计算机网络自顶向下方法 第五章 网络层：控制平面 5.5 SDN控制平面

计算机网络自顶向下方法总结5.5SDN控制平面

目录

5.5 SDN控制平面

        5.5.1 SDN控制平面：SDN控制器和SDN网络控制应用程序

        5.5.2 OpenFlow协议

        5.5.3 数据平面和控制平面交互的例子

        5.5.4 SDN的过去与未来

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5.5 SDN控制平面

        SDN控制平面，即控制分组再网络的SDN使能设备中转发的网络范围逻辑，以及这些设备和它们的服务的配置与管理。

        SDN体系结构具有4个关键特征：

• 基于流的转发。SDN控制的交换机的分组转发工作，能够基于运输层，网络层或链路层首部中任意数量的首部字段值进行。SDN控制平面的工作是计算，管理和安装所有网络交换机中的流表项。
• 数据平面与控制平面分离。控制平面由服务器以及决定和管理交换机流表的软件组成。
• 网络控制功能。控制平面自身由两个组件组成：一个SDN控制器或网络操作系统，以及若干网络控制应用程序。实践中，控制器仅是逻辑上集中的，通常在几台服务器上实现。
• 可编程网络。

        在SDN之前模式中，交换机路由器连其嵌入的控制平面软件和协议实现是一个整体，是垂直的，综合的，并且由单一的厂商所销售。在SDN中数据平面交换机，SDN控制器和网络控制应用程序是分离的实体。

        5.5.1 SDN控制平面：SDN控制器和SDN网络控制应用程序

        SDN控制平面大体划分为两个部分，即SDN控制器和SDN网络控制应用程序。控制器的功能可大体组织为3个层次：

• 通信层：SDN控制器和受控网络设备之间的通信。现在被称为控制器的“南向”接口。OpenFlow就是一种提供这种功能的特定协议。
• 网络范围状态管理层。控制器要有网络的主机，链路，交换机和其他SDN控制设备的最新状态信息，以及各种受控设备的流表。
• 对于网络控制应用程序层的接口。控制器通过“北向”接口与网络控制应用程序交互。

        在实践中，服务和用于保持状态信息的数据库一般通过分布式服务器集合实现。

        5.5.2 OpenFlow协议

        OpenFlow协议位于控制器的通信层中，运行在SDN控制器和SDN控制的交换机或其他实现OpenFlow API的设备之间。OpenFlow协议运行在TCP之上，使用6653的默认端口号。从控制器到受控交换机流动的重要报文有：

• 配置
• 修改状态
• 读状态
• 发送分组

        从受控交换机到控制器流动的重要报文有：

• 流删除
• 端口状态
• 分组入

        实践原则中介绍了谷歌的软件定义全球网络B4。

        5.5.3 数据平面和控制平面交互的例子

        书中通过一个简单的例子介绍了SDN控制平面如何提供控制平面服务的例子。详细内容见书中。

        5.5.4 SDN的过去与未来

        很多研究工作以研发未来SDN体系结构和能力为目标。网络功能虚拟化的通用SDN的目标是用简单的商用服务器，交换机和存储器来颠覆性地替代复杂的中间盒。第二个重要研究领域是寻求将SDN概念从AS内部设置扩展到AS之间设置。

        在实践原则中介绍了两种控制器OpenDaylight和ONOS。