1 传统网络是分布式控制的架构

目录

一 传统网络体系结构 1 传统网络是分布式控制的架构

2 传统网络结构体系

传统网络分为管理平面、控制平面和数据平面。

3 传统网络局限性 传统网络通常部署网管系统作为管理平面，而控制平面和数据平面分布在每个设备上运行。流量路径的调整需要通过在网元上配置流量策略来实现，但对于大型网络的流量进行调整，不仅繁琐而且还很容易出现故障；当然也可以通过部署TE隧道来实现流量调整，但由于TE隧道的复杂性，对于维护人员的技能要求很高。流量路径的灵活调整能力不足传统网络协议较复杂，有IGP、BGP、MPLS、组播协议等，而且还在不断增加。设备厂家除标准协议外都有一些私有协议扩展，不仅设备操作命令繁多，而且不同厂家设备操作界面差异较大，运维复杂。网络协议实现复杂，运维难度较大传统网络中由于设备的控制面是封闭式的，且不同厂家设备实现机制也可能有所不同，所以一种新功能的部署可能会造成周期较长；且如果需要对设备软件进行升级，还需要在每台设备上进行操作，大大降低了工作效率。网络新业务升级速度较慢 二 SDN概述

SDN（Soft ware Defined Network）——软件定义网络。

2006年，以斯坦福大学教授Nike McKeown为首的团队提出了OpenFlow的概念，并基于OpenFlow技术实现网络的可编程能力，使网络像软件一样灵活编程，SDN技术应运而生。

1 SDN的三个主要特征

**转控分离：**网元的控制平面在控制器上，负责协议计算，产生流表；而转发平面只在网络设备上。

**集中控制：**设备网元通过控制器集中管理和下发流表sdn应用，这样就不需要对设备进行逐一操作，只需要对控制器进行配置即可。

**开放接口：**第三方应用只需要通过控制器提供的开放接口，通过编程方式定义一个新的网络功能，然后在控制器上运行即可。

2 SDN控制器既不是网管，也不是规划工具

**网管没有实现转控分离：**网管只负责管理网络拓扑、监控设备告警和性能、下发配置脚本等操作，但这些仍然需要设备的控制平面负责产生转发表项。

**规划工具的目的和控制器不同：**规划工具是为了下发一些规划表项，这些表项并非用于路由器转发，是一些为网元控制平面服务的参数，比如IP地址，VLAN等。控制器下发的表项是流表，用于转发器转发数据包。

三 SDN网络体系架构

SDN是对传统网络架构的一次重构，由原来的分布式控制的网络架构重构为集中控制的网络架构。

1 SDN网络体系架构的三层模型：

协同应用层：这一层主要是体现用户意图的各种上层应用程序，此类应用程序称为协同层应用程序，典型的应用包括OSS、Openstack等。传统的IP网络同样具有转发平面、控制平面和管理平面，SDN网络架构也同样包含这3个平面，只是传统的IP网络是分布式控制的，而SDN网络架构下是集中控制的。

控制层：控制层是系统的控制中心，负责网络的内部交换路径和边界业务路由的生成，并负责处理网络状态变化事件。

转发层：转发层主要由转发器和连接器的线路构成基础转发网络，这一层负责执行用户数据的转发，转发过程中所需要的转发表项是由控制层生成的。

2 SDN架构下的接口

Restful接口：

OpenFlow接口：

BGP接口：

PCE接口：

三 SDN基本工作原理

1 OpenFlow的思想和功能

两个角色：OpenFlow Controller、OpenFlow Switch

2 OpenFlow网络交换模型

该模型的指导思想是：底层的数据通信（交换机、路由器）是“简化的”，并定义一个对外开放的关于流表FlowTable的公用API（应用程序接口），同时采用控制器来控制整个网络。

四 SDN的价值 1 网络业务快速创新

SDN的可编程性和开放性，使得我们可以快速开发新的网络业务和加速业务创新。如果希望在网络上部署新业务，可以通过针对SDN软件的修改实现网络快速编程，业务快速上线。

2 简化网络

SDN的网络架构简化了网络，消除了很多IETF的协议。协议的去除，意味着学习成本的下降，运行维护成本下降，业务部署速度提升。这个价值主要得益于SDN网络架构下的网络集中控制和转控分离。

因为SDN网络架构下的网络集中控制，所以被SDN控制器所控制的网络内部很多协议基本就不需要了，比如RSVP协议、LDP协议、MBGP协议、PIM组播协议等等。原因是网络内部的路径计算和建立全部在控制器完成，控制器计算出流表，直接下发给转发器就可以了，并不需要协议。未来大量传统的东西向协议会消失，而南北向控制协议比如Openflow协议则会不断的演进来满足SDN网络架构需求。

3 网络设备白牌化

基于SDN架构，如果标准化了控制器和转发器之间的接口，比如Openflow协议逐渐成熟，那么网络设备的白牌化将成为可能，比如专门的Openflow转发芯片供应商，控制器厂商等，这也正是所谓的系统从垂直集成开发走向水平集成。

4 业务自动化

SDN网络架构下，由于整个网络归属控制器控制，那么网络业务自动化就是理所当然的，不需要另外的系统进行配置分解。在SDN网络架构下，SDN控制器自己可以完成网络业务的部署，提供各种网络服务比如L2VPN、L3VPN等，屏蔽网络内部细节，提供网络业务自动化能力。

5 网络路径流量优化

通常传统网络的路径选择依据是通过路由协议计算出的“最优”路径，但结果可能会导致“最优”路径上流量拥塞，其它非“最优”路径空闲。当采用SDN网络架构时，SDN 控制器可以根据网络流量状态智能调整流量路径，提升网络利用率。

事实上在传统网络中也有一些流量工程技术来解决此类最优路径拥塞问题，比如MPLS TE就是一种流量工程技术，但是该技术与其他传统协议一样，都是全分布式的，会导致前面介绍的业务次序依赖问题；另外一个方面传统的流量工程协议RSVP因为其软状态机制，导致其无法大规模部署。若采用SDN架构，可直接集中对业务路径进行计算和建立隧道，不需要RSVP协议，这不仅能够解决实时流量路径动态调整的能力，同时也能够解决业务次序依赖问题。

五 传统网络向SDN的演进方式 方式一：仅交换网SDN化

方式二：仅业务SDN化

（编辑：海南站长网）

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