学习sdn需要什么硬件(sdn网络中用到的技术有哪些)

sdn，nfv，云以及cdn都需要什么作为基础

OFweek通信网，网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）是两个非常相关的技术。SDN可以想象成是在高度自动化环境中部署的一系列网络对象，比如交换机、路由器和防火墙。它的自动化可以根据管理员的需求通过使用商业或开源工具来定制实现。一个完整的SDN可能只包括相对简单的组网需求，比如VLAN和接口配置。

很多时候，我们会从SDN联想到服务器虚拟化，因为它也能够将多个虚拟网络连在一起。这可能会涉及NFV，但也不一定。NFV是把负载均衡、防火墙或者IPS等服务从专用硬件迁移到虚拟环境的过程。当然，这是向应用程序和服务虚拟化迁移的一部分。

像高速缓存和内容控制这种功能可以很容易的迁移到虚拟化环境中，但是不一定能够明显降低运营成本，除非再添加一些智能功能。因为从操作的角度来看，直接从物理环境迁移到虚拟环境，在电源和机架空间消耗超过初始设置会收效甚微。直到引入了一些SDN技术相关的动态智能，NFV继承了许多传统硬件设备部署的问题，比如静态、管理员定义的以及管理策略。

有一个很好的例子是虚拟应用交付控制器（ADC）。通过仔细配置，就可以对网络状态做出反应，并根据需求对应用服务器自旋向上或向下。但是，传统的硬件部署已经能够做到这一点，而且配置是非常静态的；它不会顾及到ADC本身会过载或者附加的应用程序需要迅速被投入生产的情况。随着SDN功能驱动了NFV，也发生了一些有用的事情。在微观和宏观层面上，当需要改变的时候，网络可以做出反应。另一个实例是随着负载的增加，可以在虚拟ADC集群下配置，而且，生产性应用程序可以很容易复制并重新部署在开发环境中。这种潜力是无穷的。

所以NFV即使没有一个完全成熟的SDN介入也是可以的。但是如果两者一起部署，用SDN来驱动NFV将是一个强大的组合。

NFV和SDN在2014年初都不会成为交钥匙解决方案，因为还有很多整合和策略设计。对于很多企业来说这都会成为现实，但是目前还没有完全到位。这就是说，这些工具还在迅速发展，很多厂商会给市场带来很多技术来支持SDN或NFV的部署。而最终，这两种技术的实施将会由业务需求来驱动。

