軟體定義網路典型框架

㈠ 「軟體定義」的概念

所謂軟體定義，就是用軟體去定義系統的功能，用軟體給硬體賦能，實現系統運行效率和能量效率最大化。軟體定義的本質就是在硬體資源數字化、標准化的基礎上，通過軟體編程去實現虛擬化、靈活、多樣和定製化的功能，對外提供客戶化的專用智能化、定製化的服務，實現應用軟體與硬體的深度融合。其核心是API(Application Programming Interface)。API解除了軟硬體之間的耦合關系，推動應用軟體向個性化方向發展，硬體資源向標准化方向發展，系統功能向智能化方向發展。API之上，一切皆可編程；API之下，「如無必要、勿增實體」。
軟體定義有三大特點或者發展趨勢，即：硬體資源虛擬化、系統軟體平台化、應用軟體多樣化。硬體資源虛擬化是指將各種實體硬體資源抽象化抽象化，打破其物理形態的不可分割性，以便通過靈活重組、重用發揮其最大效能。系統軟體平台化，實現，是指通過基礎軟體對硬體資源進行統一管控、按需分配按需配置與分配，並通過標准化的編程介面解除上層應用軟體和底層硬體資源之間的緊耦合關系，使其可以各自獨立演化。在成熟的平台化系統軟體解決方案的基礎上，應用軟體不受硬體資源約束，將得到可持續地迅猛發展，整個系統將實現更多的功能、，對外提供更為靈活高效的和多樣化的服務。軟體定義的系統，將隨著硬體性能的提升、演算法效能的改進、應用數量的增多，逐步向智能系統演變。
我們正在步入一個「萬物皆可互聯、一切皆可編程」，的新時代，軟體代碼將成為一種最為重要的資產形式，軟體編程將成為一種最為有效的生產方式。軟體定義將迅速引發各個行業的變革。從軟體定義無線電，、軟體定義雷達，到軟體定義網路、、軟體定義存儲、軟體定義數據和知識中心，到軟體定義汽車、軟體定義衛星，再到軟體定義製造、軟體定義服務，甚至汽車、航空航天器等載運工具。軟體定義將成為科技發展的重要推手，極大地提高各行各業的智能化程度和整個社會的智能化水平。
————中國電子學會軟體定義推進委員會 劉光明 提供

㈡ 萬物互聯之軟體定義網路的核心功能是什麼

傳統網路中部署 4-7 層服務存在哪些問題呢?用一句話總結，就是 4-7 層服務節點不能和位置解耦，這些節點成為網路拓撲的一個網元，和基本網路部分緊耦合，服務節點的增刪改都會導致網路拓撲發生較大的變化，需要不停地調整網路的配置以適應，導致維護非常困難。其中任何一個節點都容易成為性能瓶頸，而且對於不想過服務節點的流量無法繞開，造成帶寬的浪費，讓本就捉襟見肘的性能更雪上加霜;旁掛方式的問題在於要逐跳配置復雜的策略路由，一旦網路節點增刪改，或者進行服務節點的替換，就需要調整很多策略路由的配置，而且理解困難，又復雜又容易出錯。所以 SDN 服務鏈功能在這里就特別重要了，把園區傳統的通過策略路由方式的復雜引流策略轉換為一種簡單的按需使用，自由編排的引流方式來快速實現。這種通過軟體實現方式可以為用戶提供靈活的、可編程的、彈性的軟硬體一體化解決方案。

萬物互聯的軟體定義網路還有個核心功能是自動部署， SDN 控制器將整網的接入設備配置完全整合變成一份完全相同的配置文件，同時匯聚層設備也進行整合，變成一份相同的配置。這大大簡化預配置文件編寫的復雜度， 使得各層次設備配置模板化，自動部署的成本很難度大大降低，同時也避免了人為誤操作的風險，使得萬物自動部署從理論變成現實。

㈢ 軟體定義網路的歷史

回顧網路創新的歷史，在20世紀90年代中期認為「推動網路的創新，需要在一個簡單的硬體數據通路上編程」，即動態網路。它的問題在於隔離性、性能、復雜度。20世紀90年代後期認為，「為了推動網路創新，我們需要底層的數據通道是可編程的」，也即網路處理器。它的問題在於加劇了數據通道底層的復雜度。事實上在網路領域，我們一直以來沒有分清一個簡單通用的硬體底層與一個開放的上層編程環境之間的界限。之前的嘗試往往犯以下錯誤：
1. 假設當前的IP路由底層是固定的，並試圖在其外部編程，包括路由協議；
2. 自上而下地定義編程和控制模型。(但事實上Intel在選擇x86指令集的時候，並沒有定義Windows XP、Linux或者VMware)

