软件定义网络第四章opendaylight原理与实践（8个课时）ppt课件（完整版）.ppt

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1、软件定义网络第四章opendaylight原理与实践（8个课时）ppt课件（完整版）Software Defined NetworkSDN软件定义网络软件定义网络 第四章第四章 OpenDayLight原理与实践原理与实践3目录OpenDayLight安装使用安装使用OpenDayLight应用实例应用实例OpenDayLight应用实践应用实践OpenDayLight简介简介OpenDayLight系统架构系统架构4OpenDaylight简介ODL是一个基于SDN开发的模块化、可扩展、可升级、支持多协议的控制器框架。引入SAL屏蔽不同协议的差异性，支持多种南向协议插件。北向接口可扩展性强，

2、REST型API用于松耦合应用，OSGI型用于紧耦合应用。ODL控制平台采用了OSGI框架，实现了模块化和可扩展化，为OSGI模块和服务提供了版本和周期管理。5OpenDaylight简介Opendaylight是Linux基金会的一个合作项目。目前，包括十二个项目，每一个项目都有自己的代码库。这些项目中与openflow相关的项目的有controller、openflowjava和openflowplugin，目前，controller仅支持openflow 1.0， openflowplugin是一个单独的项目，将来它的core部分要集成到controller中，使controller支持

3、openflow 1.3及以上的版本。图1 Opendaylight阵营 6OpenDaylight简介Opendaylight controller使用java编写，运行在JVM上，理论上来说可以部署到任何支持JAVA的平台上，但是其官网文档推荐的最佳运行环境为最新的Linux（Ubuntu 12.04+）及JVM 1.7+。OpenDaylight Controller提供了一个模块化的开放SDN控制器，它提供了开放的北向 API（开放给应用的接口），同时南向支持多种包括openflow在内的多种SDN协议。底层支持混合模式的交换机和经典的Openflow交换机。7目录OpenDayLig

4、ht安装使用安装使用OpenDayLight应用实例应用实例OpenDayLight应用实践应用实践OpenDayLight简介简介OpenDayLight系统架构系统架构8OpenDaylight控制器架构分析ODL是一个基于SDN开发的模块化、可扩展、可升级、支持多协议的控制器框架。引入SAL屏蔽不同协议的差异性，支持多种南向协议插件。北向接口可扩展性强，REST型API用于松耦合应用，OSGI型用于紧耦合应用。ODL控制平台采用了OSGI框架，实现了模块化和可扩展化，为OSGI模块和服务提供了版本和周期管理。9ODL控制器结构图ODL控制器可以运行在任何支持JAVA的平台上，结构如左图所

5、示，大体分为三部分，网络APP和业务流程层、控制器平台层以及物理和虚拟网络设备层，并且用北向接口与南向接口将三者连接。10ODL控制器结构图控制器向应用层提供北向接口，应用使用控制器收集信息，利用控制器做分析，部署新的网络规则等。南向接口可支持多种协议，openflow1.0、openflow1.3、BGP-LS等，这些协议插件动态地连接在SAL上。11最底层由物理、虚拟设备组成。例如交换机、路由器等在网络端点间建立连接。支持混合式交换机和经典openflow交换机。物理和虚拟网络设备层12南向接口ODL向下层提供的接口称之为南向接口，南向接口支持多种协议。如OpenFlow 1.0、 Ope

6、nFlow 1.3,OVSDB、NETCONF、LISP、BGP、PCEP和SNMP等。这些协议模块以插件的方式动态挂在SAL上。13协议模块主要有OpenFlow、OVSDB、NETCONF、LISP、BGP、PCEP和SNMP等协议模块。其中OF最具代表性，OF是控制器与交换机之间的通信准则，管理网络设备会话连接以及协议交互，一方面监听底层设备的消息，另一方面将上层请求下发到底层设备，此外还支持链路发现服务。协议模块14控制器基本服务功能模块包含拓扑管理、统计管理模块、交换机管理模块、转发管理模块、主机追踪模块、ARPHandler模块。控制器需要知道设备的能力以及可到达性等才能控制设备，

7、这些信息由拓扑管理模块存储、管理。而 ARP handler、 Host Tracker、 Device Manager 和Switch Manager 等其他模块帮助生成拓扑数据库。控制器平台层1、基本网络服务功能15就是管理拓扑图，但它不是独立运作的，需要其他模块协助才能实现拓扑管理功能。拓扑模块管理节点、连接、主机等信息，负责拓扑计算。拓扑模块与OF协议模块、ARPHandler模块、HostTracker模块、SAL模块等紧密联系，通过与这些模块的交互获取节点、连接、主机等信息。拓扑管理模块16统计模块用于收集流、端口、表的统计信息，并开放相关API。用于管理南向接口连接的底层设备。转

