基于SDN控制器核心技术的阐述

王玲

摘要：本文主要分析了SDN控制器核心技术。现如今，网络领域中，SDN为热门话题之一，行业中许多专家广泛认为 SDN为网络演进未来的方向。SDN的控制器占据着重要地位，发挥着不可替代和不可或缺的关键作用。本文将从SDN控制器概述、控制器北向业务支撑技术、控制器东西向扩展技术三大方面来进行深入剖析，以此为相关学者以及从业人员提供有价值的参考依据。

关键词：SDN;控制器;核心技术

一、SDN控制器概述

控制器是SDN中的应用程序，作用是能够有效控制流量，从而保证网络具有智慧性以及先进性。依据OpenFlow其中的规定，控制器能够给予伺服器一定功能，而后交换机在成功收到信号后，能够明确传输数据包的具体方向。具体来说，SDN控制器在网络领域中是一种OS（作业系统）。控制器是软体运行，不对网络硬体进行控制，便于管理网络。

二、控制器北向业务支撑技术

控制器业务支撑技术包含内容为两点：一是根据资源网络系统，使得给予的网络资源抽象更加灵活化;二是基于北向接口（如图一），应用于上层业务。负责网络业务的开发者能够根据北向接口和软件编程手段，在广域网等之中调用多样化的网络资源。不仅如此，基于控制器的北向接口，网络资源管理系统能够对网络资源具体的工作状态进行获取，还能调度网络资源，从而统一交付资源，进而切实满足于网络资源的实际需要。

OpenDaylight影响力较广，并且功能设计具有多样化和完善性，在日后，其能够成为SDN的标准。在实现和设计北向API过程中，OpenDaylight能力涵盖多个方面，包括服务管理功能、网络服务功能以及网络编排功能等，能够提供两种接口形式，即REST API和OSGi。REST API能够根据Web，开发远程应用，并且能够提供多种信息和数据，例如：状态编码、参数、接口描述等。而OSGi能够应用开发Java，并且与控制器的地址空间一致。业务应用能够根据这些北向接口，对控制器调用网络能力进行全面的应用，与此同时，在应用过程中的算法驱动控制器能够科学合理的编排全网资源。

伴随着越来越成熟的SDN网络中北向接口，使得传统设备企业面临着前所未有的挑战和难题。主要原因是由于在应用开发上层网络的过程中，北向接口能够使其更加方便和便捷，也能提高网络资源调配的个性化，使得网络用户的操作更加灵活，这将会进一步推广SDN技术产品，以此冲击传统网络设备。传统网络企业为了面对开放协议引发的挑战，在原有设备上增加了编程接口，从而能够让业务之间直接调用，这也属于北向接口的形式之一。

三、控制器东西向扩展技术

控制器能够集中化控制SDN整个网络，能够有效对网络资源交付质量进行改善，还能对全网资源视图进行有效把握，具有较高的应用价值。但是，在集中化控制SDN网络的过程中，也使得控制器的责任较大，在安全方面以及性能方面，如若控制器不能确保，就会大大降低SDN整个网络的服务质量，要是情节严重，还会使整个网络进入瘫痪状态。除此之外，控制器在组网架构上，针对于SDN多个地域中的网络问题和故障，不能有效的进行解决。所以为了对单一控制器节点造成的众多问题进行有效处理，包括：扩展性、可靠性等，就会形成分布式集权，因此就需要众多的控制器。现如今，联系和沟通多个控制器的东西向接口没有广泛认为标准的定义，但是针对于上述提到的难题，部分集群技术能够有效解决。

服务器基于软件化的控制器，能够成为依托控制器的载体。根据服务器集群，控制器集群能够有效开展搭建。主要是因为在整个SDN网络中，控制器占据着重要地位，发挥着不可替代和不可或缺的关键作用，所以在设计控制器集群的过程中，能够彰显独特性质，比如添加新型控制器，以此提供给运行中的集群，能够对扩展性进行有效改善，还能对失效控制器中的交换机状态进行有效保存，从而确保其安全性，不仅如此，根据分布式协作方式，控制器能够针对SDN交换设备进行有效掌控，从而统一网络状态。

现如今服务器集群技术越来越成熟化，为此，SDN控制器能够对其进行充分合理的运用，以此对软件进行部署利用。针对于集群分布式来说，协作控制器是十分重要的功能，想要有效传递控制器间的信息，系统中就要对集群通信机制进行设置。

设计和实现两个方面，能够在整个SDN网络系统中，有效保证控制器集群的控制效果。第一方面能够基于交换机，控制器集群能够使其更加透明，在运行SDN网络的期间，针对于控制器发来的指令，交换机无需关心是哪台具体的控制器，与此同时，以控制器为依托，输送数据包的时候，能够掌握以往具有单一化的操作模式，从而集中逻辑在控制器上;第二方面选举主控制器，在全网范围内，主控制器能够对交换机和控制器状态信息进行维护和生成，如若存在无效的情况，就要在副控制器的集群中选举新型主控制器，防止单点无效。

结束语：

SDN又名为软件定义网络，是现代化网络构架中，一种新型技术，具有多种特点，例如：使软件编程接口更加丰富化、使网络状态控制更加集中化等，而SDN控制器是软件定义网络的大脑，发挥着至关重要的作用，为此，相关人员一定要全面掌握和熟悉SDN控制器核心技术，包括控制器北向业务支撑技术、控制器东西向扩展技术，从而最大程度的发挥出控制器功能。

參考文献：

[1]雷葆华， 王峰. SDN控制器核心技术剖析[J]. 程序员， 2013， 000（010）：P.102-105.

[2]雷葆华， 王峰， 王莤. SDN核心技术剖析和实战指南[J]. 中国科技信息， 2013（21）：52-52.

中兴通讯股份有限公司