基于sdn的openflow管控标准接口协议研究

《基于sdn的openflow管控标准接口协议研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于SDN的OpenFlow管控标准接口协议研究　　摘要：近年来，随着社会的进步与经济的发展，网络技术不断革新，传统的TCP/IP网络更加智能化，同时涌现出许多新兴技术与协议。在新业务运行中，传输理念面临着越来越多的挑战，也出现了许多问题，难以满足当前新形势的发展需求。基于此，业界研究者开始对新型构架进行研究，而SDN（软件定义网络）凭借其本身的开放网络构架，具备着多种优势，例如资源虚拟化、可编程性、集中控制等，得到业界的普遍关注。该文先从理论层面介绍了SDN网络的发展现状，介绍了SDN网络在未来网络架构中的应用前景；随后介绍了OpenFlow协议和SDN的体系架构和特点。运用这些概念

2、，该文设计了基于OpenFlow的架构层次，介绍了虚拟网络架构的4个层次：应用层、虚拟平台、控制层和物理层，为统一管控标准接口打下了理论基础。　　关键词：SDNOpenFlow体系架构标准接口　　中图分类号：TN929；TM73文献标识码：A文章编号：1674-098X（2016）09（a）-0009-04　　当前阶段，社会对高速信息网络需求不断提升，为应对这一形势，互联网不断开发新协议，通过局部修补实现结构的进一步完善。国际互联网标准化工作组IETF对这一完善过程起着主导作用，通过对新标准的制定与修改提升互联网性能，完善其功能。在这种发展背景下，网络架构日益变得复杂，为管理与维护工作

3、带来较大难度[1]。这一问题的决定性因素在于互联网的最初设计，特别是对TCP/IP的设计。而对于TCP/IP的修改又存在较大困难，因此，社会各界均在寻求一种新的解决途径来化解当前的困境。于是，新型体系架构应运而生。　　传统的网络构架中由于逻辑控制和数据转发紧密地耦合于网络设备中，新的网络控制管理策略很难到现网上部署，网络的扩展性和灵活性被束缚，因而从控制和转发分离成为许多研究者的共识。因此，在尝试改变互联网的体系结构的同时，软件定义的网络（softwaredefinednetworking，SDN）被作为一种新型的网络体系结构提出。OpenFlow技术作为SDN转发抽象的实现之一，已经

4、受到学术界和工业界的普遍关注和广泛研究。OpenFlow实现了将设备控制平面与数据平面相分离，让用户对设备的控制和修改变得更容易[2]。　　1SDN的发展现状　　为了有效解决TCP/IP构架带来的问题，国际学术界通过未来网络研究的实施致力于未来网络创新实验平台的开发与建设，同时先后启动了GENI、FINE、4WARD、FIA等项目。IETF开发出了ForCES网络构架，用于标准化控制组件与网络组件的通信，网络设备主要由两部分组成，包括控制件（CE）与转发件（FE），其中CE?M件主要执行控制与信令的功能，使用ForCES协议指导转发组件处理报文的方式。ForCES自2003年起开始实行

5、标准化，同时出版了许多应用文档，定义网络实体和接口的框架模型。但是，这一标准化形式只是致力于创新与建模，并未获得设备商的普遍运用。后期，又开发了网络构架Ethane，这一构架主要针对于企业网的应用管理，允许相关网络管理者对精细粒度策略进行定义，并于网络中予以执行。将基于流转发的以太网交换机直接和管理网络接入的路由控制器相连，这种方式看上去较为激进，但其可向后兼容现有主机与交换机。控制器对主机的网络注册、认证及数据流的路由策略有控制作用，而下层交换机主要承担对数据的转发工作。　　基于上述的这些研究，斯坦福大学的Nick教授等人提出了OpenFlow，可让研究者在现今的网络运行试验协议。它

6、可以作为像GENI项目这样大规模试验床的重要部件，斯坦福的两栋大楼很快就部署了OpenFlow网络，随后，OpenFlow受到了学术界的广泛关注。OpenFlow思想也逐渐演变成了今天的SDN网络构架，具备控制、转发分离、集中化控制、资源虚拟化等优势。不久后，OFELIA、GENI项目和FIRE项目均提出采用OpenFlow技术搭建未来网络的创新实验平台。在Nick教授等人的推动下，2011年开放网络基金会（ONF）成立，专门负责相关规范和标准的制定以及推广，包括OpenFlow协议版本、配置协议OF-Config和SDN白皮书，有力地促进了SDN/OpenFlow的标准化进程，使它成

7、为未来网络体系构架研宄和创新实验平台构建领域的热点技术。ITU-T与IETF等国际标准化组织也纷纷开始关注SDN的应用场景和组网方式。但SDN不仅停留在学术研究层面，应该说工业界的热情不亚于学术界，谷歌、微软等互联网公司均在SDN领域投入了大量的科研力量。企业界也出现Nicira和BigSwitch等为代表的SDN公司，开发出了OpenVSwitch和Floodlight等网络软件。　　2OpenFlow协议及特点　　2.1OpenFlow规范