SDN技术原理介绍

SDN技术原理介绍项目11SDN背景1SDN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，所以大家希望将网络控制与物理网络分离，从而摆脱硬件对网络架构的限制。这样企业便可以像升级、安装软件一样对网络架构进行修改，满足企业对整个网站架构进行调整、扩容货升级。而底层的交换机、路由器等硬件则无需替换，节省大量的成本的同时，网络架构迭代周期将大大缩短。1什么是SDN软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork，SDN)，是由美国斯坦福大学cleanslate研究组提出的一种新型网络创新架构，核心理念是，希望应用软件可以参与对网络的控制管理，满足上层业务需求，通过自动化业务部署简化网络运维。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服务器，上层应用、底层转发设置被抽象成多个逻辑实体。如果说现在的网络系统是功能机，系统和硬件出厂时被捆绑在一起，那么SDN就时Android系统，可以在很多只能手机上安装、升级、同事还能安装更多更强大的手机App（SDN应用层部署）1SDN体系结构1SDN特征实现步骤1网络虚拟化实现步骤1SDN实现方式OpenFlow

技术架构：1.转发与控制分离架构2.标准化转发面

优点：1.易于流量调度2.开房生态链标准网络开放

技术架构:1.开房网络设备能力2.标准化API；

优点：1.充分利用现有设备2.快速实现

OverLay网络叠加技术

技术架构:

1.网络边缘软件化

2.Overlay技术

优点：

1.与物理网络解耦

2.灵活部署

1SDN的核心技术:OpenFlow1OpenFolw标准化组织OpenNetworkFoundation，即开放式网络基金会，ONF时非盈利的组织机构，致力于创新和发展新型网络架构，即软件定义网络。ONF成立一年，有超过80家国内外公司家兔ONF的商业化推广和使用SDN技术的推广。国内企业包括::华为、中兴、腾讯、盛科、华三等1OpenFlow1.0之流表结构流表是OpenFlow对网络设备的数据转发功能的抽象表项包括了网络对歌割层次的网络配置信息包头域:用于对交换机接收到的数据包的包头内容进行匹配计数器:用于统计数据流量相关信息，可以针对交换机中的每张表、每个数据流、每个设备端口、每个转发队列进行维护。动作：用于指示交换机在收到匹配数据包后如何对其进行处理。1OpenFlow1.0之包头域用于匹配交换机接收到的数据包的包头内容,OpenFlow1.0包头域包含12个元祖(tuple)

-涵盖ISO网络模型中第二至第四层的网络配置信息。-每一个元祖中的数值可以是一个确定的值或者是ANY.OpenFlow1.1及后续版本将”包头域”更名为”匹配域”1OpenFlow1.0之流表计数器针对交换机中的每张流表、每个数据流、每个设备端口、每个转发队列进行维护，用于统计数据流量相关信息。

-针对每张流表，统计当前活动的表项数、数据包查询次数、数据包匹配次数、数据包匹配次数等。

-针对每个数据流，统计接收到的数据包数、字节数、数据流持续时间等。-针对每个设备端口，除统计接收到的数据包数、发送数据包数、接收字节数、发送字节数等指标之外，还可以对各种错误发生的次数进行统计

-针对每个队列，统计发送的数据包数和字节数，还有发送时的溢出错误次数。1OpenFlow1.0之流表动作列表动作名称说明转发（Forward）修改域(Modify-Field)设置VLANID、VLAN优先级、剥离VLAN头修改源MAC地址、目的MAC地址修改源IPv4地址、目的IPv4地址、ToS位修改源端口号、目的端口号1OpenFlow1.0数据包处理流程1OpenFlow1.0包头解析过程1FlowTable例子FlowTable定义路由FlowTable定义防火墙1OpenFlow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Asynchronous

Packet-in用来告知控制器交换机接收到数据包

Flow-Removed用来告知控制器交换机流表被删除

Port-status用来告知控制器交换机端口状态更新

Error用来告知控制器交换机发生错误。Symmetric

Hello用来建立OpenFlow连接

Echo用来确认交换机与控制器之间的。

Vendor厂商自定义消息1Packet-in事件(交换机接收数据包)情况一:

当交换机收到一个数据包后，会查找流表，找出与数据包包头相匹配的条目，如果流表中有匹配条目，则交换机按照流表所指示的action列表处理数据包。如果流表中没有匹配条目，则交换机会将数据包封装在Packet-in消息中发送给控制器处理，此时数据包会被缓存在交换机种等待处理。情况二：

交换机流表所

表示的action列表中包含转发给控制器的动作(Output=CONTR