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SDN是一種將網(wǎng)絡(luò)控制功能與轉(zhuǎn)發(fā)功能分離、實現(xiàn)控制可編程的新興網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這種架構(gòu)將從控制層從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)移到外部計算設(shè)備，使得底層的基礎(chǔ)設(shè)施對于應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)而言是透明的、抽象的，網(wǎng)絡(luò)可被視為一個邏輯的或虛擬的實體。
不僅僅是控制器
SDN（Software Defined Network）最開始是由美國斯坦福大學(xué)clean slate研究組提出的一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，其核心技術(shù)OpenFlow通過將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離開來，從而實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的創(chuàng)新提供了良好的平臺。隨著產(chǎn)業(yè)界設(shè)備制造商和運營商的SDN實踐不斷展開，SDN也變成一個意義模糊的營銷名稱，它統(tǒng)指任何允許軟件對網(wǎng)絡(luò)可以進行編程或者配置的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而實現(xiàn)的技術(shù)和接口協(xié)議是各種各樣的。ONF（Open Network Foundation）是SDN領(lǐng)域最重要的標(biāo)準(zhǔn)組織，它在2016年新發(fā)布的《SDN Architecture Issue 1.1》里面對SDN的概念進行了定義，它認(rèn)為SDN是滿足下面4點原則的一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：● 控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離原則：網(wǎng)絡(luò)的控制實體獨立于網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)和處理實體，進行獨立部署。需要說明的是控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離的部署并不是全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)原則，實際上傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的部署方式一直是控制器和轉(zhuǎn)發(fā)分離的，而傳統(tǒng)的分組網(wǎng)絡(luò)(IP/MPLS/Ethernet)是控制和轉(zhuǎn)發(fā)合一的分布式部署方式?？刂坪娃D(zhuǎn)發(fā)的分離帶來的好處是控制可以集中化來實現(xiàn)更高效的控制，以及控制軟件和網(wǎng)絡(luò)硬件的分別獨立優(yōu)化發(fā)布?！?集中化控制原則：集中化控制的原則主要追求網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用。集中的控制器對網(wǎng)絡(luò)資源和狀態(tài)有更加廣泛的視野，可以更加有效的調(diào)度資源來滿足客戶的需求。同時控制器也可以對網(wǎng)絡(luò)資源細節(jié)進行抽象，從而簡化客戶對網(wǎng)絡(luò)的操作?！?網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)可編程：這個原則的目的是允許客戶在整個業(yè)務(wù)生命周期里面通過同控制器進行信息交換來改變業(yè)務(wù)的屬性來滿足客戶自己變化的需求。這個原則的目的是業(yè)務(wù)的敏捷性，客戶可以協(xié)助業(yè)務(wù)、啟動業(yè)務(wù)、改變業(yè)務(wù)、撤銷業(yè)務(wù)等?！?開放的接口：這個原則的SDN技術(shù)實現(xiàn)的原則，它要求接口的技術(shù)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化并且貢獻給整個產(chǎn)業(yè)，這個原則主要是對網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域通用和公共的功能接口進行標(biāo)準(zhǔn)化，從而保證應(yīng)用同網(wǎng)絡(luò)的解構(gòu)，防止廠商鎖定。這個原則并不反對廠商在滿足公共接口標(biāo)準(zhǔn)和兼容性前提下的功能擴展。
ONF定義的SDN架構(gòu)
