SDN的起源

SDN的起源
SDN（Software Defined Networking）即软件定义网络。是由斯坦福大学Clean Slate研究组提出的一种新型网络创新架构。 其核心理念通过将网络设备控制平面与数据平面分离，从而实现了网络控制平面的集中控制，为网络应用的创新提供了良好的支撑。SDN起源提出了三个特征， “转控分离”、“集中控制”和“开放可编程接口”。

在传统的网络架构里面引入了OpenFlow的概念，在转发平面搭建多个OpenFlow交换机，这些OpenFlow交换机由OpenFlow控制器来控制。
OpenFlow基本概念
OpenFlow是控制器与交换机之间的一种南向接口协议。它定义了三种类型的消息，Controller-to-Switch、 Asynchronous 和 Symmetric。每一种消息又包含了更多的子类型，如下图所示。

（1）Controller-to-Switch 子类型：
    ▫ Features 消息：在 SSL/TCP 会话建立后， Controller 给 Switch 发送 Features 请求 Switch 的相关信息。 Switch 必须应答自己支持的功能，包括接口名、接口 MAC 地址、接口支持的速率等等基本信息。
    ▫ Configuration 消息： Controller 可以设置或查询 Switch 的状态。
    ▫ Modify-State 消息： Controller 发送该消息给 Switch ，来管理 Switch 的状态，即增加 / 删除、更改流表，并设置 Switch 的端口属性。
    ▫ Read-State 消息： Controller 用该消息收集 Switch 上的统计信息。
    ▫ Send-Packet 消息： Controller 发送该消息到 Switch 的特定端口。
（2）Asynchronous 子类型：
    ▫ Packet-in 消息：当 Flow Table 中没有匹配的表项或者匹配“ send to Controller” ， Switch 将给 Controller 发送 packet-in 消息。
    ▫ Packet-out 消息：从控制器回复的消息。
    ▫ Flow-Removed 消息：当给 Switch 增加一条表项时，会设定超时周期。当时间超时后，该条目就会被删除。这时 Switch 就会给 Controller 发送 Flow-Removed 消息；当流表中有条目要删除时， Switch 也会给 Controller 发送该消息。
    ▫ Port-status 消息：当数据路径接口被添加、删除、修改的时候，此消息用于通知控制器。
（3）Symmetric 子类型：
    ▫ Hello 消息：当一个 OpenFlow 连接建立时， Controller 和 Switch 都会立刻向对端发送 OFPT_HELLO 消息，该消息中的 version 域填充发送方支持的 OpenFlow 协议最高的版本号；接收方收到该消息后，接收方会计算协议版本号，即在发送方和接收方的版本号中选择一个较小的；如果接收方支持该版本，则继续处理连接，连接成功；否则，接收者回复一个 OFPT_ERROR 消息，类型域中填充 ofp_error_type.OFPET_HELLO_FAILED
    ▫ Echo 消息： Switch 和 Controller 任何一方都可以发起 Echo request 消息，但收到的一方必须回应 Echo reply 消息。这个消息可以来测量 latency 、 Controller-Switch 之间的连接性，即心跳消息；
    ▫ Error 消息：当交换机需要通知控制器发生问题或错误时， Switch 给 Controller 发送 Error 消息。
OpenFlow协议仍在持续更新。更多更全的消息类型请参考ONF最新发布《OpenFlow Switch Specification》标准。