8、发管理模块就是负责管理转发规则，以增、删、改、查流规则实现管理。由上层下达事件或是底层上报事件。该模块循环读取事件，并对不同的事件进行针对性处理。统计模块、交换机管理模块及转发管理模块17拓展服务功能拓展服务功能是在基础版之后添加的，包括Affinity service、Open Stack service、LISP service、OVSDB Neutron、VTN Manager和oDMC。 Affinity service 是关联元数据服务模块，作为外部应用程序的主导，用于表达工作量关系和服务水平。18Open stack service模块Open stack service模块用于提

9、供openstack对接服务，openstack的宗旨是帮助组织运行虚拟计算或存储服务的云，为公有云、私有云，也为大云、小云提供可扩展的、灵活的 云 计 算 。 该 模 块 用 于 与o p e n s t a c k 对 接 ， 添 加o p e n s t a c k 插 件 并 利 用openstack的功能。 19LISP service插件LISP service插件用于创建虚拟网络的 L I S P 映 射 服 务 （ M a p p i n g service）。 LISP流映射提供LISP Map-Server和LISP Map-Resolver 服务，分别为数据平台节点和应用

10、提供、存储映射数据。映射数据包含虚拟节点所在的虚拟地址到物理地址的映射，和一些路由规则。20服务抽象层SAL模块（即Service Abstraction layer的缩写，意为服务抽象层）是控制器模块化设计的核心，支持多种南向协议，屏蔽了协议间差异，为上层模块和应用提供一致性的服务。SAL根据插件提供的特性来构建服务，服务请求被SAL映射到合适的插件上，采用合适的南向协议跟底层设备进行交互，各个插件之间独立并且跟SAL松耦合。21SAL层提供的服务有数据包服务（Data Packet Service）、拓扑服务(Topology Service)、流编程服务（Flow Programming

11、 Service）、资源查询服务（ReadService）、连接服务（ConnectionService）、统计服务（Statistics Ser vice）、清单服务（Inventory Service）等。服务抽象层22SAL将服务提供给向其注册过的北向模块，SAL计算出不依赖底层协议情况下怎样满足北向服务需求，这样可以屏蔽底层协议的差异性，为上层应用提供保护，即使以后openflow与其他协议发展也不会对上层应用造成影响。服务抽象层23控制平台层向上层提供的接口称之为北向接口，ODL定义了标准化北向接口，意图打造开放统一的控制平台。北向API分为OSGI和REST两种。其中OSGI适用于

12、需要模块化，面向服务，面向组件的应用程序。极大的增强了功能模块的可扩展性，方便功能模块的选择性加载，也便于协同工作。REST是以资源的角度观察整个网络，分布在各处的资源由URI确定，因此地址空间与控制器相同的应用使用OSGI，地址空间与控制器不同的应用使用REST。北向接口24SDN的目的是实现网络的可控性和可编程性。网络APP和业务流层就是控制和编程的平台。借用这一层用户可以根据需求调用下层模块，享受下层提供的服务，可以根据用户需求提供不同等级的服务，大大提高了网络的灵活性。也可以利用控制器部署新规则，掌握整个网络，实现控制与转发的分离。其中，复杂的服务需要与云计算和网络虚拟化相结合。网络A

13、pp和业务流程层25网络APP和业务流层大体有Management GUI/CLI、VTN Coordinator、D4A Protection和OpenStack Neutron。D4A Protection是一个监测、缓和DDOS攻击的SDN应用，如左图所示，该应用通过ODL北桥REST API与ODL控制平台通信。Defense4All主要起到两个作用，控制保护流量的行为，还有就是转移被攻击流量到所选的AMSs。D4A Protection26VTN技术VTN技术是ODL控制器所用技术的特色之一，VTN如左图所示 ，该模块使用VTN虚拟化技术，为用户提供REST接口，能与VTN Mana

14、ger插件相互作用实施用户配置，同时具有多控制器编制能力。27VTN主要负责在控制器上提供对多租户虚拟网络的支持，不同租户使用不同网络配置和应用程序，若是在物理网络中实现则需要针对不同租户分别配置和管理，情况复杂。但是，VTN提供一个逻辑的抽象层，租户在逻辑上进行隔离，物理网络无需太大改动。VTN技术28目录OpenDayLight安装使用安装使用OpenDayLight应用实例应用实例OpenDayLight应用实践应用实践OpenDayLight简介简介OpenDayLight系统架构系统架构291、 打开终端，使用 sudo passwd root 命令重置root密码 $ sudo p

