A業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)域

A管理編排域

BSDN體系架構(gòu)33.1體系架構(gòu)——?3.1.2NFV架構(gòu)

2024/1/2357SDN體系架構(gòu)33.1體系架構(gòu)——?3.1.2NFV架構(gòu)——?NFV與SDN關(guān)系

2024/1/2358系統(tǒng)集成問題SDN體系架構(gòu)32024/1/2359IOT和兼容性問題NFV標(biāo)準(zhǔn)成熟度問題3.1體系架構(gòu)——?3.1.3OpenDaylight OpenDaylight是一套以社區(qū)為主導(dǎo)的開源框架，旨在推動(dòng)創(chuàng)新實(shí)施以及軟件定義網(wǎng)絡(luò)〔簡稱SDN〕透明化。面對(duì)SDN型網(wǎng)絡(luò)，大家需要適宜的工具幫助自己管理根底設(shè)施，這正是OpenDaylight的專長。作為工程核心，OpenDaylight擁有一套模塊化、可插拔且極為靈活的控制器，這使其能夠被部署在任何支持Java的平臺(tái)之上。這款控制器中還包含一套模塊合集，能夠執(zhí)行需要快速完成的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)SDN體系架構(gòu)32024/1/23603.1體系架構(gòu)——?3.1.3OpenDaylight——?組織成員

SDN體系架構(gòu)32024/1/23613.1體系架構(gòu)——?OpenDaylight氦版本架構(gòu)

