【正文】 收到packet_in包后，向交換機(jī)發(fā)送packet_out包，命令交換機(jī)將arp回復(fù)從其他端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，同時(shí)，在這個(gè)消息包中，還包含了一個(gè)flow_mod的命令，通過這個(gè)命令增添一個(gè)新的流表項(xiàng)，完成兩個(gè)主機(jī)之間的轉(zhuǎn)發(fā)。在試驗(yàn)中，mininet的ip地址為192。在二層網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)通常是以MAC地址為依據(jù)進(jìn)行的，因?yàn)镸AC地址學(xué)習(xí)在鏈路發(fā)現(xiàn)過程中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，所以根據(jù)二層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)容易實(shí)現(xiàn)，只需要控制器將MAC地址與端口號(hào)的對(duì)應(yīng)信息寫入流表項(xiàng)中即可；對(duì)三層網(wǎng)絡(luò)，控制器會(huì)通過路由算法計(jì)算出目的地址與源地址之間的路由信息，將IP地址、MAC地址相對(duì)應(yīng)的端口寫入流表中；對(duì)四層網(wǎng)絡(luò)，控制器完成對(duì)四層數(shù)據(jù)的解析，在三層的基礎(chǔ)上增添端口號(hào)作為轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)。每個(gè)流表項(xiàng)有兩種定時(shí)器，一個(gè)計(jì)算沒有匹配的時(shí)間，一個(gè)計(jì)算插入流表中的時(shí)間，其中任一個(gè)定時(shí)器達(dá)到期限交換機(jī)都會(huì)將流表項(xiàng)移除。：安全通道流 表控制器 Openflow協(xié)議 Openflow交換機(jī) openflow交換機(jī)設(shè)計(jì)思想和整體構(gòu)架Openflow交換機(jī)與控制器通過利用Openflow協(xié)議進(jìn)行通信，兩者之間的消息通過SSL機(jī)制進(jìn)行加密?？傊琒DN網(wǎng)絡(luò)控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)層面的分離的做法使集中管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成可了可能。在關(guān)于對(duì)SDN網(wǎng)絡(luò)定義的過程中，國內(nèi)外多家標(biāo)準(zhǔn)化組織參與進(jìn)來，其中ONF（Open Networking Foundition，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)）無疑是引領(lǐng)者。SDN技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案第1章 緒 論 研究背景和意義20世紀(jì)60至70年代，世界上第一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)ARPAnet誕生，從此計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)逐漸深入到人類社會(huì)，并以人們意想不到的速度變化發(fā)展。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀SDN作為一種最新提出的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在短短的幾年內(nèi)已經(jīng)在業(yè)界內(nèi)聲名顯赫，然而由于當(dāng)前技術(shù)、成本問題，SDN尚在理論階段，其標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程也處于發(fā)展階段尚未成熟，距現(xiàn)實(shí)生活中大規(guī)模部署仍有較長時(shí)間。邏輯網(wǎng)絡(luò)與物理設(shè)備的分離使得當(dāng)網(wǎng)絡(luò)因業(yè)務(wù)需要進(jìn)行配置、遷移時(shí)，不必再受物理設(shè)備的影響。Openflow協(xié)議發(fā)展至今已經(jīng)歷了多個(gè)版本，它不僅是后面幾個(gè)版本的基礎(chǔ)而且也體現(xiàn)了基于Openflow搭建的SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的思想，本文也將Openflow 。表22 流表項(xiàng)修改消息類型名稱說明ADD增加一個(gè)新的流表表項(xiàng)MODIFY修改所有匹配的流表項(xiàng)MODIFY_STRICT修改嚴(yán)格匹配的流表項(xiàng)DELETE刪除所有匹配的流表項(xiàng)DELETE_STRICT刪除嚴(yán)格匹配的流表項(xiàng)移除流表項(xiàng)：流表項(xiàng)的移除有兩種情況，一種是定時(shí)器時(shí)間期限達(dá)到，交換機(jī)自動(dòng)刪除流表項(xiàng)，另一種是控制器下發(fā)命令刪除流表項(xiàng)。策略制定：SDN交換機(jī)根據(jù)流表項(xiàng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，而流表的制定由控制器實(shí)現(xiàn)，SDN控制器會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀態(tài)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及不同的層面的需求下發(fā)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)策略。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作如下：在PC機(jī)上安裝virtualbox軟件，創(chuàng)建一臺(tái)虛機(jī)，再創(chuàng)建一臺(tái)虛機(jī)運(yùn)行mininet，在運(yùn)行mininet的虛擬機(jī)上運(yùn)行wireshark軟件監(jiān)測(cè)端口選擇eth1，運(yùn)行mininet并將controller指向floodlight。 洪泛請(qǐng)求目的主機(jī)接收到arp消息后，填寫自己的MAC地址，通過單播向源主機(jī)返回arp包，交換機(jī)收到arp回復(fù)后，由于流表依然為空不知道如何處理，便向控制器發(fā)送packet_in消息。SDN網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)只需要根據(jù)控制器下發(fā)的流表進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，提高了轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)速度。SDN的網(wǎng)絡(luò)能力虛擬化和開放化，也有利于電信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)向智能化，開放化發(fā)展，發(fā)展更豐富的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，增加收入。