SDN软件定义 络 学习笔记（5）–控制平面

SDN软件定义 络 学习笔记（5）–控制平面

• 1. 简介
• 2. SDN 控制器体系架构
• 3. 开源控制器和商用控制器
• • 3.1 开源控制器
  • 3.2 商用控制器
• 4. SDN 控制器评价要素
• 参考资料

1. 简介

       SDN 控制平面主要由一个或者多个控制器组成，是连接底层交换设备与上层应用的桥梁。

       一方面，控制器通过南向接口协议对底层 络交换设备进行集中管理、状态监测、转发决策以处理和调度数据平面的流量；

       另一方面，控制器通过北向接口向上层应用开放多个层次的可编程能力，允许 络用户根据特定的应用场景灵活地制定各种 络策略。
 

2. SDN 控制器体系架构

       市面上大多数开源控制器的设计采用了类似于计算机操作系统的层次化体系架构，如下图所示：

（2）Ryu
       Ryu 使用 Python 语言开发，提供了完备、友好的 API。Ryu 是基于组件的框架进行设计，这些组件都以 Python 模块的形式存在。组件是以一个或者多个线程形式存在的，这样可以便于提供一些接口用于控制组件状态和产生事件，事件中封装了具体的消息数据，由于事件会在多个组件中使用，因此事件对象是只读的。

       其整体架构如下图所示：

（4）OpenDaylight
       OpenDaylight 使用模块化方式来实现控制器的功能和应用。其系统架构如下图所示：

       ONOS 系统架构中定义了服务和子系统两个基本概念。其中，服务是由多个组件形成的功能集，这些组件按照 ONOS 的架构层级创建一个垂直切片，而多个组件共同提供的服务就成为一个子系统。
       子系统划分如下图所示：

       该系统主要由 SDN 控制器和 vRouter（虚拟路由器）两个部分组成。

       控制器通过北向接口与编排系统=及上层业务通信，通过 XMPP 与虚拟路由器通信，通过 BGP、NETCONF 等南向协议与 关路由器和物理交换机通信，通过 BGP 与其他控制器对等通信。

       vRouter 是数据转发平面，运行在虚拟服务器的 Hypervisor，将通过软件方式部署在 络环境中，通过服务器到服务器之间的通道进行虚拟机之间的数据分组转发，从而在数据中心提供虚拟 络服务。

（7）其他开源控制器
       如下表所示是对其他开源控制器的总结。

（2）XNC
       XNC是一个典型的 SDN 控制器，它支持业界标准的 OpenFlow 协议，同时使用异构的、与平台无关的方式提供对 Cisco 以及第三方 络设备的可编程能力。

        XNC 的控制平面采用了与传统控制协议共存的方式。在混合集成模式中， 络设备继续运行已有的 络控制协议（如 OSPF、IS-IS），Cisco XNC 的控制平面则重点实现其他控制功能。

（3）SDN Contrail
       SDN Contrail是一款 络虚拟化及智能化解决方案，包括创建虚拟重叠 络所需要的所有元素，如 SDN 控制器、虚拟路由器以及分析引擎等。

       SDN Contrail 可以很方便地为服务提供商及企业用户创建及管理虚拟 络，可以实现物理 络与虚拟 络之间的无缝集成整合，从而向其客户提供简单、开放、灵活的解决方案服务。

       系统架构如下图所示：

       Agile Controller 基于业界 SDN 架构分层解耦能力，提供从应用到物理 络的自动映射、资源池化部署和可视化运维，同时支持与业界主流云平台的无缝对接。

（5） ZENIC
       ZENIC支持丰富的南向接口协议，对 OpenFlow 和非 OpenFlow 交换机进行统一控制，它是一套完整的可编程产品平台，内置南向、北向、东西向接口协议支持、L2/L3 络功能、VDC 业务功能。

       其控制架构如下图所示：

4. SDN 控制器评价要素

       SDN 控制器的十大评估要素：

（1）对 OpenFlow 的支持

（2） 络虚拟化
        络虚拟化是指多个逻辑 络共享底层 络基础设施，从而提高 络资源利用率，加速业务部署，以及提供业务 QoS 保障。

（3） 络功能
       SDN 控制器需要提供严格隔离性保障功能、提供基于流的QoS 保障功能，SDN控制器有能力发现源端到目的端的多条路径并提供多径转发功能，可打破 STP 协议的性能和可扩展性限制，相比于传统的 TRILL 和 SPB 方案，SDN 控制器可提供相同的能力而无需对 络进行任何改动。

（4）可扩展性
       可支持 OpenFlow 交换机的数量和如何减少广播对 络带宽和流表规模的影响是两个重要指标。

（5）性能
       控制器对流的处理时延以及每秒处理新流的数目是评价控制器性能的最主要性能指标。

（6） 络可编程性
        络可编程性具体包括数据流的重定向，精确的 文过滤以及为 络应用提供友好的北向可编程接口.

（7）可靠性
       当 络链路或者单点设备出现故障时，是否会导致 络的瘫痪

（8） 络安全性
       控制器需要实现企业级身份验证和授权，具备对各种关键流量访问进行管控的能力，并且能够限制控制信令的速率。

（9）集中管理和可视化

（10）控制器供应商
 
 

参考资料

《SDN软件定义 络核心原理与应用实践》
《重构 络：SDN架构与实现》

文章知识点与官方知识档案匹配，可进一步学习相关知识 络技能树跨区域 络的通信学习 络层的作用22707 人正在系统学习中