2024年3月18日发(作者：修熠彤)
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SDN架构与解析：深度开放与融合
长期以来，网络技术总是以被动方式进展演变，并且大量的技术革新都落地在网络设备
本身，如带宽不断提升，从千兆到万兆、再到40G和100G;设备体系架构变化，也是为了性
能地不断提升，从交换能力几十Gbps提升到T级别以致100T级别;组网变化，网络设备的
N:1集群性质的虚拟化，在一定围和一定规模上优化了网络架构，简化了网络设计;大二层网
络技术，通过消除环路因素，支持了虚拟化条件下的虚机大围二层扩散性计算。
新的技术商用，总会引起设备的升级换代，并且随着流量的巨大变化，网络的部署与变
更技术上越来越复杂，网络在应对流量变化上很难有良好的预期性，在当前方式下，一旦完
成业务部署，效劳器通过网线连入网络，应用流量吞吐对网络的影响就难以控制、网络的调
整也就变得相当滞后。
软件定义网络——SDN(Software Defined Network)的出现和理念演进，开场改变网络被动
性的现状，使网络具备较大灵活程度的“定义〞能力;这种可定义性，是网络主动“处理〞
流量而不仅仅是被动“承载〞流量，并使得网络与计算之间的关系不仅仅是“对接〞，而是
“交互〞。
SDN的思想集中表达在控制面与实体数据转发层面之间别离，这对网络交换机的工作方式产
生了深远的影响。高端用户原本就不满足于使用网络预先设定好的功能，而是希望在自己的
业务功能不断丰富变化的过程中，能够按照自身需求快速进展调整。而在控制层面别离出来
后，或者说控制层面可以开放出来，更能实现虚拟化的灵活性，使得用户能够进展程序编制，
那么基于应用与流量变化的快速响应，便不需要完全依赖于设备供给商的长周期软硬件升级
来完成。
SDN的思想是将更多的控制权交给网络使用者，除了设计部署、配置变更，还可以进展网络
软件的重构，使得新的技术验证可以先于商业化。这种网络能够以抽象化的方式解决网络的
复杂性问题，解除了用户收支网络功能和特性的紧约束，能够在更高层面研究和满足项业务
需求。
当前主流SDN的概念探讨
最经典的SDN架构描述是来自ONF(Open Network Foundation)的SDN体系架构图(如图1
所示)。
. 可修编.
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图1 SDN体系架构
图1表达了SDN的分层解耦合概念，包括通用的根底硬件层、硬件抽象层、网络操作
系统、上层应用。其中根底硬件与硬件抽象两层组成物理网络设备，也就是SDN架构中的
数据转发层面;网络操作系统与上层应用组成了控制层面。数据转发层面与控制层面之间以
一种标准化的交互协议来解耦合，此协议当前为 OpenFlow。这种去耦合的架构，说明网络
操作系统及网络应用(如路由控制协议等)不必运行在物理设备上，而可以运行在外部系统(如
X86架构的效劳器)，从而实现网络控制的灵活可编程性。
除了解耦合控制层面与数据转发层面，SDN还引入了集中控制的概念(如图2所示)。对
于传统的设备，因为不同的硬件、供给商私有的软件，使得网络本身相对封闭，只能通过标
准的互通协议与计算设备配合运行。网络中所有设备的自身系统都是相对孤立和分散的，网
络控制分布在所有设备中，网络变更复杂、工作量大，并且因为设备异构，管理上兼容性很
差，不同设备的功能与配置差异极大;同时网络功能的修改或演进，会涉及到全网的升级与
更新。而在SDN的开放架构下，一定围的网络(或称SDN域)，由集中统一的控制逻辑单元
来实施管理，由此解决了网络量设备分散独立运行管理的问题，使得网络的设计、部署、运
维、管理在一个控制点完成，而底层网络差异性也因为解耦合的架构得到了消除。集中控制
在网络中引入了SDN区别于传统网络架构的角色——SDN Controller，也就是运行SDN网络操
作系统并控制所有网络节点的控制单元。SDN能够提供网络应用的接口，在此根底上按照业
务需求进展软件设计与编程，并且是在SDN Controller上加载，从而使得全网迅速升级新的
网络功能，而不必再对每个网元节点进展独立操作。
. 可修编.
