基于OpenFlow的軟件定義網(wǎng)絡姓名：王之學號：115034910139

目錄OpenFlowSDN的現(xiàn)狀SDN的發(fā)展SDNSDN的概念SDN背景傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備（交換機、路由器）的固件是由設備制造商鎖定和控制。人們希望將網(wǎng)絡控制與物理網(wǎng)絡拓撲分離，從而擺脫硬件對網(wǎng)絡架構的限制。SDN概念SDN（SoftwareDefinedNetwork,軟件定義網(wǎng)絡）是一種新興的控制與轉發(fā)分離并直接可編程的網(wǎng)絡架構的思想SDN的基本屬性1、控制轉發(fā)分離：支持第三方控制面設備通過OpenFlow等開放式的協(xié)議遠程控制通用硬件的交換/路由功能。2、集中化網(wǎng)絡控制：提高路由管理靈活性，加快業(yè)務開通速度。3、轉發(fā)平面通用化：多種交換、路由功能共享通用硬件設備。4、控制器軟件可編程：可通過軟件編程方式滿足客戶化定制需求。SDN的模型架構SDN的模型架構1.網(wǎng)絡設備：硬件交換機、路由器、OVS等2.南向接口：OpenFlow和其他的接口標準3.控制器：ODL、ONOS、ryu等4.北向接口：控制器與應用程序之間的接口5.應用服務：負載均衡、security(安全)、monitoring(監(jiān)測)、LLDP（拓撲發(fā)現(xiàn)）

目錄OpenFlowSDN的應用SDN的發(fā)展SDNSDN的概念

OpenFlow的起源

OpenFlow由斯坦福大學和加州大學伯克利分校的大學聯(lián)盟所發(fā)起，他們的初衷試圖用一個集中控制器讓管理員方便的定義網(wǎng)絡流的安全控制策略，并應用到各種網(wǎng)絡設備中，實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡通信的安全控制。OpenFlow的核心思想很簡單，就是將原本完全由交換機/路由器控制的數(shù)據(jù)包轉發(fā)過程，轉化為由OpenFlow交換機和控制服務器分別完成的獨立過程。OpenFlow協(xié)議的發(fā)展OF1.0OF1.2OF1.3OF1.4OF1.5OF1.1單表IPv4200920112012201320142011功能：多表GroupIPv6多ControllerOpenFlow交換機組成OpenFlow交換機由流表、安全通道和OpenFlow協(xié)議三部分組成

OpenFlow規(guī)范OpenFlow的端口（port）1.物理端口，即設備上物理可見的端口;2.邏輯端口，在物理端口基礎上由Switch設備抽象出來的邏輯端口，如網(wǎng)絡聚合等功能而實現(xiàn)的邏輯端口;3.OpenFlow定義的端口，包括all、in_port、any、controller、flood等端口。

OpenFlow規(guī)范OpenFlow的FlowTable(流表)MatchFieldsPriorityCountersInstructionsTimeoutsCookieOpenFlow通過用戶定義或者預設的規(guī)則來匹配和處理網(wǎng)絡包一條OpenFlow的流表由匹配域（MatchFields）、優(yōu)先級(Priority)、處理指令(Instructions)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)(Counters)等字段組成OpenFlow交換機組成OpenFlow的流水線處理OpenFlow的流水線處理

OpenFlow規(guī)范OpenFlow的通信通道OpenFlow規(guī)范中定義了三種消息類型：1.Controller-to-Switch消息:由Controller發(fā)起、Switch接收并處理的消息2.異步（asynchronous）消息：由Switch發(fā)起、Controller接收并處理的消息3.對稱（symmetric）消息：雙向對稱的消息，用于建立連接，保持連接的消息

目錄OpenFlowSDN的應用SDN的發(fā)展SDNSDN的概念SDN的現(xiàn)狀SDN技術目前尚不夠成熟，標準化程度也不夠。大范圍、大量網(wǎng)絡設備的管理問題、超大規(guī)模SDN控制器的安全性和穩(wěn)定性問題、多廠商的協(xié)同和互通問題、不同網(wǎng)絡層次/制式的協(xié)同和對接問題等均需得到解決。目前SDN技術大規(guī)模商業(yè)應用還難以實現(xiàn)。國內(nèi)目前的互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)依托的基礎網(wǎng)絡已經(jīng)具備龐大的規(guī)模，不可能在短時間內(nèi)全面升級，IPV6就是鮮明的案例。從局部入手逐步替換，最終等產(chǎn)業(yè)成熟后全面部署和升級是唯一的選擇；國內(nèi)云計算和數(shù)據(jù)中心的發(fā)展；互聯(lián)網(wǎng)服務商服務的升級；企業(yè)信息需求的提升和網(wǎng)絡運營商發(fā)展智能管道和移動寬帶網(wǎng)絡等工作都給了SDN的發(fā)展空間。產(chǎn)業(yè)的完善將是長期過程現(xiàn)有網(wǎng)絡不可能短時間替代專業(yè)和局部市場存在需求SDN的應用數(shù)據(jù)中心無疑是SDN第一階段商用的重點，其數(shù)據(jù)流量密集、突發(fā)性強、區(qū)域相對獨立、業(yè)務需求簡單，和目前SDN技術的發(fā)展水平也相吻合。SDN第二個目標是政府和企業(yè)專網(wǎng)，這有很大的發(fā)揮空間，專網(wǎng)相對獨立而且對數(shù)據(jù)流量的可管理性和安全性有著更高的要求，通過采用SDN技術在滿足上述要求的同時可以將專網(wǎng)內(nèi)的應用和網(wǎng)絡更好的結合起來。網(wǎng)絡運營商目前不可能在短時間內(nèi)完成SDN全網(wǎng)部署，他們對SDN處于一種保守態(tài)度，真正成熟的SDN商業(yè)解決方案可能需要3-5年，比起SDN，他們更愿意選擇云平臺編排服務，即NFV思路?；ヂ?lián)網(wǎng)公司內(nèi)部對SDN會有明確需求，但由于其相對的封閉性，可以對應用創(chuàng)新起到很大幫助，但難以對整個產(chǎn)業(yè)起到太大的帶動作用。

目錄OpenFlowSDN的應用SDN的發(fā)展SDNSDN的概念SDN的發(fā)展在SDN架構中，控制平面掌控全局網(wǎng)絡的資源，主要控制數(shù)據(jù)平面的轉發(fā)等功能，尤其重要，以前控制平面多以單例控制器為主，控制平面能力欠缺成為SDN網(wǎng)絡規(guī)模受限的最大原因之一。后來ODL、ONOS等控制器的出現(xiàn)，使用了集群技術，使得SDN控制平面性能得到了提升，是當下解決SDN控制平面性能不足的主