軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）實(shí)戰(zhàn)教程課件

SDN概述第1章1.1

軟件定義網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生1.2

軟件定義網(wǎng)絡(luò)發(fā)展1.3

軟件定義網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織2.4

信道復(fù)用技術(shù)2.5

數(shù)字傳輸系統(tǒng)2.6

寬帶接入技術(shù)1.1

軟件定義網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生SDN（SoftwareDefinedNetwork）源自斯坦福大學(xué)的CleanSlate研究，由Mckeown教授提出。它將網(wǎng)絡(luò)控制和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離，通過(guò)開放接口實(shí)現(xiàn)交互。SDN架構(gòu)已得到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛認(rèn)可，并得到ONF和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化組織的支持。1.1.1

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)概述1.1.2

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題2.2.3

信道的極限容量1.1

軟件定義網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生

SDN的應(yīng)運(yùn)而生1.1.31.1.1傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)概述傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包含：管理平面、控制平面和數(shù)據(jù)平面。管理平面

——負(fù)責(zé)設(shè)備和業(yè)務(wù)管理，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑴渲媚_本下發(fā)、業(yè)務(wù)監(jiān)控等?？刂破矫?/p>

——處理協(xié)議與計(jì)算，例如路由協(xié)議用于路由信息的計(jì)算。數(shù)據(jù)平面根據(jù)控制平面生成的指令進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和處理，如路由器根據(jù)路由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包1.1.2傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題1.傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的部署和管理存在挑戰(zhàn)——由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來(lái)自不同廠商且型號(hào)繁多，統(tǒng)一部署受限。管理多數(shù)依賴于監(jiān)控軟件，如SNMP，而非自動(dòng)化部署。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大導(dǎo)致管理效率下降。2.分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)限制了資源調(diào)配和流量管控的智能性——緩慢的協(xié)議更新和業(yè)務(wù)部署受到不同廠商設(shè)備的限制，使得網(wǎng)絡(luò)更新和進(jìn)步受到阻礙。3.傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備缺乏策略定制和可編程性——設(shè)備內(nèi)部的協(xié)議和策略難以修改，無(wú)法通過(guò)軟件安裝或編程實(shí)現(xiàn)特定目的。1.1.3SDN的應(yīng)運(yùn)而生SDN（SoftwareDefinedNetwork）應(yīng)運(yùn)而生，作為對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一種根本性改變。自2006年起，SDN的概念不斷演變，被認(rèn)為是一種新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和設(shè)計(jì)理念。它的核心概念包括轉(zhuǎn)發(fā)分離、開放的編程接口和集中式控制。OpenFlow是SDN中用于控制轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的協(xié)議，而SDN還涵蓋了控制器架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌惴?、運(yùn)行環(huán)境、編程工具等內(nèi)容。1.2.1

發(fā)展歷程1.2.2

研究與應(yīng)用現(xiàn)狀1.2軟件定義網(wǎng)絡(luò)發(fā)展1.2.1發(fā)展歷程SDN最初起源于斯坦福大學(xué)的“Clean-SlateDesignfortheInternet（Clean-Slate）”項(xiàng)目。之后開始研究控制器和交換機(jī)通信的協(xié)議，即傳說(shuō)中的OpenFlow協(xié)議。OpenFlow協(xié)議自2008年提出后，促進(jìn)了SDN技術(shù)的發(fā)展。2011年成立的ONF推動(dòng)了SDN的標(biāo)準(zhǔn)化。2012年，SDN開始商業(yè)化，Google等公司采用。隨后，OpenDaylight和ONOS等項(xiàng)目進(jìn)一步推動(dòng)了SDN的創(chuàng)新和應(yīng)用。SDN與云計(jì)算、NFV的結(jié)合，預(yù)示著其在網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵作用。SDN技術(shù)正在改變網(wǎng)絡(luò)生態(tài)，推動(dòng)學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和標(biāo)準(zhǔn)化組織的發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)公司和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商都在加速向SDN/NFV架構(gòu)轉(zhuǎn)型。1.2.2

研究與應(yīng)用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)中心：SDN技術(shù)幫助數(shù)據(jù)中心提高擴(kuò)展性和資源利用率，支持虛擬化和多業(yè)務(wù)，谷歌、騰訊等公司已在應(yīng)用。運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)：SDN技術(shù)使運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)向軟件化轉(zhuǎn)型，如AT&T的Domain2.0計(jì)劃和中國(guó)聯(lián)通的CUBE-Net2.0。商用部署：SDN技術(shù)逐漸商業(yè)化，國(guó)際巨頭和傳統(tǒng)供應(yīng)商都在推出SDN產(chǎn)品，Google等公司已在數(shù)據(jù)中心部署。1.3.1

ONF1.3.2

IETF1.3軟件定義網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織

ITU-T1.3.3開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)（ONF）是一個(gè)推動(dòng)SDN和OpenFlow技術(shù)發(fā)展的非營(yíng)利性產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，成員包括多家知名科技公司。ONF定義了SDN，強(qiáng)調(diào)其三大特征：控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離、網(wǎng)絡(luò)控制集中、網(wǎng)絡(luò)開放與可編程。ONF的發(fā)展分為三個(gè)階段：1.2011-2016年：從斯坦福大學(xué)和伯克利大學(xué)分拆出來(lái)，致力于SDN和OpenFlow技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的制定。2.2017-2021年：運(yùn)營(yíng)商和供應(yīng)商合作，為ONF提供資金，推動(dòng)行業(yè)向SDN發(fā)展，構(gòu)建了一級(jí)運(yùn)營(yíng)商部署的平臺(tái)。3.2022年至今：ONF平臺(tái)得到驗(yàn)證和部署，專注于擴(kuò)大采用范圍和建立開發(fā)人員社區(qū)，將開源力量帶入網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)大影響力。1.3.1

ONF1.3.2

IETF國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）是1985年成立的權(quán)威互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織，負(fù)責(zé)研發(fā)和制定互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。IETF由不同領(lǐng)域的專家組成，通過(guò)工作組（WG）開展專項(xiàng)研究，如路由、傳輸、安全等。工作組由研究人員自發(fā)組織，經(jīng)過(guò)籌備和認(rèn)可后成立。IETF每年舉行大型會(huì)議，各工作組通過(guò)郵件溝通。IETF是推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的核心組織。1.3.3ITU-TITU-T是