SDN网络数控分离技术

严格来说，控制面与数据面的分离不是SDN专利。从一个chassis实际上，传统路由器的控制面和转发面也是分开的。Route-enginee和line card分别负责控制面板和转发面。但传统网络的控制面和转发面并不分离，控制面都是reside在每个设备中，每个设备独立控制行为SDN做的恰恰是抽象整个网络的控制面，只转发白壳。有点类似，把网络中所有的路由器RE一切都集中在控制器上，路由器的线卡继续留在原地转发，退化成白壳。

就像导航软件知道交通决策一样，导航软件通知司机拥堵信息，司机决定如何绕过拥堵，大多数司机会选择最短的不拥堵路径，这种分布式路径决策可能导致新的拥堵，这不是我们所期望的，通信网络几乎面临同样的问题：

1.IP分组网络的基本原理是全分布式路径决策；

2.分布式自主选路过程(每个网络设备通过一些路由协议收集网络拓扑，自主选择最短路径转发报纸)；

3.网络结构具有很强的生存能力，网络本身可以自主完成业务，但网络可控性有限；

4.多厂家设备共同组网的通信网络，要满足设备间协议的交换，导致网络支持新业务时间长，

5.在部署新业务时，网络需要升级大量现有网络设备的软件，这对网络运维人员来说是一个巨大的挑战；

6.部署业务应逐一操作网络设备，保持网络设备配置的一致性，共同完成网络业务。部署人员必须学习大量分布式控制协议的技术细节，增加网络运维的难度和运维成本。

SDN(Software Defined Network)

1.集中控制网络，软件化网络，更好地支持网络业务的自动化和自治，

2.简化网络的复杂性，屏蔽运维人员的技术细节，降低运维成本；

3.支持业务快速创新，满足业务快速部署需求，提高业务创新发展速度；

4.集中控制，大简化了网络结构。调整网络行为时，不再需要修改网络本身，只需要调整SDN内部软件；

数据平面：

1)数据平面的主要工作是通过一系列链路级操作收集和传输数据组，并进行基本完整性检查。

2)接下来，将搜索数据平面FIB表(FIB该表已通过控制平面生成，并通过镜像复制到数据平面）识别数据分组的目的地地址，称为快速数据分组处理。快速数据分组处理主要反映在不再需要每次查询和匹配到控制平面上，从而有效节省了处理时间。

3)当报纸无法匹配现有规则时，这些数据分组将被发送到控制平面进行处理。数据平面检查采用硬件检查和通用处理器检查两种技术。

4)硬件查表技术的主要原因：

由于硬件查表具有较高的数据分组转发性能。当然，硬件转发的设计目标主要是维持数据分组的线速转发。在设计过程中，需要考虑各种因素，包括板卡和机架的空间、预算、电源利用率和吞吐量。在这些因素条件下，设计的数据平面将存在转发特性的可扩展性差异，如不同的转发数量、不同的转发数量等（在中低性能需求的情况下，可以使用通用处理器查看表格，以节省定制功能时的成本）

5)为了解决城市网络后数据报纸中的标签可能不一致的问题：

SDN网络设备FIB表为边界分割数据控制平面，其中交换设备仅为轻量级、 ；保留哑数据平面FIB高速交换转发能力，上层控制决策均由远端统一控制器节点完成在此节点上，网络管理员可以看到网络的整体信息，并根据信息做出优化决策，

采用数据控制平面SDN该协议将提供数据平面可编程性。

6)SDN的数据控制分离的特征主要体现在以下两个方面：

首先，数据平面采用逻辑集中控制和开放接口。（即开放接口破坏了传统网络设备制造商的垄断地位，因此将面临巨大的阻力。

7)SDN数控分离的优点：

高速转发的全球集中控制和分布

平衡灵活的编程和性能：FIB实际上降低了分界线SDN编程灵活性，但不暴露商用设备的高速转发。

开放性和IT化：

数据控制分离可以在一定程度上降低网络设备和控制软件的成本。目前，网络设备与控制平面功能软件捆绑销售。由于软件开发由网络设备公司完成，对用户不透明，网络设备及其控制平面软件的定价权完全掌握在少数公司手中，导致整体价格高。数据控制平面分离后，特别是使用开放接口协议后，交换设备的制造将与功能软件的开发分离，从而实现模块的透明度，有效降低成本。虽然硬件价格降低后，相应的软件成本会增加，但总的来说，IT化将会是一个有效的节约成本的方案。

8)SND数控分离不足：

可扩展性问题：这是SDN数据控制分离后，原始分布式控制平面集中，即随着网络规模的扩大，单个控制节点的服务能力很可能成为网络性能的瓶颈。因此，控制架构的可扩展性是数据控制分离后的主要研究方向之一。

一致性：在传统网络中，网络状态的一致性是由分布式协议保证的SDN数据控制分离后，集中控制器需要承担这一责任。如何快速检测分布式网络节点的状态不一致性，快速解决这些问题也是数据控制分离后的主要研究方向之一。可用性问题：可用性是指网络无故障时间占总时间的比例。传统的网络设备可用性很高，即发送到控制平面的要求将实时响应。因此，网络相对稳定，但在SDN控制平面网络的延迟可能会导致数据平面可用性问题。