SDN的网络架构几层（sdn网络结构）
今天给各位分享SDN的网络架构几层的知识，其中也会对sdn网络结构进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
本文目录一览：
sdn网络架构的三大特征
SDN是Software Defined Network(软件定义网络)的缩写，顾名思义，这种网络技术的最大特点就是可以对网络进行编程。
SDN是一种非常新兴的技术，通过增加对网络的可编程性来革新当前偏重静态、配置复杂、改动麻烦的网络架构。SDN的一个非常大的优点就是它不属于某一家商业公司，而是属于所有IT企业和一些标准组织，因此SDN的发展也可以打破目前一些网络巨头的垄断并为网络技术的飞速发展提供动力。
SDN的定义和架构都不只有一种，但是最重要的一个就是ONF(Open Network Foundation开放网络基金会)定义的SDN和架构。因为其他的一些定义和架构多少会偏向于少数商业利益团体，所以我们以这个最为开放，也最为'标准化'的定义来介绍SDN。
如上所说，SDN就是通过软件编程来构造的网络，这种网络和传统的网络(比如以交换机、路由器为基础设施的网络)都可以实现作为一个网络应该具有的互联共享功能。但是相比后者，SDN网络带来一些更加强大的优势，查阅了身边的一些书籍和ONF***上的一些资料，下面把这些优点用好理解的方式大致介绍一下，有些不大显眼的优点这里就不列出来了：
1. SDN网络可以建立在以x86为基础的机器上，因为这类机器通常相比专业的网络交换设备要更加便宜，所以SDN网络可以省下不少构建网络的费用，尤其是你的网络根本不需要太豪华的时候。
2. SDN网络能够通过自己编程实现的标识信息来区分底层的网络流量，并为这些流量提供更加具体的路由，比如现在底层来了一段语音流量和一段数据流量，通常语音流向需要的带宽很小但是相对来说实时性大一点，但是数据流量则正好相反，SDN网络可以通过辨别这两种流量然后将他们导入到不同的应用中进行处理。
3. SDN可以实现更加细粒度的网络控制，比如传统网络通常是基于IP进行路由，但是SDN可以基于应用、用户、会话的实时变化来实现不同的控制。
4. 配置简单，扩展性良好，使用起来更加灵活。
ONF的SDN基本架构：
注意，已经强调这是"ONF"的SDN结构体系了，因为ONF类似于开放的SDN的标准组织，所以大多数情况你只需要在意这个结构体系。
其实上图是一个最为简单概览的SDN结构体系图，可以看到它分为三个平面(最右边的花括号)，自下而上分别是：
1. 数据平面(基础设施层)：包括一些网络单元(Network element)，每个网络单元都可以提供网络流量。
2. 控制平面(控制层)：这一层上最重要的就是SDN控制器(SDN controller)，SDN控制器是SDN网络中的核心组件，担任着控制网络流量的重要任务。
3. 应用平面(应用层)：包括各种应用程序。
除了三个平面还有两个接口非常重要：
1. 南向接口(Southbound Interface或D-CPI)：位于数据平面和控制平面之间，负责SDN控制器与网络单元之间的数据交换和交互操作，OpenFlow就是最著名的工作在南向接口的协议。
2. 北向接口(Northbound Interface或A-CPI)：位于控制平面与应用平面之间，上层的应用程序通过北向接口获取下层的网络***，并通过北向接口向下层网络发送数据。
刚才说了这是SDN的最概览的一个体系结构，其实在这个体系结构中还要加入相应的管理层，请看这张图：
可以看到每一层其实都并不是只包含自己要负责的功能，每一层都多少会涵盖一些管理类的功能。
途中蓝色的方块的区域可以被看做是网络的提供者，红、绿色方块的区域可以被看做是网络的消耗者。这张图更加直白的凸显了"平面"这个概念。
SDN虚拟专线是什么？
sdn专线架构是怎样的?如何工作?
