转型时代丛书

SDN核心技术剖析和实战指南（第一本原创的SDN着作）

雷葆华等编着

ISBN 978-7-121-21339-7

2013年9月出版

定价：69.00元

264页

16开

SDN（Software DefinedNetworking，软体定义网路）是当前网路领域的热点，被业界普遍认为是未来网路发展的方向，孕育着巨大的市场机会。

本书首先对SDN 的概念和背景进行了系统的论述，比较和分析了SDN领域的主流观点；进而全面深入地梳理了SDN 的核心技术体系，针对SDN 网路架构中各个层次的关键技术进行了重点讲解。同时，本书提供了基于开源技术的SDN 实践指南，帮助读者进一步加深对SDN 的原理与实现的理解。最后，本书充分地分析了SDN 的套用场景，并从产业生态系统的角度对SDN 的发展格局和未来走势进行了分析和展望。

本书对从事SDN 技术产品研发的专业人士、网路运营服务从业人员，以及相关专业的高校学生和对SDN 感兴趣的各位读者，都会提供有益的帮助。

第1 章 SDN 技术概述.........................................................................1

1.1 SDN 定义..................................................................................2

1.1.1 ONF SDN 架构定义.....................................................3

1.1.2 ETSI NFV 架构定义.....................................................4

1.1.3 OpenDaylight 开源项目................................................5

1.1.4 SDN 架构的特徵分析...................................................7

1.2 SDN 发展背景..........................................................................8

1.3 SDN 实现方案........................................................................10

1.3.1 基于专用接口的方案..................................................11

1.3.2 基于叠加网路的方案..................................................12

1.3.3 基于开放协定的方案..................................................14

1.3.4 SDN 实现方案分析.....................................................14

1.4 SDN 核心技术........................................................................14

1.4.1 交换机及南向接口技术..............................................15

1.4.2 控制器及北向接口技术..............................................17

1.4.3 套用编排和资源管理技术..........................................18

1.5 本章小结.................................................................................18

第2 章 SDN 交换机及南向接口技术.......................................20

2.1 交换机核心技术.....................................................................21

2.1.1 交换机工作原理..........................................................23

2.1.2 交换机实现技术.........................................................24

2.2 OpenFlow 交换机规範...........................................................29

2.2.1 OpenFlow v1.0 概述...................................................29

2.2.2 OpenFlow 标準演进...................................................40

2.2.3 OpenFlow 问题分析...................................................56

2.3 OF-CONFIG 配置管理协定...................................................57

2.3.1 OF-CONFIG v1.0 概述...............................................59

2.3.2 OF-CONFIG 协定演进...............................................62

2.4 OVS 交换机实现分析............................................................63

2.4.1 OVS 交换机工作原理................................................63

2.4.2 OVS 交换机核心实现................................................65

2.5 本章小结................................................................................68

第3 章 SDN 控制器及北向接口技术...................................... 69

3.1 控制器核心技术.....................................................................70

3.1.1 南向网路控制技术.....................................................70

3.1.2 北向业务支撑技术.....................................................76

3.1.3 东西向控制器扩展技术.............................................78

3.2 控制器设计要素.....................................................................81

3.3 开源控制器实现.....................................................................89

3.3.1 NOX/POX................................................................... 90

3.3.2Ryu..............................................................................91

3.3.3 Floodlight....................................................................93

3.3.4 控制器实现分析.........................................................96

3.4 本章小结..............................................................................101

第4 章 SDN 套用编排和资源管理技术.............................. 102

4.1 SDN 套用类型和实现技术..................................................103

4.1.1 资源管理平台...........................................................105

4.1.2 软体定义的套用交付................................................108

4.2 OpenStack 平台的Quantum 组件分析................................. 111

4.2.1 OpenStack Quantum 实现原理.................................. 115

4.2.2 OpenStack Quantum 的基本功能.............................. 119

4.3 本章小结...............................................................................125

第5 章 SDN 网路系统实战.........................................................127

5.1 SDN 实验概述......................................................................128

5.2 利用Mininet 搭建模拟网路环境..........................................129

5.2.1 Mininet 模拟组网......................................................129

5.2.2 Open vSwitch 的安装和配置.....................................134

5.2.3 OpenFlow 数据流分析..............................................140

5.3 基于Floodlight 开发SDN 套用...........................................165

5.3.1 创建程式...................................................................165

5.3.2 增加服务...................................................................171

5.3.3 增加RESTAPI..........................................................177

5.4 Floodlight REST API 开发....................................................183

5.4.1 编写说明...................................................................183

5.4.2 代码示例...................................................................183

5.4.3 常用RESTAPI..........................................................185

5.5 本章小结...............................................................................189

