sdn技术与原理
软件定义网络(SDN)技术解析
软件定义网络（SDN）技术解析随着信息技术的迅猛发展，网络架构也在不断创新与演进。
软件定义网络（Software Defined Networking，简称SDN）作为一种新兴的网络架构方案，引起了广泛的关注和探索。
本文将对SDN技术进行解析，探讨其原理、应用和优势。
一、SDN技术概述1.1 SDN定义SDN是一种采用软件定义网络架构的新型网络技术，通过将网络控制平面与数据转发平面分离，实现网络的可编程性和灵活性。
1.2 SDN架构SDN架构由三个主要组成部分构成：应用层、控制层和数据层。
应用层提供网络管理、监控和安全等功能；控制层负责网络资源的集中控制和决策；数据层负责数据包的转发和处理。
1.3 SDN工作原理SDN的工作原理可以简述为：控制器通过与交换机之间的控制通道进行通信，向交换机下发控制指令，控制交换机的转发行为。
这样，网络管理员可以通过控制器集中管理整个网络，实现对网络的灵活控制和调整。
二、SDN技术的特点与优势2.1 灵活性和可编程性SDN提供了灵活的网络编程接口和开放的控制平台，使网络管理员能够根据实际需求调整网络配置和策略，实现网络的灵活性和可编程性。
2.2 高效性和可扩展性SDN架构使用集中式的控制器进行网络管理，使网络资源能够被更加高效地利用和配置。
同时，SDN技术支持网络的快速扩展和部署，满足不断增长的网络需求。
2.3 安全性和可管理性SDN技术通过集中控制和管理网络流量，使网络安全策略的实施更加简便和有效。
同时，SDN架构提供了全局的网络视图和控制，使网络管理变得更加可视化和可管理。
2.4 创新性和可发展性SDN的出现为网络创新提供了基础和动力，使新的网络服务和应用可以更加快速地部署和实现。
SDN技术的可发展性也为未来网络的演进和发展提供了良好的支持。
三、SDN技术的应用领域3.1 数据中心网络SDN技术在数据中心网络中的应用非常广泛，可以实现对数据流量的灵活控制和调度，提高网络的负载均衡性和性能。
软件定义网络的原理和特点
软件定义网络的原理和特点随着互联网的发展，网络技术也在不断的变革和发展。
其中一项技术是软件定义网络（Software-Defined Networking，简称SDN）。
SDN是一种基于软件的网络架构，它的特点是可编程性、灵活性、可管理性和智能化等，可以让网络变得更加智能和高效。
本文将介绍SDN的原理和特点。
一、SDN的原理：SDN架构由三个主要部分组成：数据平面（Data Plane）、控制平面（Control Plane）和管理平面（Management Plane）。
1. 数据平面：数据平面是网络中的转发设备，例如路由器、交换机等。
数据平面负责网络中的数据包转发，实现网络中不同设备之间的通信。
但是这些设备没有具备智能化的功能，只是根据携带的目的地址进行简单的数据包转发。
因此，数据平面需要通过控制平面的指示来进行精确的数据包转发。
2. 控制平面：控制平面是SDN系统的核心，它负责制定网络中的路由策略和转发规则。
控制平面通过北向接口（Northbound Interface）接收来自管理平面的指令，并将相应的策略指示给数据平面。
在SDN 系统中，控制平面和数据平面是解耦合的，也就是说控制平面可以独立于数据平面的硬件设备作为一台普通的服务器运行。
3. 管理平面：管理平面是管理SDN系统的设备和软件的界面，它通过南向接口（Southbound Interface）与数据平面和控制平面进行通信。
管理平面负责在SDN系统中引入新的设备、监测网络运行状态、更新网络策略等管理操作。
整个SDN系统的运行流程大致如下：当网络中有数据包需要进行转发时，数据平面会首先将数据包的相关信息通过南向接口发送给控制平面。
控制平面收到信息后，会根据网络中的路由策略和转发规则制定相应的路由策略，并将相应的指令通过北向接口发送给数据平面。
数据平面根据控制平面的指示完成数据包的精确转发。
二、SDN的特点：1. 可编程性：SDN采用软件定义的方式进行网络控制，可以对网络进行灵活的编程和控制。
云计算中的软件定义网络技术