㈣ 軟體定義網路的介紹

軟體定義網路（Software Defined Network, SDN ），是由Emulex提出的一種新型網路創新架構，其核心技術OpenFlow通過將網路設備控制面與數據面分離開來，從而實現了網路流量的靈活控制，為核心網路及應用的創新提供了良好的平台。

㈤ SDN軟體定義網路是干什麼用的在企業內有哪些應用

軟體定義網路（SDN）由多種網路技術組成，具有靈活敏捷的特點，它是一種可編程網路，主要通過OpenFlow技術來根據部署需求或後續需求更改網路的設置。與傳統網路不同，軟體定義網路（SDN）將網路設備的控制面與數據面分離開來，因此企業可以像升級、安裝軟體一樣對網路架構進行修改，滿足企業對整個網路結構進行調整、擴容或升級的需求，而底層的交換機、路由器等硬體則無需替換，節省大量的成本的同時，網路架構迭代周期也會大大縮短。

㈥ 什麼是軟體定義網路

話說最近網路虛擬化（Networking Virtualization，NV）和SDN真實熱得發燙，先談一下我個人的理解和看法。由於沒有實際玩過相應的產品，所以也只是停留在理論階段，而且尚在學習中，有些地方難以理解甚至理解錯誤，因此，特地來和大家交流一下。
早在2009年就出現了SDN（Software Defined Networking）的概念，但最近才開始被眾人所關注，主要還是因為Google跳出來表態其內部數據中心所有網路都開始採用OpenFlow進行控制，將OpenFlow從原本僅是學術性的東西瞬間推到了商用領域。第二個勁爆的消息就是VMWare大手筆12.6個億$收掉了網路虛擬化公司Nicira。
SDN只是一個理念，歸根結底，她是要實現可編程網路，將原本封閉的網路設備控制面（Control Plane）完全拿到「盒子」外邊，由集中的控制器來管理，而該控制器是完全開放的，因此你可以定義任何想實現的機制和協議。比如你不喜歡交換機/路由器自身所內置的TCP協議，希望通過編程的方式對其進行修改，甚至去掉它，完全由另一個控制協議取代也是可以的。正是因為這種開放性，使得網路的發展空間變為無限可能，換句話說，只有你想不到，沒有你做不到。
那SDN為什麼會和NV扯上關系呢？其實他們之間並沒有因果關系，SDN不是為實現網路虛擬化而設計的，但正式因為SDN架構的先進性，使得網路虛擬化的任務也得以實現。很多人（包括我自己）在最初接觸SDN的時候，甚至認為她就是NV，但實際上SDN的目光要遠大得多，用句數學術語來說就是「NV包含於SDN，SDN包含NV」。
再來看看NV，為什麼NV會如此火爆，歸根結底還是因為雲計算的崛起。伺服器/存儲虛擬化為雲計算提供了基礎架構支撐，也已經有成熟的產品和解決方案，但你會發現一個問題，即便如此，虛擬機的遷移依然不夠靈活，例如VMWare vMotion可以做到VM在線遷移，EMC VPLEX可以做到雙活站點，但虛擬機的網路（地址、策略、安全、VLAN、ACL等等）依然死死地與物理設備耦合在一起，即便虛擬機從一個子網成功地遷移到另一個子網，但你依然需要改變其IP地址，而這一過程，必然會有停機。另外，很多策略通常也是基於地址的，地址改了，策略有得改，所以依然是手動活，繁雜且易出錯。所以說，要實現Full VM Migration，即不需要更改任何現有配置，把邏輯對象（比如IP地址）與物理網路設備去耦（decouple）才行。這是一個舉例，總而言之，目的就是實現VM Migration Anywhere within the DataCenter non-disruptively，尤其是在雲這樣的多租戶（Multi-tanency）環境里，為每一個租戶提供完整的網路視圖，實現真正的敏捷商務模型，才能吸引更多人投身於雲計算。
SDN不是網路虛擬化的唯一做法，Network overly（mac in mac, ip in ip）的方式也是現在很多公司實際在使用的，比如Microsoft NVGRE、Cisco/VMWare VXLAN、Cisco OTV、Nicira STT等。事實上overly network似乎已經成為NV實現的標准做法，SDN模型下的NV實現目前更多的是在學術、研究領域。新技術總是伴隨大量的競爭者，都想在此分一杯羹，甚至最後成為標准。好戲才剛剛上演，相信會越發精彩。
個人覺得這是一個非常有意思的話題，希望和大家交流心得，互相學習.
NV的目標就是如何呈現一個完全的網路給雲環境中的每一個租戶，租戶可能會要求使用任何其希望使用的IP地址段，任何拓撲，當然更不希望在遷移至公共雲的情況下需要更改其原本的IP地址，因為這意味著停機。所以，客戶希望有一個安全且完全隔離的網路環境，保證不會與其他租戶產生沖突。既然vMotion之類的功能能夠讓虛擬機在雲中自由在線漂移，那網路是否也能隨之漂移呢？這里簡單介紹下微軟的Hyper-v networking virtualization，到不是因為技術有多先進，只不過他的實現細節比較公開，而其它公司的具體做法相對封閉，難以舉例。
其實微軟的思路很簡單，就是將原本虛擬機的二層Frame通過NVGRE再次封裝到 IP packet中進行傳輸，使得交換機能夠通過識別NVGRE的Key欄位來判斷數據包的最終目的地。這其實就是一個Network Overlay的做法，它將虛擬網路與物理網路進行了分離。試想，公司A和公司B都遷移到公有雲且就那麼巧，他們的一些虛擬機連接到了同一個物理交換機上，現在的問題是，他們各自的虛擬機原本使用的私有IP段是一樣的，如果沒有VLAN就會導致IP沖突。但現在看來，這已經不是問題，因為虛擬機之間的通信都要通過NVGRE的封裝，而新的IP包在物理網路上傳輸時是走物理地址空間的，而物理地址空間是由雲服務提供者所獨占的，因此不存在IP沖突的情況。

