软件定义网络典型框架

㈠ “软件定义”的概念

所谓软件定义，就是用软件去定义系统的功能，用软件给硬件赋能，实现系统运行效率和能量效率最大化。软件定义的本质就是在硬件资源数字化、标准化的基础上，通过软件编程去实现虚拟化、灵活、多样和定制化的功能，对外提供客户化的专用智能化、定制化的服务，实现应用软件与硬件的深度融合。其核心是API(Application Programming Interface)。API解除了软硬件之间的耦合关系，推动应用软件向个性化方向发展，硬件资源向标准化方向发展，系统功能向智能化方向发展。API之上，一切皆可编程；API之下，“如无必要、勿增实体”。
软件定义有三大特点或者发展趋势，即：硬件资源虚拟化、系统软件平台化、应用软件多样化。硬件资源虚拟化是指将各种实体硬件资源抽象化抽象化，打破其物理形态的不可分割性，以便通过灵活重组、重用发挥其最大效能。系统软件平台化，实现，是指通过基础软件对硬件资源进行统一管控、按需分配按需配置与分配，并通过标准化的编程接口解除上层应用软件和底层硬件资源之间的紧耦合关系，使其可以各自独立演化。在成熟的平台化系统软件解决方案的基础上，应用软件不受硬件资源约束，将得到可持续地迅猛发展，整个系统将实现更多的功能、，对外提供更为灵活高效的和多样化的服务。软件定义的系统，将随着硬件性能的提升、算法效能的改进、应用数量的增多，逐步向智能系统演变。
我们正在步入一个“万物皆可互联、一切皆可编程”，的新时代，软件代码将成为一种最为重要的资产形式，软件编程将成为一种最为有效的生产方式。软件定义将迅速引发各个行业的变革。从软件定义无线电，、软件定义雷达，到软件定义网络、、软件定义存储、软件定义数据和知识中心，到软件定义汽车、软件定义卫星，再到软件定义制造、软件定义服务，甚至汽车、航空航天器等载运工具。软件定义将成为科技发展的重要推手，极大地提高各行各业的智能化程度和整个社会的智能化水平。
————中国电子学会软件定义推进委员会 刘光明 提供

㈡ 万物互联之软件定义网络的核心功能是什么

传统网络中部署 4-7 层服务存在哪些问题呢?用一句话总结，就是 4-7 层服务节点不能和位置解耦，这些节点成为网络拓扑的一个网元，和基本网络部分紧耦合，服务节点的增删改都会导致网络拓扑发生较大的变化，需要不停地调整网络的配置以适应，导致维护非常困难。其中任何一个节点都容易成为性能瓶颈，而且对于不想过服务节点的流量无法绕开，造成带宽的浪费，让本就捉襟见肘的性能更雪上加霜;旁挂方式的问题在于要逐跳配置复杂的策略路由，一旦网络节点增删改，或者进行服务节点的替换，就需要调整很多策略路由的配置，而且理解困难，又复杂又容易出错。所以 SDN 服务链功能在这里就特别重要了，把园区传统的通过策略路由方式的复杂引流策略转换为一种简单的按需使用，自由编排的引流方式来快速实现。这种通过软件实现方式可以为用户提供灵活的、可编程的、弹性的软硬件一体化解决方案。

万物互联的软件定义网络还有个核心功能是自动部署， SDN 控制器将整网的接入设备配置完全整合变成一份完全相同的配置文件，同时汇聚层设备也进行整合，变成一份相同的配置。这大大简化预配置文件编写的复杂度， 使得各层次设备配置模板化，自动部署的成本很难度大大降低，同时也避免了人为误操作的风险，使得万物自动部署从理论变成现实。

㈢ 软件定义网络的历史

回顾网络创新的历史，在20世纪90年代中期认为“推动网络的创新，需要在一个简单的硬件数据通路上编程”，即动态网络。它的问题在于隔离性、性能、复杂度。20世纪90年代后期认为，“为了推动网络创新，我们需要底层的数据通道是可编程的”，也即网络处理器。它的问题在于加剧了数据通道底层的复杂度。事实上在网络领域，我们一直以来没有分清一个简单通用的硬件底层与一个开放的上层编程环境之间的界限。之前的尝试往往犯以下错误：
1. 假设当前的IP路由底层是固定的，并试图在其外部编程，包括路由协议；
2. 自上而下地定义编程和控制模型。(但事实上Intel在选择x86指令集的时候，并没有定义Windows XP、Linux或者VMware)

