SDN控制平面一般由一个或多个SDN控制器组成，是网络的大脑。控制器具有举足轻重的地位，它是连接底层交换设备与上层应用的桥梁。一方面，控制器通过南向接口协议对底层网络交换设备进行集中管理、状态监测、转发决策以处理和调度数据平面的流量;另一方面，控制器通过北向接口向上层应用开放多个层次的可编程能力，允许网络用户根据特定的应用场景灵活地制定各种网络策略。

南向接口层主要对各种南向接口协议的支持，控制器通过接口层的通道实现对底层网络的管理

抽象逻辑层主要是将服务抽象出来，实现各种通信协议的适配，为各模块和应用提供一致的服务。

基础网络层在任何控制器中都是必不可少的。这里的模块包括了控制器内部的实现逻辑，比如拓扑管理、链路计算等，也包括一些底层的网络实现逻辑，比如BGP、VxLAN的实现等。

内置应用层提供了基础的功能包，如L2网络、L3网络、Overlay APP、服务链APP等。

北向接口层中，控制器实现了Restful API的接口或者是嵌入式的API，提供给上层应用调用。

配置管理层提供了控制器服务器管理、集群管理和图形化界面，如ODL控制器提供了模块的启用、删除等功能;Floodlight等控制器提供了一个简单易用的UI界面，可以在Web界面中调用控制器的北向API，对控制器进行配置。

SDN控制器的关键技术主要是包括南向网络控制和北向业务支撑。

南向网络控制主要包括链路发现、拓扑管理、策略制定和表项下发等。

链路发现和拓扑管理：利用上行通道度底层交换设备上报信息进行统一监控和统计;策略指定和表项下发：利用下行通道对网络设备实施统一控制。

链路发现是获得SDN全网信息，是实现网络地址学习、VLAN、路由转发。与传统网络链路发现由各个网元自主进行不同，SDN网路中的链路发现工作由控制器统一完成。对于OF交换机直连链路的发现，SDN控制器通过链路层发现协议LLDP实现。OF交换机非直连链路的发现即两台OF交换机，通过其他多台非OF交换机连接，控制器在发送packet_out消息给OF交换机的时候，会同时要求交换机发出广播包，通过广播的机制实现链路发现。

拓扑管理是为了随时采集和监控网络中SDN交换机的信息，反馈工作状态和链路连接状态。控制器需要定时发送带LLDP数据包的packet_out消息给相连的SDN交换机，并根据反馈回来的packet_in消息获知交换机信息，以完成交换机工作状态的监测和网络拓扑视图的更新。但是当网络规模较大时，这种拓扑管理管理机制收敛速度很慢，会影响网络状态的实时反馈。

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