當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移時(shí)公司希望對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行精確的控制盒管理，并且準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)更新速度。為什么不直接將controller與TE server相連而要加入Gateway的設(shè)置是因?yàn)镚ateway將控制器、交換機(jī)抽象出來，TE server看不到具體的鏈路與控制器還有協(xié)議信息，只負(fù)責(zé)鏈路策略的制定。J，etEnterprise What’s worse is that each update often es with many other changes and these changes sometimes introduce new problems.for network applications, services, and integration into management systems, enabling new business solutions.l Standardize protocols Not all networking devices have a Services plane you won’t find this plane in a simple switch. But with today’s software that networking code is built monolithically without cleanly defined interfaces between the planes. However, you can’t take this too far. These vary in sophistication and type, from very inexpensive processors within consumer devices to what is effectively a highend server in larger, carrierclass systems. The Control plane understands the network topology and makes the decisions on where the flow of network traffic should go.networking software into four layers (planes): Management, Services, Control, and Forwarding – providing the architectural underpinning to optimize each plane within the network. Here again, networking software is failing the industry it is developed as a monolithic, embedded system and there is no concept of an application.Conference實(shí)驗(yàn)和論文雖然基本達(dá)到了預(yù)期的效果，并且模擬出了SDN網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，但是依然有許多不足和需要改進(jìn)的地方。當(dāng)一個(gè)controller收到交換機(jī)傳來的報(bào)文和鏈路變化通知時(shí)，通過RAP應(yīng)用將報(bào)文傳送給Quagga協(xié)議棧，同時(shí)controller也將與自己相連的交換機(jī)及端口信息告訴Quagga，Quagga統(tǒng)一管理這些端口。國內(nèi)企業(yè)如騰訊、百度等都在加快SDN的實(shí)驗(yàn)室部署，例如騰訊，利用SDN實(shí)現(xiàn)差異化的路徑計(jì)算、流量控制和服務(wù)，為用戶提供更好體驗(yàn)。具體的網(wǎng)絡(luò)還可分為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)存在多種方式，如傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、交換網(wǎng)等。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)環(huán)狀是所用的STP協(xié)議會(huì)關(guān)閉掉一些端口，而SDN網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)的端口都是開放的。 LLDP包的發(fā)送 ping流程包分析，執(zhí)行h2 ping h3。 利用Mininet搭建模擬環(huán)境下載mininet鏡像并在Virtual Box中打開，登錄到命令行界面，用戶名密碼都是openflow，啟動(dòng)mininet，命令為mn，則創(chuàng)建一個(gè)擁有一個(gè)控制器、一個(gè)交換機(jī)、兩臺(tái)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)?？刂破鹘粨Q機(jī)交換機(jī) 帶LLDP的 帶LLDP的 Packet_out packet_out packet_in LLDP SDN控制器的鏈路發(fā)現(xiàn)過程，控制器在進(jìn)行鏈路發(fā)現(xiàn)時(shí)，先將一個(gè)帶LLDP的packet_out消息發(fā)送給所有與其直連的交換機(jī)，命令交換機(jī)將LLDP數(shù)據(jù)包從其余的所有端口發(fā)出。行動(dòng)可以分為必備行動(dòng)（Required Actions）和可選行動(dòng)（Optional Actions），必備行動(dòng)是默認(rèn)支持的，而如果要執(zhí)行可選動(dòng)作就需要交換機(jī)通知控制器它支持的動(dòng)作種類。（3）輸出鏈路調(diào)度：數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)輸出端口并按照一定的順序進(jìn)行等待，設(shè)備出端口通過先進(jìn)先出的策略將等待隊(duì)列中的數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。第2章 SDN基礎(chǔ)理論 基本定義SDN（Software Defined Networking,軟件定義網(wǎng)絡(luò)）是一種基于軟件的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，具有以下幾種特點(diǎn)：集中控制：傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中通常將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與控制層面固化在同一個(gè)設(shè)備上，當(dāng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理時(shí)可以將其看成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的盒子，而這些控制盒子將整個(gè)控制面分離成一個(gè)個(gè)小的個(gè)體，而軟件定義網(wǎng)絡(luò)將控制集中起來，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備只具有轉(zhuǎn)發(fā)功能，控制功能則由具有控制功能的控制器完成，因此在邏輯上可以將控制器組成的集合看作為一個(gè)整體的控制平面，當(dāng)需要對(duì)物理設(shè)備進(jìn)行配置和維修時(shí)，無須現(xiàn)場(chǎng)操作，只需要在控制軟件上對(duì)物理設(shè)備進(jìn)行配置。