基于OpenFlow的软件定义网络

基于OpenFlow的软件定义网络姓名：王之学号：115034910139

目录OpenFlowSDN的现状SDN的发展SDNSDN的概念SDN背景传统的网络设备（交换机、路由器）的固件是由设备制造商锁定和控制。人们希望将网络控制与物理网络拓扑分离，从而摆脱硬件对网络架构的限制。SDN概念SDN（SoftwareDefinedNetwork,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的思想SDN的基本属性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、集中化网络控制：提高路由管理灵活性，加快业务开通速度。3、转发平面通用化：多种交换、路由功能共享通用硬件设备。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的模型架构SDN的模型架构1.网络设备：硬件交换机、路由器、OVS等2.南向接口：OpenFlow和其他的接口标准3.控制器：ODL、ONOS、ryu等4.北向接口：控制器与应用程序之间的接口5.应用服务：负载均衡、security(安全)、monitoring(监测)、LLDP（拓扑发现）

目录OpenFlowSDN的应用SDN的发展SDNSDN的概念

OpenFlow的起源

OpenFlow由斯坦福大学和加州大学伯克利分校的大学联盟所发起，他们的初衷试图用一个集中控制器让管理员方便的定义网络流的安全控制策略，并应用到各种网络设备中，实现对整个网络通信的安全控制。OpenFlow的核心思想很简单，就是将原本完全由交换机/路由器控制的数据包转发过程，转化为由OpenFlow交换机和控制服务器分别完成的独立过程。OpenFlow协议的发展OF1.0OF1.2OF1.3OF1.4OF1.5OF1.1单表IPv4200920112012201320142011功能：多表GroupIPv6多ControllerOpenFlow交换机组成OpenFlow交换机由流表、安全通道和OpenFlow协议三部分组成

OpenFlow规范OpenFlow的端口（port）1.物理端口，即设备上物理可见的端口;2.逻辑端口，在物理端口基础上由Switch设备抽象出来的逻辑端口，如网络聚合等功能而实现的逻辑端口;3.OpenFlow定义的端口，包括all、in_port、any、controller、flood等端口。

OpenFlow规范OpenFlow的FlowTable(流表)MatchFieldsPriorityCountersInstructionsTimeoutsCookieOpenFlow通过用户定义或者预设的规则来匹配和处理网络包一条OpenFlow的流表由匹配域（MatchFields）、优先级(Priority)、处理指令(Instructions)、统计数据(Counters)等字段组成OpenFlow交换机组成OpenFlow的流水线处理OpenFlow的流水线处理

OpenFlow规范OpenFlow的通信通道OpenFlow规范中定义了三种消息类型：1.Controller-to-Switch消息:由Controller发起、Switch接收并处理的消息2.异步（asynchronous）消息：由Switch发起、Controller接收并处理的消息3.对称（symmetric）消息：双向对称的消息，用于建立连接，保持连接的消息

目录OpenFlowSDN的应用SDN的发展SDNSDN的概念SDN的现状SDN技术目前尚不够成熟，标准化程度也不够。大范围、大量网络设备的管理问题、超大规模SDN控制器的安全性和稳定性问题、多厂商的协同和互通问题、不同网络层次/制式的协同和对接问题等均需得到解决。目前SDN技术大规模商业应用还难以实现。国内目前的互联网和移动互联网依托的基础网络已经具备庞大的规模，不可能在短时间内全面升级，IPV6就是鲜明的案例。从局部入手逐步替换，最终等产业成熟后全面部署和升级是唯一的选择；国内云计算和数据中心的发展；互联网服务商服务的升级；企业信息需求的提升和网络运营商发展智能管道和移动宽带网络等工作都给了SDN的发展空间。产业的完善将是长期过程现有网络不可能短时间替代专业和局部市场存在需求SDN的应用数据中心无疑是SDN第一阶段商用的重点，其数据流量密集、突发性强、区域相对独立、业务需求简单，和目前SDN技术的发展水平也相吻合。SDN第二个目标是政府和企业专网，这有很大的发挥空间，专网相对独立而且对数据流量的可管理性和安全性有着更高的要求，通过采用SDN技术在满足上述要求的同时可以将专网内的应用和网络更好的结合起来。网络运营商目前不可能在短时间内完成SDN全网部署，他们对SDN处于一种保守态度，真正成熟的SDN商业解决方案可能需要3-5年，比起SDN，他们更愿意选择云平台编排服务，即NFV思路。互联网公司内部对SDN会有明确需求，但由于其相对的封闭性，可以对应用创新起到很大帮助，但难以对整个产业起到太大的带动作用。

目录OpenFlowSDN的应用SDN的发展SDNSDN的概念SDN的发展在SDN架构中，控制平面掌控全局网络的资源，主要控制数据平面的转发等功能，尤其重要，以前控制平面多以单例控制器为主，控制平面能力欠缺成为SDN网络规模受限的最大原因之一。后来ODL、ONOS等控制器的出现，使用了集群技术，使得SDN控制平面性能得到了提升，是当下解决SDN控制平面性能不足的主