同SDN的一樣，SDN的架構(gòu)也并沒有行業(yè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。ONF發(fā)布的最新架構(gòu)文檔《SDN Architecture Issue 1.1》對架構(gòu)的描述同《SDN Architecture Issue 1.0》就發(fā)生了比較大的變化。另外一些領(lǐng)先的運作商和廠商也有各自對架構(gòu)的描述。這里先引用ONF于2016年發(fā)布的《SDN Architecture Issue 1.1》對SDN的架構(gòu)描述簡述如下：上圖SDN架構(gòu)的核心是控制器，控制器的核心工作是協(xié)同和虛擬化（Orchestration & Virtualization）?？刂破髂舷蛲ㄟ^D-CPI (Data-Controller Plane Interface)同網(wǎng)絡(luò)資源進行控制和管理，北向通過A-CPI (Application-Controller Plane Interface)同應(yīng)用或者更高層次的控制器通信。下面對架構(gòu)圖中的關(guān)鍵名稱進行解釋：Resource： 任何可以交付網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的資源，包括物理網(wǎng)絡(luò)資源（拓?fù)?，鏈路和端口）和邏輯資源（標(biāo)簽等），也可以是虛擬化的網(wǎng)絡(luò)資源（NFV）。Resource group：網(wǎng)絡(luò)資源按照一定的技術(shù)或者管理邊界組合成集合，比如IP網(wǎng)絡(luò)的IGP自治域，光網(wǎng)絡(luò)等，不同的網(wǎng)絡(luò)資源同控制器之間可以用不同的協(xié)議進行控制和管理。Server context: 控制器內(nèi)部創(chuàng)建的用于管理特性網(wǎng)絡(luò)資源的必要充分的信息。也可以理解為控制器針對特性網(wǎng)絡(luò)資源的適配器或者驅(qū)動。Virtualization: 把資源抽象后分配給特性用戶的過程，客戶只會看到屬于自己的抽象后的資源。Orchestration： 選擇網(wǎng)絡(luò)資源滿足客戶需求的過程，并根據(jù)用戶的變化或者網(wǎng)絡(luò)的變化而持續(xù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源。Client context: 控制器內(nèi)部創(chuàng)建的用來維持同客戶進行管理和控制互動的信息環(huán)境?？梢钥吹缴鲜鯯DN架構(gòu)的核心是控制器，控制器的關(guān)鍵功能是協(xié)同和虛擬化，并提供編程接口。那么控制器同傳統(tǒng)的網(wǎng)管有什么區(qū)別呢？ONF對這個問題的描述是控制器必須是一個正反饋系統(tǒng)，也就是說控制器應(yīng)該持續(xù)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)資源的狀態(tài)變化并持續(xù)的根據(jù)一定的策略來優(yōu)化資源來滿足客戶的業(yè)務(wù)需求。而傳統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)主要是一個單方面的管理系統(tǒng)，對網(wǎng)絡(luò)缺乏實時控制功能。
運營商網(wǎng)絡(luò)的控制器+協(xié)同器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
運營商的網(wǎng)絡(luò)是一張多種技術(shù)、多個層次、多個廠商組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。運營商網(wǎng)絡(luò)在向SDN轉(zhuǎn)型的過程中是不可能推翻現(xiàn)在運行中的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)存量后重新建設(shè)一張全新的SDN網(wǎng)絡(luò)的。因此運營商網(wǎng)絡(luò)的SDN實踐一定是一步一步來的，由少量的子網(wǎng)絡(luò)的SDN改造逐步擴展到全程全網(wǎng)，但是這個過程是長期的，至少10年以上。運營商給最終客戶提供的業(yè)務(wù)一定是全程全網(wǎng)的。不管運營商的網(wǎng)絡(luò)中是不是SDN，運營商都必須保證用戶的質(zhì)量要求和業(yè)務(wù)獲取體驗。運營商進行SDN轉(zhuǎn)型的業(yè)務(wù)目標(biāo)是業(yè)務(wù)的敏捷性，提供給用戶自己定義的能力，開放網(wǎng)絡(luò)編程接口，用API的方式提供客戶的應(yīng)用進行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的調(diào)用。運營商的外部用戶一定會要求運營商提供一個統(tǒng)一的業(yè)務(wù)發(fā)放平臺和 編程接口，而不是各種各樣的多個控制器平臺的。這個統(tǒng)一的業(yè)務(wù)管理和發(fā)放平臺就是協(xié)同器。MEF發(fā)表的＜The Third Network: Lifecycle Service Orchestration Vision>白皮書提出了LSO的概念，MEF講從用戶和業(yè)務(wù)的角度來定義LSO的功能和配套的應(yīng)用程序接口（API）。MEF定義的功能和接口支持業(yè)務(wù)生命周期端到端的操作，包括實施、控制、性能、安全、分析、已經(jīng)跨運營商網(wǎng)絡(luò)的策略管理等等。LSO的目的是克服了現(xiàn)有業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的復(fù)雜性，通過定義服務(wù)的抽象，隱藏底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，簡化應(yīng)用程序接口和用戶的服務(wù)體驗。通過使用模型驅(qū)動的方法以及抽象的產(chǎn)品，服務(wù)和資源，可以確保以可持續(xù)的方式簡化和自動化整個業(yè)務(wù)生命周期的敏捷運維。在SDN/NFV/Cloud技術(shù)齊頭并進的新形勢下，協(xié)同層至少要解決下面的挑戰(zhàn)：● 業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)分離：業(yè)務(wù)協(xié)同器是面向業(yè)務(wù)的，它的主要功能是對各種原子網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進行抽象，根據(jù)用戶的需求進行自由組合形成新業(yè)務(wù)類型。