软件定义网络(SDN)的国内外研究与发展现状(20210919175810).pdf

软件定义网络（SDN）是一种新型网络架构，它将网络的控制平面与实际的物理上的拓扑结构互相分离，使控制平面可以用一种不同的方式实现，并且可以改变控制平面的运行环境。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。 SDN的出现是为了解决传统网络架构的种种问题，如网络层的发展跟不上步伐、控制网络运行的软件都是内嵌入路由器或是交换机中、交换器或是路由的软件操作标准又是不太一致的等等。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。 SDN的发展历程可以追溯到2009年，由Kate Greene创造的“Software Defined Networking”一词。 OpenFlow是SDN的一种重要协议，它相当于给路由器安装一个小软件，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。 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2015-2016 年《宽带通信网络》课程综述报告图 1 RMT 模型除了提出的RMT模型，还有另外一种能让使硬件相对实现灵活转发能力的技术：Flow Adapter 。 Flow Adapter 主要运用了互联网分层处理问题的思想，将路由器的功能面也进行了分层处理。该技术将交换机分为三层上层是可以实时匹配更新的软件层面，底层则是相对固定的硬件处理中心， 所以很容易就能猜到中层是连接两个业务层的纽带。 中层将上层软件层下达的转发规则和命令传输给底层硬件层执行，所以就兼顾了硬件转发效率高和软件操作转发灵活的优势。在控制层主要的依赖器件就是控制器，控制器在整个网络中面向用户和开发人员，可以使用户能便捷迅速的管理网络和进行数据转发收集，保证了系统的安全性和性能的提升。 文献 [1] 主要介绍了两种改进控制器的方法：一种是采用多线程的控制模式, 另一种是通过增加分布式控制器数量, 实现扁平式和层次式控制模式。然后介绍了主流接口语言的研究发展 , 实现控制语言抽象。 最后, 深入分析了控制器的一致性、可用性和容错性等特性。 文献[2] 和文献 [3] 的主要着重点是论述介绍了实现SDN该技术所要具备的主体技术构成。谈到 SDN就一定会提起 OpenFlow技术，这个概念最早是由斯坦福大学 Clean Slate 研究组关于网络安全与管理的 Ethane 项目。 OpenFlow 协议现在已经发展成最主要的SDN数据控制层协议。 基于OpenFlow 的交换机主要是有三部分组成：流表、安全信道以及 OpenFlow协议。涉及 SDN南向接口的 OpenFlow技术协议仍在不断完善中。 因为基于 OpenFlow 的网络具有可编程的特性，所以人们将SDN于 OpenFlow 相结合。在 SDN框架中 OpenFlow协议的主要作用是连接数据层与控制层。 在 SDN框架图（图 2 所示）中，基础设施层、控制层与应用层的分工很明确，OpenFlow的南向接口作用也很清晰。中间的控制层集中维护网络状态, 并通过南向接口 ( 控制和数据平面接口 , 如 Open Flow)2015-2016 年《宽带通信网络》课程综述报告获取底层基础设施信息 Geile 等。