Software Defined Networking(Week 1)

前言

课程名称：软件定义网络

课程地址 Coursera上新的一期还没开课，所以是YouTube。

Instructor：Nick Feamster

Get Started

对于本次课程，主要的新内容有：

• 可编程性
• 控制平面和数据平面
• 问题修复（Troubleshooting）
• 用法举例
• OpenCloud
• 数据中心
• NFV（and Future of SDN）

在过去的几年，人们对于 SDN（Software Defined Networking，软件定义网络）的兴趣增长了。SDN的一些思想早在20年前中就有所体现，有一些思想甚至能够追溯到电话网络的时代。SDN 在下面三个方面有所进步。

• Active Networking：通过网络传送的数据包活跃网络计算。软件定义网络将交通系统决定在哪里发送(控制平面)从底层系统转发到选定的目的地(数据平面)。实现网络可编程性（programmable）。
• 控制和数据平面分离。不是一个新鲜的话题。为数据平面和控制平面提供接口供它们交互。
• OpenFlow API与其他网络操作系统。OpenFlow 是第一个被广泛接受的SDN开放接口实例，在控制平面和可编程网元设备中发挥作用。

Active Networking

随着互联网的发展，用户对于网络的需求越来越大，对于各种应用的需求也越来越大，网络的研究者们也想实施各种新的想法。Active Networking 是为了实现网络可编程性的新尝试。科技进步和发展、硬件设备价格的下降推动其发展。用户日益增长的需求量也使得布置网络技术更加困难，所以带来了许多挑战。

Active Networking 给我们带来的思路有：

• 网络中的可编程接口
• 网络可虚拟化（virtualization）
• 多路分解（基于网络中的交换机、路由器）
• 一种统一的网络结构—— middlebox orchestration

虽然有的思路并没有成为现实，但为我们带来了美好的愿景。

Control/Data Separation

科技界早已发现将数据平面和控制平面分离是有好处的，而且这种理念对于发展网络可编程性相当地实用。从一个比较狭窄的角度，解决一些问题，比方说网络交通情况。有许多公司、研究者在研究和开发控制平面和数据平面之间的接口，也有在研发（逻辑上的）控制中心技术的。

网络是在发展的，基于最初的网络架构，已经给现有网络管理带来一定的问题。研究数据平面和控制平面的分离，就是为了解决这部分问题。

Control/Data Separation的最重要的两个特点是

1. 有一个逻辑上作为中心的控制器，为路由器和交换机提供接口
2. 分布式状态管理。Distributed state management(of controllers)

OpenFlow

OpenFlow被许多人视为“推倒重来的全新设计”的理念先驱和SDN讨论的发起者。现实中OpenFlow最初是作为是斯坦福大学网络研究的一部分而设想和实现的，也有一部分是因为网络存在的问题而被推动的。许多供应商、芯片制造商、学术界也乐于看到网络思路的创新。

OpenFlow贡献了新的协议和API，而且为未来的网络操作系统提供了一种思路，已至少成为SDN常见的定义的一部分。

• 带有开放性API的数据平面，与控制平面分离。
• 新的一个Layer，用于状态（指转发状态）管理实例化。
• 控制逻辑

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学习SDN时，最重要的一点是平衡愿景和实用性。OpenFlow在提供具有可编程性的网络这个愿景上，基于现有硬件支持上，实现了比较好的实用性。

如果想把SDN的观点延伸到网络的其他角落中去，心中就更要记住平衡美好的理想和现实。

参考链接

• LSD
• OSI
• 控制平面与数据平面定义
• FIB
• 动态路由协议
• 交换机
• MAC地址
• SDN zhihu