软件定义网络(SDN)的国内外研究与发展现状.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date软件定义网络(SDN)的国内外研究与发展现状宽带通信网报告题目与撰写要求题目:软件定义网络(SDN)的国内外研究与发展现状一、 背景Software Defined Networking是Kate Greene创造的一个词,在大约2009年提出的。它是指网络的控制平面与实际的物理上的拓扑结构互相分离。这种分离可以使控制平面用一种不同的方式实现,比如分布式的实现方式;另
2、外,它还可以改变控制平面的运行环境,比如不再运行在传统交换机上的那种低功耗CPU上。所以SDN的关键所在就是控制层与网络数据层是分离的,并不是传统的嵌入关系。并且这种关系在物理实现上也是分离的,这意味着控制层与网络数据在不同的服务器与路由器上操作。而连接两者的“协议”就是OpenFlow,OpenFlow的要点就是相当于给路由器安装一个小软件OpenFlow(后文详细论述),然后研究人员就可以很容易的改变路由器的路由规则等等,从而改善网络质量。而且这是看似没有新意的主意最大的新意就是大大开放了接口权限,所以面向众很广,门槛也比较低。近年来,伴随着云计算、大数据的迅速兴起,人们对数据业务的流量要
3、求越来越大。而相比于互联网日新月异,不断创新多变的应用层,网络层的发展却越来越跟不上步伐,显得愈发死板不够兼容灵活。而网络层日益落伍的根源则是控制网络运行的软件都是内嵌入路由器或是交换机中,并且交换器或是路由的软件操作标准又是不太一致的,所以就造成了路由器/交换机的复杂度大大提高,造成了很大的流量阻塞和资源浪费。所以SDN的作用不是由嵌入到路由器和交换机内部的软件来控制网络流量,而是来自设备外部的软件接手了这部分的工作。网络布局,或者说网络的形态分布,不再是植入在物理端。它将对实时的系统需求非常灵活且可调节。如果SDN实行得当的话,这意味着一个运行在云端自身内部的应用程序可以接管引导网络流量的
4、任务。或者说一个第三方云端管理应用程序将能够完成这项任务。这样可以简化许多工作,诸如跨服务器装载平衡设备,以及自动地调节网络构造来适时给出最快最高效的数据路径。二、 文献引述文献1主要重在介绍讨论了SDN在数据层、控制层以及应用层的一些关键技术,并从SDN的诞生背景引入,详细说明了SDN的发展历程。在文献1中在SDN的层次结构中,文章重点针对了其中的一致性、可用性以及容错性进行分析,并结合SDN的一些热门特性探讨未来的发展之路和新的潜力点。文献2是一篇研究综述,主要阐述了SDN中的关键技术OpenFlow。并详细介绍了基于OpenFlow平台的SDN网络结构中的一些关键实现点和热门方向。并探究
5、了 SDN 技术在网络管理自动化、光网络传输与IP承载的统一控制、无线网络的平滑切换、网络虚拟化和QoS保证等方向的应用。并在SDN应用的一些领域指出了尚待解决的问题和技术难点。文献3全面的介绍了基于OpenFlow平台的SDN技术,并且大致讲解了其发展的现状。SDN技术的核心思想就是简化网络运行流程,降低网络路由交换各方面的复杂度从而达到减少网络运行负担的目标。而简化网络运行复杂度的最主要思路就是将控制层与数据层分离操作,由第三方软件根据网络状况、用户需求进行实时调整规划,大大减少了运行时效和成本。该文就从数据层与控制层分离的技术背景入手。总结了逻辑控制和数据转发分离架构的研究背景并介绍了其
6、关键组件和研究进展包括Open Flow交换机、控制器和 SDN技术然后从4个方面分析了基于Open Flow的SDN 技术目前所面临的问题和解决思路结合近年来的发展现状归纳了在校园网、数据中心以及面向网络管理和网络安全方面的应用最后探讨了未来的研究趋势。三、 文献分析SDN作为简化网络规则流程的新热门技术,它的成熟与否与数据层和控制层能否有效完美的分离息息相关。文献1中就主要介绍了数据层与控制层分离之后所展现的关键热门技术。在SDN中交换机将繁重的控制规则和策略都统统交给物理控制层,所以交换机主要负责将控制器下达的命令实现。所以这就大大化简了繁重冗杂的转发流程。所以数据层将任务分离之后就显得
7、相对轻松,而其主要的技术问题就集中在路由器设计和转发规则算法优化这两个方面。交换机处于数据层当中,主要负责数据包的转发传送,在交换机的设计当中,主要有硬件和软件转发两种方式。这两种方式各有利弊,硬件支撑的方式具有速度快、成本低和功耗小等优点。并且交换机CPU的的处理速度比 CPU 处理速度快两个数量级,比网络处理器(network processor,简称 NP)快一个数量级。但是硬件转发虽然效率高,但是相比于软件转发方式则显得不够灵活机动。所以如何设计出极具有转发效率又具备转发规则灵活机动的交换机是现在的主要热门点。针对这两个方针,Bosshart 等人针对数据平面转发提出了RMT模型(如图
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- 软件 定义 网络 SDN 国内外 研究 发展 现状
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