SDN专线
在软件定义的网络中，网络工程师或管理员可以调整来自中央控制台的流量，而无需触摸网络中的各个交换机。集中式 SDN控制器 指导交换机在任何需要的地方提供网络服务，而与服务器和设备之间的特定连接无关。
此过程与传统的网络体系结构有所不同，在传统的网络体系结构中，单个网络设备会根据其配置的路由表做出流量决策。
SDN架构
SDN体系结构的典型表示包括三层：应用程序层，控制层和基础结构层。
毫不奇怪，应用程序层包含组织使用的典型网络应用程序或功能，其中可能包括入侵检测系统，负载平衡或防火墙。在传统网络将使用专用设备(例如防火墙或负载平衡器)的情况下，软件定义的网络将设备替换为使用控制器来管理数据平面行为的应用程序。
SDN架构层
SDN体系结构将网络分为三个可区分的层，通过北向和南向API进行连接。
控制层代表集中式SDN控制器软件，该软件充当软件定义网络的大脑。该控制器驻留在服务器上，并管理整个网络中的策略和流量。
基础设施层由网络中的物理交换机组成。
这三层使用各自的北向和南向应用程序编程接口(API)进行通信。例如， 尽管存在其他协议，但是应用程序通过其北向接口与控制器进行通信，而控制器和交换机使用南向接口(例如 OpenFlow)进行通信。
对于控制器的北向API，目前尚无正式标准来将OpenFlow作为通用的南向接口进行匹配。鉴于其广泛的供应商支持，OpenDaylight控制器的北向API可能会逐渐成为事实上的标准。
SDN的工作方式
SDN包含多种类型的技术，包括功能分离，网络虚拟化和 通过可编程性的自动化。
最初，SDN技术仅专注于将网络 控制平面 与数据平面分离。尽管控制平面决定了数据包应如何流经网络，但数据平面实际上将数据包从一个地方移到另一个地方。
在经典的SDN场景中，数据包到达网络交换机，并且交换机专有固件中内置的规则告诉交换机将数据包转发到何处。这些数据包处理规则从中央控制器发送到交换机。
交换机根据需要向控制器查询指导，并为控制器提供有关其处理的流量的信息。交换机将沿同一路径发送到达相同目的地的每个数据包，并以完全相同的方式对待所有数据包。
软件定义的网络使用有时称为自适应 或 动态的操作模式，在该模式下， 交换机向控制器发出针对没有特定路由的数据包的路由请求。此过程与自适应路由是分开的 ，后者是通过路由器和基于网络拓扑的算法而不是通过控制器发出路由请求。
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SDN的虚拟化方面通过虚拟覆盖层发挥作用，虚拟覆盖层是物理网络之上逻辑上独立的网络。用户可以实现端到端覆盖，以抽象化基础网络并分段网络流量。这种微细分对于具有多租户云环境和云服务的服务提供商和运营商特别有用，因为他们可以为每个租户提供具有特定策略的单独虚拟网络。
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sdn网络中underlay和overlay网络的区别和联系各是什么？
sdn网络中underlay和overlay网络的区别：
1、概念不同
underlay是传统单层网络，是当前数据中心网络基础转发架构的网络，而overlay是一层逻辑网络，指通过控制协议对边缘的网络设备进行网络构建和扩展。
联系：
underlay网络与overlay网络相互独立而又相互联系。
1、overlay网络使用underlay网络点对点传递报文
2、报文如何传递到overlay网络的目的节点完全取决于underlay网络的控制平面和数据平面
3、报文在overlay网络出入的节点处理则完全由overlay网络的封装协议来决定
4、Overlay网络也是一个网络，是建立在Underlay网络之上的网络
5、Overlay网络的节点通过虚拟的或逻辑的链接进行通信，每一个虚拟的或逻辑的链接对应于Underlay网络的一条路径(Path)，由多个前后衔接的链接组成。
SDN的相关概念：
软件定义网络（Software Defined Network, SDN ），是Emulex网络一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式，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，使网络作为管道变得更加智能。
