控制功能和數(shù)據(jù)流程

1、SDN控制流和數(shù)據(jù)流Opendaylight實(shí)現(xiàn)SDN核心核心 SDN（Software Defined Network,軟件定義網(wǎng)絡(luò)）是一種新興的控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離并直接可編程的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備緊耦合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)被分拆成應(yīng)用、控制、轉(zhuǎn)發(fā)三層分離的架構(gòu)?？刂乒δ鼙晦D(zhuǎn)移到了控制器，上層應(yīng)用、底層轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)施被抽象成多個(gè)邏輯實(shí)體。SDN的特性1、控制轉(zhuǎn)發(fā)分離：支持第三方控制面設(shè)備通過(guò)OpenFlow等開(kāi)放式的協(xié)議遠(yuǎn)程控制通用硬件的交換/路由功能。2、控制平面集中化：提高路由管理靈活性，加快業(yè)務(wù)開(kāi)通速度，簡(jiǎn)化運(yùn)維。3、轉(zhuǎn)發(fā)平面通用化：多種交換、路由功能共享通用硬件設(shè)備。4、控制器軟件可編程：可通過(guò)軟件

2、編程方式滿足客戶化定制需求。SDN的控制流與數(shù)據(jù)流 與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的控制流程與數(shù)據(jù)流明顯不同，在SDN的環(huán)境下，控制器通過(guò)南向接口與底層設(shè)備進(jìn)行交互。 目前主要的南向協(xié)議為openflow。而控制器通過(guò)openflow協(xié)議來(lái)與底層設(shè)備交互。達(dá)到控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 控制流與數(shù)據(jù)流 ：控制器通過(guò)openflow協(xié)議建立管理通道，拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，流表下發(fā)等。 SDN環(huán)境下的控制流與數(shù)據(jù)流 管理通道建立 控制器通過(guò)openflow協(xié)議，進(jìn)行握手，配置信息的交互等 ，建立一條與底層交換機(jī)的通道，在此后的控制流與數(shù)據(jù)流通過(guò)此通道通信。 拓?fù)浒l(fā)現(xiàn) 通過(guò)LLDP協(xié)議，控制器所控制器的設(shè)備，讓其周期性從某個(gè)特定的端口上，發(fā)送

3、LLDP報(bào)文，LLDP封裝在openflow協(xié)議的packetout中。鄰接設(shè)備收到這個(gè)報(bào)文，上交給控制器，控制器收到報(bào)文，形成一條鏈路。然后更新此條link。 流表下發(fā) 有多種方式觸發(fā)，可以通過(guò)北向接口，調(diào)用相應(yīng)的流編程服務(wù)，通過(guò)flow-mod下發(fā)流表。也可以是packet-in事件的觸發(fā)等 。Opendaylight架構(gòu)分析 由IT廠商發(fā)起的組織 思科，IBM，dell，Redhat，Vmware等 主要為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商，軟件商; ONF由 網(wǎng)絡(luò)用戶 發(fā)起，成員都是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用戶，致力于標(biāo)準(zhǔn)化，openflow, 而南向接口不僅僅是 openflow，是一個(gè) SDN Controller。

4、 協(xié)作開(kāi)發(fā)，由各公司貢獻(xiàn)project， 打造統(tǒng)一開(kāi)放的SDN平臺(tái)，本質(zhì)核心 控制 和轉(zhuǎn)發(fā)分離，南向不需標(biāo)準(zhǔn)化， 目標(biāo)是打造 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) SDN市場(chǎng)，未來(lái)應(yīng)用為主，底層屏蔽，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于應(yīng)用，controller的爭(zhēng)奪;Hydrogen Release7Base Network Service FunctionsManagement GUI/CLIController PlatformSouthbound Interfaces& Protocol PluginsOpenDaylight APIs (REST)DOVE MgrData Plane Elements(Virtual Switc

5、hes,Physical Device Interfaces)Service Abstraction Layer (SAL)(plug-in mgr., capability abstractions, flow programming, inventory, )OpenFlow1.01.3LISPTopology MgrStats MgrSwitch MgrHost TrackerShortest Path ForwardingVTN CoordinatorAffinity ServiceNetwork Applications Orchestration & ServicesOpenSta

6、ckNeutronOpenFlow Enabled DevicesVTN ManagerVTN: Virtual Tenant NetworkDOVE: Distributed Overlay Virtual EthernetDDoS: Distributed Denial Of ServiceLISP: Locator/Identifier Separation ProtocolOVSDB: Open vSwitch DataBase ProtocolBGP: Border Gateway ProtocolPCEP: Path Computation Element Communicatio