云计算中的软件定义网络技术云计算是当今互联网时代的一大趋势，在企业、政府、教育等各个领域都有着广泛的应用，其核心技术之一就是软件定义网络技术。
软件定义网络技术（Software Defined Network，SDN）是一种新的网络管理方法，它通过引入中央控制器的概念，将网络控制和数据转发进行分离，从而提高网络的可编程性和灵活性。
本文将介绍SDN的基本原理、优势以及未来的发展方向。
一、SDN的基本原理SDN的实现主要基于三个组成部分：控制器、控制平面和数据平面。
1.控制器：作为SDN的中央控制器，它对整个网络进行全局控制和管理，包括对网络拓扑结构的抽象表示、流表的下发、路由策略的制定等。
SDN中常用的控制器有OpenDaylight、ONOS、Floodlight等。
这些控制器均是开源的，用户可以根据自身需要选择不同的控制器。
2.控制平面：控制平面主要负责和控制器通信，并向数据平面下发转发规则和路由策略。
它由一系列的控制器代理组成，包含了控制逻辑和算法，实现了控制器与数据平面的分离。
3.数据平面：数据平面是实际完成数据包转发的硬件设备，它包含了交换机、路由器、防火墙等各种网络设备。
在SDN架构中，数据平面只负责数据包的转发，而所有的流表管理和控制操作则由控制器完成。
二、SDN的优势相较于传统网络技术，SDN技术具有许多优势，主要包括以下几个方面：1.可编程性：SDN架构中，网络控制器可以通过编程方式控制和管理整个网络，从而实现网络的可编程性和灵活性。
2.中心化管理：SDN采用中央控制器，可以实现全局的网络管理，从而可以更快速、更精确地处理网络问题。
3.自动化管理：SDN可以通过实时的流表下发、路由策略制定等机制，实现自动化的网络管理。
4.降低成本：SDN技术可以实现网络硬件的虚拟化，从而降低了网络运维的成本。
5.可扩展性：SDN技术可以很容易地扩展网络规模，从而为大规模的云计算应用提供更好的支持。
SDN技术原理介绍
企业网络服务创新：通过SDN技术实现网络服务的快速部署和灵活调整满足企业业务发展的需求。
企业网络运维管理：利用SDN技术实现网络设备的自动化管理和监控提高网络运维效率。
云计算数据中心
云计算数据中心是SDN技术的典型应用场景 SDN技术在云计算数据中心中的应用包括网络虚拟化、网络自动化和网络监控 SDN技术可以提高云计算数据中心的网络性能和可靠性
虚拟化技术还可以实现网络功能的虚拟化将网络功能从物理设备中分离出来实现网络功 能的灵活部署和管理。
SDN技术的优势
灵活性
网络控制与转发分 离提高网络灵活性
集中式控制便于网 络管理和维护
开放接口支持多种 网络设备和应用
动态调整网络拓扑 提高网络适应性
可扩展性
易于扩展： SDN技术可以 通过增加网络 设备来提高网 络容量和性能
网络稳定性问题
网络故障：SDN技术可能导致网络故障影响网络稳定性
网络延迟：SDN技术可能导致网络延迟影响网络性能
网络攻击：SDN技术可能面临网络攻击影响网络安全 解决方案：通过优化SDN技术提高网络稳定性降低网络故障、延迟和攻击 风险
兼容性问题
设备兼容性：不同厂商的设备可能存在兼容性问题 协议兼容性：不同厂商的设备可能使用不同的协议导致兼容性问题 软件兼容性：不同厂商的软件可能存在兼容性问题 解决方案：采用统一的标准和协议提高设备的兼容性加强软件测试和优化提高软件的兼容性。
自动化程度高
网络配置自动化：SDN技术可以实现网络配置的自动化无需人工干预 网络管理自动化：SDN技术可以实现网络管理的自动化提高网络管理效率
网络故障处理自动化：SDN技术可以实现网络故障处理的自动化快速定位和解决问题
SDN技术原理介绍课件
被抽象出的网络
物理网络/Fabric Underlay网络
SDN实现方式
SDN的核心技术：OpenFlow
• Flow Table：Flow Table 里面的每个 条目都会与一个动作相关联，来告 诉网络交换设备来如何处理与这个 条目相关联的 data Flow；
• Secure Channel：用于连接网络交换 设备和远程网络控制器，在控制器 和网络交换设备之间互相发送命令 和数据包；
• OpenFlow Protocol：提供一个开放 标准统一的接口，使得控制器和网 络交换设备之间可以相互通信
