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《軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)探究和實(shí)踐》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)探究和實(shí)踐 中圖分類號：TN915.03；TP393.03文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1009-6868（2013）05-0011-005通過分析SDN的研究背景，闡述了SDN由應(yīng)用層、控制層、基礎(chǔ)設(shè)施層組成的3平面架構(gòu)；基于OpenFlow的實(shí)現(xiàn)方案和以Juniper、思科等公司解決方案為代表的其他實(shí)現(xiàn)方案，對SDN架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探討；從科研和商業(yè)化的角度出發(fā)，展示了最新的基于SDN架構(gòu)的實(shí)踐與應(yīng)用。軟件定義網(wǎng)絡(luò)；平面架構(gòu)；OpenFlow協(xié)議Inthispaper，wediscusst
2、hearchitectureofsoftware-definednetworks.Thisarchitecturecomprisesapplicationlayer，controllayer，andinfrastructurelayer.WealsodiscusstheimplementationofOpenFlow-basedprogramsandothersolutionsproposedbyCiscoandJuniper.Wediscusstheresearchintoandcommercializ
3、ationofthelatestpracticalSDNapplications.software-definednetworks；planearchitecture；OpenFlow17網(wǎng)絡(luò)虛擬化以及云服務(wù)的出現(xiàn)，推動了互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重新審視，帶來了互聯(lián)網(wǎng)新的發(fā)展趨勢，從主動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、開放架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系、ForCES架構(gòu)，到可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系、一體化網(wǎng)絡(luò)體系、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）等，全球研究機(jī)構(gòu)均在探索適應(yīng)于未來網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的具有良好可擴(kuò)展性和智能性的新型網(wǎng)絡(luò)體系。其中ForCES基本架構(gòu)提出的轉(zhuǎn)發(fā)
4、與控制分離思想得到了廣泛認(rèn)可，并成為中國可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)研究團(tuán)隊(duì)和國際SDN研究團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)。SDN是由美國斯坦福大學(xué)CleanSlate研究組提出的一種新興的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其核心思想是基于控制和轉(zhuǎn)發(fā)相分離的思路，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的可編程。自2011年以來，SDN已經(jīng)逐步成為通信界最熱門的詞語之一，同時(shí)，被列為影響未來10年的10項(xiàng)技術(shù)之一，得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛認(rèn)可，成為引領(lǐng)未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向的研究內(nèi)容之一。SDN的基本內(nèi)涵就是一個(gè)開放可編程網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)通過軟件定義（或軟件驅(qū)動）方式就可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)管理。基
5、于此，用戶可通過編程動態(tài)構(gòu)建各種特性的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)各類網(wǎng)絡(luò)對各種應(yīng)用的承載需求，進(jìn)而便于用戶實(shí)現(xiàn)類似虛擬化、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)等新型應(yīng)用。1研究背景17傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與控制邏輯緊耦合，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)控制功能復(fù)雜，阻礙了新技術(shù)在控制層面的部署，使得控制層面的靈活性和擴(kuò)展性很難適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展。SDN的核心理念是控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離，具有前所未有的可編程性、自動化以及網(wǎng)絡(luò)控制能力，確保了網(wǎng)絡(luò)的高度可擴(kuò)展、靈活，提高了網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新能力。SDN的前身來源于斯坦福用于企業(yè)集中安全控制的Ethane項(xiàng)目[1]及其前一個(gè)
6、項(xiàng)目SANE[2]。SANE是斯坦福大學(xué)2006年提出的一種面向企業(yè)網(wǎng)的安全管理架構(gòu)。SANE的主要特點(diǎn)在于定義了一個(gè)保護(hù)層，該保護(hù)層位于鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層中間，由一臺邏輯中央服務(wù)器控制，用于管理所有路由和接入控制決策。SANE在設(shè)計(jì)時(shí)，遵循4D架構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，如圖1所示。通過全局網(wǎng)絡(luò)視圖，決策平面做出網(wǎng)絡(luò)控制決策，并直接下發(fā)給數(shù)據(jù)平面；數(shù)據(jù)平面根據(jù)決策平面的指令，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)層目標(biāo)的直接控制；分發(fā)平面在決策平面和數(shù)據(jù)平面之間建立可靠的通信通道；發(fā)現(xiàn)平面負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的物理組件，并為決策平面提供構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)視圖的基
7、本信息。2007年，Casado等人對SANE的功能進(jìn)行了擴(kuò)展，提出了Ethane架構(gòu)。Ethane在網(wǎng)絡(luò)管理中添加了安全管理策略，擴(kuò)充了中央控制器的管理功能，實(shí)現(xiàn)了更細(xì)粒度的流表轉(zhuǎn)發(fā)策略。Ethane網(wǎng)絡(luò)主要由中央控制器和Ethane交換機(jī)兩個(gè)部件構(gòu)成。中央控制器是網(wǎng)絡(luò)的控制決策層，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)主機(jī)認(rèn)證、IP分配和交換機(jī)流表生成等基本功能。Ethane交換機(jī)則作為一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元，根據(jù)控制器產(chǎn)生的流表進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。17現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)路由器同時(shí)包含數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和控制決策兩種功能，復(fù)雜性太高，導(dǎo)致靈活性和可擴(kuò)展性不夠。
8、在SANE和Ethane兩個(gè)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，面對目前日益增長的帶寬需求，Casado提出了分組交換網(wǎng)絡(luò)軟硬件功能分離的思想[3]，即用軟件來實(shí)現(xiàn)控制決策，而硬件只緩存這些決策，專注于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。這種軟硬件功能分離的思想，明確了軟件層來做決策和硬件層控制分組轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)計(jì)思路。在上述相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，斯坦福大學(xué)的NickMckeown教授等提出了OpenFlow技術(shù)[4]，為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和路由控制兩個(gè)功能進(jìn)行分離提拱了一種實(shí)現(xiàn)協(xié)
