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软件定义网络的基本原理

2021-05-17 17:17云杰小编阅读:118

软件定义网络的基本原理

软件定义网络(Software Defined Network, 以下简称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。其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来,从而实现了网络流量的灵活控制,为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。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。

SDN提供一个可编程的集中式网络,其中包含 SDN 控制器、南向 API 和北向 API三部分。SDN 控制器?是网络的核心,提供针对整个网络的集中视图。南向 API?可将信息转发至网络中的交换机和路由器。北向 API?用于实现应用通信和服务部署。

与传统网络相比,SDN的基本特征有三点:

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地实现细节。

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。

SDN是一种革命性的变革,它解决了传统网络中无法避免的一些问题,包括缺乏灵活性、对需求变化的响应速度缓慢、无法实现网络的虚拟化以及高昂的成本等问题。在当前的网络架构下,网络运营商和企业无法快速提供新的业务,原因在于他们必须等待设备提供商以及标准化组织同意,并将新的功能纳入到专有的运行环境中才能实现。很显然这是一个漫长地等待过程,或许等到现有网络真正具备这一新的功能时,市场已经发生了很大变化。

在上述这种情况下,SDN应运而生。SDN的本质是网络软件化,提升网络可编程能力,是一次网络架构的重构,而不是一种新特性、新功能。网络运营商和企业可以通过自己编写的软件轻松地决定网络功能。SDN可以让他们在灵活性、敏捷性以及虚拟化等方面更具主动性。通过OpenFlow的转发指令集将网络控制功能集中,网络可以被虚拟化,并被当成是一种逻辑上的资源,而非物理资源加以控制和管理。


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文章标题:《软件定义网络的基本原理》

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