總結一下就是，這里的網路虛擬化可以認為是IP地址虛擬化，將虛擬網路的IP與物理網路完全分離，這樣做就可以避免IP沖突，跨子網在線遷移虛擬機的問題，微軟的要求是：虛擬機可以在數據中心中任意移動，而客戶不會有任何感覺，這種移動能力帶來了極大的靈活性。
Software-defined networking (SDN) is an approach to computer networking which evolved from work done at UC Berkeley and Stanford University around 2008.[1] SDN allows network administrators to manage network services throughabstraction of lower level functionality. This is done by decoupling the system that makes decisions about where traffic is sent (the control plane) from the underlying systems that forwards traffic to the selected destination (the data plane). The inventors and vendors of these systems claim that this simplifies networking.[2]
SDN requires some method for the control plane to communicate with the data plane. One such mechanism, OpenFlow, is often misunderstood to be equivalent to SDN, but other mechanisms could also fit into the concept. The Open Networking Foundation was founded to promote SDN and OpenFlow, marketing the use of the term cloud computing before it became popular.
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One application of SDN is the infrastructure as a service (IaaS).
This extension means that SDN virtual networking combined with virtual compute (VMs) and virtual storage can emulate elastic resource allocation as if each such enterprise application was written like a Google or Facebook application. In the vast majority of these applications resource allocation is statically mapped in inter process communication (IPC). However if such mapping can be expanded or reced to large (many cores) or small VMs the behavior would be much like one of the purpose built large Internet applications.
Other uses in the consolidated data-center include consolidation of spare capacity stranded in static partition of racks to pods. Pooling these spare capacities results in significant rection of computing resources. Pooling the active resources increases average utilization.
The use of SDN distributed and global edge control also includes the ability to balance load on lots of links leading from the racks to the switching spine of the data-center. Without SDN this task is done using traditional link-state updates that update all locations upon change in any location. Distributed global SDN measurements may extend the cap on the scale of physical clusters. Other data-center uses being listed are distributed application load balancing, distributed fire-walls, and similar adaptations to original networking functions that arise from dynamic, any location or rack allocation of compute resources.
Other uses of SDN in enterprise or carrier managed network services (MNS) address the traditional and geo-distributed campus network. These environments were always challenged by the complexities of moves-adds-changes, mergers & acquisitions, and movement of users. Based on SDN principles, it expected that these identity and policy management challenges could be addressed using global definitions and decoupled from the physical interfaces of the network infrastructure. In place infrastructure on the other hand of potentially thousands of switches and routers can remain intact.
It has been noted that this "overlay" approach raises a high likelihood of inefficiency and low performance by ignoring the characteristics of the underlying infrastructure. Hence, carriers have identified the gaps in overlays and asked for them to be filled by SDN solutions that take traffic, topology, and equipment into account.[7]
SDN deployment models[edit]
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Symmetric vs asymmetric
In an asymmetric model, SDN global information is centralized as much as possible, and edge driving is distributed as much as possible. The considerations behind such an approach are clear, centralization makes global consolidation a lot easier, and distribution lowers SDN traffic aggregation-encapsulation pressures. This model however raises questions regarding the exact relationships between these very different types of SDN elements as far as coherency, scale-out simplicity, and multi-location high-availability, questions which do not come up when using traditional AS based networking models. In a Symmetrically distributed SDN model an effort is applied to increase global information distribution ability, and SDN aggregation performance ability so that the SDN elements are basically one type of component. A group of such elements can form an SDN overlay as long as there is network reachability among any subset.
Floodless vs flood-based
In a flood-based model, a significant amount of the global information sharing is achieved using well known broadcast and multicast mechanisms. This can help make SDN models more Symmetric and it leverages existing transparent bridging principles encapsulated dynamically in order to achieve global awareness and identity learning. One of the downsides of this approach is that as more locations are added, the load per location increases, which degrades scalability. In a FloodLess model, all forwarding is based on global exact match, which is typically achieved using Distributed Hashing and Distributed Caching of SDN lookup tables.
Host-based vs Network-centric
In a host-based model an assumption is made regarding use of SDN in data-centers with lots of virtual machines moving to enable elasticity. Under this assumption the SDN encapsulation processing is already done at the host HyperVisor on behalf of the local virtual machines. This design reces SDN edge traffic pressures and uses "free" processing based on each host spare core capacity. In a NetworkCentric design a clearer demarcation is made between network edge and end points. Such an SDN edge is associated with the access of Top of Rack device and outside the host endpoints. This is a more traditional approach to networking that does not count on end-points to perform any routing function.
Some of the lines between these design models may not be completely sharp. For example in data-centers using compute fabrics "Big" hosts with lots of CPU cards perform also some of the TopOfRack access functions and can concentrate SDN Edge functions on behalf of all the CPU cards in a chassis. This would be both HostBased and NetworkCentric design. There may also be dependency between these design variants, for example a HostBased implementation will typically mandate an Asymmetric centralized Lookup or Orchestration service to help organize a large distribution. Symmetric and FloodLess implementation model would typically mandate in-network SDN aggregation to enable lookup distribution to a reasonable amount of Edge points. Such concentration relies on local OpenFlow interfaces in order to sustain traffic encapsulation pressures.[5] [6]