協(xié)同層維護的業(yè)務(wù)模型應(yīng)該是同具體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解耦的，下層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的變化和演進不影響客戶界面的業(yè)務(wù)體驗和編程接口?！?SDN網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)存量網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同：SDN的部署不會一蹴而就，必然是先局部后整體，可能先從數(shù)據(jù)中心開始，而大量的網(wǎng)絡(luò)還依賴于現(xiàn)有的管理和控制手段。協(xié)同器需要整合最新的SDN技術(shù)，并適配現(xiàn)有的各種OSS/EMS系統(tǒng)，一并提供統(tǒng)一的北向業(yè)務(wù)編程界面給用戶?！?物理網(wǎng)絡(luò)和虛擬網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同：隨著NFV技術(shù)的成熟，網(wǎng)絡(luò)中部分一部分網(wǎng)絡(luò)功能會逐步軟件化，用戶端到端的業(yè)務(wù)交付需要協(xié)同網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)資源和虛擬網(wǎng)絡(luò)資源，一起提供業(yè)務(wù)?！?CT和IT的整合協(xié)同：隨著運營商業(yè)務(wù)的IT化，云化和APP化，客戶的業(yè)務(wù)需求也面臨著CT技術(shù)和IT技術(shù)的整合。尤其是面向企業(yè)的業(yè)務(wù)，需要整合網(wǎng)絡(luò)能力，私有云和公有云能力，還有應(yīng)用軟件的能力。ICT的協(xié)同也是一個巨大的挑戰(zhàn)。目前運營商在考慮網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的架構(gòu)時，協(xié)同器都扮演關(guān)鍵的作用。供應(yīng)商也已經(jīng)提供各種協(xié)同器產(chǎn)品。SDN控制器、NFV的MANO、傳統(tǒng)的OSS系統(tǒng)和協(xié)同器會一起工作來完成運營商的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型。目前沒有一個標(biāo)準(zhǔn)組織能夠給出運營商網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)圖，下圖可以作為一個參考。從上圖我們看到，SDN控制器是運營商網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的重要部件，控制器同時控制物理網(wǎng)絡(luò)和部分虛擬網(wǎng)絡(luò)，北向提供接口給協(xié)同器。協(xié)同器是面向用戶的業(yè)務(wù)編程平臺，并對業(yè)務(wù)的整個生命周期提供管理手段。協(xié)同器南向同時適配傳統(tǒng)OSS系統(tǒng)、SDN網(wǎng)絡(luò)、NFV管理系統(tǒng)，也可以直接管理NFV功能。
SDN控制器的北向接口
SDN的核心是要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可編程控制，推動網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的創(chuàng)新，而北向接口恰恰是這一趨勢的最關(guān)鍵推動力，通過北向接口，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)開發(fā)者能以軟件編程的形式調(diào)用各種網(wǎng)絡(luò)資源，同時上層的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)可以通過北向接口全局把控整個網(wǎng)絡(luò)的資源狀態(tài)，并對資源進行統(tǒng)一調(diào)度。因為北向接口是直接為業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)的，因此其設(shè)計必須能夠描述業(yè)務(wù)意圖，具有良好的可操作性，而網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的復(fù)雜多樣性又要求SDN北向接口是靈活的、可擴展的，以滿足復(fù)雜多變的業(yè)務(wù)創(chuàng)新需求。與SDN南向接口已經(jīng)有openflow、netconf等國際標(biāo)準(zhǔn)不同的是，現(xiàn)在SDN北向接口的標(biāo)準(zhǔn)化還處于剛剛起步階段，目前SDN市場上各種各樣的控制器opendaylight、floodlight、onos等都有自己的一套北向接口，而這些北向接口的開放層次又參差不齊，或者從用戶角度出發(fā)，或者從運營角度出發(fā)，或者從產(chǎn)品能力角度出發(fā)提出了很多方案，無法形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的北向接口，給上層應(yīng)用帶來了很大的困惑，學(xué)習(xí)成本也很高。目前，北向接口的協(xié)議制定成為當(dāng)前SDN領(lǐng)域競爭的焦點。
文章名稱：簡單介紹一下SDN架構(gòu)
當(dāng)前路徑：http://fisionsoft.com.cn/article/ccepdde.html
