一文秒懂 SDN 网络是什么?软件定义网络概念解析

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一文秒懂 SDN 网络是什么?软件定义网络概念解析

2024-07-04 06:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

软件定义网络的架构反映了它转移控制权和责任的方式与传统网络相比有何异同。

控制平面负责做出有关如何通过网络转发数据包的高级决策。在软件定义网络中,控制平面通过软件集中实施,并且该软件通常在集中式控制器或网络操作系统上运行。控制器使用 OpenFlow、NETCONF 或 gRPC 等标准化协议与网络设备通信,并维护网络拓扑和状态的全局视图。

数据平面(也称为“转发平面”或“转发元件”)负责根据从控制平面接收到的指令在网络中转发数据包。在软件定义网络中,数据平面在交换机、路由器和接入点等网络设备中实施,这些设备被称为转发元件。这些设备依靠控制平面获取有关如何转发数据包的指令,可以对其进行简化或专门设置,使其只专注于数据包转发。

软件定义网络组件

在 SDN 的架构中,有几个组件定义了其进程处理。

有两种类型的 API(应用编程接口)可实现平面之间以及与更大型网络之间的通信:

南向 API:在软件定义网络架构中,南向 API 用于实现控制平面和数据平面之间的通信。这些 API 允许控制器对网络设备进行编程和配置、检索有关网络拓扑和状态的信息,并接收有关链路故障或拥塞等网络事件的通知。常见的南向 API 包括 OpenFlow,它被广泛用于控制器与网络交换机之间的通信。北向 API:北向 API 用于面向更高级别的网络管理应用和服务公开软件定义网络控制器的功能。这些 API 允许外部应用与软件定义网络控制器交互、请求网络服务并检索有关网络拓扑、流量流和性能指标的信息。利用北向 API,我们可以对网络管理任务进行编程并实现网络管理任务自动化,进而促进与协调系统、云平台和其他管理工具的集成。

此外,SDN 控制器是软件定义网络架构的核心组件,负责实施网络控制功能并协调控制平面与数据平面之间的通信。控制器提供网络的集中视图、维护网络状态信息,并根据网络策略和要求做出有关如何配置和管理网络设备的决策。OpenDaylight、ONOS 和 Ryu 都是软件定义网络控制器的示例。

交换机、路由器和接入点等网络设备构成了软件定义网络架构的数据平面。这些设备从控制器接收到的指令转发数据包,并且可能支持基于流转发、服务质量(QoS)和流量工程等功能。在软件定义网络中,网络设备通常会被简化和标准化,以支持可编程性和与控制器的互操作性。

管理和编排(MANO):软件定义网络架构还可能包括负责置备、配置和监控网络资源的管理和编排系统。MANO 系统通过北向 API 与 SDN 控制器交互,以自动执行网络管理任务、优化资源利用率并确保服务可用性和性能。

总体而言,软件定义网络架构将网络控制功能与数据转发功能分离开来,将网络智能和管理集中到基于软件的控制器中,并通过标准化 API 和接口实现对网络资源可编程、灵活且可扩展的管理。



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