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软件定义网络架构

发布时间: 2022-11-10 10:27:11

软件定义网络架构,如图1所示,软件定义网络分为数据层、控制层、应用层三层。数据层负责报文转发,由网络底层的物理转发设备组成;控制层由网络控制器实现,负责将设备的分布状态抽象成全网视图,以便众多应用能够通过全网信息进行网络的统一配置;应用层提供具体的业务服务。

数据层与控制层之间的接口称为南向接口,南向接口确保转发设备完成状态上报、数据转发的任务;应用层与控制层的接口是北向接口,北向接口确保应用层业务掌握全网信息,并通过软件编程方式调用所需网络资源,方便网络配置和应用部署等业务的快速推进。

控制层内部的接口称为东西向接口,用于各控制器间的消息交互。网络控制器作为软件定义网络的核心组成,负责在网络设备与上层应用之间提供桥梁作用,为应用层提供编程接口使得上层应用能够操作底层网络设备;同时屏蔽底层网络设备,开放数据层的可编程能力。


图1 软件定义网络架构

目前主流开源网络控制器包括:

(1)ON.Lab发布的开源SDN网络操作系统ONOS,主要面向服务提供商和企业骨干网。如图2所示,整个ONOS架构分为三个核心层:北向接口抽象层、分布式核心层、南向接口抽象层。北向接口抽象层将网络和应用与控制、管理和配置服务的发展解耦;分布式核心层提供高可扩展性、高可用性及高性能,实现运营商级SDN控制平面特征;南向接口抽象层通过插件式的南向接口协议控制不同设备。


图2 ONOS架构

(2)由IBM、Cisco、Microsoft、NEC、Juniper等共同合作启动的OpenDaylight(ODL)项目。OpenDaylight总体架构如图3所示,南向接口协议通过插件的形式实现多种协议支持;SAL服务抽象层为模块和应用提供一致性服务,将来自上层的功能模块的调用转换为适合底层网络设备的协议格式;网络服务功能提供基本的网络服务;ODL编程接口对上层应用提供统一的REST接口。


图3 OpenDaylight总体架构

其他网络控制器还有Ryu、Floodlight、NOX等。

国内商用网络控制器主要有:

(1)华为首款全景SDN统一控制器Agile Controller 3.0(AC3.0),面向广域网、数据中心网络、企业园区及物联网四大商业场景,AC3.0提供全网资源按需获取、自动部署和智能调优的能力,可以将运营商网络、数据中心网络和企业园区网络端到端地协同起来,从而实现对客户网络、带宽需求的敏捷按需响应,有效提升云服务的资源调度效率,为客户提升整网效能的同时保障最佳客户体验。

(2)中兴通讯采用MICT-OS作为云网融合的Elastic Net的智能管控大脑和对外能力开放的中心,实现统一编排、自动运维和开放运营管理系统,MICT-OS构建统一业务与资源编排管理系统,实现业务一体化开发和统一发布、全网资源统一分配、弹性扩展,采用先进的微服务架构,不同的功能模块以微服务组件方式无缝集成。

传统网络操作系统(网络控制器)主要针对数据中心需求进行设计,一般采用分布式集群系统进行大规模网络管控,存在管控流量大、控制流表数量大等问题,难以满足弹性通信网络环境可感知、容量可伸缩、属性可变化、能力可调整、万物可互联的管控需求,因此需要设计、研究弹性通信网络操作系统。

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