OpenFlow的标准化组织
Dec, 2009
Feb, 2011
Dec, 2011
April, 2012
Sep, 2012
OF 1.0
功能：
单表 IPv4
OF 1.1
多表 MPLS、VLAN group ECMP
192.168.3.4 192.138.5.4 80
*
TCP SPort * *
Port3 898
Action Drop Port3
Coun t 250
300
*
*
*
*
*
*
Controller 9
Openflow消息
• Openflow消息总共分为三大类：
Controller‐to‐Switch
• Features 用来获取交换机特性 • Configuration 用来配置Openflow交换机 • Modify‐State 用来修改交换机状态(修改流表) • Read‐Stats 用来读取交换机状态 • Send‐Packet 用来发送数据包
SDN(软件定义网络)技术解析
SDN（软件定义网络）技术解析随着信息技术的飞速发展，软件定义网络（Software-Defined Networking，SDN）作为一种新兴的网络架构，正在受到越来越多企业和组织的关注和应用。
本文将对SDN技术进行详细解析，包括其基本概念、架构原理、应用场景以及未来发展方向等。
一、基本概念SDN是一种基于软件控制的网络架构，与传统的网络架构相比，它的核心思想是将网络控制平面与数据转发平面进行分离。
传统网络中，网络设备（如交换机、路由器）同时具备控制和数据转发功能，网络管理员通过配置这些设备的命令来控制网络。
而在SDN中，控制器负责决策网络数据的转发路径，将这些决策下发到数据平面设备执行。
这种分离使得网络的管理与控制变得集中化，便于对网络进行统一的管理与维护。
二、架构原理SDN架构主要由三个组件组成：应用层、控制层和基础设施层。
应用层包括各种网络应用，如负载均衡、安全防护等；控制层由控制器组成，负责管理和控制网络中的各种设备；基础设施层则是实际的网络设备，包括交换机、路由器等。
在SDN中，应用层通过与控制层进行交互来获得网络管理的能力。
应用程序可以通过SDN控制器的API接口与其进行通信，通过发送和接收消息来实现网络上的各种功能。
控制层是SDN的核心，它负责对网络进行管理与控制。
控制器通过与基础设施层的网络设备进行通信，提供网络的可编程性和可配置性。
控制器可根据网络策略和管理员的需求，动态地调整网络的配置，并将这些配置下发至网络设备，从而实现对网络的控制。
基础设施层是实际的网络设备，包括交换机、路由器等。
这些设备根据控制器下发的指令来转发数据。
三、应用场景SDN技术在各个领域有着广泛的应用场景。
以下列举几个典型的应用场景：1. 数据中心网络：SDN技术可以对复杂的数据中心网络进行灵活统一的管理。
通过集中化的控制，管理员可以根据实际需求对数据中心网络进行动态配置，提高网络的资源利用率和性能。
2. 广域网（WAN）优化：SDN可以通过对网络流量进行实时监测与调整，提高广域网的带宽利用率和传输效率。
SDN技术基础
SDN技术基础软件定义网络（SDN）是一种新兴的网络架构，它提供了更灵活、可编程和可管理的网络环境。
SDN的基本原理是将网络的控制平面与数据平面分离，通过集中控制器来实现对网络的集中管理和控制。
本文将介绍SDN技术的基础知识，包括SDN的定义、工作原理以及其在实际应用中的优势和挑战。
一、SDN的定义SDN是一种网络架构和技术范式，它将网络控制器与数据平面解耦，使网络管理员可以通过集中控制器对整个网络进行灵活的配置和管理。
SDN的核心思想是将网络控制逻辑集中到一个中心化的控制器上，以实现对网络设备的集中管理和控制。
与传统网络相比，SDN架构提供了更高的灵活性和可编程性，使网络可以更好地适应不同的应用需求。
二、SDN的工作原理SDN的工作原理可以分为三个主要步骤：控制平面、数据平面和应用层。
1. 控制平面：控制平面是SDN架构中的核心组件，它由一个或多个控制器组成，负责监控和控制整个网络。
控制器与数据平面设备之间通过OpenFlow协议进行通信，OpenFlow协议定义了控制器与数据平面设备之间的通信接口和消息格式。