SDN的核心构建模块有哪些？

为了了解软件定义网络(SDN)，你可能会碰到很多跟此项技术相关的术语。其中有些术语是SDN独有的，而其他一些术语则并非SDN专有，但经常会用来描述SDN设计。了解这些术语及其语义环境是很有帮助的。下面我们重点来了解一下和SDN相关的三个基本技术范畴：控制器、交换网络和叠加网络。控制器SDN的一个重要概念就是被称为控制器的设备，该设备与某个域中所有的网络设备会话，获悉网络拓扑结构，并从一个无所不知的中心点上对网络进行编程。可以说，SDN控制器是把网络编程模式从分布模式(相互通信的网络设备决定转发路径)转变成了集中模式。网络的集中编程是控制器给业务带来的重大价值。从概念上看，控制器可用于给某个网络全面部署业务策略，而与网络中的设备无关。控制器的行为很像是一个网络中间件层，它将底层的物理网络组件如交换机、路由器、防火墙和负载均衡设备等都做了抽象。用一台SDN控制器对网络进行编程，网络运营者就不必再用传统方法(比如说命令行界面)对个别的网络设备进行编程了。此外，还可根据成本或者安全策略需求创建专有的网络转发范式。控制器是通过软件完成网络编程的，也正因此，SDN才具有了极大的灵活性。控制器既是该软件的运行平台，也是该软件的一个通信网关。大多数控制器架构都是模块化的，允许控制器利用多种不同的方法与各种不同的网络设备进行通信。将SDN控制器视为中间件，也就意味着其通信有两个方向。迄今为止大多数的讨论都是围绕南向通信的。也就是说，控制器对网络设备进行编程，并从这些设备接收数据，这就是南向通信。南向通信的一个例子就是控制器利用OpenFlow对网络交换机的转发表进行编程。另一个方向则是北向通信。希望对网络进行编程的各个应用与控制器之间的通信称之为北向的。北向通信的一个例子就是类似VMware的vCloud Director之类的应用通过控制器发出网络配置服务请求。交换机说到SDN时，可能很多人谈到的设备就是交换机，尤其是以太网交换机。以太网交换机的速度和密度一直在增加，可以为数据中心的主机、刀片中心和以太网存储提供上行链路。服务器虚拟化的到来，hypervisor软件交换机的地位越来越重要，它能够探测到虚拟服务器和虚拟网卡，并可将出入hypervisor的流量汇聚起来，发送给物理网络。无论是硬件还是软件交换机在SDN中都发挥着重要作用，首先是交换机的转发表可以由控制器进行编程控制。再考虑到软交换机一般驻留在网络边缘，所以“智能的软边缘”概念已经出现。支持智能软边缘的网络设计者们感觉，软件交换机在hypervisor上运行是个很理想的场所，因为这里可以安装丰富的网络功能，而让物理硬件交换机在一个相对简单的配置环境中运行。在智能软边缘的SDN设计中，控制器可通过软交换机进行转发、QoS和安全策略。例如软交换机可以有接入列表、受速率限制的QoS参数和流量优先级，以及应用于虚拟端口的智能转发。当网络数据离开hypervisor之时，已经经过了安全合规检测、速率整形和封装。将所有这些功能放置在网络边缘，可以让核心硬件交换机只去做快速的流量传输。并非所有的网络都允许智能的软边缘设计，也并非所有可行的SDN用例会用上软交换机。对SDN来说，硬件交换机依然会在一些诸如端到端业务策略的部署、流量控制和安全执法等任务上发挥作用。此外，仍然有一定量的基本配置会在硬件交换机上完成，而无论边缘网络有多么智能。控制器对硬件和软件交换机转发行为进行编程控制所使用的主要的南向协议就是OpenFlow。OpenFlow(OF)协议的标准正在由开放网络基金会(ONF)快速地推进之中。ONF是一个主要由网络厂商和服务提供商会员组成的机构，关起门来运作。该基金会的OpenFlow规范目前已发布了PF 1.0，在生产环境中经常会看到;下一步要发布的OF 1.3，将主要面向大多数交换机厂商。OF 1.4目前正在制定当中。要记住，虽然OpenFlow可以像Open vSwitch那样完全在软件交换机上实施，但是要翻译成硬件交换机的网络芯片(ASIC)可以执行的代码，OF已被证明是要面对挑战的。虽然有报道说，可更好处理OF的新的芯片很快就会出来，但是用户们在评估OF的有用性时，肯定会结合其已有网络进行测试，以便确保所需的OF功能能够尽可能地扩展，可以支持他们的应用。对于北向通信来说，控制器常常会提供API。一个REST(表述性状态转移)API可能是最常用到的。REST API很像HTTP服务器，会利用一些熟悉的方法如GET和POST来交换数据和指令。API提供了应用到控制器的一种方法，可以告诉控制器网络上将会发生什么。值得注意的是，除了OF之外，有些厂商已经有一些专门的南向API推出。这部分是因为OF的指令集有限，有时候很难在传统的芯片上实现。

SDN的主要技术特点

SDN的主要技术特点

SDN的应用场景与SDN技术本身的特点有很大的相关性，下面是我带来的SDN的主要技术特点。供大家参考。

SDN的主要技术特点体现在3方面：

● 转发与控制分离。SDN具有转发与控制分离的特点，采用SDN控制器实现网络拓扑的收集、路由的计算、流表的生成及下发、网络的管理与控制等功能;而网络层设备仅负责流量的转发及策略的执行。通过这种方式可使得网络系统的转发面和控制面独立发展，转发面向通用化、简单化发展，成本可逐步降低;控制面可向集中化、统一化发展，具有更强的性能和容量。

● 控制逻辑集中。转发与控制分离之后，使得控制面向集中化发展。控制面的集中化，使得SDN控制器拥有网络的全局静态拓扑，全网的动态转发表信息，全网络的资源利用率，故障状态等。因此，SDN控制器可实现基于网络级别的统一管理、控制和优化，更可依托全局的拓扑的动态转发信息帮助实现快速的故障定位和排除，提高运营效率。

● 网络能力开放化。SDN还有一个重要特征是支持网络能力开放化。通过集中的SDN控制器实现网络资源的统一管理、整合以及虚拟化后，采用规范化的北向接口为上层应用提供按需分配的网络资源及服务，进而实现网络能力开放。这样的方式打破了现有网络对业务封闭的问题，是一种突破性的创新。

SDN控制与转发分离的特点，使得设备的硬件通用化、简单化，设备的硬件成本可大幅降低，可促进SDN的应用;但由于设备硬件的变化，转发流表的变化也存在SDN设备与现有网络设备的兼容问题，在一定时期内可能限制SDN在大规模网络中的应用。

