软件定义网络和数据中心网络

1 软件定义网络

软件定义网络（Software Defined Network, SDN ），是一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

SDN诞生于美国GENI项目资助的斯坦福大学Clean Slate课题，斯坦福大学Nick McKeown教授为首的研究团队提出了Openflow的概念用于校园网络的试验创新，后续基于Openflow给网络带来可编程的特性，SDN的概念应运而生。

2006年，SDN诞生于美国GENI项目资助的斯坦福大学Clean Slate课题。Clean Slate项目的最终目的是要重新发明英特网，旨在改变设计已略显不合时宜，且难以进化发展的现有网络基础架构。

2007年，斯坦福大学的学生Martin Casado 领导了一个关于网络安全与管理的项目Ethane，该项目试图通过一个集中式的控制器，让网络管理员可以方便地定义基于网络流的安全控制策略，并将这些安全策略应用到各种网络设备中，从而实现对整个网络通讯的安全控制。

2008年，基于Ethane 及其前续项目Sane的启发， Nick McKeown 教授等人提出了OpenFlow 的概念，并于当年在ACM SIGCOMM 发表了题为《OpenFlow:

Enabling Innovation in Campus Networks》的论文，首次详细地介绍了OpenFlow

的概念。该篇论文除了阐述OpenFlow 的工作原理外，还列举了OpenFlow 几大应用场景。

基于OpenFlow 为网络带来的可编程的特性，Nick McKeown教授和他的团队进一步提出了SDN（Software Defined Network，软件定义网络）的概念。2009年，SDN 概念入围Technology Review年度十大前沿技术，自此获得了学术界和工业界的广泛认可和大力支持。

一、 数据中心的作用：

用来在internet网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。

二、数据中心的组成

1、基础环境：

主要指数据中心机房及建筑物布线等设施，包括电力、制冷、消防、门禁、监控、装修等；

2、硬件设备：

主要包括核心网络设备（华为、新华三（H3C）、锐捷网络、D-Link）、

网络安全设备包含防火墙、utm、vpn、防毒邮件过滤、IPS防入侵系统物理安全隔离、监管（华为、深信服、新华三、360、天融信、启明星辰）

服务器(戴尔、联想、华为)

存储（惠普、希捷、联想、群辉）

灾备设备、机柜及配套设施；

3、基础软件：

服务器操作系统软件、虚拟化软件、IaaS服务管理软件、数据库软件、防病毒软件等；

4、应用支撑平台：

一般来讲是具有行业特点的统一软件平台，整合异构系统，互通数据资源；剩下的是具体应用软件了，多数应该做成与硬件无关的。最最重要的是，光靠软件硬件的罗列是无法构成一个好的数据中心，关键是如何设计、如何

三、网络安全的作用

网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断

四、网络安全的组成

1、防火墙：

防火墙是位于内部网和外部网之间的屏障，它按照系统管理员预先定义好的规则来控制数据包的进出。

2、IPS(防入侵系统)

监视网络或网络设备的网络资料传输行为的计算机网络安全设备，能够即时的中断、调整或隔离一些不正常或是具有伤害性的网络资料传输行为。

3、防毒墙

查杀病毒保护网络安全

4、抗DDOS

主机特定漏洞的利用攻击导致网络栈失效、系统崩溃、主机死机而无法提供正常的网络服务功能，从而造成拒绝服务

5、堡垒机

保障网络和数据不受来自外部和内部用户的入侵和破坏，而运用各种技术手段实时收集和监控网络环境中每一个组成部分的系统状态、安全事件、网络活动，以便集中报警、及时处理及审计定责。

软件定义网络的基本概念和原理

在当今数字化时代，网络已经成为人们生活和工作的重要组成部分。而随着云计算、大数据和物联网技术的发展，传统的网络架构已经无法满足日益增长的需求。因此，软件定义网络（SDN）作为一种新型的网络架构，被广泛应用于数据中心、企业网络和云服务等领域，其灵活性和可编程性能够有效提高网络的管理和运维效率。

一、SDN的基本概念

软件定义网络是一种通过软件编程来管理网络设备的网络架构。它的核心思想是将网络的数据平面和控制平面进行分离，通过集中式的控制器来对整个网络进行统一管理。这种架构的好处在于可以实现网络设备的智能化和自动化，提高了网络的灵活性和敏捷性。

SDN的关键组成部分包括数据平面、控制平面和应用层。数据平面负责实际的数据传输和转发，控制平面则负责网络的管理和控制，而应用层则是提供各种网络应用和服务的接口。通过这种分层设计，SDN可以实现网络设备的统一管理和编程，从而更好地适应不断变化的网络需求。

二、SDN的原理和工作机制

SDN的原理和工作机制主要依赖于控制器和网络设备之间的通信。控制器负责整个网络的管理和控制，它通过北向接口与应用层进行通信，通过南向接口与网络设备进行通信。而网络设备则根据控制器的指令来进行数据的转发和处理。 控制器与网络设备之间的通信采用了一种开放的协议，例如OpenFlow协议。OpenFlow协议定义了控制器和网络设备之间的通信规范，包括控制器发送流表、网络设备上报统计信息等，从而实现了对整个网络的统一管理和控制。通过这种方式，SDN可以实现对网络设备的集中式管理和编程，实现了网络的灵活性和智能化。

三、SDN的优势和应用场景

软件定义网络具有许多优势，包括灵活性、可编程性、成本效益等。它可以帮助网络管理员更好地管理和维护网络设备，提高了网络的敏捷性和可靠性。此外，SDN还可以实现对网络流量的动态调度和管理，从而更好地适应不同的业务需求。

SDN的应用场景非常广泛，包括数据中心网络、企业网络、云服务等。在数据中心网络中，SDN可以帮助管理员更好地管理和控制网络设备，提高了网络的性能和可靠性。在企业网络中，SDN可以实现对各种网络应用和服务的智能化管理，提高了员工的工作效率。在云服务中，SDN可以实现对虚拟网络的管理和控制，提高了云服务的性能和可靠性。

软件定义网络(SDN)技术与应用作业指导书

第1章 引言 ..................................................................................................................................... 4

1.1 软件定义网络概述 ........................................................................................................... 4

1.2 SDN的发展历程与未来趋势 ............................................................................................ 4

1.3 SDN与传统网络的区别 .................................................................................................... 5

第2章 SDN架构与核心技术 .......................................................................................................... 5

2.1 SDN架构设计 .................................................................................................................... 5

2.1.1 应用层 ........................................................................................................................... 5