2. 数据平面：数据平面由一组交换机和路由器组成，负责网络数据的转发和处理。
在SDN中，数据平面设备中不包含任何控制逻辑，它们仅负责执行控制器的指令来完成数据转发。
3. 应用层：应用层是SDN中的最上层，它是网络管理员和应用开发人员与SDN网络进行交互的接口。
通过应用层，管理员可以通过集中控制器对网络进行配置和管理，应用开发人员可以开发基于SDN的网络应用。
三、SDN的优势SDN技术带来了许多优势，可以提升网络的灵活性、可编程性和可管理性。
1. 灵活性：SDN架构通过控制器的集中管理，使网络可以根据应用需求进行快速灵活的配置和调整。
管理员可以通过集中控制器，根据具体需求，对网络进行实时调整和优化，提高网络的灵活性和适应性。
2. 可编程性：SDN架构将网络的控制逻辑集中到一个中心化的控制器中，使网络可以通过编程方式进行配置和控制。
sdn知识点
SDN（软件定义网络）知识点SDN（Software Defined Networking），即软件定义网络，是一种网络架构，它将网络控制平面与数据转发平面分离开来。
SDN通过将网络控制逻辑集中到一个中心控制器中，实现了对整个网络的集中管理和控制。
在这篇文章中，我们将逐步介绍SDN的相关知识点。
1.SDN的概念和原理 SDN的核心思想是将网络的控制逻辑与数据转发逻辑分离。
传统的网络架构中，交换机和路由器负责数据转发和控制逻辑，而在SDN中，控制逻辑被集中到一个中央控制器中。
这使得网络可以更加灵活、可编程，并且能够根据需求进行动态调整。
2.SDN的组成部分 SDN包括三个主要组成部分：应用层、控制层和数据层。
应用层包括网络管理应用和服务，它们通过控制层与底层的网络设备进行通信。
控制层包括中央控制器，它负责管理和控制整个网络。
数据层包括网络设备，如交换机和路由器，它们负责实际的数据转发。
3.SDN的工作原理 SDN的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：首先，网络管理员通过中央控制器配置网络的策略和规则；然后，中央控制器将这些策略和规则下发给底层的网络设备；接下来，网络设备根据中央控制器的指令进行数据转发；最后，网络设备将转发的数据报告给中央控制器，以便进行网络状态的监控和管理。
4.SDN的优势和应用场景 SDN具有许多优势，其中包括：灵活性和可编程性、集中管理和控制、网络资源的高效利用。
这些优势使得SDN在许多应用场景中得到了广泛的应用，如数据中心网络、企业网络、无线网络等。
5.SDN的挑战和未来发展尽管SDN带来了许多好处，但它也面临着一些挑战。
其中包括：安全性问题、兼容性问题和标准化等。
未来，SDN的发展方向包括：更好的安全性保障、更高的性能和可扩展性、更广泛的应用领域等。
总结： SDN是一种将网络的控制逻辑与数据转发逻辑分离的网络架构。
它通过集中管理和控制网络，实现了网络的灵活性和可编程性。
SDN的核心组成部分包括应用层、控制层和数据层。
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9
THANK YOU
完
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10
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8
在未来。SDN可能会对现有网络设备的销售模式造成极大的颠覆，复杂的 软件可以在更为廉价且于简单的设备上实现运作，让未来的客户市场不再 专属于大型网络服务商。 SDN快速的发展可能会对网络产业格局造成重 大影响，传统通讯设备的企业将会面临巨大挑战，IT和软件开发商将拥有 更高的市场价值。
物理层
物理层是硬件设备层，专注于单纯的数据、业务物理转发，关注的是与控制层的安全通信，其处
理性能一定要高，以实现高速数据转发。
SDN应用层
SDN应用层通过控制层提供的编程接口对底层设备进行编程，把网络的控制权开放给用户，基于
上开发各种业务应用，实现丰富多彩的业务创新。
南向接口