SDN控制逻辑集中的特点，使得SDN控制器拥有网络全局拓扑和状态，可实施全局优化，提供网络端到端的部署、保障、检测等手段;同时，SDN控制器可集中控制不同层次的网络，实现网络的多层多域协同与优化，如：分组网络与光网络的联合调度。

SDN网络能力开放化的特点，使得网络可编程，易快捷提供的应用服务，网络不再仅仅是基础设施，更是一种服务，SDN的应用范围得到了进一步的拓展。

关于5G移动通信网络架构中SDN与NFV技术的应用论文

【摘要】

在当前的移动通信网络之中，关键在于突破软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的相关技术难题。在此之前，我们了解到如果在5G网络架构中运用SDN和NFV技术，将产生很大程度上的便利；再者，对国际上SDN与NFV技术最前沿的研究状况进行了阐述，对以SDN/NFV的网络架构为基础的设计理念进行了探究；最后，综合各种因素对在SDN/NFV技术之上的5G网络架构展开了试探性的探讨，并且对其中技术上的重难点进行了剖析，提出了相应的解决方案，希望能够为行业发展做出一定的贡献。

关键词

软件定义网络；网络功能虚拟化；5G网络架构

一些市场研究机构经过调研得出这样一个结论，第五代移动通信（以下简称为5G）网络大概会在2017年左右把相关协议确立下来，实现商业化的时间暂定为2020年。然而，近年来互联网流量消耗量不断升高，市场方面需求紧迫，再加之第五代移动通信技术在未来战略中占据着重要的位置，因此，市场上早已开始了对5G网络技术的研究，5G网络的需求正变得越来越迫切。

在国内市场，部分企业和组织也顺应时代的发展，接连开启了对5G网络的技术攻关。国际上更是如此，各国电信运营商争相提出自己的5G设想，并且都在对自己的方案进行技术论证。显然，不管是国外还是国内，无论是运营商还是设备商，都开始了对5G技术研究的漫漫长路。各组织之间的较量对达成行业内的技术共识是十分重要的，对于行业巨头来说，这是获取专利抢占技术高地，决胜未来的关键时期。现在的5G技术，还没有在关键领域达成技术共识。也正因如此，移动通信领域将迎来巨大的变革，这也将带来前所未有的机遇和挑战。

一、将SDN和NFV引入5G网络架构所带来的好处

SDN严格来说是一种网络创新架构，它有一些明显的特点：

1）控制部分与转发部分是隔离开的；

2）控制集中化；

3）用到的软件接口都是被广泛定义的。

核心要点在于，把控制面与数据面隔开，转发的功能仅由硬件设备的下层实现，其上层则分离，用于集中实现控制，从而实现网络应用与功能的可编程性。在集中化的控制系统中，可以掌握所有用户的网络使用情况，进而在全局上对网络流量进行宏观调控，合理配制网络资源，提高对资源的利用率。

在未来的网络中可以科学合理的利用SDN的这些优势，使其可以在网络通信行业大展拳脚。正是由于SDN技术的合理运用，才使得移动网络的基本功能得到更加有效地发挥，这也使其纵向融合变成现实，简化网络的同时可以适应逐渐增长的接入速率。追根溯源，SDN首创于斯坦福大学，而NFV的概念则来源于运营商联盟，他们的目的在于处理硬件设施笨重、传统与难以拓展等问题的同时，可以更好地使用现有的网络，使得投资利益最大化。

在不久前发布的NFV白皮书中可以了解到，他们对于SDN与NFV的关系是这样定义的：首先，这两者有着一种互补关系，他们是可以实现融合的，不过两者并没有依赖关系，换句话说，也就是NFV可以实现独立的布置，而不用考虑SDN的影响。但是两者是存在互补性的，其主要表现在SDN能使NFV具有更大的兼容性和操作简便的特点，反过来，NFV的虚拟化等技术则可以提升SDN的灵活性。

二、目标网络架构初探

就目前市场现状来看，阿朗及中国的华为、中兴等信息通讯公司、各大主要研究机构与论坛等争相提出自己设想的5G白皮书，这些白皮书分别承载了各大公司对5G网络时代的展望，对市场供需关系的理解。当今世界的5G网络架构并不成熟，几乎所有构想都处于刚刚提出，正在进行技术认证的阶段。

在SDN与NFV等基础思想的指导下，设计的5G移动通信网络架构主要有以下三种设计思路：

（1）对网元功能采用划分处理

当前的网络有着封闭且无序的特点，甚至部分功能存在相互冲突的情况，这就需要重新定义网络功能，进行更加清晰地梳理和划分。第一步要做的就是将控制端与转发端进行分离，以及实现软件与硬件的解耦。通过分离可以实现将控制功能全部置于SDN控制器之上的目的，在转发面使用合适的转发设备，一般都是标准件，其优势在于成本低廉，他们在同一接口实现连接。在控制面和转发面上均可以实现扩容或升级功能，这就使得设备愈发便捷高效。