15、asswd root %这种情况是没有以root身份登录2、ubuntu 14.04 系统中，使用 su root 命令以 root 身份登录 ubuntu 系统；3、安装vim：apt-get update apt-get upgrade apt-get install vim304、在系统用户登录界面，添加root用户登录选项，具体分两步执行： 1）用su root登录ubuntu系统后，切换到 目录，并查看该目录下的文件，找到50-unity-greeter.conf31 2）使用 vim 50-unity-greeter.conf 命令打开50-unity-greeter.conf 文

16、件，在其中添加如下信息: user-session=ubuntu greeter-show-manual-login=true all-guest=false 说明：上述设置是为了登录时可以选择用户登录 32 3） 使用vim /root/.profile 命令 打开 .profile 文件，并修改其最后一行为：tty -s & mesg n | true，如图所示：334） 操作完成后，保存文档，重启系统，就可以用root用户登录ubuntu系统,如图所示：34第二部分：安装opendaylight控制器 本文以安装Nitrogen-SR3为例进行说明。安装前先查看官方文档中的安装文档，各版

17、本功能有差别，但是安装的过程没什么太大差别，都可以参考 35 1. 安装odl依赖包 apt-get update apt-get upgrate 说明：update命令是用于同步/etc/apt/sources.list和中列出的源的索引，这样才能获取最新的软件包。 upgrade命令是升级已安装的所有软件包，升级之后的版本在本地索引。索引在执行upgrade之前必须执行update，才能下载安装最新版软件。 这两个命令在安装过程中要多次使用，保证系统软件和各种依赖为最新。36 a)基础包（如果未安装的话执行） apt-get install unziplrzsz apt-get insta

18、ll vim b)jdk apt-get install openjdk-8-jdk37c)设置java环境变量，编辑环境变量文档 vim /etc/environment 文件最末尾增加一行： JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64 保存配置文档，重启系统，环境变量才能生效。重启系统，运行java -version查看是否配置成功，如图：382. 下载ODL包 从OpenDaylight官网下载：，并下载Nitrogen版本opendaylight 3.直接解压ODL包到指定文件夹下：右键选择提取到此处即可 4. 修改配置 进入目录, 修改文件

19、的以下两行内容：39 5. 运行ODL 进入的bin目录执行：./karaf，如图所示40下载Opendaylight Nitrogen可用如下方式进行在每台主机节点上执行如下命令，下载tar.gz格式的压缩包到用户目录下的ODL_N子目录：odlmpodl:/ODL_N$ 41另外可通过下载已安装好OpenDayLight的虚拟机1.下载SDN Hub网站提供的已经预装了一系列软件的Ubuntu 14.04.3 LTS虚拟机文件，并使用VMware虚拟机打开。64位：http:/yuba.stanford.edu/srini/tutorial/SDN_tutorial_VM_64bit.ov

20、a32位：http:/yuba.stanford.edu/srini/tutorial/SDN_tutorial_VM_32bit.ova42有两种方法可以运行OpenDaylight：1. 使用虚拟机里预装的OpenDaylight，操作命令为： #cd /home/ubuntu/SDNHub_Opendaylight_Tutorial/run-location/bin#sudo ./karaf432. 下载OpenDaylight官方网站提供的预编译的压缩包，拷贝到虚拟机中，解压，运行。本人下载时最新版本为 ，操作命令为： sudo ./karaf44第一次启动后，需要安装相关的组件，In

21、stallation Guide中列出了所有组件，并给出了对应的名称，如图所示：45通过命令行安装组件： opendaylight-userrootfeature:install odl-restconfopendaylight-userrootfeature:install odl-l2switch-switchopendaylight-userrootfeature:install odl-mdsal-apidocsopendaylight-userrootfeature:install odl-l2switch-switch-uiopendaylight-userrootfeature:

22、install odl-dlux-allopendaylight-userrootfeature:install odl-mdsal-allopendaylight-userrootfeature:install odl-openflowplugin-flow-services-ui46安装完成后，即可打开浏览器，进入ODL的控制台： http:/localhost:8181/index.html如图：47目录OpenDayLight安装使用安装使用OpenDayLight应用实例应用实例OpenDayLight应用实践OpenDayLight简介简介OpenDayLight系统架构系统架构4

23、8OpenDayLight（简写为ODL）的硼Boron(0.5.0)版本于2016-09-16这几天刚刚发布。作为一款开源SDN网络控制器，依托于强大的社区支持以及丰富的功能特性，ODL成为了目前主流的SDN网络控制器开发平台。不仅为开发者提供了大量的网络管理功能，而且藉由AD-SAL(API驱动的服务层)和MD-SAL(模型驱动的服务层),给独立的网络应用提供了完善的二次开发接口。由于OpenDaylight架构的复杂性和多样性，以及ODL上官方wiki文档更新的比较缓慢，往往给开发者带来很多的困难。下面以最新的版本硼Boron为例，讲解ODL的入门应用开发技术。491. 介绍1.1 应用

