控制功能和数据流程.

1、SDN控制流和数据流 Opendaylight实现 SDN核心核心 SDN（Software Defined Network,软件定义网络）是一种新 兴的控制与转发分离并直接可编程的网络架构。 传统网络设备紧耦合的网络架构被分拆成应用、控制、转发三 层分离的架构。控制功能被转移到了控制器，上层应用、底层转 发设施被抽象成多个逻辑实体。 SDN的特性 1、控制转发分离：支持第三方控 制面设备通过OpenFlow等开放式 的协议远程控制通用硬件的交换/路 由功能。 2、控制平面集中化：提高路由管 理灵活性，加快业务开通速度，简 化运维。 3、转发平面通用化：多种交换、 路由功能共享通用硬件设备。

2、4、控制器软件可编程：可通过软 件编程方式满足客户化定制需求。 SDN的控制流与数据流 与传统网络的控制流程与数据流明显不同，在SDN的环境下，控制器通过南向接口 与底层设备进行交互。 目前主要的南向协议为openflow。而控制器通过openflow协议来与底层设备交互。 达到控制整个网络。 控制流与数据流 ：控制器通过openflow协议建立管理通道，拓扑发现，流表下发 等。 SDN环境下的控制流与数据流 管理通道建立 控制器通过openflow协议，进行握手，配置信息的交互等 ，建立 一条与底层交换机的通道，在此后的控制流与数据流通过此通道通信。 拓扑发现 通过LLDP协议，控制器所控制

3、器的设备，让其周期性从某个特定的端口 上，发送LLDP报文，LLDP封装在openflow协议的packetout中。邻接设备收到这 个报文，上交给控制器，控制器收到报文，形成一条链路。然后更新此条link。 流表下发 有多种方式触发，可以通过北向接口，调用相应的流编程服务，通过 flow-mod下发流表。也可以是packet-in事件的触发等 。 Opendaylight架构分析 由IT厂商发起的组织 思科，IBM，dell，Redhat，Vmware等 主要为网络设备制造 商，软件商; ONF由 网络用户 发起，成员都是网络设备用户，致力于标准化，openflow, 而南向接口不仅仅是 o

4、penflow，是一个 SDN Controller。 协作开发，由各公司贡献project， 打造统一开放的SDN平台，本质核心 控制 和转发分离，南向不需标准化， 目标是打造 一个网络操作系统 SDN市场，未来应用为主，底层屏蔽，网络服务于应用，controller的争夺; 7 Hydrogen Release Base Network Service Functions Management GUI/CLI Controller Platform Southbound Interfaces & Protocol Plugins OpenDaylight APIs (REST) DOVE

5、Mgr Data Plane Elements (Virtual Switches, Physical Device Interfaces) Service Abstraction Layer (SAL) (plug-in mgr., capability abstractions, flow programming, inventory, ) OpenFlow 1.01.3 LISP Topology Mgr Stats Mgr Switch Mgr Host Tracker Shortest Path Forwarding VTN Coordinator Affinity Service

6、Network Applications Orchestration & Services OpenStack Neutron OpenFlow Enabled Devices VTN Manager VTN: Virtual Tenant Network DOVE: Distributed Overlay Virtual Ethernet DDoS: Distributed Denial Of Service LISP: Locator/Identifier Separation Protocol OVSDB: Open vSwitch DataBase Protocol BGP: Bord

7、er Gateway Protocol PCEP: Path Computation Element Communication Protocol SNMP: Simple Network Management Protocol LISP Service NETCONFBGP-LS Additional Virtual & Physical Devices SNMP DDoS Protection Open vSwitches OVSDBPCEP OpenStack Service Network Config Main difference from other OpenFlow- cent

8、ric controller platforms 核心技术 OSGI 一种面向服务的架构，将应用视为对等模块的相互协作，支持在控 制器运行时进行服务的安装、删除和更新。 Maven 构建工具，能够帮我们自动化构建过程，从清理、编译、测试到 生成报告，再到打包和部署。 Infinispan 实现集群 Sal 多种南向协议对上提供统一的北向服务接口。 南向 netty 管理底层的并发IO 北向 Rest SAL 主要作用将服务抽象出来，不管控制器和网络设备之间 使用何种协议，提 供协约国的一服务，是odl的核心设计，支持多种南向协议，为各模块和应 用提供一致的服务，这些服务的实现 ，是由底层插件(

9、基于已存在的组件 （如OF）和网络设备的功能）)的所提供的接口，但是与SAL是松耦合的。具 体将请求，映射到相应的插件，完成服务。 所提供服务 Data Packet Services 为数据报文的处理，提供服务 Topology Service为应用提供节点和链路的更新信息， Inventory service为如节点或者节点连接提供API查询 Flow Programming Service 流编程服务 Resource service资源服务， SDN 管理通道建立 控制器监听指定端口（6633）与 ovs的管理端口通过openflow协议 通信交互。 在初始化连接过程中，建立一条 通道

10、，目前使用的主流的南向协议 为openflow。 发送OFPT_HELLO消息给对方 控制器发送单向的setCofig 发送FeaturesRequest,收到回复 发送ECHO，收到回复。管理通 道建立。 Opendaylight 由于opendaylight采用osgi,模块化。 分为三层结构，与底层设备交互的是属于plugins 而负责与openflow交换的是openflow_plugins这个plugins 而这个plugins中的一个核心模块Controller，是主要负责处理管理通道的模块。 为了能够解析路由协议报文，在系统中加入路由引擎节点，路由引擎即是像 Quagga，XOR

11、P等软件路由器套件，使用路由引擎处理协议报文以及路由表计 算。 路由引擎节点 核心思想：在混合SDN环境中，把整个OpenFlow网络抽象视为一个路由器，通过“路由” 完成子网的互联互通。控制器可以作为“控制平面”，交换机则作为“转发平面”。 14 Topology A packet arriving at Switch1 will be sent to the appropriate plugin managing the switch The plugin will parse the packet, generate an event for SAL SAL will dispatch

12、the packet to the modules listening for DataPacket Module handles packet and sends packet_out through IDataPacketService SAL dispatches the packet to the modules listening for DataPacket OpenFlow message sent to appropriate switch Service Abstraction Layer (SAL) OpenFlow protocol plugin OpenFlo wJ I

13、PluginOutDataPacketService IPluginInDataPacketService ARP Handler IListenDataPacket OpenFlow Switch1 Switch2 Switch3 L2 Learning s/w IListenDataPacket IDataPacketService (1) (2) (3) (3) (5) (4) (6) 流表下发 流表下发的MD实现 1)FPS 注册 Registers With The MD SAL For Flow Configuration Data Notifications与OP AddFlow RPC implementation with the SAL 2) requests a flow add through the Controllers REST API 3) the MD-SAL generates a data changed notification to the F