SDN體系架構(gòu)32024/1/23623.1體系架構(gòu)——?3.1.3OpenDaylight 與ONF的SDN架構(gòu)最大的不同在于：OpenDaylight控制器的南向接口除了支持OpenFlow協(xié)議之外，還支持NETCONF等配置協(xié)議和BGP等路由協(xié)議，并支持生產(chǎn)廠商的專有協(xié)議(如思科的OnePK協(xié)議)。為了能夠處理不同的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，OpenDaylight增加了效勞抽象層SAL，它負(fù)責(zé)將不同的底層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成OpenDaylight控制層所理解的請(qǐng)求效勞，保持了底層協(xié)議的透明性，并提高了整體架構(gòu)的可擴(kuò)展性。SDN體系架構(gòu)32024/1/23633.1體系架構(gòu)——?3.1.4SDN\NFV\OpenDaylight比照總結(jié) 無論是ONF提出的SDN，還是NFV，亦或是OpenDaylight，都是SDN架構(gòu)的一種，他們的特性雖然略有差異，但是目的是一致的。 目的：SDN使得數(shù)據(jù)控制相別離的網(wǎng)絡(luò)具有開放性和可編程性，科研人員及運(yùn)營商可以通過PC機(jī)、、Web網(wǎng)頁或未來可能出現(xiàn)的各種途徑進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署，而部署工作也僅是應(yīng)用軟件的簡單開發(fā)或配置。SDN體系架構(gòu)32024/1/2364SDN體系架構(gòu)32024/1/2365SDN體系架構(gòu)33.2接口——?SDN架構(gòu)縮略圖 2024/1/2366SDN體系架構(gòu)3.2接口 3.2.1南向接口〔SouthboundInterface,SDN-S〕 3.2.2北向接口〔NorthboundInterface，SDN-N〕 3.2.3東西向接口32024/1/2367SDN體系架構(gòu)32024/1/2368SDN體系架構(gòu)3.2接口——?3.2.1南向接口——?南向接口協(xié)議 ONF提出的OF-CONFIG協(xié)議采用XML配置交換機(jī)環(huán)境，填補(bǔ)了OpenFlow在配置方面的缺失。 ForCES對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)重新定義，將FE(forwardingelement,轉(zhuǎn)發(fā)元素)和CE(controlelement,控制元素)別離，形成兩個(gè)獨(dú)立的邏輯實(shí)體，兩個(gè)邏輯實(shí)體之間依靠ForCES協(xié)議通信。 OnePK是思科公司針對(duì)SDN產(chǎn)品專門開發(fā)的接口協(xié)議，該協(xié)議可以運(yùn)行在思科所研發(fā)的專屬平臺(tái)上,并支持開發(fā)者用C或Java編寫的程序。32024/1/2369 OpenFlow由斯坦福大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校領(lǐng)導(dǎo)的大學(xué)聯(lián)盟所發(fā)起，他們的初衷是讓研究人員可將企業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)作為定制構(gòu)件用于大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。 OpenFlow的核心思想很簡單，就是將原本完全由交換機(jī)/路由器控制的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程，轉(zhuǎn)化為由OpenFlow交換機(jī)〔OpenFlowSwitch〕和控制效勞器〔Controller〕分別完成的獨(dú)立過程。SDN體系架構(gòu)33.2接口——?3.2.1南向接口——?OpenFlow2024/1/2370OpenFlow概念架構(gòu)Controller對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制，實(shí)現(xiàn)控制層的功能FlowVisor對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化；OpenFlow交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)層的轉(zhuǎn)發(fā)；3.2接口——?3.2.1南向接口——?OpenFlow網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)SDN體系架構(gòu)32024/1/2371OpenFlow1.0.0版本規(guī)定流表頭為12元組(如源/目的IP地址、源/目的MAC地址等)缺點(diǎn)：版本還不完善，支持的規(guī)那么和動(dòng)作過少、僅支持單表、無關(guān)聯(lián)動(dòng)作的組合容易造成組合爆炸等問題OpenFlow1.2.0版本OpenFlow增加了對(duì)IPv6源/目的地址的支持缺點(diǎn)：但是依然存在網(wǎng)絡(luò)擁塞OpenFlow1.3.0版本開始支持流控機(jī)制OpenFlow1.4.0版本增加了流表刪除和復(fù)制機(jī)制,并考慮了流表一致性問題為了便于設(shè)備生產(chǎn)廠商開發(fā)支持OpenFlow的設(shè)備，ONF最先提供OpenFlow協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。總的來說,OpenFlow支持的功能越來越全,機(jī)制也在不斷地更新完善。然而，隨著OpenFlow支持的功能不斷增加，流表將容易產(chǎn)生負(fù)載過重的問題。如何支持不同。粒度、任意組合的功能,是OpenFlow下一步開展的關(guān)鍵所在。LOREMIPSUMDOLOR3.2接口——?3.2.1南向接口——?OpenFlowSDN體系架構(gòu)2024/1/23723SDN體系架構(gòu)3.2接口——?3.2.2北向接口(NBI) 北向接口負(fù)責(zé)控制層與各種業(yè)務(wù)應(yīng)用之間的通信。 應(yīng)用層各項(xiàng)業(yè)務(wù)通過編程方式調(diào)用所需網(wǎng)絡(luò)抽象資源，掌握全網(wǎng)信息，方便用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)配置和應(yīng)用部署等業(yè)務(wù)的快速推進(jìn)。 由于應(yīng)用業(yè)務(wù)具有多樣性，使得北向接口亦呈現(xiàn)多樣性，開發(fā)難度較大。 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的北向接口標(biāo)準(zhǔn)?32024/1/2373SDN體系架構(gòu)32024/1/2374SDN體系架構(gòu)32024/1/2375SDN體系架構(gòu)3速度快、本錢低、功耗小等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)發(fā)代表：交換機(jī)芯片Hardware靈活性極強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)代表：CPU、NP(networkprocessor，網(wǎng)絡(luò)處理器)Software2024/1/2376SDN體系架構(gòu)3Hardware實(shí)現(xiàn)一個(gè)可重新配置的匹配表，允許在流水線階段支持任意寬度和深度的流表RMT模型

交換機(jī)分層的方式來實(shí)現(xiàn)高效、靈活的多表流水線業(yè)務(wù)FlowAdapter交換機(jī)2024/1/2377SDN體系架構(gòu)3RMT模型

