基于OpenFlow的軟件定義網(wǎng)絡(luò)

基于OpenFlow的軟件定義網(wǎng)絡(luò)姓名：王之學(xué)號(hào)：115034910139

目錄OpenFlowSDN的現(xiàn)狀SDN的發(fā)展SDNSDN的概念SDN背景傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、路由器）的固件是由設(shè)備制造商鎖定和控制。人們希望將網(wǎng)絡(luò)控制與物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞蛛x，從而擺脫硬件對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的限制。SDN概念SDN（SoftwareDefinedNetwork,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)的思想SDN的基本屬性1、控制轉(zhuǎn)發(fā)分離：支持第三方控制面設(shè)備通過OpenFlow等開放式的協(xié)議遠(yuǎn)程控制通用硬件的交換/路由功能。2、集中化網(wǎng)絡(luò)控制：提高路由管理靈活性，加快業(yè)務(wù)開通速度。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：可通過軟件編程方式滿足客戶化定制需求。SDN的模型架構(gòu)SDN的模型架構(gòu)1.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：硬件交換機(jī)、路由器、OVS等2.南向接口：OpenFlow和其他的接口標(biāo)準(zhǔn)3.控制器：ODL、ONOS、ryu等4.北向接口：控制器與應(yīng)用程序之間的接口5.應(yīng)用服務(wù)：負(fù)載均衡、security(安全)、monitoring(監(jiān)測)、LLDP（拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)）

目錄OpenFlowSDN的應(yīng)用SDN的發(fā)展SDNSDN的概念

OpenFlow的起源

OpenFlow由斯坦福大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校的大學(xué)聯(lián)盟所發(fā)起，他們的初衷試圖用一個(gè)集中控制器讓管理員方便的定義網(wǎng)絡(luò)流的安全控制策略，并應(yīng)用到各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的安全控制。OpenFlow的核心思想很簡單，就是將原本完全由交換機(jī)/路由器控制的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程，轉(zhuǎn)化為由OpenFlow交換機(jī)和控制服務(wù)器分別完成的獨(dú)立過程。OpenFlow協(xié)議的發(fā)展OF1.0OF1.2OF1.3OF1.4OF1.5OF1.1單表IPv4200920112012201320142011功能：多表GroupIPv6多ControllerOpenFlow交換機(jī)組成OpenFlow交換機(jī)由流表、安全通道和OpenFlow協(xié)議三部分組成

OpenFlow規(guī)范OpenFlow的端口（port）1.物理端口，即設(shè)備上物理可見的端口;2.邏輯端口，在物理端口基礎(chǔ)上由Switch設(shè)備抽象出來的邏輯端口，如網(wǎng)絡(luò)聚合等功能而實(shí)現(xiàn)的邏輯端口;3.OpenFlow定義的端口，包括all、in_port、any、controller、flood等端口。

OpenFlow規(guī)范OpenFlow的FlowTable(流表)MatchFieldsPriorityCountersInstructionsTimeoutsCookieOpenFlow通過用戶定義或者預(yù)設(shè)的規(guī)則來匹配和處理網(wǎng)絡(luò)包一條OpenFlow的流表由匹配域（MatchFields）、優(yōu)先級(jí)(Priority)、處理指令(Instructions)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(Counters)等字段組成OpenFlow交換機(jī)組成OpenFlow的流水線處理OpenFlow的流水線處理

OpenFlow規(guī)范OpenFlow的通信通道OpenFlow規(guī)范中定義了三種消息類型：1.Controller-to-Switch消息:由Controller發(fā)起、Switch接收并處理的消息2.異步（asynchronous）消息：由Switch發(fā)起、Controller接收并處理的消息3.對(duì)稱（symmetric）消息：雙向?qū)ΨQ的消息，用于建立連接，保持連接的消息

目錄OpenFlowSDN的應(yīng)用SDN的發(fā)展SDNSDN的概念SDN的現(xiàn)狀SDN技術(shù)目前尚不夠成熟，標(biāo)準(zhǔn)化程度也不夠。大范圍、大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理問題、超大規(guī)模SDN控制器的安全性和穩(wěn)定性問題、多廠商的協(xié)同和互通問題、不同網(wǎng)絡(luò)層次/制式的協(xié)同和對(duì)接問題等均需得到解決。目前SDN技術(shù)大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用還難以實(shí)現(xiàn)。國內(nèi)目前的互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)依托的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)具備龐大的規(guī)模，不可能在短時(shí)間內(nèi)全面升級(jí)，IPV6就是鮮明的案例。從局部入手逐步替換，最終等產(chǎn)業(yè)成熟后全面部署和升級(jí)是唯一的選擇；國內(nèi)云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心的發(fā)展；互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商服務(wù)的升級(jí)；企業(yè)信息需求的提升和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商發(fā)展智能管道和移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)等工作都給了SDN的發(fā)展空間。產(chǎn)業(yè)的完善將是長期過程現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)不可能短時(shí)間替代專業(yè)和局部市場存在需求SDN的應(yīng)用數(shù)據(jù)中心無疑是SDN第一階段商用的重點(diǎn)，其數(shù)據(jù)流量密集、突發(fā)性強(qiáng)、區(qū)域相對(duì)獨(dú)立、業(yè)務(wù)需求簡單，和目前SDN技術(shù)的發(fā)展水平也相吻合。SDN第二個(gè)目標(biāo)是政府和企業(yè)專網(wǎng)，這有很大的發(fā)揮空間，專網(wǎng)相對(duì)獨(dú)立而且對(duì)數(shù)據(jù)流量的可管理性和安全性有著更高的要求，通過采用SDN技術(shù)在滿足上述要求的同時(shí)可以將專網(wǎng)內(nèi)的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)更好的結(jié)合起來。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商目前不可能在短時(shí)間內(nèi)完成SDN全網(wǎng)部署，他們對(duì)SDN處于一種保守態(tài)度，真正成熟的SDN商業(yè)解決方案可能需要3-5年，比起SDN，他們更愿意選擇云平臺(tái)編排服務(wù)，即NFV思路。互聯(lián)網(wǎng)公司內(nèi)部對(duì)SDN會(huì)有明確需求，但由于其相對(duì)的封閉性，可以對(duì)應(yīng)用創(chuàng)新起到很大幫助，但難以對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)起到太大的帶動(dòng)作用。

目錄OpenFlowSDN的應(yīng)用SDN的發(fā)展SDNSDN的概念SDN的發(fā)展在SDN架構(gòu)中，控制平面掌控全局網(wǎng)絡(luò)的資源，主要控制數(shù)據(jù)平面的轉(zhuǎn)發(fā)等功能，尤其重要，以前控制平面多以單例控制器為主，控制平面能力欠缺成為SDN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模受限的最大原因之一。后來ODL、ONOS等控制器的出現(xiàn)，使用了集群技術(shù)，使得SDN控制平面性能得到了提升，是當(dāng)下解決SDN控制平面性能不足的主