軟體定義網絡的基本架構-ONF定義的三層架構
ONF定義的基于OpenFlow的三層架構
技術特點
技術架構
- 轉發與控制分離
- 轉發面進行了标準化
優點
- 流量排程
- 開放生态鍊
IETF提出的技術架構
主要思想
技術架構
- 開放現有網絡裝置的能力
- 标準化開放的API
優點
- 充分利用了現有的網絡裝置和路由協定
- 快速實作
NICRA（被VM收購）提出的Overlay技術架構
技術特點
技術架構
- 網絡邊緣軟體化
- Overlay技術
優點
- 與實體網絡解耦
- 部署非常靈活
ETSI的NFV技術
營運商網絡
技術架構
- NFV與SDN互補
- 本質有很大不同
不能算是SDN架構
ONF定義的SDN基本架構
基本架構自下而上分為：轉發層、控制層、應用層
- 轉發層：一種新型網絡創新架構，實作了網絡裝置控制與轉發的分離
- 控制層：網絡虛拟化的一種實作方式，核心技術為OpenFlow
- 應用層：實作了網絡流量的靈活控制，使網絡作為管道變得更加智能。
四個平面
管理平面
- 負責靜态的工作：網元初始化配置、指定控制器、定義控制器及應用的控制範圍。
應用平面
- SDN應用邏輯與北向接口（NBI）驅動
- 通過北向接口與SDN控制器互動
應用邏輯方面
- 應用傳遞能力（負載均衡、通路控制、應用加速）
控制平面
三個部分
- 北向接口（NBI）代理
- SDN控制邏輯（ControlLogic）
- 控制資料平面接口驅動（CDPI Driver）
兩個任務
- 将SDN應用層請求轉換到SDN Datapath
- 為SDN應用提供底層網絡的抽象模型（狀态或事件）
關鍵技術
- 控制器，網絡作業系統（NOS）或網絡控制器（開源SDN控制器有NOX、POX、FloodLight、RYU、OpenDayLight、ONOS等）
資料平面
若幹網元（NetWork Element）：包含一個或多個SDN資料路徑（SDN Datapath）
SDN datapath：
- 邏輯上的網絡裝置，負責轉發和處理資料
- 一個SDN Datapath包含控制資料平面接口表和處理功能
關鍵技術
- 對資料面進行抽象模組化
SDN基本原理
兩大接口
南向接口
- 控制平面和資料平面之間的接口（CDPI）
- 功能：轉發行為控制、裝置性能查詢、統計報告、時間通知等
- ONF架構特點：标準化的南向接口協定（OpenFlow），不依賴于底層具體的廠商的交換裝置。
南向接口的關鍵技術
- 轉發面開放協定（南向接口協定）：允許控制器控制交換機的配置以及相關轉發行為。
SDN基本原理
北向接口
- 應用平面與控制平面之間的接口（NBI），向應用層提供抽象的網絡視圖，使應用能直接控制網絡的行為。
- 開放的、與廠商無關的接口
- 開放的、與廠商無關的接口
北向接口的關鍵技術
- SDN北向接口設計：控制器将網絡能力封裝後開放接口，提供上層業務調用。
- REST API成為SDN北向接口的主流設計
- 交換機狀态采集、靜态流表推送、防火牆政策等多種類型的接口。
SDN基本原理
SDN網絡核心思想
- 解耦
- 抽象
- 可程式設計
解耦
- 将控制平面和資料平面分離：解決兩層在實體上緊耦合導緻的問題
- 解耦後，控制平面負責上層的控制決策，資料平面負責資料的交換轉發，雙方需遵行開放接口進行通信
- 傳統網絡
SDN基本原理 - SDN網絡
SDN基本原理 - 解耦合帶來的問題
- 控制平面的服務能力成為網絡性能的瓶頸
- 多控制器如何互動路由資訊，保持分布式節點狀态的一緻性
- 控制平面的響應延遲。導緻的資料平面可用性問題
抽象
- 轉發抽象
SDN基本原理 - 分布狀态抽象
SDN基本原理 - 配置抽象：網絡行為的表達通過程式設計語言實作，基于簡化抽象模型，将抽象配置映射為實體配置（指令行、網關協定接口、控制器提供的API）
- Overlay架構上的抽象
SDN基本原理
可程式設計
- SDN在資料平面與控制平面解耦後提供了開放的可程式設計接口
- 傳統網絡管理接口：指令行、網管協定、腳本語言等初級管理方式
- 網絡管理者需要基于整個網絡的更進階的程式設計方式
- 網絡可程式設計：主動網絡（開放網絡節點的程式設計接口、使用者資料上根據使用者需求執行相應計算）、4D架構（資料平面、發現平面、擴充平面、決策平面）
- SDN的可程式設計接口
SDN基本原理 - SDN的資料平面也支援可程式設計（Intel高性能網絡資料處理架構DPDK、斯坦福大學 資料平面可程式設計語言P4）