第6 章 SDN 套用实践和探索...................................................190

6.1 网路总体概述.......................................................................191

6.2 SDN 在数据中心的套用.......................................................193

6.2.1 云数据中心的多租户网路解决方案.........................195

6.2.2 Windows Azure 虚拟化网路......................................197

6.3 SDN 在骨干网中的套用......................................................199

6.4 SDN 在城域网边缘的套用..................................................201

6.5 SDN 在接入网的套用..........................................................203

6.6 SDN 在IP RAN 中的套用.................................................... 206

6.7 SDN 在固移融合场景中的套用...........................................208

6.8 SDN 在企业网路中的套用..................................................209

6.8.1 企业内部组网套用场景...........................................210

6.8.2 大型企业网套用场景...............................................212

6.9 本章小结..............................................................................214

第7 章 SDN 产业现状及展望................................................... 215

7.1 SDN 产业现状......................................................................217

7.1.1 晶片提供商...............................................................218

7.1.2 设备和解决方案提供商——传统设备厂商.............219

7.1.3 设备和解决方案提供商——创新公司.....................224

7.1.4 网际网路企业和运营商...............................................227

7.1.5 开源项目...................................................................229

7.2 SDN 标準化进展..................................................................229

7.2.1 ONF ..........................................................................230

7.2.2 ETSI NFV................................................................. 233

7.2.3IETF..........................................................................235

7.2.4 ITU-T ........................................................................237

7.2.5 CCSA........................................................................ 240

7.3 SDN 的市场化展望..............................................................240

7.4 SDN 发展展望......................................................................241

参考文献....................................................................................................245

SDN（Software DefinedNetworking，软体定义网路）是当前网路领域的热点，被业界普遍视作未来网路的演进方向。同时，它还有另外一个绰号——Still Don’t kNow！那幺，SDN 究竟是什幺？它是一项技术？它是一种网路？它是一类服务？随着SDN 日益受到关注，各方参与者都从各自的角度进行了回答，这些答案丰富了SDN 的内涵和外延，同时也为SDN 蒙上了神秘的面纱。

很久以来，网路领域一直存在着一个讨论，即底层网路资源如何能更好地为上层业务及套用服务，做到资源的灵活调度与按需交付。为此，业界曾从通信技术的角度进行了很多尝试，但效果并不明显。而云计算、大数据等业务的兴起，对网路的改造需求越来越迫切，于是，业界开始从IT 的视角看待网路，SDN 就是一个具有代表性的突破。SDN 倡导的标準化控制协定、软体化网路接口为资源的统一管理、业务的推陈出新提供了很好地支持，能够为用户提供更好的网路体验，提升了网路的价值。

SDN 秉承着软体化、IT 化、开放化的理念，正在改变着人们对传统网路的看法。我们有理由相信它将在未来的网路中拥有越来越重要的地位。同时，SDN是一把“双刃剑”，如何趋利避害，也是每位参与者必须审慎考虑的问题。

本书的主要内容是我们在多年研究的基础上对SDN 进行的总结和梳理，其中既包括了对SDN 关键技术体系的详细解读，又包括了基于开源软体的典型SDN 环境搭建，还包括了丰富的业界进展介绍和SDN 发展趋势分析。

本书第1 章介绍了SDN 技术的概述，阐释了主流的SDN 架构定义并分析了它们的异同，进而论述了SDN 的提出背景和当前主要的实现方案类型，并基于SDN 层次化架构建立了关键技术体系，使读者能够了解到SDN的概貌，为后续深入阅读奠定了基础。

本书第2 章至第4 章分别从交换机和控制器南向接口、控制器及其北向接口、套用编排和资源管理等三个层面全面地剖析了支撑SDN 架构的关键技术。除了对相关技术的工作原理进行深入解读外，还介绍和分析了相应领域的主流开源技术。

本书第5 章介绍了SDN 的实践案例，包括模拟网路环境搭建、虚拟网路设备部署、典型数据流分析等环节中的详细步骤，并重点介绍了基于Floodlight控制器开发SDN 套用的工作流程和注意事项，将有助于读者通过动手实践加深对SDN 的理解。

本书第6 章和第7 章分别介绍了SDN 的套用场景和现状展望，全面地阐释了在各种套用场景中引入SDN 的策略和方法，介绍了SDN 产业现状及其标準化进展，并深入分析和阐述了SDN 面临的机遇和挑战，帮助读者辨析SDN 的未来方向和发展前景。