SDN网络架构
实现了网络设备与转发的分离
网络虚拟化的一种实现方式，核心技术是OpenFlow
实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能
由若干网元构成，每个网元包含一个或多个SDN数据路径
SDN 数据路径，逻辑上的网络设备，负责转发和处理数据，包含控制数据平面接口（CDPI）、代理、转发引擎表和处理功能
数据面关键技术：对数据面进行抽象建模
包括北向接口代理、SDN控制逻辑、控制数据平面接口驱动三部分
两个任务：1.将SDN应用层请求转换到SDN Datapath
2.为SDN应用提供底层网络的抽象模型（状态或***）
关键技术：控制器，网络操作系统或网络控制器
包括SDN应用逻辑和北向接口驱动
应用平面通过北向接口与SDN控制器交互
负责静态的工作：网元初始化配置，指定控制器，定义控制器及应用的控制范围
控制平面与数据平面之间的接口
功能：转发行为控制、设备性能查询、统计报告、***通知等
关键技术：转发面开放协议（南向接口协议）：允许控制器控制交换机的配置以及相关转发行为
Openflow协议
应用层面与控制层面的接口，向应用层提供抽象的网络视图，使应用能直接控制网络的行为
关键技术：接口设计：控制器将网络能力封装后开放接口，供上层业务调用
REST API 成为SDN北向接口的主流设计
什么是网络虚拟化和SDN
SDN与网络虚拟化
由于早期成功的的SDN方案中网络虚拟化案例较多，有的读者可能会认为SDN和网络虚拟化是同一个层面的，然而这是一个错误的说法。SDN不是网络虚拟化，网络虚拟化也不是SDN。SDN是一种集中控制的网络架构，可将网络划分为数据层面和控制层面。而网络虚拟化是一种网络技术，可以在物理拓扑上创建虚拟网络。传统的网络虚拟化部署需要手动逐跳部署，其效率低下，人力成本很高。而在数据中心等场景中，为实现快速部署和动态调整，必须使用自动化的业务部署。SDN的出现给网络虚拟化业务部署提供了新的解决方案。通过集中控制的方式，网络管理员可以通过控制器的API来编写程序，从而实现自动化的业务部署，大大缩短业务部署周期，同时也实现随需动态调整。
随着IaaS的发展，数据中心网络对网络虚拟化技术的需求将会越来越强烈。SDN出现不久后，SDN初创公司Nicira就开发了网络虚拟化产品NVP(Network Virtualization Platform)。Nicira被VMware收购之后，VMware结合NVP和自己的产品vCloud Networking and Security (vCNS)，推出了VMware的网络虚拟化和安全产品NSX。NSX可以为数据中心提供软件定义化的网络虚拟化服务。由于网络虚拟化是SDN早期少数几个可以落地的应用，所以大众很容易将网络虚拟化和SDN弄混淆。正如前面所说，网络虚拟化只是一种网络技术，而基于SDN的网络架构可以更容易地实现网络虚拟化。
SDN实现网络虚拟化
通过SDN实现网络虚拟化需要完成物理网络管理，网络***虚拟化和网络隔离三部分工作。而这三部分内容往往通过专门的中间层软件完成，我们称之为网络虚拟化平台。虚拟化平台需要完成物理网络的管理和抽象虚拟化，并分别提供给不同的租户。此外，虚拟化平台还应该实现不同租户之间的相互隔离，保证不同租户互不影响。虚拟化平台的存在使得租户无法感知到网络虚拟化的存在，也即虚拟化平台可实现用户透明的网络虚拟化。
虚拟化平台
虚拟化平台是介于数据网络拓扑和租户控制器之间的中间层。面向数据平面，虚拟化平面就是控制器，而面向租户控制器，虚拟化平台就是数据平面。所以虚拟化平台本质上具有数据平面和控制层面两种属性。在虚拟化的核心层，虚拟化平台需要完成物理网络***到虚拟***的虚拟化映射过程。面向租户控制器，虚拟化平台充当数据平面角色，将模拟出来的虚拟网络呈现给租户控制器。从租户控制器上往下看，只能看到属于自己的虚拟网络，而并不了解真实的物理网络。而在数据层面的角度看，虚拟化平台就是控制器，而交换机并不知道虚拟平面的存在。所以虚拟化平台的存在实现了面向租户和面向底层网络的透明虚拟化，其管理全部的物理网络拓扑，并向租户提供隔离的虚拟网络。
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