SDN网络及其在流媒体领域的应用探索

一、引言

软件定义网络SDN (Software Defined Network)，顾名思义，就是通过软件对整个网络进行规划、管理和控制，包括网络逻辑结构的定义、转发策略的制定和发布等，SDN提出了一种不同于传统网络的、崭新的网络建设和控制模式。

传统的网络设备(包括交换机、路由器等)都是由网络设备供应商同时提供硬件和专有软件(操作系统)，网络设备的控制系统与设备的硬件信息(如品牌、设备类型等)紧密相关，互相捆绑，网络控制的复杂度和难度都相当之大。SDN的出现，希望通过网络架构模式的改变，将网络控制系统与网络硬件、物理拓扑等分离，从而摆脱硬件对网络逻辑架构的束缚。这样管理员就可以像安装、升级软件一样对转发策略、逻辑拓扑进行调整，而无需对底层的交换机、路由器等硬件做任何变动，在节省大量资金成本的同时，网络结构调整的周期也将大大缩短。在传统模式下，每台路由器、交换机都通过自身所携带的操作系统进行控制和策略转发，而在SDN网络中，一套集中的控制系统可以对网络中所有品牌、不同类型的网络设备进行统一的集中管理和控制。

不仅如此随着云计算、云媒体、云服务的不断发展和普及，在构建云中心网络时，对计算虚拟化、存储虚拟化的要求越来越高，尤其在处理“大数据”应用时，虚拟化更是一个关键问题。这就要求后台硬件管理对于前台的业务要越来越透明，包括物理资源的增加、减少、调整、移动等，这就对网络虚拟化提出了更高的要求。虽然传统网络在一定程度上可以满足这一要求，但在资金、技术难度、管理周期上都需要有巨大的消耗，而SDN把控制系统从硬件设备中抽象出来，部署于独立的服务器，实现软件控制系统与硬件资源的解祸，从而可以构建一个开放式的、可编程的软件网络，通过软件定义的网络，就可以方便地满足上述虚拟化需求。

二、SDN的网络介绍

与传统网络相同的是，SDN分为软件控制和硬件两部分，软件部分用于网络定义、发布转发策略，并推动硬件资源依据策略完成数据转发;SDN与传统网络不同的是，传统网络中，每个品牌的网络设备都随机带有自己独特的操作系统，网络管理员必须登录到每台设备才能完成对设备的配置、策略制定，继而通过硬件完成对数据转发;而SDN采用独立的第三方控制系统(与硬件品牌无关)，网络管理员不必登录到每台设备，在管理中心即可对各种品牌的所有网络设备进行集中的配置和策略制定、以及网络系统的调整，控制系统与硬件资源的兼容性得到了前所未有的提高。

1.SDN总体结构

如前所述，SDN网络分为两大部分，一是SDN控制器，一是底层的网络设备，下图描述了SDN的逻辑结构。

图1 SDN的逻辑结构

1)SDN控制器

SDN控制器定义了SDN数据平面数据流的转发规则。试图通过SDN网络的每一个数据流，首先必须获得SDN控制器的许可，依据网络设备接收到的、每个流的第一个数据包，控制器检查其转发策略并判断该流是否得到许可。如果该流被允许穿越网络，控制器就计算出一条可以采用的最佳路径，并且在该流所要经过的每个网络设备的流表中增加一个流条目。反之，如果数据流没有获得通过许可，控制器通知网络设备丢弃该流。

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