SDN技术原理介绍

软件定义网络( SDN)是一种软件集中控制、网络开放的三层体系架构,如图(1)所示。应用层实现对网络业务的呈现和网络模型的抽象;控制层实现网络操作系统功能,集中管理网络资源;转发层实现分组交换功能。应用层与控制层之间的北向接口是网络开放的核心,控制层的产生实现了控制面与转发面的分离,是集中控制的基础。

SDN最主要的特征就是数据转发和控制分离, 同时还具有网络虚拟化和开放接口等特征。

数据转发和控制分离:将基础硬件与业务实现分离, 其硬件仅负责数据转发和存储 , 因此可以采用相对廉价的通用设备构建网络基础设施。且将控制与转发分离后,更利于网络的集中控制,使得控制层获得网络资源的全局信息,并根据业务需求进行资源的全局调配和优化,例如流量工程、负载均衡等。

同时,集中控制还使得,整个网络可在逻辑上,被视作是一台设备进行运行和维护,无需对物理设备进行现场配置,从而提升了网络控制的便捷性

网络虚拟化:通过南向接口的统一和开放, 屏蔽了底层物理转发设备的差异,实现了底层网络对上层应用的透明化。逻辑网络和物理网络分离后,逻辑网络可以根据业务需要进行配置、迁移,不再受具体设备物理位置的限制。

开放接口:通过开放的南向和北向接口,能够实现应用和网络的无缝集成,使得应用能告知网络如何运行,才能更好的满足应用的需求,比如网络的带宽、时延需求,计费对路由的影响等。另外,支持用户基于开放接口,自行开发网络业务并调用资源,加快新业务的上线周期。

SDN 带来的最大价值是提高了全网资源使用效率,提升了网络虚拟化能力并加速了网络创新。集中部署的控制层可完成拓扑管理、资源统计、路由计算、配 置下发等功能,获得全网资源使用情况,隔离不同用户问的虚拟网络。应用层通过开放的北向接口获取网络信息,采用软件算法优化、网络资源调度, 提高全网的使用率和网络质量,同时将虚拟网络配置的能力开放给用户。满足用户按需调整网络的需求,实现网络服务虚拟化。分层的架构加速了各层分别进行创新。

理解

从本质上来说, SDN的提出,是为了应对当前网络中面临的扩展困难,灵活性不够等发展瓶颈问题,其主要目的是简化网络配置、管理, 促进网络向动态灵活的方向演化,而并非主要是为了网络性能的提升,甚至在对网络进行高度抽象、虚拟化后,会带来部分性能的下降。

从很大程度上来说, 目前人们对网络的需求, 传统的网络不是不能满足,只是时间、资金问题而已,但这样代价太大,而且发展缓慢,为了摆脱这一困境,SDN应运而生。

如前所述, SDN带来的是网络配置、管理的简化,和更加灵活高效的发展方向,新的管控策略可以迅速得到实施,就像在电脑或者手机上安装应用程序一样, 方便快捷。因此,如果有好的更加有效的管控策略,在SDN网络中可以很容易进行部署; 而当用户对网络提出新的需求时,也可以很快的部署相应的应用。因为这一切都是软件定义的,用户甚至可以利用网络资源,去构建自己所需要的应用,而不必受厂商的束缚。

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