㈦ 軟體定義網路的設計

從路由器的設計上看，它由軟體控制和硬體數據通道組成。軟體控制包括管理(CLI,SNMP)以及路由協議(OSPF,ISIS,BGP)等。數據通道包括針對每個包的查詢、交換和緩存。這方面有大量論文在研究，引出三個開放性的話題，即「提速2倍」，確定性的(而不是概率性的)交換機設計，以及讓路由器簡單。
事實上在路由器設計方面我們已經迷失了方向，因為有太多的復雜功能加入到了體系結構當中，比如OSPF，BGP，組播，區分服務，流量工程，NAT，防火牆，MPLS，冗餘層等等。個人認為，我們在20世紀60年代定義的「啞的，最小的」數據通路已經臃腫不堪。

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鏈接:

書名：軟體定義網路

作者：[美] Thomas D. Nadeau Ken Gray

譯者：畢軍

豆瓣評分：6.6

出版社：人民郵電出版社

出版年份：2014-4-5

頁數：360

內容簡介：

本書是關於SND 的權威指南，全面介紹了SDN 的定義、協議、標准及應用，討論了當前OpenFlow 模型及集中式網路控制、數據面生成、商業及開源控制器的結構與能力、賦予網路可編程能力的技術、數據中心由桌面向分布式演進的過程、網路功能可視化及服務鏈的關聯、構建和維護SDN 拓撲，以及理想的SDN 框架等。

作者簡介：

Thomas D. Nadeau目前在博科公司任傑出工程師，曾任瞻博公司網路平台系統部首席技術專家辦公室的傑出工程師。

Ken Gray目前在思科公司擔任高級總監，曾負責瞻博公司網路平台系統部門的技術戰略與創新。

㈨ 什麼是軟體定義

什麼是軟體定義存儲（SDS）（參考資料：網路：SDS）

軟體定義存儲工作機制

SDS 軟體通過虛擬數據平面對底層存儲進行抽象化，這使得虛擬機（和應用）成為了存儲調配和管理的基本單元。
通過在應用和可用資源之間實施靈活的隔離措施，常見的 hypervisor 可為應用均衡分配所需的全部 IT 資源（包括計算、內存、存儲和網路連接）。

