软件定义网络关键技术和其实现

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1、软件定义网络关键技术和其实现　　中图分类号：TN915.03；TP393.03文献标志码：A文章编号：1009-6868（2013）05-0038-003提出了一种SDN控制器——ZENIC，并给出了其架构。在控制、转发两个层面上，ZENIC架构主要包括转发抽象层及驱动层、网络操作系统内核层、北向应用编程接口。ZENIC采用了统一的转发抽象层加特定转发驱动、接入和内联网络分层控制的特色架构设计，解决了多种设备接入和复杂网络控制的问题。软件定义网络；OpenFlow协议；数据中心；未来网络Inthispaper，weproposeanSDNcontrollercall

2、edZENICanddescribeitsarchitecture.Inthecontrolandforwardinglayers，ZENICincludesforwardingabstractlayer，driverlayer，networkoperatingsystemkernellevel，andnorthernapplicationprogramminginterface.AunifiedabstractionlayerandspecificforwardingdrivecombinedwithhierarchicalcontrolofaccessandIn

3、tranetcansolveproblemsrelatedtoaccessofvariousdevicesandcomplexnetworkcontrol.software-definednetworks；OpenFlow；data13center；futurenetwork自斯坦福CleanState项目孵化OpenFlow协议，在2009年业界正式提出软件定义网络（SDN）以来，业界已经有上百家企业正式加入到开放网络基金会（ONF）。SDN的产品及样机覆盖了SDN控制器、交换机、路由、虚拟网络功能部件等产品，应用场景覆盖了数据中心网络、企业网、校园网、光网络及业

4、务边缘网络等。迄今为止，SDN的功能架构在不同的领域，出于技术和利益博弈两个方面的原因，业界尚无统一的认识。一般来说，ONF定义的转发、控制、应用3层架构得到相对广泛的认同。1SDN架构按照ONF的定义，SDN分为基础设施层、控制层和应用层[1]，见图1所示。虚拟化在基础设施以及控制层两个层面上实现，前者实现设备级的虚拟化，比如一个物理交换机支持多个逻辑交换机；后者实现网络级的虚拟化，首先是SDN控制器将整个网络当成一个逻辑的超级交换机进行管理控制，其次将物理资源进一步根据端口、媒体访问控制（MAC）地址、IP地址段等信息划分为多个虚拟网络13遵照传统通信领域的惯例

5、，在架构图中下方为南，上方为北，因此基础设施层和转发层之间的接口称为南向接口。ONF标准化的是OpenFlow协议，互联网工程任务组（IETF）正在制订路由系统接口（I2RS）协议。控制层和应用层之间的接口称为北向接口，业界主流实现的是基于超文本传输协议（HTTP）的RESTful接口，具体编程接口随应用场景不同而有所区别。在更广义的SDN架构中，控制层之上还有业务编排层，主要实现SDN域间资源的统一管理、SDN网络和其他资源的统一调度，比如OpenStack+SDN的数据中心解决方案。OpenStack统一调度计算、网络和存储资源，相当于SDN的业务编排层。站在S

6、DN的角度来看，控制层之上如何划分则是厂商解决方案、应用实现的具体行为，就如同传输控制协议/网间协议（TCP/IP）并不关心应用层进一步如何分层设计，统称为应用层。站在整个网路架构的层面来看SDN，则业界存在不同的看法：（1）SDN只进行区域性网络改造，可将SDN控制域看成一个超级设备。SDN并不改变原有的网络横向接口，边界网关协议（BGP）/多协议标签交换（MPLS）等仍然有效。（2）SDN控制域间定义专门/增强的SDN东西向接口，将SDN作为整个网络的控制平面。13本文认为，第一种方案更加具有现实意义，利于网络的平滑演进。第二种方案中的东西向接口要么可以通过扩充

7、现有的BGP/MPLS协议实现，要么可以通过北向接口在业务编排层面进行实现，如果要定义更加专用的SDN东西向接口，虽然有可能可以增强整网的能力，但是无疑也为部署增加了难度，业界正在探索之中。2ZENIC架构及控制面关键技术实现现有来自于学术界的开源SDN控制器实现基于OpenFlow协议，整个转发模型也绑定于某个具体的OpenFlow协议版本[2-3]。对于商用系统而言，必须要考虑整个产品生命周期内协议接口的兼容，还要考虑不同应用场景的区别以及和多厂家、多协议接口的差别，因此SDN控制面必须设置一个兼容多版本OpenFlow、多种控制协议以及不同转发面能力的抽象