什麼是軟體定義網路？

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軟體定義網路 (SDN) 是一種構建網路的現代方法。通常，網路依賴於硬體裝置，如路由器和交換機。這些裝置難以配置和管理。

您可以使用 SDN 透過將控制邏輯（控制平面）與物理裝置（資料平面）分離來管理網路裝置。藉助 SDN，網路管理員可以使用軟體從中央位置控制網路，以管理、自動化和最佳化網路。

軟體定義網路的架構

軟體定義網路圍繞三個關鍵層構建。這些層中的每一層在網路中都有不同的功能。

應用層

這是最頂層。它包括各種網路應用程式，如安全系統（防火牆）、負載均衡器和入侵檢測系統。這些應用程式與 SDN 控制器通訊以請求特定的網路行為，如路由、訪問控制和流量最佳化。

控制層

控制層包含 SDN 控制器。它充當網路的中央決策單元。它從資料平面中的裝置收集資訊，並決定網路應如何執行。

控制器透過 API 與資料平面中的裝置通訊。它指示這些裝置如何根據預定義規則和策略轉發資料。

基礎設施層

基礎設施層包含構成資料平面的物理和虛擬裝置。這些裝置（如交換機和路由器）負責根據 SDN 控制器提供的指令轉發資料。它們不做出任何關於流量的決策，而是執行從控制器接收的命令。

軟體定義網路的元件

軟體定義網路 (SDN) 有許多重要的元件。

控制平面和資料平面分離

在 SDN 中，控制平面（做出路由決策）與資料平面（轉發資料）分離。控制平面集中在 SDN 控制器中。它監督整個網路，並向資料平面中的裝置傳送指令。資料平面裝置（如交換機和路由器）遵循這些指令來轉發流量。

SDN 控制器

SDN 控制器是 SDN 架構的核心部分。它從網路裝置收集資訊，以做出關於如何路由資料的決策。它將這些指令傳送到資料平面中的裝置。控制器擁有一個集中的管理點來配置和最佳化網路。

SDN 網路裝置

資料平面中的裝置（如交換機和路由器）負責根據從控制器接收的指令轉發流量。這些裝置使用 SDN 控制器設定的規則來實現網路中高效的資料轉發。

OpenFlow 協議

SDN 使用的主要協議之一是 OpenFlow。此協議用於與交換機和路由器通訊，傳送確定如何轉發流量的流規則。OpenFlow 用於 SDN 提供的集中控制和可程式設計性。

SDN 如何工作？

在 SDN 中，網路控制與轉發資料的硬體分離。通常，控制平面和資料平面都整合在每個網路裝置中。SDN 透過將控制平面移動到集中的 SDN 控制器來改變這一點。資料平面保留在硬體裝置（如交換機）上，並根據控制器的指令轉發資料。

例如，在普通網路中，當資料包到達交換機時。交換機將查詢其控制平面以決定將資料包轉發到哪裡。而在 SDN 中，交換機只需遵循 SDN 控制器提供的指令。如果交換機不知道如何處理資料包。它會查詢控制器。它會發回處理該資料包的規則。

SDN 的優缺點

使用 SDN 有幾個優點和缺點，其中一些突出顯示如下：

SDN 的優點

• 您可以使用軟體對 SDN 進行程式設計和修改。
• 網路管理員可以配置網路，而無需手動調整每個裝置。
• SDN 硬體更簡單且更便宜，因為每個交換機只處理資料轉發。
• 您可以控制由 SDN 控制器集中管理的控制邏輯。
• 它透過對流量和策略進行集中控制來提高安全性。
• 您可以使用 SDN 控制器檢測可疑網路活動。

SDN 的缺點

• SDN 依賴於集中式控制器。因此，它可能存在單點故障。
• 如果中央控制器發生故障，整個網路都可能受到影響。
• 在為非常大和複雜的網路擴充套件 SDN 時存在挑戰。

SDN 與傳統網路的區別

下表比較和對比了 SDN 和傳統網路的主要特徵，並突出了它們彼此之間的區別：

結論

軟體定義網路 (SDN) 正在改變網路的設計、管理和運營方式。SDN 可以使用控制平面和資料平面實現集中控制、靈活性和自動化。SDN 在企業環境、雲網絡和資料中心方面在成本節約、可擴充套件性和效率方面提供了諸多優勢。

SDN 代表了網路架構的重大轉變。它可以提供一種動態且可程式設計的網路管理方法。它能夠簡化操作、降低成本並提高現代網路基礎設施的效能。