2024/1/2378SDN體系架構(gòu)3RMT模型

2024/1/2379SDN體系架構(gòu)3FlowAdapter交換機(jī)3層結(jié)構(gòu)：-最上層是可以通過更新來支持任何新協(xié)議的軟件數(shù)據(jù)平面-位于中部的FlowAdapter層負(fù)責(zé)軟件數(shù)據(jù)平面和硬件數(shù)據(jù)平面之間的通信-底層是相對(duì)固定但轉(zhuǎn)發(fā)效率高的硬件數(shù)據(jù)平面

2024/1/2380SDN體系架構(gòu)3Software交換機(jī)CUP處理轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)那么NP的處理轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)那么2024/1/2381SDN體系架構(gòu)3 由于CPU處理數(shù)據(jù)包的能力變得越來越強(qiáng)，商用交換機(jī)很自然地也會(huì)采用這種更強(qiáng)的CPU。這樣，在軟件處理轉(zhuǎn)發(fā)速度與硬件差異變小的同時(shí)，靈活處理轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)那么的能力得到提升。

交換機(jī)CUP處理轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)那么2024/1/2382SDN體系架構(gòu)3 NP器件內(nèi)部通常由假設(shè)干個(gè)微碼處理器和假設(shè)干硬件協(xié)處理器組成。 多個(gè)微碼處理器在網(wǎng)絡(luò)處理器內(nèi)部并行處理，通過預(yù)先編制的微碼來控制處理流程。而對(duì)于一些復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)操作(如內(nèi)存操作、路由表查找算法、QoS的擁塞控制算法、流量調(diào)度算法等)那么采用硬件協(xié)處理器來進(jìn)一步提高處理性能，從而實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)靈活性和高性能的有機(jī)結(jié)合。 由于NP專門用來處理網(wǎng)絡(luò)的各種任務(wù),如數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)、路由查找和協(xié)議分析等，因此在網(wǎng)絡(luò)處理方面，NP比CPU具有更高效的處理能力。

NP〔網(wǎng)絡(luò)處理器〕的處理轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)那么2024/1/2383SDN體系架構(gòu)3小結(jié)2024/1/2384SDN體系架構(gòu)32024/1/2385SDN體系架構(gòu)32024/1/2386SDN體系架構(gòu)3典型控制器一覽表

使用Python時(shí)開發(fā)效率較高,執(zhí)行效率較低；而使用C++時(shí)執(zhí)行效率很高，開發(fā)效率卻很低。2024/1/2387正如計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)本身并不實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的各種軟件功能，NOX本身并不完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)，而是通過在其上運(yùn)行的各種“應(yīng)用〞〔Application〕來實(shí)現(xiàn)具體的管理任務(wù)。 管理者和開發(fā)者可以利用高級(jí)語言來專注到這些應(yīng)用的開發(fā)上，而無需花費(fèi)時(shí)間在對(duì)底層細(xì)節(jié)的分析上。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，NOX需要提供盡可能通用〔General〕的接口，來滿足各種不同的管理需求。SDN體系架構(gòu)32024/1/2388SDN體系架構(gòu)3NOX控制器 提供一系列根本接口，戶通過NOX可以對(duì)全局網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行獲取、控制與管理，并利用這些接口編寫定制的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。 但其是單一控制器，處理能力受到限制，擴(kuò)展困難。2024/1/2389SDN體系架構(gòu)3NOX-MT控制器Meastro控制器 并行控制器，充分發(fā)揮了高性能效勞器的多核并行處理能力，使其在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大情況下的性能明顯優(yōu)于NOX。2024/1/2390SDN體系架構(gòu)32024/1/2391SDN體系架構(gòu)32024/1/2392SDN體系架構(gòu)32024/1/2393SDN體系架構(gòu)3 集中控制存在不一致問題

