SDN软件定义 络 学习笔记（3）–北向接口、东西向接口

1. 北向接口

       北向接口提供了 SDN 中开发者与控制器间的交互功能。从更为宽泛的角度考虑，北向接口在 SDN 控制器中的作用类似于命令行在传统NOS 中的作用，都是实现了 络管理者对 络的设计与管理。

       上图中最底层为控制器收发信令的基础能力，信令可以是 OF 消息，也可以是其他的南向接口协议。往上面一层是自验证能力、开发所用的编程语言以及设备的抽象层，这三层提供了 络转发设备级的编程接口。 络切片、拓扑生成、路径发现、路由与交换等提供了 络层的编程接口。其余部分则提供了更高层的业务逻辑，如服务链增值、QoS、统一通信等。

       这种设计架构的目标是提供一套层次清晰、功能完善的北向接口，但是架构的复杂性也大大增加了设计的难度，这部分工作目前仍在进行中。
 

2. 东西向接口

       控制平面可以由多个控制器实例构成一个大的集群。各控制器实例间通过 SDN 东西向接口协议来实现控制信息的交互，从而根据全局 络信息制定策略，实现逻辑上的集中控制。

       接下来简单介绍三种SDN东西向接口方案。

• HyperFlow
         2010 年， Tootoocian提出的 HyperFlow采用了分布式控制平面的思想。HyperFlow 通过部署多台控制器来管理 OpenFlow 交换机，每台控制器同步全 络视图的同时，只需要管理特定区域中的 OpenFlow 交换机。

• SDNi
         2012 年，华为公司也提出了 SDN 控制平面东西向接口协议 SDNi。SDNi是一个用于 Domain 控制器之间交换数据的协议，其定义了 SDN Domain 及其组件，以及 SDNi 如何帮助跨域通信等内容。

• East-West Bridge（东西桥）
         2013 年，清华大学的毕军教授团队提出了 East-West Bridge的概念，允许控制器通过标准化插件的形式对其进行集成，从而实现异构 SDN 控制器间标准化的东西向通信。
         EWBridge 的设计中，控制器以 Full-Mesh（全 状）的拓扑形式进行组 ，它主要实现了控制器发现、 域视图信息维护和多域 络视图信息交互等功能，其工作原理如下图所示。

       通过使用 IBGP 作为 SDN 东西向接口协议，OpenContrail控制平面的性能得到了极大的提升，如通过类似 BGP 路由反射（Route Reflection，RR）的机制在控制节点之间引入状态汇总和分片，即可在 络规模增大、控制信息激增时保证控制平面的可扩展性。

       不过，IBGP 要求控制节点逻辑上以 Full Mesh的拓扑形式互连，而且协议的完备性也往往意味着高复杂度，这些都对控制平面的维护提出了不小的挑战，虽然如此，OpenContrail 设计的成功说明利用传统分布式协议实现 SDN 东西向接口协议的确是一个值得借鉴的思路。
 
 
参考资料：
《SDN软件定义 络核心原理与应用实践》

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