㈣ 软件定义网络的介绍

软件定义网络（Software Defined Network, SDN ），是由Emulex提出的一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

㈤ SDN软件定义网络是干什么用的在企业内有哪些应用

软件定义网络（SDN）由多种网络技术组成，具有灵活敏捷的特点，它是一种可编程网络，主要通过OpenFlow技术来根据部署需求或后续需求更改网络的设置。与传统网络不同，软件定义网络（SDN）将网络设备的控制面与数据面分离开来，因此企业可以像升级、安装软件一样对网络架构进行修改，满足企业对整个网络结构进行调整、扩容或升级的需求，而底层的交换机、路由器等硬件则无需替换，节省大量的成本的同时，网络架构迭代周期也会大大缩短。

㈥ 什么是软件定义网络

话说最近网络虚拟化（Networking Virtualization，NV）和SDN真实热得发烫，先谈一下我个人的理解和看法。由于没有实际玩过相应的产品，所以也只是停留在理论阶段，而且尚在学习中，有些地方难以理解甚至理解错误，因此，特地来和大家交流一下。
早在2009年就出现了SDN（Software Defined Networking）的概念，但最近才开始被众人所关注，主要还是因为Google跳出来表态其内部数据中心所有网络都开始采用OpenFlow进行控制，将OpenFlow从原本仅是学术性的东西瞬间推到了商用领域。第二个劲爆的消息就是VMWare大手笔12.6个亿$收掉了网络虚拟化公司Nicira。
SDN只是一个理念，归根结底，她是要实现可编程网络，将原本封闭的网络设备控制面（Control Plane）完全拿到“盒子”外边，由集中的控制器来管理，而该控制器是完全开放的，因此你可以定义任何想实现的机制和协议。比如你不喜欢交换机/路由器自身所内置的TCP协议，希望通过编程的方式对其进行修改，甚至去掉它，完全由另一个控制协议取代也是可以的。正是因为这种开放性，使得网络的发展空间变为无限可能，换句话说，只有你想不到，没有你做不到。
那SDN为什么会和NV扯上关系呢？其实他们之间并没有因果关系，SDN不是为实现网络虚拟化而设计的，但正式因为SDN架构的先进性，使得网络虚拟化的任务也得以实现。很多人（包括我自己）在最初接触SDN的时候，甚至认为她就是NV，但实际上SDN的目光要远大得多，用句数学术语来说就是“NV包含于SDN，SDN包含NV”。
再来看看NV，为什么NV会如此火爆，归根结底还是因为云计算的崛起。服务器/存储虚拟化为云计算提供了基础架构支撑，也已经有成熟的产品和解决方案，但你会发现一个问题，即便如此，虚拟机的迁移依然不够灵活，例如VMWare vMotion可以做到VM在线迁移，EMC VPLEX可以做到双活站点，但虚拟机的网络（地址、策略、安全、VLAN、ACL等等）依然死死地与物理设备耦合在一起，即便虚拟机从一个子网成功地迁移到另一个子网，但你依然需要改变其IP地址，而这一过程，必然会有停机。另外，很多策略通常也是基于地址的，地址改了，策略有得改，所以依然是手动活，繁杂且易出错。所以说，要实现Full VM Migration，即不需要更改任何现有配置，把逻辑对象（比如IP地址）与物理网络设备去耦（decouple）才行。这是一个举例，总而言之，目的就是实现VM Migration Anywhere within the DataCenter non-disruptively，尤其是在云这样的多租户（Multi-tanency）环境里，为每一个租户提供完整的网络视图，实现真正的敏捷商务模型，才能吸引更多人投身于云计算。
SDN不是网络虚拟化的唯一做法，Network overly（mac in mac, ip in ip）的方式也是现在很多公司实际在使用的，比如Microsoft NVGRE、Cisco/VMWare VXLAN、Cisco OTV、Nicira STT等。事实上overly network似乎已经成为NV实现的标准做法，SDN模型下的NV实现目前更多的是在学术、研究领域。新技术总是伴随大量的竞争者，都想在此分一杯羹，甚至最后成为标准。好戏才刚刚上演，相信会越发精彩。
个人觉得这是一个非常有意思的话题，希望和大家交流心得，互相学习.
NV的目标就是如何呈现一个完全的网络给云环境中的每一个租户，租户可能会要求使用任何其希望使用的IP地址段，任何拓扑，当然更不希望在迁移至公共云的情况下需要更改其原本的IP地址，因为这意味着停机。所以，客户希望有一个安全且完全隔离的网络环境，保证不会与其他租户产生冲突。既然vMotion之类的功能能够让虚拟机在云中自由在线漂移，那网络是否也能随之漂移呢？这里简单介绍下微软的Hyper-v networking virtualization，到不是因为技术有多先进，只不过他的实现细节比较公开，而其它公司的具体做法相对封闭，难以举例。
其实微软的思路很简单，就是将原本虚拟机的二层Frame通过NVGRE再次封装到 IP packet中进行传输，使得交换机能够通过识别NVGRE的Key字段来判断数据包的最终目的地。这其实就是一个Network Overlay的做法，它将虚拟网络与物理网络进行了分离。试想，公司A和公司B都迁移到公有云且就那么巧，他们的一些虚拟机连接到了同一个物理交换机上，现在的问题是，他们各自的虚拟机原本使用的私有IP段是一样的，如果没有VLAN就会导致IP冲突。但现在看来，这已经不是问题，因为虚拟机之间的通信都要通过NVGRE的封装，而新的IP包在物理网络上传输时是走物理地址空间的，而物理地址空间是由云服务提供者所独占的，因此不存在IP冲突的情况。