7、n ProtocolSNMP: Simple Network Management ProtocolLISP ServiceNETCONFBGP-LSAdditional Virtual & Physical DevicesSNMPDDoS ProtectionOpen vSwitchesOVSDBPCEPOpenStack ServiceNetworkConfigMain difference from other OpenFlow-centric controller platforms核心技術(shù) OSGI 一種面向服務(wù)的架構(gòu)，將應(yīng)用視為對(duì)等模塊的相互協(xié)作，支持在控制器運(yùn)行時(shí)進(jìn)行服務(wù)的安裝、

8、刪除和更新。 Maven 構(gòu)建工具，能夠幫我們自動(dòng)化構(gòu)建過(guò)程，從清理、編譯、測(cè)試到生成報(bào)告，再到打包和部署。 Infinispan 實(shí)現(xiàn)集群 Sal 多種南向協(xié)議對(duì)上提供統(tǒng)一的北向服務(wù)接口。 南向 netty 管理底層的并發(fā)IO 北向 RestSAL主要作用將服務(wù)抽象出來(lái)，不管控制器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間 使用何種協(xié)議，提供協(xié)約國(guó)的一服務(wù)，是odl的核心設(shè)計(jì)，支持多種南向協(xié)議，為各模塊和應(yīng)用提供一致的服務(wù)，這些服務(wù)的實(shí)現(xiàn) ，是由底層插件(基于已存在的組件（如OF）和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能）)的所提供的接口，但是與SAL是松耦合的。具體將請(qǐng)求，映射到相應(yīng)的插件，完成服務(wù)。所提供服務(wù) Data Packet Se

9、rvices 為數(shù)據(jù)報(bào)文的處理，提供服務(wù) Topology Service為應(yīng)用提供節(jié)點(diǎn)和鏈路的更新信息， Inventory service為如節(jié)點(diǎn)或者節(jié)點(diǎn)連接提供API查詢 Flow Programming Service 流編程服務(wù) Resource service資源服務(wù)，SDN 管理通道建立 控制器監(jiān)聽(tīng)指定端口（6633）與ovs的管理端口通過(guò)openflow協(xié)議通信交互。 在初始化連接過(guò)程中，建立一條通道，目前使用的主流的南向協(xié)議為openflow。 發(fā)送OFPT_HELLO消息給對(duì)方 控制器發(fā)送單向的setCofig 發(fā)送FeaturesRequest,收到回復(fù) 發(fā)送ECHO，收

10、到回復(fù)。管理通道建立。Opendaylight 由于opendaylight采用osgi,模塊化。 分為三層結(jié)構(gòu)，與底層設(shè)備交互的是屬于plugins 而負(fù)責(zé)與openflow交換的是openflow_plugins這個(gè)plugins 而這個(gè)plugins中的一個(gè)核心模塊Controller，是主要負(fù)責(zé)處理管理通道的模塊。 為了能夠解析路由協(xié)議報(bào)文，在系統(tǒng)中加入路由引擎節(jié)點(diǎn)，路由引擎即是像Quagga，XORP等軟件路由器套件，使用路由引擎處理協(xié)議報(bào)文以及路由表計(jì)算。路由引擎節(jié)點(diǎn)核心思想：在混合SDN環(huán)境中，把整個(gè)OpenFlow網(wǎng)絡(luò)抽象視為一個(gè)路由器，通過(guò)“路由”完成子網(wǎng)的互聯(lián)互通?？刂破骺?/p>

11、以作為“控制平面”，交換機(jī)則作為“轉(zhuǎn)發(fā)平面”。Topology1. A packet arriving at Switch1 will be sent to the appropriate plugin managing the switch2. The plugin will parse the packet, generate an event for SAL 3. SAL will dispatch the packet to the modules listening for DataPacket4. Module handles packet and sends packet_out

12、 through IDataPacketService5. SAL dispatches the packet to the modules listening for DataPacket6. OpenFlow message sent to appropriate switch14Service Abstraction Layer (SAL)OpenFlow protocol pluginOpenFlowJIPluginOutDataPacketService IPluginInDataPacketService ARP HandlerIListenDataPacketOpenFlowSw

13、itch1Switch2Switch3L2 Learning s/wIListenDataPacketIDataPacketService (1)(2)(3)(3)(5)(4)(6)流表下發(fā)流表下發(fā)的MD實(shí)現(xiàn)1)FPS 注冊(cè) Registers With The MD SAL For Flow Configuration Data Notifications與OP AddFlow RPC implementation with the SAL2) requests a flow add through the Controllers REST API3) the MD-SAL generates a data changed notification to the Fl