2019 SDN第一次阅读作业

1.为什么需要SDN? SDN特点?

​ 美国学者唐·诺曼曾提出 “为了让系统更好地工作，早期需要管理复杂性而后期需要提取简单性” 。

​ 网络发展了这么多年，仍然处于“管理复杂性”阶段，越来越多的网络新协议和新算法使得网络控制平面变得越来越复杂，而网络数据平面的不断扩展也给网络服务质量带来了许多不可控因素。与此同时，现在的网络用户却对网络的易用性与自由性有更高的要求，希望网络具有更多的可编程能力，从而自动化、智能化网络管理，如此“定制化”的服务在如今的网络结构下难以推广与使用。所以对于当下的网络而言，当务之急是如何解决从“管理复杂性”阶段转变到“提取简单性”阶段的问题。SDN的出现映射出了一个事实——当下的网络需要更多的可编程能力。

SDN的特点：

1.数据平面和控制平面分离：SDN 通过可编程的集中控制器控制底层硬件，能按需调配网络资源，同时解耦合的架构消除了底层网络设备的差异。

2.逻辑集中控制：SDN 域由集中统一的控制单元实施管理，在一个控制点完成网络的部署、运维和管理，这样能够合理地调度网络资源，优化网络利用效率。

3.开放的接口和网络可编程性：SDN 的控制面是一个开放性可编程环境，无论是企业还是用户能通过可控的软件来部署相关功能、按需定制服务和应用，经过NBI与控制层通信。

2.SDN的基本思想?

SDN的核心思想为转控分离。

3.ONF全称是什么，是什么组织?

ONF的全称为Open Networking Foundation(开放网络基金会)。 它于2011年由德国电信、微软、谷歌等多家知名企业联合创立，作为仍在发展壮大中的非盈利组织，ONF已经拥有140多家会员，其共同使命是加速开放SDN的部署。ONF推广开放SDN和OpenFlow技术及标准，促进产品，服务，应用，客户和用户市场的发展。

4.文中提到了哪些控制器，控制层和数据层通信标准协议是什么?

集中式控制器:NOX , NOX-MT , Maestro , POX
分布式控制器:ONIX , Hyperflow , kandoo , Beacon , Floodlight , Ryu

Openflow协议凭借其灵活的配置和规范的设定已成为SDN的标准通信协议。

5.FV是什么?

Function Virtualization（功能虚拟化）

6.ODL设计的三个层次是什么?

网络APP/业务流程层、控制器平台层、物理/虚拟网络设备层

7.多级流表是Openflow哪个协议版本增加的?

OpenFlow 1.1.0 版本

8.分布式控制器有哪几种扩展方式?

分布式控制器一般可采用两类方式进行扩展，分别是扁平控制方式和层次控制方式。

对于扁平控制方式，所有控制器被放置在不相交的区域里，分别管理各自的网络。各控制器间的地位相等,并通过东西向接口进行通信。

对于层次控制方式,控制器之间具有垂直管理的功能。也就是说，局部控制器负责各自的网络，全局控制器负责局部控制器，控制器之间的交互可通过全局控制器来完成.

9.SDN应用领域?

1、企业网与校园网

2、数据中心与云

3、广域网

4、无线网络

5、SDN使能的传送网络（T-SDN）

6、SDN使能的运营商B2B业务转型

7、车联网

8、边缘计算

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10.SDN未来工作有哪些?

1. SDN 可扩展性研究

   可扩展性决定着 SDN 的进一步发展。OpenFlow 协议成为 SDN 普遍使用的南向接口规范,然而OpenFlow 协议并不成熟,版本仍在不断更新中由于 OpenFlow 对于新应用支持力度不足,需要借助交换机的软硬件技术增强支持能力,为接口抽象技术和支持通用协议的相关技术带来发展契机.然而,应用的差异性增加了通用北向接口设计的难度,需要考虑灵活性与性能的平衡提供数学理论支持的抽象接口语言成为了一种研究趋势.分布式控制器结构避免了单点失效的问题,提升了单一控制时网络的性能.然而,分布式控制器带来的同步和热备份等相关问题还需要进一步加以探索.

