基于SDN控制器核心技術的闡述

王玲

摘要：本文主要分析了SDN控制器核心技術。現如今，網絡領域中，SDN為熱門話題之一，行業中許多專家廣泛認為 SDN為網絡演進未來的方向。SDN的控制器占據著重要地位，發揮著不可替代和不可或缺的關鍵作用。本文將從SDN控制器概述、控制器北向業務支撐技術、控制器東西向擴展技術三大方面來進行深入剖析，以此為相關學者以及從業人員提供有價值的參考依據。

關鍵詞：SDN;控制器;核心技術

一、SDN控制器概述

控制器是SDN中的應用程序，作用是能夠有效控制流量，從而保證網絡具有智慧性以及先進性。依據OpenFlow其中的規定，控制器能夠給予伺服器一定功能，而后交換機在成功收到信號后，能夠明確傳輸數據包的具體方向。具體來說，SDN控制器在網絡領域中是一種OS（作業系統）。控制器是軟體運行，不對網絡硬體進行控制，便于管理網絡。

二、控制器北向業務支撐技術

控制器業務支撐技術包含內容為兩點：一是根據資源網絡系統，使得給予的網絡資源抽象更加靈活化;二是基于北向接口（如圖一），應用于上層業務。負責網絡業務的開發者能夠根據北向接口和軟件編程手段，在廣域網等之中調用多樣化的網絡資源。不僅如此，基于控制器的北向接口，網絡資源管理系統能夠對網絡資源具體的工作狀態進行獲取，還能調度網絡資源，從而統一交付資源，進而切實滿足于網絡資源的實際需要。

OpenDaylight影響力較廣，并且功能設計具有多樣化和完善性，在日后，其能夠成為SDN的標準。在實現和設計北向API過程中，OpenDaylight能力涵蓋多個方面，包括服務管理功能、網絡服務功能以及網絡編排功能等，能夠提供兩種接口形式，即REST API和OSGi。REST API能夠根據Web，開發遠程應用，并且能夠提供多種信息和數據，例如：狀態編碼、參數、接口描述等。而OSGi能夠應用開發Java，并且與控制器的地址空間一致。業務應用能夠根據這些北向接口，對控制器調用網絡能力進行全面的應用，與此同時，在應用過程中的算法驅動控制器能夠科學合理的編排全網資源。

伴隨著越來越成熟的SDN網絡中北向接口，使得傳統設備企業面臨著前所未有的挑戰和難題。主要原因是由于在應用開發上層網絡的過程中，北向接口能夠使其更加方便和便捷，也能提高網絡資源調配的個性化，使得網絡用戶的操作更加靈活，這將會進一步推廣SDN技術產品，以此沖擊傳統網絡設備。傳統網絡企業為了面對開放協議引發的挑戰，在原有設備上增加了編程接口，從而能夠讓業務之間直接調用，這也屬于北向接口的形式之一。

三、控制器東西向擴展技術

控制器能夠集中化控制SDN整個網絡，能夠有效對網絡資源交付質量進行改善，還能對全網資源視圖進行有效把握，具有較高的應用價值。但是，在集中化控制SDN網絡的過程中，也使得控制器的責任較大，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整個網絡的服務質量，要是情節嚴重，還會使整個網絡進入癱瘓狀態。除此之外，控制器在組網架構上，針對于SDN多個地域中的網絡問題和故障，不能有效的進行解決。所以為了對單一控制器節點造成的眾多問題進行有效處理，包括：擴展性、可靠性等，就會形成分布式集權，因此就需要眾多的控制器。現如今，聯系和溝通多個控制器的東西向接口沒有廣泛認為標準的定義，但是針對于上述提到的難題，部分集群技術能夠有效解決。

服務器基于軟件化的控制器，能夠成為依托控制器的載體。根據服務器集群，控制器集群能夠有效開展搭建。主要是因為在整個SDN網絡中，控制器占據著重要地位，發揮著不可替代和不可或缺的關鍵作用，所以在設計控制器集群的過程中，能夠彰顯獨特性質，比如添加新型控制器，以此提供給運行中的集群，能夠對擴展性進行有效改善，還能對失效控制器中的交換機狀態進行有效保存，從而確保其安全性，不僅如此，根據分布式協作方式，控制器能夠針對SDN交換設備進行有效掌控，從而統一網絡狀態。

現如今服務器集群技術越來越成熟化，為此，SDN控制器能夠對其進行充分合理的運用，以此對軟件進行部署利用。針對于集群分布式來說，協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，系統中就要對集群通信機制進行設置。

設計和實現兩個方面，能夠在整個SDN網絡系統中，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，控制器集群能夠使其更加透明，在運行SDN網絡的期間，針對于控制器發來的指令，交換機無需關心是哪臺具體的控制器，與此同時，以控制器為依托，輸送數據包的時候，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，在全網范圍內，主控制器能夠對交換機和控制器狀態信息進行維護和生成，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，防止單點無效。

結束語：

SDN又名為軟件定義網絡，是現代化網絡構架中，一種新型技術，具有多種特點，例如：使軟件編程接口更加豐富化、使網絡狀態控制更加集中化等，而SDN控制器是軟件定義網絡的大腦，發揮著至關重要的作用，為此，相關人員一定要全面掌握和熟悉SDN控制器核心技術，包括控制器北向業務支撐技術、控制器東西向擴展技術，從而最大程度的發揮出控制器功能。

參考文獻：

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

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

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