24、开发ODL做为网络控制器,将网络设备和应用程序连接起来。通过南向接口(例如OpenFlow协议等)管理和控制实际的网络物理设备,通过北向接口(例如RESTConf 形式的接口)向外部应用程序提供信息获取和操作下发的功能。如左图所示:50对于南向接口,设备厂商会比较关注;应用开发主要集中于北向接口。本文我们只关注于北向接口的APP的开发。开发ODL的应用有两种模式：如下图所示模式一 外部应用，应用通过ODL提供的RESTful接口使用ODL提供的全部功能模式二 内部应用, 应用内嵌于ODL中,同时向外部暴露RESTful接口以供外部程序调用应用开发模式51完全使用RESTful的方式，当业务逻辑

25、复杂时，可能会导致调用RESTful接口过多影响性能而且开发复杂。另一方面, ODL提供的RESTful接口不一定能满足业务逻辑要求,此时，就需要模式二的ODL内部应用开发,然后通过自定义的RESTful接口向外暴露功能。521.2 OSGi简介OSGi2是采用Java语言的一种面向服务的组件模型,它提供了模块化为基础开发应用的基本架构。模块可以动态加载/卸载，向外暴露功能和隐藏内部实现细节等,模块在称为容器的环境中运行。OSGi的实现有Apache Felix,Equinox ,Spring DM 等.OpenDaylight基于OSGi的实现Apache Karaf（Apache Feli

26、x的一个子项目）来构造系统。 模块也称为bundle, ODL的内部应用就是一个个的bundle,它们放置在ODL目录的system子目录下,以maven的存储库形式组织。532. ODL之硼Boron版本应用开发此部分内容主要来自于ODL的DOC，链接网址：示例代码在此:https:/ 开发环境搭建开发环境配置如下:1) 64位Linux系统，4G以上内存, 16G以上硬盘剩余空间3)环境变量设置(设置JAVA_HOME, M2_HOME, PATH变量设置, MAVEN_OPTS选项设置等,略)export JAVA_HOME=export MAVEN_OPTS=-Xmx1024m552.

27、2 开发示例项目0)获取ODL的maven配置文件(用于maven编译时下载ODL的相应jar文件) # wget -q -O - https:/ /.m2/settings.xml561)用maven生成项目框架(设项目为hello)# mvn archetype:generate -DarchetypeGroupId=org.opendaylight.controller -DarchetypeArtifactId=opendaylight-startup-archetype-DarchetypeRepository=https:/nexus.opendaylight.org/conten

28、t/repositories/public/(输入如下内容)Define value for propertyartifactId: : helloDefine value for propertypackage: org.bupt.siwind.hello: :Define value for propertyclassPrefix: Hello: :Define value for property copyright: BNRC, Inc. 57或者输入如下:(指定版本为:1.2.0-Boron.版本类型可见:https:/nexus.opendaylight.org/content/r

29、epositories/public/org/opendaylight/controller/opendaylight-startup-archetype/)mvn archetype:generate -DarchetypeGroupId=org.opendaylight.controller -DarchetypeArtifactId=opendaylight-startup-archetype-D -DarchetypeRepository=https:/nexus.opendaylight.org/content/repositories/public/-DarchetypeCatal

30、og=https:/nexus.opendaylight.org/content/repositories/public/archetype-catalog.xml 上述步骤完成后,在当前目录下面会生成hello目录,即为我们的APP目录582)修改依赖项(针对硼Boron版本)# cd hello (进入hello项目目录)#依次打开文件:pom.xml, api/pom.xml, artifacts/pom.xml, features/pom.xml, impl/pom.xml,it/pom.xml, karaf/pom.xml,修改内容(其中features/pom.xml修改多处)59

31、按照下面列出的各自修改对应的依赖的版本号:60例如文件features/pom.xml,修改后如下(蓝色部分): org.opendaylight.odlparent features-parent 0.9.0-Boron 1.4.0-Boron 1.4.0-Boron 1.0.0-Boron 0.4.0-Boron etc/opendaylight/karaf 613)编译和运行#mvn clean install#./karaf/target/assembly/bin/karaf进入ODL控制台,输入如下命令可以看到结果:opendaylight-userrootfeature:list-

32、i | grep helloopendaylight-userrootlog:display| grep Hello62)添加基于yang模型的RPC接口,并编译运行添加接口并编译的内容看ODL的文档,略.访问URL:http:/:8181/apidoc/explorer/index.html ,用户名密码admin/admin.可以看到hello-world RPC接口,输入input: name:Good day ,可以看到结果。hello RPC example63Curl访问RPC验证:#curl -useradmin:admin -H Accept:application/json -H Content-type:application/json -X POST -data hello:input: name:Good day ODL http:/localhost:8181/restconf/operations/hello:hello-world