总结一下就是，这里的网络虚拟化可以认为是IP地址虚拟化，将虚拟网络的IP与物理网络完全分离，这样做就可以避免IP冲突，跨子网在线迁移虚拟机的问题，微软的要求是：虚拟机可以在数据中心中任意移动，而客户不会有任何感觉，这种移动能力带来了极大的灵活性。
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 软件定义网络的设计

从路由器的设计上看，它由软件控制和硬件数据通道组成。软件控制包括管理(CLI,SNMP)以及路由协议(OSPF,ISIS,BGP)等。数据通道包括针对每个包的查询、交换和缓存。这方面有大量论文在研究，引出三个开放性的话题，即“提速2倍”，确定性的(而不是概率性的)交换机设计，以及让路由器简单。
事实上在路由器设计方面我们已经迷失了方向，因为有太多的复杂功能加入到了体系结构当中，比如OSPF，BGP，组播，区分服务，流量工程，NAT，防火墙，MPLS，冗余层等等。个人认为，我们在20世纪60年代定义的“哑的，最小的”数据通路已经臃肿不堪。

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链接:

书名：软件定义网络

作者：[美] Thomas D. Nadeau Ken Gray

译者：毕军

豆瓣评分：6.6

出版社：人民邮电出版社

出版年份：2014-4-5

页数：360

内容简介：

本书是关于SND 的权威指南，全面介绍了SDN 的定义、协议、标准及应用，讨论了当前OpenFlow 模型及集中式网络控制、数据面生成、商业及开源控制器的结构与能力、赋予网络可编程能力的技术、数据中心由桌面向分布式演进的过程、网络功能可视化及服务链的关联、构建和维护SDN 拓扑，以及理想的SDN 框架等。

作者简介：

Thomas D. Nadeau目前在博科公司任杰出工程师，曾任瞻博公司网络平台系统部首席技术专家办公室的杰出工程师。

Ken Gray目前在思科公司担任高级总监，曾负责瞻博公司网络平台系统部门的技术战略与创新。

㈨ 什么是软件定义

什么是软件定义存储（SDS）（参考资料：网络：SDS）

软件定义存储工作机制

SDS 软件通过虚拟数据平面对底层存储进行抽象化，这使得虚拟机（和应用）成为了存储调配和管理的基本单元。
通过在应用和可用资源之间实施灵活的隔离措施，常见的 hypervisor 可为应用均衡分配所需的全部 IT 资源（包括计算、内存、存储和网络连接）。

