14-软件定义网络

软件定义网络：

如果我们重新设计互联网

关键词：软件定义网络　OpenFlow　开放网络

田晓华1　任丰原2

1

上海交通大学2

清华大学

当前，互联网正面临着前所未有的巨大挑战。络标准化的开放网络基金会(Open Network Founda-智能移动设备的迅速普及，服务器虚拟化技术的广泛应用，云计算的蓬勃崛起，大数据洪水的步步紧逼，都有力地冲击着传统互联网的体系结构和商业模式。新型网络技术和服务与传统互联网体系结构的矛盾日益突出，人们不禁要问：如果上天再给我们一次机会，我们将如何设计互联网？针对这样的问题，美国斯坦福大学的Clean Slate科研组在2007年前就开始了他们的探索[1]。经过分析，Clean Slate科研组将这个大问题分割成4个小的科研项目：互联网体系结构、移动互联网、移动社交网络和数据中心。在互联网体系结构项目中，Clean Slate提出了关于如何改变传统互联网体系结构的方案，这就是“软件定义网络”(software-working, SDN)。

软件定义网络的提出备受业界关注，OpenFlow作为实现软件定义网络体系结构的重要协议，被美国《信息周刊》评为（互联网领域）自以太网出现以来最重大的事件[2]。谷歌、脸谱、微软、思科、瞻博网络(Juniper)等互联网巨头都加入了推进软件定义网

tion, ONF)[3]，其中谷歌和脸谱利用软件定义网络已建立了数据中心广域网。

什么是软件定义网络

软件定义网络是一种网络构建方法，与传统的网络相比，软件定义网络体系结构的特点在于网络路由器或交换机（以下统称交换机）的控制面(control plane)与数据面(data plane)的分离。交换机最重要的功能是对数据的转发。以IP网络为例，当交换机输入端口接收到一个数据包时，该数据包就会通过

一个指定的输出端口转发出去，到达下一跳交换机。交换机中负责制定转发规则的软件部分称为控制面，负责

实际转发操作的硬件部分称为数据面。在传统网络体系中，交换机的控制面是通过分布式算法实现的，如链路状态算法(link state algorithm)和距离向量算法(distance vector algorithm)等。这些算法将数据转发策略以路由表的形式存放在交换机上，数据面通过查

defined net-图1　传统交换机和软件定义网络交换机