南向接口是物理设备与控制器信号传输的通道，相关的设备状态、数据流表项和控制指令都需要
经由SDN的南向接口传达，实现对设备管控。
北向接口
北向接口是通过控制器向上层业务应用开放的接口，目的是使得业务应用能够便利地调用底层的
网络资源和能力，其直接为业务应用服务的，其设计需要密切联系业务应用需求，具有多样化的
特征。
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SDN面临的挑战和发展趋势
（1）集中控制的挑战。包括大规模网络节点的集中控制算法、资源感知和拓扑计算方 法的复杂度、集中控制先天存在的软硬件失效的弹性等问题。 （2）混合网络演进。分区域、分步骤引入SDN时，与传统的网络设备、网络管理系统 之间的协同问题，以及与传统物理网络并存或互通的需求如何解决。 （3）组网性能。如何选择合适的虚拟技术与软件技术，以保证SDN控制权的运算效率 和处理能力，以及如何优化转发层面的统一硬件系统。 另外，SDN还面临大量的非技术挑战，例如，产业链还需要更多解决实际问题的商业 产品、芯片产商的参与度有待提高、国内数据中心的虚拟化比例过低导致对SDN的引 入动力不足等问题。
SDN的技术与原理
2020/3/31
1
2020/3/31
1.SDN是什么？ SDN是一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ新型的网络架构，它 的设计理念是将网络的控制平面 与数据转发平面进行分离，从而 通过集中的控制器中的软件平台 去实现可编程化控制底层硬件， 实现对网络资源灵活的按需调配。 在SDN网络中，网络设备只负责 单纯的数据转发，可以采用通用 的硬件;而原来负责控制的操作系 统将提炼为独立的网络操作系统， 负责对不同业务特性进行适配， 而且网络操作系统和业务特性以 及硬件设备之间的通信都可以通 过编程实现。
2020/3/31
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分层有以下三个好处：
第一，设备硬件归一化,硬件只关注转发和存储能力，与业务特性解 耦，可以采用相对廉价的商用的架构来实现。 第二， 网络的智能性全部由软件实现,网络设备的种类及功能由软件 配置而定,对网络的操作控制和运行由服务器作为网络操作系统(NOS) 来完成。 第三， 对业务响应相对更快,可以定制各种网络参数，如路由、安全、 策略、QoS、流量工程等，并实时配置到网络中，开通具体业务的时 间将缩短。
3.逻辑上的集中控制。逻辑上集中的控制平面可以控制多个转发面设备，也就是控制
整个物理网络，因而可以获得全局的网络状态视图，并根据该全局网络状态视图实现
对网络的优化控制。
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SDN的典型架构共分三层，最上层为 应用层，包括各种不同的业务和应用; 中间的控制层主要负责处理数据平面 资源的编排，维护网络拓扑、状态信 息等;最底层的基础设施层负责基于流 表的数据处理、转发和状态收集。 SDN本质上具有“控制和转发分离”、 “设备资源虚拟化”和“通用硬件及 软件可编程”三大特性。
2
如上图所示，与传统网络相比，SDN的基本特征有3点：
1.控制与转发分离。转发平面由受控转发的设备组成，转发方式以及业务逻辑由运行
在分离出去的控制面上的控制应用所控制。
2.控制平面与转发平面之间的开放接口。SDN 为控制平面提供开放可编程接口。通过
这种方式，控制应用只需要关注自身逻辑，而不需要关注底层更多的实现细节。
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SDN架构详解：
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Sdn架构组成
控制器
控制器集中管理网络中所有设备，虚拟整个网络为资源池，根据用户不同的需求以及全局网络拓
扑，灵活动态的分配资源。SDN控制器具有网络的全局视图，负责管理整个网络：对下层，通过
标准的协议与基础网络进行通信；对上层，通过开放接口向应用层提供对网络资源的控制能力。