软件定义网络笔记(PART 1)

深渊向深渊呼唤

软件定义网络笔记

SDN的初步了解概述 什么是SDN?如何提出的? 网络系统的生命周期(传统网络的局限性) 传统网络面临的挑战 五层体系结构及各层对应主要网络设备 云数据中心网络激发了痛点 问题的根源何在?! 网络设备的三个功能平面 解决问题的出路 SDN的三层网络架构 SDN发展历程(了解了解即可) 第一阶段(2006-2011)SDN的发展初期 第二阶段(2012至今)SDN的发展中期 SDN的应用场景 应用场景-数据中心(SD-DC) 应用场景-广域网(SD-WAN) SD-WAN – 中国移动SPTN 应用场景-安全(SD-Security) SDN发展趋势 SDN与IPV6、5G加速融合 SDN与OpenStack、人工智能加速融合 SDN的标准化组织

SDN的初步了解概述

什么是SDN?如何提出的?

网络系统的生命周期(传统网络的局限性)

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    需求相对明确(应用数量、每项应用的对象、类型、规模、服务质量),应用与业务变化较小或可预期 基于上述需求特征的规划与设计(拓扑、IP、路由、安全、QoS) 强调冗余设计,为可扩展性与业务弹性留下一定的空间 基于设备可配置、但不可编程的部署与实施(上架、配置、测试) 网络运维的业务弹性响应“捉襟见肘” “应接不暇”

传统网络面临的挑战

    多元应用与业务层出不穷 相对稳定的规划与部署赶不上快速变化的应用与业务需求 分布式的架构、部署与管理 厂商和设备的多样性 业务弹性响应“捉襟见肘” “应接不暇”

五层体系结构及各层对应主要网络设备

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云数据中心网络激发了痛点

动态:全自动化部署、适配频繁的调整;
按需:各种价位的网络计算资源(存储、带宽);
可靠:云主机自动恢复能力、可迁移;
隔离:用户之间/内部隔离,私有网络与共享网络。
实现:NFV功能、VPC服务
注:VPC Virtual Private Cloud 虚拟私有云

问题的根源何在?!

    传统网络的只可配置、不可编程 数据平面和控制平面的紧耦合

网络设备的三个功能平面

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解决问题的出路

    新的网络架构、新的网络设计 能够弹性响应上层应用的网络可编程 网络设备数据平面和控制平面的解耦

补充一张动画,说明网络设备解耦
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SDN的三层网络架构

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在操作系统中 (这里可以把SDN控制器看成操作系统)
API: 操作系统向编程人员提供了“程序与操作系统的接口” ,简称程序接口,又称应用程序接口 API(Application Programming Interface)。 该接口是为程序员在编程时使用的,系统和应用程序通过这个接口,可在执行中访问系统中的资源和取得 OS 的服务,它也是程序能取得操作系统服务的唯一途径。大多数操作系统的程序接口是由一组系统调用(system call)组成,每一个系统调用都是一个能完成特定功能的子程序 。
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SDN发展历程(了解了解即可)

SDN的发展
•第一阶段-SDN的发展初期(2006-2011):提出了SDN的主要架构、设计思想和实现技术,属于学术界的研究与试验初创阶段,引起了产业界的关注;
•第二阶段-SDN的发展中期(2012至今):产业界开始普遍接受SDN的思想。SDN演变成以学院派、网络创新公司、传统网络巨头和运营商为代表的不同技术流派,同时,出现了更多的SDN控制器、网络操作系统、商用产品和应用案例

第一阶段(2006-2011)SDN的发展初期

注意图中某些技术
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第二阶段(2012至今)SDN的发展中期

注意图中运用到的技术在这里插入图片描述

SDN的应用场景

应用场景-数据中心(SD-DC)

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应用场景-广域网(SD-WAN)

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SD-WAN – 中国移动SPTN

保护投资,利用现有传统网络进行上层SDN化;
•厂商各自基于中国移动提出的北向接口规范开发独立的D-Controller控制器,控制自己的传统设备;
•中国移动独立自主完成主控制器的S-Controller的开发,利用S-Controller南向接口控制各厂家的D-Controller;
•S-Controller的北向接口提供API实现业务APP的开放接口;
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应用场景-安全(SD-Security)

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SDN发展趋势

SDN与IPV6、5G加速融合

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SDN与OpenStack、人工智能加速融合

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SDN的标准化组织

开放网络基金会(ONF)
因特网工程任务组(IETF)
国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)
欧洲电信标准化协会(ETSI)
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参考资料:中国大学MOCC SDN网络课程

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