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SDN学习总结

basycia 2016-08-03

http://network.51cto.com/network/content2013/SDNkepu/

1.SDN本质:让网络软件化、敏捷化

SDN从最早的Ethane系统算起,至今已经4年多了,成为业界关注焦点。其实,SDN的本质是让用户/应用可以通过软件编程充分控制网络的行为,让网络软件化,进而敏捷化,从而使IT服务响应速度、服务质量进一步提升。



2.总体介绍

现有网络中,对流量的控制和转发都依赖于网络设备实现,且设备中集成了与业务特性紧耦合的操作系统和专用硬件,这些操作系统和专用硬件都是各个厂家自己开发和设计的。

SDN是一种新型的网络架构,它的设计理念是将网络的控制平面与数据转发平面进行分离,从而通过集中的控制器中的软件平台去实现可编程化控制底层硬件,实现对网络资源灵活的按需调配。在SDN网络中,网络设备只负责单纯的数据转发,可以采用通用的硬件;而原来负责控制的操作系统将提炼为独立的网络操作系统,负责对不同业务特性进行适配,而且网络操作系统和业务特性以及硬件设备之间的通信都可以通过编程实现。

 

如下图所示,与传统网络相比,SDN的基本特征有3点:

控制与转发分离。转发平面由受控转发的设备组成,转发方式以及业务逻辑由运行在分离出去的控制面上的控制应用所控制。

控制平面与转发平面之间的开放接口。SDN 为控制平面提供开放可编程接口。通过这种方式,控制应用只需要关注自身逻辑,而不需要关注底层更多的实现细节。

逻辑上的集中控制。逻辑上集中的控制平面可以控制多个转发面设备,也就是控制整个物理网络,因而可以获得全局的网络状态视图,并根据该全局网络状态视图实现对网络的优化控制。

3.SDN的架构

SDN的典型架构共分三层,最上层为应用层,包括各种不同的业务和应用;中间的控制层主要负责处理数据平面资源的编排,维护网络拓扑、状态信息等;最底层的基础设施层负责基于流表的数据处理、转发和状态收集。SDN本质上具有“控制和转发分离”、“设备资源虚拟化”和“通用硬件及软件可编程”三大特性,这至少带来了以下好处。

第一,设备硬件归一化,硬件只关注转发和存储能力,与业务特性解耦,可以采用相对廉价的商用的架构来实现。

第二, 网络的智能性全部由软件实现,网络设备的种类及功能由软件配置而定,对网络的操作控制和运行由服务器作为网络操作系统(NOS)来完成。

第三, 对业务响应相对更快,可以定制各种网络参数,如路由、安全、策略、QoS、流量工程等,并实时配置到网络中,开通具体业务的时间将缩短。

4.架构详解:

控制器

控制器集中管理网络中所有设备,虚拟整个网络为资源池,根据用户不同的需求以及全局网络拓扑,灵活动态的分配资源。SDN控制器具有网络的全局视图,负责管理整个网络:对下层,通过标准的协议与基础网络进行通信;对上层,通过开放接口向应用层提供对网络资源的控制能力。

物理层

物理层是硬件设备层,专注于单纯的数据、业务物理转发,关注的是与控制层的安全通信,其处理性能一定要高,以实现高速数据转发。

SDN应用层

SDN应用层通过控制层提供的编程接口对底层设备进行编程,把网络的控制权开放给用户,基于上开发各种业务应用,实现丰富多彩的业务创新。

南向接口

南向接口是物理设备与控制器信号传输的通道,相关的设备状态、数据流表项和控制指令都需要经由SDN的南向接口传达,实现对设备管控。

北向接口

北向接口是通过控制器向上层业务应用开放的接口,目的是使得业务应用能够便利地调用底层的网络资源和能力,其直接为业务应用服务的,其设计需要密切联系业务应用需求,具有多样化的特征


4.SDN实现方式:


开放协议     OverLay   专用接口


基于开放协议的方案














5.应用场景

SDN的五大应用场景

针对网络的主要参与实体进行梳理后,SDN的应用场景基本聚焦到电信运营商、政府及企业客户、数据中心服务商以及互联网公司。关注的SDN应用场景主要聚焦在:数据中心网络、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。

场景1:SDN在数据中心网络的应用

数据中心网络SDN化的需求主要表现在海量的虚拟租户、多路径转发、VM(虚拟机)的智能部署和迁移、网络集中自动化管理、绿色节能、数据中心能力开放等几个方面。

SDN控制逻辑集中的特点可充分满足网络集中自动化管理、多路径转发、绿色节能等方面的要求;SDN网络能力开放化和虚拟化可充分满足数据中心能力开放、VM的智能部署和迁移、海量虚拟租户的需求。

数据中心的建设和维护一般统一由数据中心运营商或ICP/ISP维护,具有相对的封闭性,可统一规划、部署和升级改造,SDN在其中部署的可行性高。数据中心网络是SDN目前最为明确的应用场景之一,也是最有前景的应用场景之一。










    






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