2. SDN 规模部署与跨域通信

   鉴于 SDN 的种种优势,大规模部署 SDN 网络势在必行.实现由传统网络向 SDN 网络的转换,可以通过增量部署的方式完成.大规模部署 SDN,需要充分考虑网络可靠性、节点失效和流量工程等问题,以适应未来网络的发展需求.此外,大规模 SDN 网络还存在跨域通信问题,如果不同域属于不同的经济利益实体,SDN将无法准确获取对方域内的全部网络信息,从而导致SDN 域间路由无法达到全局最优.因此,SDN 跨域通信将是亟待解决的问题之一.

3. 传统网络与 SDN 共存问题研究

   随着 SDN 的持续发展,传统网络将与 SDN 长期共存.为了使 SDN 设备与传统网络设备兼容,节约成本,大多数设备生产厂商选择在传统设备中嵌入 SDN 相关协议,这样造成传统网络设备更加臃肿.采用协议抽象技术可确保各种协议安全、稳定地运行在统一模块中,从而可减轻设备负担,成为兼容性研究进展的趋势之一. 中间件(MiddleBox)在传统网络中扮演着重要角色,例如网络地址转换(network address translation,简称NAT)可以缓解 IPv4 地址危机问题、防火墙可以保证安全问题等.然而中间件种类繁多,且许多设备都被中间件屏蔽,无法灵活配置,造成 SDN 与传统网络无法兼容.建立标签机制,统一管理中间件,将逻辑中间件路由策略自动转换成所需的转发规则,以实现对存在中间件网络的高效管理.

4. SDN 在数据中心的应用研究

   SDN 具有集中式控制、全网信息获取和网络功能虚拟化等特性,利用这些特性,可以解决数据中心出现的各种问题.例如在数据中心网络中,可以利用 SDN 通过全局网络信息消除数据传输冗余,也可利用 SDN 网络功能虚拟化特性达到数据流可靠性与灵活性的平衡.可以预见,SDN 在数据中心提升性能和绿色节能等方面仍然扮演着十分重要的角色.

5. 借鉴 SDN 思想融合 IPv6 过渡机制

   传统互联网面临着 IPv4 地址耗尽的问题,解决这个问题最有效的办法是全网使用 IPv6 地址.然而 IPv4 互联网规模大、服务质量高,短时间内难以实现全网 IPv6.为了实现平滑过渡,IPv6 过渡技术成为当前互联网的热点.现存的 IPv6 过渡机制种类繁多,适用场景局限.利用 SDN 掌握全局信息的能力来融合各种过渡机制,可充分提升过渡系统的灵活性,最终实现 IPv6 网络的快速平稳过渡.因此,SDN 将成为 IPv6 过渡技术中可借鉴的指导思想之一.

6. SDN 与其他新型网络架构融合

   SDN 与其他新型网络架构融合,可以使两种架构形成互补,推动未来网络的进一步发展.例如,主动网络具有可编程性,虽然并未得到实际应用,但是该结构允许执行环境(即控制层)直接执行代码,具有很强的灵活性.借鉴主动网络可执行代码的思想,SDN 可编程的灵活性将得到进一步增强.信息中心网络(information-centric networking,简称 ICN)是另一个未来的互联网发展方向,它采用了信息驱动的方式.ICN 中同样存在数据转发与控制信息耦合的问题.在 ICN中利用 SDN技术分离控制信息,融合两种技术优势,将成为未来的网络值得探讨的问题.

7. SDN 网络安全

   传统的网络设备是封闭的,然而开放式接口的引入会产生新一轮的网络攻击形式,造成 SDN 的脆弱性.由控制器向交换机发送蠕虫病毒、通过交换机向控制器进行 DDos 攻击、非法用户恶意占用整个 SDN 网络带宽等,都会导致 SDN 全方位瘫痪.安全的认证机制和框架、安全策略的制定(如 OpenFlow 协议的传输层安全 TLS])等,将成为 SDN 安全发展的重要保证.