软件定义存储 vs.传统存储架构

虽然没有官方的定义，但软件定义存储就是将存储硬件中的典型的存储控制器功能抽出来放到软件上。这些功能包括卷管理、RAID、数据保护、快照和复制等。软件定义存储允许用户不必从特定厂商采购存储控制器硬件如硬盘、闪存等存储介质。并且，如果存储控制器功能被抽离出来，该功能就可以放在基础架构的任何一部分。它可以运行在特定的硬件上，在hypervisor内部，或者与虚机并行，形成真正的融合架构。

软件定义存储特点

• 自动化：管理得到简化，成本也随之下降。

• 标准接口：用于管理和维护存储设备和服务的应用编程接口 (API)。

• 虚拟化数据路径：可通过应用写入数据的块、文件和对象接口。

• 可扩展性：能在不影响性能的情况下横向扩展存储基础架构。

• 透明：能够监控并管理存储空间的使用情况，并清楚知晓有哪些可用资源以及相应的成本。

软件定义存储优势

1. 您可以自行选择运行存储服务的硬件。您所选购的 SDS 和硬件不一定要来自同一家公司。您可以使用任意商用或 x86 服务器来构建基于 SDS 的存储基础架构。这意味着，您可以充分利用现有硬件来满足不断增长的存储需求，

2. 从而做到经济高效。SDS 采用了横向扩展（而非纵向扩展）的分布式结构，允许您对容量和性能进行单独调整。

3. 您可以加入大量数据源，以构建自己的存储基础架构。您可以将目标平台、外部磁盘系统、磁盘或闪存资源、虚拟服务器以及基于云的资源（甚至是工作负载的专用数据）连接到同一网络中，以创建统一的存储宗卷。

4. SDS 可以基于您的容量需求自动进行调整。由于 SDS 不依赖于硬件，所以 SDS 的自动化也可自动实现，可从连接的任意存储宗卷中调取数据。这种存储系统可以根据数据需求和性能进行调整，且无需管理员干预，也无需添加新的连接或硬件。

5. 不存在任何限制。传统的存储区域网络受限于可用的节点（已分配 IP 地址的设备）数量。从定义来看，SDS 不存在类似限制。这意味着，在理论上，SDS 可以无限扩展。

软件定义存储用途

1. 容器：通过在容器应用中运行持久存储，更加充分地利用您的容器应用；或者，通过在容器中运行 SDS，更加充分地利用您的存储。

2. 云基础架构：支持私有云、公共云和混合云架构，并能实现所需的敏捷性和可扩展性。

3. 大数据分析：快速安全地分析大型数据湖，以提升业务洞察力。

4. 超融合基础架构：消除离散存储层，并能与您企业中的各种虚拟化服务器实例搭配使用。

5. 对象存储：灵活可靠地存储、备份和检索 PB 级的数据。

6. 富媒体：您的富媒体存储会日益扩展，因为您总是需要更多内容。

㈩ 软件定义网络的优势

由于传统的网络设备（交换机、路由器）的固件是由设备制造商锁定和控制，所以SDN希望将网络控制与物理网络拓扑分离，从而摆脱硬件对网络架构的限制。这样企业便可以像升级、安装软件一样对网络架构进行修改，满足企业对整个网站架构进行调整、扩容或升级。而底层的交换机、路由器等硬件则无需替换，节省大量的成本的同时，网络架构迭代周期将大大缩短。
举个不恰当的例子，SDN技术就相当于把每人家里路由器的的管理设置系统和路由器剥离开。以前我们每台路由器都有自己的管理系统，而有了SDN之后，一个管理系统可用在所有品牌的路由器上。如果说网络系统是功能机，系统和硬件出厂时就被捆绑在一起，那么SDN就是Android系统，可以在很多智能手机上安装、升级，同时还能安装更多更强大的手机App（SDN应用层部署）。