sdn技术与应用项目设计方案

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1、SDN技术与应用项目设计方案第1章绪论1.1研究背景和意义20世纪60至70年代，世界上第一个计算机网络ARPAnet诞生，从此计算机网络逐渐深入到人类社会，并以人们意想不到的速度变化发展。原本出于军事目的研制的计算机网络已被广泛应用于政府、军事、教育、科研、商业等各种领域，并进入了千万普通家庭。计算机网络已经成为人们获取信息、学习、娱乐与交流的重要手段，计算机网络带来的信息资源的共享也深刻影响着人类社会的正常运行。个人计算机的推广使得网络需求不断增大，数据通信也随之变得复杂，据调查数据显示，截止到2013，全球上网人数已超过27亿。在如此庞大的群体中，单单依靠网络管理人员对

2、网络结构、设备、业务等进行管理配置是远远不够的，网络智能化应运而生。为了实现网络智能化，当前网络采用了混合式的管理模式，即将部分网络管理功能固化在网络设备中，当要进行网络管理工作时，网络管理人员通过网络管理软件或命令行接口的方式登陆网络设备，并对网络运行参数、节点运行的协议、路由规则等进行配置，随后网管人员退出网络管理控制流程，由网络设备接管，并根据网络管理人员的配置自治的规划网络路径、更新网络信息、执行QoS控制。也正是因为这种做法，传统的网络节点兼顾了网络控制和数据转发功能。虽然50多年的发展进程使计算机网络实现了一定程度上的智能化，但是随着大数据时代的到来，传统网络在处

3、理云计算、大数据业务上却不尽如人意，也难以满足灵活的资源需求。当前网络中存在着大量不同协议，它们被用于不同间隔距离、不同链接速度、不同拓扑架构的网络主机之间建立网络连接，然而这些协议的研发与应用通常是彼此隔离的，这就导致了当前网络的复杂化，例如，当网络管理者需要在网络中增加或删除一条设备时，必须对与之相关的多台交换机、路由器、Web认证门户等进行操作以更新相应的访问控制列表、VLAN设置等，除此之外，还要考虑网络拓扑机构、厂商交换机模型、软件版本等信息。因此，传统网络仅能在相对静态的环境下保持通畅。在这一背景下，SDN软件定义网络的概念一经提出便受到业内外人士的广泛认可。软件

4、定义网络是一种新型网络架构及技术，其最大特点在于将传统网络设备的控制层面与数据层面分开、支持集中化的网络控制状态、实现底层网络设施对上层应用的透明。SDN网络为管理开发人员提供的可编程接口使得网络的自动化管理和控制能力得到43极大的提升，有效的解决了当前网络系统所面临的一系列的问题。SDN网络的提出在解决了当前网络中存在的诸多问题的同时也为未来网络的发展指明了方向，因此，世界范围内多家公司掀起了收购SDN相关设备的狂潮，并通过研发SDN网络设备增强自身的技术储备和未来网络竞争力。由此可见，研究学习SDN网络是十分必要的。1.2国内外研究现状SDN作为一种最新提出的网络技术，在

5、短短的几年内已经在业界内声名显赫，然而由于当前技术、成本问题，SDN尚在理论阶段，其标准化进程也处于发展阶段尚未成熟，距现实生活中大规模部署仍有较长时间。在关于对SDN网络定义的过程中，国内外多家标准化组织参与进来，其中ONF（OpenNetworkingFoundition，开发网络基金会）无疑是引领者。2011年创建的ONF组织，一经创立便致力于SDN发展，其非营利性的性质也使得它被更多的人接受。如今，在SDN发展的进程中ONF已然成为世界上最大的SDN标准组织。ONF提出了三层SDN架构：顶层为有多种应用和服务的应用层；中间是负责控制层，主要负责处理网络配置、系统管理和

6、数据转发策略；底层是负责数据转发、处理和状态收集的基础设施层。在控制层与应用层之间的接口和控制层与基础设施层之间的接口也是重要的两个部分，前者被称为北向接口，后者为南向接口。在两个接口间运行着多种协议，其中Openflow协议为南向接口的标准协议，而北向接口由于各种原因还未做出统一安排。除了ONF提出的三层体系结构外，欧洲电信标准化组织提出了将重点放在网络功能虚拟化的NFV架构，NFV网络架构参考了ONF关于SDN的定义，在南向接口上倡导Openflow协议，除此之外还包含了在传统网络标准化组织中认可的接口，而且在控制层，提出了端对端的网络控制层，将控制层更加细致的划分。20

7、13年4月8日，包括思科、Juniper等传统网络设备巨擘在内的设备厂商提出了OpenDaylight开源项目，其构架与ONFSDN架构相似，包括了数据平面网元、南向接口、北向接口以及网络应用、编排和服务层。虽然国内对SDN的研究稍微有些落后，但是由于SDN正在试行阶段，还没有统一的定义与标准，因此也已经有多家组织启动了与SDN有关的工作，积极参与了SDN的研究与标准化制定工作，中国通信标准化协会于2013年成立了“未来数据网络”任务组，立项并开始研究基于智能网络的SDN标准。1.3论文内容和结构安排本