基于SDN控制器核心技術(shù)的闡述

王玲

摘要：本文主要分析了SDN控制器核心技術(shù)?，F(xiàn)如今，網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中，SDN為熱門話題之一，行業(yè)中許多專家廣泛認(rèn)為 SDN為網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)未來的方向。SDN的控制器占據(jù)著重要地位，發(fā)揮著不可替代和不可或缺的關(guān)鍵作用。本文將從SDN控制器概述、控制器北向業(yè)務(wù)支撐技術(shù)、控制器東西向擴(kuò)展技術(shù)三大方面來進(jìn)行深入剖析，以此為相關(guān)學(xué)者以及從業(yè)人員提供有價值的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：SDN;控制器;核心技術(shù)

一、SDN控制器概述

控制器是SDN中的應(yīng)用程序，作用是能夠有效控制流量，從而保證網(wǎng)絡(luò)具有智慧性以及先進(jìn)性。依據(jù)OpenFlow其中的規(guī)定，控制器能夠給予伺服器一定功能，而后交換機(jī)在成功收到信號后，能夠明確傳輸數(shù)據(jù)包的具體方向。具體來說，SDN控制器在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中是一種OS（作業(yè)系統(tǒng)）。控制器是軟體運(yùn)行，不對網(wǎng)絡(luò)硬體進(jìn)行控制，便于管理網(wǎng)絡(luò)。

二、控制器北向業(yè)務(wù)支撐技術(shù)

控制器業(yè)務(wù)支撐技術(shù)包含內(nèi)容為兩點(diǎn)：一是根據(jù)資源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使得給予的網(wǎng)絡(luò)資源抽象更加靈活化;二是基于北向接口（如圖一），應(yīng)用于上層業(yè)務(wù)。負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的開發(fā)者能夠根據(jù)北向接口和軟件編程手段，在廣域網(wǎng)等之中調(diào)用多樣化的網(wǎng)絡(luò)資源。不僅如此，基于控制器的北向接口，網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)資源具體的工作狀態(tài)進(jìn)行獲取，還能調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源，從而統(tǒng)一交付資源，進(jìn)而切實(shí)滿足于網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)際需要。

OpenDaylight影響力較廣，并且功能設(shè)計具有多樣化和完善性，在日后，其能夠成為SDN的標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)現(xiàn)和設(shè)計北向API過程中，OpenDaylight能力涵蓋多個方面，包括服務(wù)管理功能、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能以及網(wǎng)絡(luò)編排功能等，能夠提供兩種接口形式，即REST API和OSGi。REST API能夠根據(jù)Web，開發(fā)遠(yuǎn)程應(yīng)用，并且能夠提供多種信息和數(shù)據(jù)，例如：狀態(tài)編碼、參數(shù)、接口描述等。而OSGi能夠應(yīng)用開發(fā)Java，并且與控制器的地址空間一致。業(yè)務(wù)應(yīng)用能夠根據(jù)這些北向接口，對控制器調(diào)用網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行全面的應(yīng)用，與此同時，在應(yīng)用過程中的算法驅(qū)動控制器能夠科學(xué)合理的編排全網(wǎng)資源。

伴隨著越來越成熟的SDN網(wǎng)絡(luò)中北向接口，使得傳統(tǒng)設(shè)備企業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和難題。主要原因是由于在應(yīng)用開發(fā)上層網(wǎng)絡(luò)的過程中，北向接口能夠使其更加方便和便捷，也能提高網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配的個性化，使得網(wǎng)絡(luò)用戶的操作更加靈活，這將會進(jìn)一步推廣SDN技術(shù)產(chǎn)品，以此沖擊傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)企業(yè)為了面對開放協(xié)議引發(fā)的挑戰(zhàn)，在原有設(shè)備上增加了編程接口，從而能夠讓業(yè)務(wù)之間直接調(diào)用，這也屬于北向接口的形式之一。

三、控制器東西向擴(kuò)展技術(shù)