軟件定義網(wǎng)絡(luò)是一種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及技術(shù)，其最大特點(diǎn)在于將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制層面與數(shù)據(jù)層面分開、支持集中化的網(wǎng)絡(luò)控制狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)施對(duì)上層應(yīng)用的透明。在如此龐大的群體中，單單依靠網(wǎng)絡(luò)管理人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、業(yè)務(wù)等進(jìn)行管理配置是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，網(wǎng)絡(luò)智能化應(yīng)運(yùn)而生。在控制層與應(yīng)用層之間的接口和控制層與基礎(chǔ)設(shè)施層之間的接口也是重要的兩個(gè)部分，前者被稱為北向接口，后者為南向接口。在SDN構(gòu)架中，控制器控制多臺(tái)交換機(jī)，擁有網(wǎng)絡(luò)全局視圖，并根據(jù)該視圖制定轉(zhuǎn)發(fā)策略，然后將該策略下發(fā)至有關(guān)設(shè)備。（1）流表在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，交換機(jī)和路由器通過設(shè)備中保存的轉(zhuǎn)發(fā)表和路由表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而Openflow交換機(jī)中，流表包含了網(wǎng)絡(luò)中的各層的配置信息，并通過流表項(xiàng)中的各項(xiàng)信息對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行處理。 控制器控制層是SDN網(wǎng)絡(luò)的大腦，一方面，它負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)資源，維護(hù)全局統(tǒng)一資源視圖，另一方面，按照向上層應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)編程接口，并執(zhí)行上層對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化指令。（2）北向業(yè)務(wù)支撐技術(shù)控制器通過北向接口向上層應(yīng)用提供程序編程接口和網(wǎng)絡(luò)資源抽象，通過北向接口，開發(fā)者能以軟件編程的方式調(diào)用局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)資源能力，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)可以通過北向接口獲知網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。 信息交換過程接著，控制器會(huì)向交換機(jī)發(fā)送Features_request消息建立對(duì)話，交換機(jī)返回一個(gè)reply消息， 對(duì)話建立從圖中可以看到，交換機(jī)有三個(gè)端口，其中一個(gè)與控制器相連，其余兩個(gè)與主機(jī)相連。至此，兩個(gè)主機(jī)之間的轉(zhuǎn)發(fā)流表就建立了起來。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)是SDN目前最為明確的應(yīng)用場(chǎng)景之一，也是最有前景的應(yīng)用場(chǎng)景之一。目前SDN技術(shù)在電信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模應(yīng)用還難以實(shí)現(xiàn)，但可在局部網(wǎng)絡(luò)或特定應(yīng)用 場(chǎng)景逐步使用，如移動(dòng)回傳網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景、分組與光網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同場(chǎng)景等。這些交換機(jī)的作用僅僅是為上層控制器提供接口，收到報(bào)文后會(huì)交給上層controller進(jìn)行協(xié)議和分析。另一方面，提升了網(wǎng)絡(luò)的可管理性，多應(yīng)用的引入加大了軟件在網(wǎng)絡(luò)管理方面的作用，全局控制中心提供的拓?fù)錇楣芾砣藛T提供了更為廣闊的視野，軟件作用的提升也使網(wǎng)絡(luò)管理更為簡(jiǎn)單便捷。for Because each network device must be configured individually usually manually。 And they want to do this in a way that allows them to introduce these new capabilities without disrupting their business. It is optimized to move data as fast as it can.The Services plane is ripe for innovation.ManagementLike all puters, network devices need to be configured, or managed. Amazon, Google, and Facebook use racks of industrystandard, x86 servers running software that is designed to scaleout by adding more servers as the need for capacity increases. That’s really what networks are all about moving data from one place to another. Where the Control plane can learn everything it needs from the network itself, the Management plane must be told what to do. Third party vendors supply ASIC’s for some parts of the switching, routing, and firewall markets. How can SDN do this? Internet panies like Amazon or Google that dedicate hundreds of engineers to their cloud systems have built their own solution to network configuration but this is not a reasonabl