云计算与大数据技术 课件4.3网络虚拟化-软件定义网络.pptx

网络虚拟化—云计算与网络虚拟化

软件定义网络（SDN）

SDN（SoftwareDefinedNetwork,SDN）

通过将传统封闭的网络设备中的数据平面与控制平面分离，实现网络硬件与控制软件（设置系统）分离，制定开放的标准接口，允许网络软件开发者与网络管理员通过编程控制网络，将传统的专用网络设备变为可通过编程定义的标准化通用网络设备。

SDN的系统架构

SDN系统架构

软件定义网络（SDN）

SDN系统架构

在数据转发平面，主要集中在交换机处理流程设计与实现、转发规则对交换机流表的高效利用、交换机流表的正确性验证与流表优化等方面。

在控制平面，主要集中在单点控制器设计、集群控制器架构、控制器接口标准、控制器部署、分布式控制器系统特性等方面。

​在应用平面，主要集中在QoS、负载均衡、流量工程、各种应用场景，以及SDN网络安全性等方面。

软件定义网络（SDN）

SDN特点

（1）控制面和数据转发平面分离

（2）控制平面集中化

（3）数据转发平面通用化

（4）控制器软件可编程

OpenFlow协议

OpenFlow

OpenFlow是一种网络通信协议，应用于SDN架构中控制器和转发器之间的通信。属于数据链路层，能够控制网上交换器或路由器的数据转发平面（ForwardingPlane），借此改变网上数据包所经过的网上路径。

OpenFlow协议

OpenFlow协议

软件定义网络SDN的一个核心思想就是“转发、控制分离”，要实现转、控分离，就需要在控制器与转发器之间建立一个通信接口标准，允许控制器直接访问和控制转发器的转发平面。

OpenFlow协议

OpenFlow协议

OpenFlow协议架构

OpenFlow协议架构

整个OpenFlow协议架构由控制器（Controller）、OpenFlow交换机（OpenFlowSwitch）、以及安全通道（SecureChannel）组成。

OpenFlow协议架构

OpenFlow协议架构

OpenFlow控制器（OpenFlowController）位于SDN架构中的控制层，是SDN的“中枢”。Controller上运行的各种网络应用，均被转换成OpenFlow“指令集”下发，从而易于实现标准化的模式。

OpenFlow交换机（OpenFlowSwitch)由硬件平面上的FlowTable和软件平面上的安全通道组成。

OpenFlow协议架构

OpenFlow协议架构

流表（FlowTable）为OpenFlow的关键组成部分，所有的流表指令均被定义成标准规范，通过Controller与代理之间的加密协议可靠传递。FlowTable本身的生成、维护、下发完全由外置的Controller来实现，实现控制平面对转发平面的控制。

安全通道（SecureChannel）就是连接OpenFlow交换机与控制器的信道，负责在OpenFlow交换机和控制器之间建立安全链接。控制器通过这个通道来控制和管理交换机，同时接收来自交换机的反馈。