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軟件定義網絡架構

發布時間： 2022-11-10 10:27:11

軟件定義網絡架構，如圖1所示，軟件定義網絡分為數據層、控制層、應用層三層。數據層負責報文轉發，由網絡底層的物理轉發設備組成；控制層由網絡控制器實現，負責將設備的分布狀態抽象成全網視圖，以便眾多應用能夠通過全網信息進行網絡的統一配置；應用層提供具體的業務服務。

數據層與控制層之間的接口稱為南向接口，南向接口確保轉發設備完成狀態上報、數據轉發的任務；應用層與控制層的接口是北向接口，北向接口確保應用層業務掌握全網信息，并通過軟件編程方式調用所需網絡資源，方便網絡配置和應用部署等業務的快速推進。

控制層內部的接口稱為東西向接口，用于各控制器間的消息交互。網絡控制器作為軟件定義網絡的核心組成，負責在網絡設備與上層應用之間提供橋梁作用，為應用層提供編程接口使得上層應用能夠操作底層網絡設備；同時屏蔽底層網絡設備，開放數據層的可編程能力。

圖1　軟件定義網絡架構

目前主流開源網絡控制器包括：

（1）ON.Lab發布的開源SDN網絡操作系統ONOS，主要面向服務提供商和企業骨干網。如圖2所示，整個ONOS架構分為三個核心層：北向接口抽象層、分布式核心層、南向接口抽象層。北向接口抽象層將網絡和應用與控制、管理和配置服務的發展解耦；分布式核心層提供高可擴展性、高可用性及高性能，實現運營商級SDN控制平面特征；南向接口抽象層通過插件式的南向接口協議控制不同設備。

圖2　ONOS架構

（2）由IBM、Cisco、Microsoft、NEC、Juniper等共同合作啟動的OpenDaylight（ODL）項目。OpenDaylight總體架構如圖3所示，南向接口協議通過插件的形式實現多種協議支持；SAL服務抽象層為模塊和應用提供一致性服務，將來自上層的功能模塊的調用轉換為適合底層網絡設備的協議格式；網絡服務功能提供基本的網絡服務；ODL編程接口對上層應用提供統一的REST接口。

圖3　OpenDaylight總體架構

其他網絡控制器還有Ryu、Floodlight、NOX等。

國內商用網絡控制器主要有：

（1）華為首款全景SDN統一控制器Agile Controller 3.0（AC3.0），面向廣域網、數據中心網絡、企業園區及物聯網四大商業場景，AC3.0提供全網資源按需獲取、自動部署和智能調優的能力，可以將運營商網絡、數據中心網絡和企業園區網絡端到端地協同起來，從而實現對客戶網絡、帶寬需求的敏捷按需響應，有效提升云服務的資源調度效率，為客戶提升整網效能的同時保障最佳客戶體驗。

（2）中興通訊采用MICT-OS作為云網融合的Elastic Net的智能管控大腦和對外能力開放的中心，實現統一編排、自動運維和開放運營管理系統，MICT-OS構建統一業務與資源編排管理系統，實現業務一體化開發和統一發布、全網資源統一分配、彈性擴展，采用先進的微服務架構，不同的功能模塊以微服務組件方式無縫集成。

傳統網絡操作系統（網絡控制器）主要針對數據中心需求進行設計，一般采用分布式集群系統進行大規模網絡管控，存在管控流量大、控制流表數量大等問題，難以滿足彈性通信網絡環境可感知、容量可伸縮、屬性可變化、能力可調整、萬物可互聯的管控需求，因此需要設計、研究彈性通信網絡操作系統。

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