计算机网络笔记(二十八)——4.10软件定义网络SDN简介

SDN的核心思想

SDN的核心是控制平面与数据平面分离：

• 控制平面集中化：由软件化的SDN控制器统一管理
• 数据平面简单化：网络设备只负责数据转发
• 接口标准化：提供开放的南北向接口

SDN体系结构

关键技术组件

（1）北向接口（NBI）：

• 连接应用层与控制层的关键API
• 主要协议：RESTful API
• 实现功能：应用策略下发、网络状态查询

（2）南向接口（SBI）：

• 实现控制层对基础设施层的管控
• 核心协议：OpenFlow（80%SDN采用）
• 其他协议：OVSDB、NETCONF等
• 流表示例：<match字段, 计数器, 指令集>

（3）SDN控制器：

• 代表平台：OpenDaylight（开源）、ONOS、RYU
• 核心功能：
  • 拓扑发现（LLDP协议）
  • 流表下发（支持多级流表）
  • 状态监控（计数器反馈）

SDN工作流程

以数据包首次进入网络为例：

SDN与传统网络对比

特性	传统网络	SDN
控制方式	分布式	集中式
可编程性	困难（命令行配置）	灵活（API编程）
协议标准	厂商私有	开放标准（OpenFlow）
网络视图	局部可见	全局拓扑
流量调度	基于路由协议	基于中央策略

SDN的优势与挑战

_优势：_

• 敏捷网络配置（分钟级部署业务）
• 流量工程优化（全局带宽调度）
• 网络虚拟化（多租户隔离）
• 降低OPEX（设备能耗优化）

挑战：

• 单点故障风险（需控制器集群）
• 东西向接口标准化不足
• 流表容量限制（TCAM资源有限）
• 传统网络兼容性问题

典型应用场景

• 数据中心网络（TCP Incast问题优化）
• 5G网络切片（动态资源配置）
• 企业广域网（智能流量调度）
• 校园网络（多业务隔离）