什么是SDN？它解决了传统网络哪些问题？

今天跟大家聊一个一直比较火的话题——SDN，SDN作为一种新的网络架构，它实现网络的软件化，试图对传统分布式网络架构进行重构，由传统分布式网络转同集中控制的SDN网络，从而给运营商带来巨大价值，包括简化网络、提升网络可编程能力、支持业务快速创新、设备白牌化、业务自动化等。

以下是本文目录：

• 什么是SDN？
• SDN解决什么问题？
• 传统网络概念和结构体系
• SDN网络架构
• SDN的价值

1什么是SDN？

从字面上理解 SDN=Software Defined Network，非常简单，一共三个单词，但其实每个 词内涵都很丰富，因此 SDN 本身只是一个非常模糊的定义，只粗略定义了第一层次的 概念，而每个词后面更深一层的具体隐身含义和表达，不同人从不同角度会有不同的理 解和解读，因此望文生义，也造成了 SDN 众说纷纭的局面。

软件定义网络 (SDN) 是一种网络虚拟化和容器化的方法，致力于优化网络资源，使网络快速适应不断变化的业务需求、应用程序和流量。它的工作方法是分离网络的控制平面和数据平面，创建与物理设备不同的软件可编程基础架构。

借助 SDN，网络编排、管理、分析和自动化成为了 SDN 控制器的工作职能。由于这些控制器不属于网络设备，因此它们可以利用现代云计算和存储资源的规模、性能和可用性。SDN 控制器越来越多地建立在开放平台之上，采用开放标准和开放式 API，使它们能够编排、管理和控制来自不同供应商的网络设备。

SDN 带来诸多业务优势。控制层和传输层的分离，提高了灵活性并加快了新应用程序的上市时间。能够更快地应对问题和故障，从而提高了网络可用性。此外，可编程性更便于 IT 组织实现网络功能的自动化，进而降低运维成本。

SDN 可以和另一项技术（即网络功能虚拟化 (NFV)）紧密结合。NFV 提供了虚拟化基于设备的网络功能的能力，例如防火墙、负载平衡器和 WAN 加速器。SDN 提供的集中化控制可以有效管理和编排 NFV 支持的虚拟网络功能。

2SDN解决什么问题？

对于网络可控性问题，SDN通过统一的控制器实现了网络的整体控制;同时可以整体地把握网络中的流量;在网络出现结构改变时可以自上而下地通知，高效进行网络节点状态通信。

对于安全性问题，SDN以其对网络的统一控制性，对网络中的攻击可以实现定向处理。如，网络中某IP地址服务器被盗用，同时该服务器还在横向盗用其他服务器并逐渐扩散到整个数据中心时，SDN管理员可以通过自动查找设备快速隔离服务器，阻止攻击。当然SDN架构自身可能会带来新的安全性问题，有待学术界和产业界讨论。

对于节约性问题，SDN通过实时的网络流量控制，可以实现高效的数据中心带宽利用率。同时，SDN网络中的设备抽离了控制平面，价格相对传统设备较有优势。

3传统网络概念和结构体系

传统网络是分布式控制的架构，每台设备都包含独立的控制平面，数据平面。

传统网络是分布式控制的架构：

• 这里的分布式控制指在传统IP网络中，用于协议计算的控制平面和报文转发的数据平面位于同一台设备中。
• 路由计算和拓扑变化后，每台设备都要重新进行路由计算过程，并称为分布式控制过程。
• 在传统IP网络中，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。
• 这种模型的弊端就是所有设备在计算路径时缺乏统一性。

传统网络结构体系：

• 管理平面：管理设备（SNMP）
• 控制平面：路由协议(IGP、BGP)
• 数据平面：转发表（FIB）

4SDN网络架构

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。

SDN网络体系架构的三层模型：

图：SDN网络体系架构图

协同应用层：

这一层主要是体现用户意图的各种上层应用程序，此类应用程序称为协同层应用程序，典型的应用包括OSS（Operation support system 运营支撑系统）、Openstack等。传统的IP网络同样具有转发平面、控制平面和管理平面，SDN网络架构也同样包含这3个平面，只是传统的IP网络是分布式控制的，而SDN网络架构下是集中控制的。

控制层：

控制层是系统的控制中心，负责网络的内部交换路径和边界业务路由的生成，并负责处理网络状态变化事件。

转发层：

转发层主要由转发器和连接器的线路构成基础转发网络，这一层负责执行用户数据的转发，转发过程中所需要的转发表项是由控制层生成的。

5SDN的价值

第一，SDN为网络的使用、控制以及如何创收提供了更多的灵活性。

第二、SDN加快了新业务引入的速度。网络运营商可以通过可控的软件部署相关功能，而不必像以前那样等待某个设备提供商在其专有设备中加入相应方案。

第三、SDN降低了网络的运营费用，也降低了出错率，原因在于实现了网络的自动化部署和运维故障诊断，减少了网络的人工干预。

第四、SDN有助于实现网络的虚拟化，从而实现了网络的计算和存储资源的整合，最终使得只要通过一些简单的软件工具组合，就能实现对整个网络的控制和管理。

第五、SDN让网络乃至所有IT系统更好地以业务目标为导向。

由于SDN技术本身所涵盖的内容就非常的广，我也只能向大家展示一些基础概念，那么看到这里，我相信大家对于SDN的基础概念已经掌握！