軟體定義存儲 vs.傳統存儲架構

雖然沒有官方的定義，但軟體定義存儲就是將存儲硬體中的典型的存儲控制器功能抽出來放到軟體上。這些功能包括卷管理、RAID、數據保護、快照和復制等。軟體定義存儲允許用戶不必從特定廠商采購存儲控制器硬體如硬碟、快閃記憶體等存儲介質。並且，如果存儲控制器功能被抽離出來，該功能就可以放在基礎架構的任何一部分。它可以運行在特定的硬體上，在hypervisor內部，或者與虛機並行，形成真正的融合架構。

軟體定義存儲特點

• 自動化：管理得到簡化，成本也隨之下降。

• 標准介面：用於管理和維護存儲設備和服務的應用編程介面 (API)。

• 虛擬化數據路徑：可通過應用寫入數據的塊、文件和對象介面。

• 可擴展性：能在不影響性能的情況下橫向擴展存儲基礎架構。

• 透明：能夠監控並管理存儲空間的使用情況，並清楚知曉有哪些可用資源以及相應的成本。

軟體定義存儲優勢

1. 您可以自行選擇運行存儲服務的硬體。您所選購的 SDS 和硬體不一定要來自同一家公司。您可以使用任意商用或 x86 伺服器來構建基於 SDS 的存儲基礎架構。這意味著，您可以充分利用現有硬體來滿足不斷增長的存儲需求，

2. 從而做到經濟高效。SDS 採用了橫向擴展（而非縱向擴展）的分布式結構，允許您對容量和性能進行單獨調整。

3. 您可以加入大量數據源，以構建自己的存儲基礎架構。您可以將目標平台、外部磁碟系統、磁碟或快閃記憶體資源、虛擬伺服器以及基於雲的資源（甚至是工作負載的專用數據）連接到同一網路中，以創建統一的存儲宗卷。

4. SDS 可以基於您的容量需求自動進行調整。由於 SDS 不依賴於硬體，所以 SDS 的自動化也可自動實現，可從連接的任意存儲宗卷中調取數據。這種存儲系統可以根據數據需求和性能進行調整，且無需管理員干預，也無需添加新的連接或硬體。

5. 不存在任何限制。傳統的存儲區域網路受限於可用的節點（已分配 IP 地址的設備）數量。從定義來看，SDS 不存在類似限制。這意味著，在理論上，SDS 可以無限擴展。

軟體定義存儲用途

1. 容器：通過在容器應用中運行持久存儲，更加充分地利用您的容器應用；或者，通過在容器中運行 SDS，更加充分地利用您的存儲。

2. 雲基礎架構：支持私有雲、公共雲和混合雲架構，並能實現所需的敏捷性和可擴展性。

3. 大數據分析：快速安全地分析大型數據湖，以提升業務洞察力。

4. 超融合基礎架構：消除離散存儲層，並能與您企業中的各種虛擬化伺服器實例搭配使用。

5. 對象存儲：靈活可靠地存儲、備份和檢索 PB 級的數據。

6. 富媒體：您的富媒體存儲會日益擴展，因為您總是需要更多內容。

㈩ 軟體定義網路的優勢

由於傳統的網路設備（交換機、路由器）的固件是由設備製造商鎖定和控制，所以SDN希望將網路控制與物理網路拓撲分離，從而擺脫硬體對網路架構的限制。這樣企業便可以像升級、安裝軟體一樣對網路架構進行修改，滿足企業對整個網站架構進行調整、擴容或升級。而底層的交換機、路由器等硬體則無需替換，節省大量的成本的同時，網路架構迭代周期將大大縮短。
舉個不恰當的例子，SDN技術就相當於把每人家裡路由器的的管理設置系統和路由器剝離開。以前我們每台路由器都有自己的管理系統，而有了SDN之後，一個管理系統可用在所有品牌的路由器上。如果說網路系統是功能機，系統和硬體出廠時就被捆綁在一起，那麼SDN就是Android系統，可以在很多智能手機上安裝、升級，同時還能安裝更多更強大的手機App（SDN應用層部署）。