控制器能夠集中化控制SDN整個網(wǎng)絡(luò)，能夠有效對網(wǎng)絡(luò)資源交付質(zhì)量進(jìn)行改善，還能對全網(wǎng)資源視圖進(jìn)行有效把握，具有較高的應(yīng)用價值。但是，在集中化控制SDN網(wǎng)絡(luò)的過程中，也使得控制器的責(zé)任較大，在安全方面以及性能方面，如若控制器不能確保，就會大大降低SDN整個網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，要是情節(jié)嚴(yán)重，還會使整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入癱瘓狀態(tài)。除此之外，控制器在組網(wǎng)架構(gòu)上，針對于SDN多個地域中的網(wǎng)絡(luò)問題和故障，不能有效的進(jìn)行解決。所以為了對單一控制器節(jié)點(diǎn)造成的眾多問題進(jìn)行有效處理，包括：擴(kuò)展性、可靠性等，就會形成分布式集權(quán)，因此就需要眾多的控制器。現(xiàn)如今，聯(lián)系和溝通多個控制器的東西向接口沒有廣泛認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)的定義，但是針對于上述提到的難題，部分集群技術(shù)能夠有效解決。

服務(wù)器基于軟件化的控制器，能夠成為依托控制器的載體。根據(jù)服務(wù)器集群，控制器集群能夠有效開展搭建。主要是因為在整個SDN網(wǎng)絡(luò)中，控制器占據(jù)著重要地位，發(fā)揮著不可替代和不可或缺的關(guān)鍵作用，所以在設(shè)計控制器集群的過程中，能夠彰顯獨(dú)特性質(zhì)，比如添加新型控制器，以此提供給運(yùn)行中的集群，能夠?qū)U(kuò)展性進(jìn)行有效改善，還能對失效控制器中的交換機(jī)狀態(tài)進(jìn)行有效保存，從而確保其安全性，不僅如此，根據(jù)分布式協(xié)作方式，控制器能夠針對SDN交換設(shè)備進(jìn)行有效掌控，從而統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。

現(xiàn)如今服務(wù)器集群技術(shù)越來越成熟化，為此，SDN控制器能夠?qū)ζ溥M(jìn)行充分合理的運(yùn)用，以此對軟件進(jìn)行部署利用。針對于集群分布式來說，協(xié)作控制器是十分重要的功能，想要有效傳遞控制器間的信息，系統(tǒng)中就要對集群通信機(jī)制進(jìn)行設(shè)置。

設(shè)計和實(shí)現(xiàn)兩個方面，能夠在整個SDN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，有效保證控制器集群的控制效果。第一方面能夠基于交換機(jī)，控制器集群能夠使其更加透明，在運(yùn)行SDN網(wǎng)絡(luò)的期間，針對于控制器發(fā)來的指令，交換機(jī)無需關(guān)心是哪臺具體的控制器，與此同時，以控制器為依托，輸送數(shù)據(jù)包的時候，能夠掌握以往具有單一化的操作模式，從而集中邏輯在控制器上;第二方面選舉主控制器，在全網(wǎng)范圍內(nèi)，主控制器能夠?qū)粨Q機(jī)和控制器狀態(tài)信息進(jìn)行維護(hù)和生成，如若存在無效的情況，就要在副控制器的集群中選舉新型主控制器，防止單點(diǎn)無效。

結(jié)束語：

SDN又名為軟件定義網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中，一種新型技術(shù)，具有多種特點(diǎn)，例如：使軟件編程接口更加豐富化、使網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)控制更加集中化等，而SDN控制器是軟件定義網(wǎng)絡(luò)的大腦，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為此，相關(guān)人員一定要全面掌握和熟悉SDN控制器核心技術(shù)，包括控制器北向業(yè)務(wù)支撐技術(shù)、控制器東西向擴(kuò)展技術(shù)，從而最大程度的發(fā)揮出控制器功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷葆華， 王峰. SDN控制器核心技術(shù)剖析[J]. 程序員， 2013， 000（010）：P.102-105.

[2]雷葆華， 王峰， 王莤. SDN核心技術(shù)剖析和實(shí)戰(zhàn)指南[J]. 中國科技信息， 2013（21）：52-52.

中興通訊股份有限公司