2024年3月18日发(作者：修熠彤)
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SDN架构与解析：深度开放与融合
长期以来，网络技术总是以被动方式进展演变，并且大量的技术革新都落地在网络设备
本身，如带宽不断提升，从千兆到万兆、再到40G和100G;设备体系架构变化，也是为了性
能地不断提升，从交换能力几十Gbps提升到T级别以致100T级别;组网变化，网络设备的
N:1集群性质的虚拟化，在一定围和一定规模上优化了网络架构，简化了网络设计;大二层网
络技术，通过消除环路因素，支持了虚拟化条件下的虚机大围二层扩散性计算。
新的技术商用，总会引起设备的升级换代，并且随着流量的巨大变化，网络的部署与变
更技术上越来越复杂，网络在应对流量变化上很难有良好的预期性，在当前方式下，一旦完
成业务部署，效劳器通过网线连入网络，应用流量吞吐对网络的影响就难以控制、网络的调
整也就变得相当滞后。
软件定义网络——SDN(Software Defined Network)的出现和理念演进，开场改变网络被动
性的现状，使网络具备较大灵活程度的“定义〞能力;这种可定义性，是网络主动“处理〞
流量而不仅仅是被动“承载〞流量，并使得网络与计算之间的关系不仅仅是“对接〞，而是
“交互〞。
SDN的思想集中表达在控制面与实体数据转发层面之间别离，这对网络交换机的工作方式产
生了深远的影响。高端用户原本就不满足于使用网络预先设定好的功能，而是希望在自己的
业务功能不断丰富变化的过程中，能够按照自身需求快速进展调整。而在控制层面别离出来
后，或者说控制层面可以开放出来，更能实现虚拟化的灵活性，使得用户能够进展程序编制，
那么基于应用与流量变化的快速响应，便不需要完全依赖于设备供给商的长周期软硬件升级
来完成。
SDN的思想是将更多的控制权交给网络使用者，除了设计部署、配置变更，还可以进展网络
软件的重构，使得新的技术验证可以先于商业化。这种网络能够以抽象化的方式解决网络的
复杂性问题，解除了用户收支网络功能和特性的紧约束，能够在更高层面研究和满足项业务
需求。
当前主流SDN的概念探讨
最经典的SDN架构描述是来自ONF(Open Network Foundation)的SDN体系架构图(如图1
所示)。
. 可修编.
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图1 SDN体系架构
图1表达了SDN的分层解耦合概念，包括通用的根底硬件层、硬件抽象层、网络操作
系统、上层应用。其中根底硬件与硬件抽象两层组成物理网络设备，也就是SDN架构中的
数据转发层面;网络操作系统与上层应用组成了控制层面。数据转发层面与控制层面之间以
一种标准化的交互协议来解耦合，此协议当前为 OpenFlow。这种去耦合的架构，说明网络
操作系统及网络应用(如路由控制协议等)不必运行在物理设备上，而可以运行在外部系统(如
X86架构的效劳器)，从而实现网络控制的灵活可编程性。
除了解耦合控制层面与数据转发层面，SDN还引入了集中控制的概念(如图2所示)。对
于传统的设备，因为不同的硬件、供给商私有的软件，使得网络本身相对封闭，只能通过标
准的互通协议与计算设备配合运行。网络中所有设备的自身系统都是相对孤立和分散的，网
络控制分布在所有设备中，网络变更复杂、工作量大，并且因为设备异构，管理上兼容性很
差，不同设备的功能与配置差异极大;同时网络功能的修改或演进，会涉及到全网的升级与
更新。而在SDN的开放架构下，一定围的网络(或称SDN域)，由集中统一的控制逻辑单元
来实施管理，由此解决了网络量设备分散独立运行管理的问题，使得网络的设计、部署、运
维、管理在一个控制点完成，而底层网络差异性也因为解耦合的架构得到了消除。集中控制
在网络中引入了SDN区别于传统网络架构的角色——SDN Controller，也就是运行SDN网络操
作系统并控制所有网络节点的控制单元。SDN能够提供网络应用的接口，在此根底上按照业
务需求进展软件设计与编程，并且是在SDN Controller上加载，从而使得全网迅速升级新的
网络功能，而不必再对每个网元节点进展独立操作。
. 可修编.