（2）网络功能抽象

在对各部分网元功能进行分开处理之后，还需要做共性提取的工作，经过一定规律的封装，将具有不同功能的模块分离出来，对各模块之间使用的连接口均采用标准件。对比于未划分之前的网络功能，经过分解的网络功能模块将变得越来越多，这就将使得接口和协议变得极为复杂。

经过抽象处理实现网络功能的模块化，在各功能模块之间使用API接口，使得他们更加具有开放性，在相关标准的基础上对其进行重组，让重组后的网元功能具有全网视图，同时尽量满足用户的需求，为客户带来最佳的业务数据流传送与整合方法，进而实现网络资源的合理利用，强化互联网的服务能力。

当今的互联网技术发展日新月异，基于互联网行业的创新实践多如牛毛，这一切的一切都与其使用公共硬件平台，让客户使用开放的API接口，简化民众创新环节，减少创新要求有着极为重要的联系。故而，将API公布给开发者，使其随意使用，互联网的设计与开发突破传统的只针对运营商，转变为面向更为广大的用户群体，让运营商有着更加灵便的网络能力，进而解决已有的.因硬件问题而引发的升级困难、扩展性差等缺点。

（3）网络功能重构

将已经开放接口的各功能子模块分选出来，按照一定的需求进行组合使用，这样一来不但可以拥有基础的现有网络的基本功能，更重要的是可以让各组件相互独立，甚至实现动态性的伸缩，与此同时，可以结合未来的发展趋势进行快速研发、调试和合理布置，体现全新的功能。因此，在这个基础之上网络资源就能够实现共享，而且还能在实际业务的要求下进行按需编排和故障隔离等。这其实也就是进行重新划分并抽象的目的所在。

众所周知，IT技术具有灵活快速的优点，这一点也被电信网络所学习，在即将到来的5G时代，其网络架构将不可能是以往的固定、封闭的架构，取而代之的将是一个全新的依托于虚拟化技术的构架。对现有的模块进行划分及重组之后，不但可以实现最为基本的现有的网络功能，而且更重要的是可以减持冗余。举例说明，比如一些模块的功能或业务已然超过了使用寿命，而且也达到了退出市场的条件。但实际真的如此吗？根据测算其现有电路交换机的两千余个功能使用率甚至不超过百分之一，在模块化的基础之上，运营商就能够根据自己的实际需求进行选择，在最大限度利用投资资源的同时做到省去无用花费的目标。

三、结束语

文章在SDN和NFV技术的基础上，实现现有网络的解耦、抽象和重构，提出了一些创造性的使用设想，比如控制面与转发面实现分离、控制集中化、可编程的未来移动通信网络架构，并对未来移动通信的网络架构采取了试探性的摸索。经过总结分析可以知道，基于SDN和NFV的新型网络架构，不但能解决传统架构固有的一些缺点，还能够满足未来不断增多的新业务对网络可编程和快速响应的要求。

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sdn是什么意思？

软件定义网络（SDN）是控制功能和转发功能的分离，它使网络具有更大的自动化和可编程性。它通常与网络功能虚拟化（NFV）结合使用，NFV以虚拟化网络功能（VNFs）的形式将网络功能与硬件分离。

在SDN架构中有三个层面：

1.应用层：在网络上运行的应用及服务。

2.控制层：SDN控制器或网络的“大脑”。

3.基础面：交换机和路由器，以及其支撑的物理硬件。

为了在这些层级之间进行完成通信，SDN使用北向和南向应用接口（API），其中北向接口在基础层和控制层之间进行通信，南向API在应用层和控制层之间进行通信。

北向接口：使用SDN的应用程序依赖于控制器来告诉他们网络基础状态，以便他们知道哪些资源是可用的。此外，SDN控制器可以根据网络管理员建立的策略自动确保应用程序流量路由。应用层与控制层通信，告诉它应用程序需要什么资源，以及它们的目的地。

控制层协调如何向应用层提供网络中可用的资源。它还利用其智能，根据应用程序的延迟和安全需求，为应用程序找到最佳路径。整个业务流程是自动化完成的，而不是手动配置的。

南向接口：SDN控制器通过南向接口与基础层（如路由器和交换机）通信。网络基础层被告知应用程序数据必须采用由控制器决定的路径转发。控制器可以实时改变路由器和交换机转发的方式。数据不再依赖于设备路由表来确定数据转发路径。相反，控制器可以智能优化数据转发的路径。