集中控制是SDN區(qū)別于其他網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的核心優(yōu)勢之一，通過集中控制，用戶可以獲取全局網(wǎng)絡(luò)視圖，并根據(jù)全網(wǎng)信息對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)與部署，理論上保證了網(wǎng)絡(luò)配置的一致性問題。但是，分布式控制器仍然具有潛在的不一致性問題。2024/1/2394SDN體系架構(gòu)3 一致性問題由于不同控制器的設(shè)計(jì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)一致性要求不同，嚴(yán)格保證分布式狀態(tài)全局統(tǒng)一的控制器，將無法保證網(wǎng)絡(luò)性能；如果控制器能夠快速響應(yīng)請(qǐng)求，下發(fā)策略，那么無法保證全局狀態(tài)一致性。性能無明顯影響的情況下，保證狀態(tài)一致性成為了SDN設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。2024/1/2395SDN體系架構(gòu)3 一致性問題解決方案可由控制層將策略形成規(guī)那么，并按兩階段提交方式解決。為了防止數(shù)據(jù)層過多的參與，控制層可直接通過并發(fā)策略組合的方式來解決，并可利用細(xì)粒度鎖(fine-grainedlocking)確保組合策略無沖突。HFT〔HierarchicalFlowTables,分層流表〕采用了層次策略方案，它將并發(fā)策略分解，組織成樹的形式，樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可獨(dú)立形成轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)那么。HFT首先對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自定義沖突處理操作，這樣，整個(gè)沖突處理過程就轉(zhuǎn)化成利用自定義沖突處理規(guī)那么逆向搜索樹的過程，從而解決了并發(fā)策略一致性問題。2024/1/2396SDN體系架構(gòu)3 可用性一問題描述：控制器作為SDN的核心處理節(jié)點(diǎn)，需要處理來自交換機(jī)的大量請(qǐng)求，而過重的負(fù)載會(huì)影響SDN的可用性。問題方案： 1.利用分布式控制器可以平衡負(fù)載,提升SDN的整體性能。 2.對(duì)于層次控制器來說，利用局部控制器承擔(dān)交換機(jī)的多數(shù)請(qǐng)求， 全局控制器那么可以更好地為用戶提供效勞。2024/1/2397SDN體系架構(gòu)3 可用性二分布式控制器架構(gòu)也存在可用性問題。問題描述：由于每個(gè)控制器需要處理不同的交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)流量分布不均勻，導(dǎo)致某些控制器可用性降低。問題方案：ElastiCon周期性地檢查負(fù)載窗口，當(dāng)負(fù)載窗口的總負(fù)荷發(fā)生改變時(shí)，將動(dòng)態(tài)擴(kuò)充或壓縮控制器池，以適應(yīng)當(dāng)前實(shí)際需求。如果負(fù)載超過控制器池大值時(shí)，那么需要另外增加新的控制器，以保證網(wǎng)絡(luò)的可用性。減少交換機(jī)的請(qǐng)求次數(shù)，可以提升控制層的可用性。備注：ElastiCon采用負(fù)載窗口的方式來動(dòng)態(tài) 調(diào)整各控制器間的流量。2024/1/2398SDN體系架構(gòu)3 可用性三問題描述：數(shù)據(jù)平面轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)那么粒度過細(xì)和集中控制依賴的問題.問題方案： 1.DIFANE架構(gòu)可以解決轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)那么過細(xì)的問題。 2.DevoFlow〔DevolveFlow〕采用的策略可以大程度降低控制器負(fù)載， 提升控制器的可用性。備注： 1.DIFANE一種可擴(kuò)展的高效的解決方案。 2.DevoFlow需要芯片的強(qiáng)有力的支持。

2024/1/2399SDN體系架構(gòu)3 容錯(cuò)性

與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)類似，SDN同樣面臨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或鏈路失效的問題。然而，SDN控制器可以通過全網(wǎng)信息快速恢復(fù)失效節(jié)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力。2024/1/23100SDN體系架構(gòu)3 容錯(cuò)性——?網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)恢復(fù)收斂過程2024/1/23101①當(dāng)某臺(tái)交換機(jī)失效時(shí)，其他交換機(jī)覺察出變化；②交換機(jī)將變化情況通知控制器；③控制器根據(jù)所掌握的信息，計(jì)算出需要恢復(fù)的規(guī)那么；④將更新發(fā)送給數(shù)據(jù)平面中受到影響的網(wǎng)絡(luò)元素；⑤數(shù)據(jù)平面中受影響的元素分別更新流表信息。SDN體系架構(gòu)3 容錯(cuò)性——?交控失效在SDN架構(gòu)中，失效信息一般不是通過洪泛方式通知全網(wǎng)，而是直接發(fā)送給控制層，并由控制器來做恢復(fù)決策，因而不易出現(xiàn)路由振蕩的現(xiàn)象。如果是交換機(jī)和控制器之間的鏈接失效，導(dǎo)致無法通信，那么收斂過程相對(duì)困難?？梢圆捎脗鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的IGP(如OSPF協(xié)議)通信，并通過洪泛方式恢復(fù)，也可以采用故障轉(zhuǎn)移(failover)方式，同樣能夠緩解鏈路失效收斂時(shí)間問題。通過在交換機(jī)上安裝用于驗(yàn)證拓?fù)溥B接性的靜態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)那么，可以更好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的快速收斂。2024/1/23102SDN體系架構(gòu)3 容錯(cuò)性——?FatTire為了防止由于手動(dòng)配置導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)失效，控制層提供了一種高級(jí)網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)語言FatTire。用戶可以通過FatTire語言指定網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的容錯(cuò)度，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自主指定流路徑。FatTire語言編譯器具有網(wǎng)內(nèi)快速恢復(fù)機(jī)制，可以將用戶錯(cuò)誤的網(wǎng)絡(luò)配置迅速恢復(fù)回來，提升了控制層的容錯(cuò)性。2024/1/23103LOREMIPSUMDOLOR01控制轉(zhuǎn)發(fā)別離支持第三方控制面設(shè)備通過OpenFlow等開放式的協(xié)議遠(yuǎn)程控制通用硬件的交換/路由功能02控制平面集中化提高路由管理靈活性，加快業(yè)務(wù)開通速度，簡化運(yùn)維03轉(zhuǎn)發(fā)平面通用化多種交換、路由功能共享通用硬件設(shè)備04控制器軟件可編程可通過軟件編程方式滿足客戶化定制需求SDN體系架構(gòu)3.4SDN特性總結(jié)2024/1/231043SDN引言SDN當(dāng)前應(yīng)用SDN目錄SDN背景及開展根底SDN體系架構(gòu)SDN未來開展SDN123452024/1/23105SDN當(dāng)前應(yīng)用隨著SDN的快速開展，SDN已應(yīng)用到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)場景中，從小型的企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)擴(kuò)展到數(shù)據(jù)中心與廣域網(wǎng)，從有線網(wǎng)擴(kuò)展到無線網(wǎng)。無論應(yīng)用在任何場景中，大多數(shù)應(yīng)用都采用了SDN控制層與數(shù)據(jù)層別離的方式獲取全局視圖來管理自己的網(wǎng)絡(luò)。32024/1/231064SDN當(dāng)前應(yīng)用4.1戴爾開拓“軟件定義的企業(yè)〞時(shí)代4.2銳捷SDN家屬區(qū)SOHO無限路由器接入解決方案4.3華為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)SDN解決方案4.4H3CNFV方案價(jià)值4.5云杉網(wǎng)絡(luò)SDN與云環(huán)境下的WEB平安防護(hù)4.6云杉網(wǎng)絡(luò)SDN與云環(huán)境下的全局流分析2024/1/231074SDN當(dāng)前應(yīng)用4.1戴爾開拓“軟件定義的企業(yè)〞時(shí)代

32024/1/231084SDN當(dāng)前應(yīng)用4.2銳捷SDN