基于Openflow的SDN使网络货币化

浅谈SDN网络中的OpenFlow技术摘要：本文对OpenFlow的技术体系结构进行了分析研究，并且根据集团数据中心云计算环境的特点提出了OpenFlow流表设计模型，分析了如何基于流表进行数据包转发。

设计了适用于集团数据中心云计算网络的流表匹配方案，利用用户空间和内核空间进行流表快速匹配，以达到提高转发效率的目的。

最后，按照标准的OpenFlow测试用例进行匹配项匹配测试，验证了方案的可行性。

关键词：OpenFlow SDN 云计算网络1．引言集团数据中心网络以硬件网络设备为基础，每一个机房模块为一个三层网络域，造成不同机房模块之间的虚拟机迁移受到阻碍。

用户在申请计算资源的过程中，包括业务上线、下线、创建和回收计算资源都是动态完成的，而相关的网络配置信息，如网段的网关、接口所允许的VLAN信息等都需要人工配置，这为网络管理和运维带来了新的挑战。

基于OpenFlow技术所设计的SDN网络，是将传统网络中的控制层面与转发层面相分离，将基础物理网络作为Underlay网络，虚拟网络作为Overlay网络，在不改变物理连接的情况下，可以让申请计算资源的过程中同步完成相关网络配置，减少人工干预和网络运维压力。

2．SDN与OpenFlow概述2.1 SDN架构软件定义网络（Software Defined Networking, SDN）的核心思想是将数据转发层面与控制层面解耦，并以编程的方式定义网络架构，SDN架构（如图1）分为转发层、控制层和业务层。

图1 SDN架构图控制器开放北向接口与业务应用进行交互，南向则使用OpenFlow协议与交换机通信与管理，SDN网络具有很好的感知与管控能力，它并不是具体的网络协议，确切的说是一种新的体系框架，它推动网络向更新更好的方向发展[1]。

2.2 OpenFlow技术模型OpenFlow技术的体系架构中包括三个重要的组成部分，分别是OpenFlow的控制器、交换机和协议（如图2）。

软件定义网络（SDN）的架构特点、应用场景和发展趋势【摘要】SDN 是一种相对开放、相对较新的网络技术，本文主要介绍 SDN 的发展历史、特征及发展趋势等 , 重点对 SDN 的体系结构、关键技术及应用场景进行介绍。

通过本文的阅读和学习，可以协助网络人员初步了解什么是软件定义网络（ SDN ），它的架构有哪些特点，本身具备哪些优势。

在日后的工作和规划中，可以初步了解哪些场景可以利用 SDN 的特点，哪些场景不适用。

一、概述随着因特网的出现让万物实现了互联，加速网络联通，给人们的生活与沟通带来了极大的方便。

每年全球互联网技术都呈现指数级的发展，同时为迎合业务的多变性，网络的架构发生了翻天覆地的变化。

工业互联网、工业 4.0 和中国制造2025 的提出，各种新技术涌现，如大数据、云计算、人工智能、物联网等。

对网络的复杂性和要求提出了更高的要求，传统的因特网结构不仅复杂而且难以管理, 更不能预先定义好策略来对网络进行配置。

新型的基于控制与转发分离的软件定义网络能够有效地改变这种状况。

该新型网络能够使网络管理变得容易且还能更好地促进网络的演进。

本文主要介绍SDN 的发展历史、特征及发展趋势等, 重点对SDN 的体系结构、关键技术及应用场景进行介绍。

二、什么是软件定义网络？软件定义网络全称为Software Defined Network ，下文简称为SDN 。

在2006 年，由美国斯坦福大学提出的一种新型网络架构，可以通过软件编程的形式定义和控制网络，实现控制和数据流量的分离，同时也是网络虚拟化的一种技术实现方式。

SDN 是利用Open Flow 技术，将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能，化繁为简，为核心网络及应用的创新提供支撑，为下一代互联网的发展奠定了基础。

话说“不为业务负责的技术，都是耍流氓”，软件定义网络也是为了满足业务的实际需求而诞生的。

Openflow新型网络交换模型——校园网络的创新1.互联网的现状互联网的应用迅速发展, 由于一开始的设计并没有考虑到后来互联网的规模会如此庞大、承载的应用会如此复杂、地位会变得如此重要，现代的互联网在过重的压力下已经凸显出太多亟待解决的问题:互联网太危险，恶意攻击、病毒、木马每年造成上千亿刀的损失;互联网太脆弱，无标度(Scale-free)的特性让整个网络可以在精心设计的少数攻击下即告崩溃;互联网太随意，p2p等应用的出现一度造成各大ISP网络堵塞，严重影响传统正常的访问;互联网太迟钝，现代臃肿的路由机制不能支持快速的更新，即便发现问题也无法快速反应。

运营商只得忙于扩容。

这一切的问题都隐隐的指向了互联网这个庞然大物最关键的软肋——可控性。

缺乏有效的控制措施让互联网这个为服务人类而设计的机器。

因此，业界希望能够有提高网络有效性的机制出现，目前学术界斯坦福大学、伯克利大学、麻省理工学院等牵头的研究组正在推动OpenFlow技术的发展。

2.openflow应运而生2006年到2014年分三个阶段主要致力于五个问题：是否继续采用分组交换、是否要改变端对端原理、是否要分开路由和包转发、拥塞控制跟资源管理、身份认证和路由问题。

FIND计划最主要的成果之一就是GENI——一套网络研究的基础平台OpenFlow的前世今生很自然的想法，如果我能控制整个Internet就好了，而网络中最关键的节点就是交换设备。

控制了交换设备就如同控制了城市交通系统中的红绿灯一样，所有的流量就可以乖乖听话，为我所用。

所以，自然而然的想法诞生，如果能有一套开放接口、支持控制的交换标准该多好?无论是交换机还是路由器，最核心的信息都存放在所谓的flow table里面，用来实现各种各样的功能，诸如转发、统计、过滤等。

flow table结构的设计很大程度上体现了各个厂家的独特风格。

OpenFlow就是试图提出这样一个通用的flow table设计，能够满足大家不同的需求，同时这个flow table支持远程的访问和控制，从而达到控制流量的目的。

软件定义网络(SDN)基础教程课后习题答案第一章SDN基础知识1.SDN相比于传统网络的优势在哪里？会带来哪些问题？参考答案：SDN与传统网络的最大区别就在于它可以通过编写软件的方式来灵活定义网络设备的转发功能。

在传统网络中，控制平面功能是分布式地运行在各个网络节点中的，如集线器(Hub)、交换机(Switch),路由器(Router)等。

因此新型网络功能的部署需要所有相应网络设备的升级，这导致网络创新往往难以落地。

而SDN将网络设备的控制平面与转发平面别离，并将控制平面集中实现，这样新型网络功能的部署只需要在控制节点进行集中的软件升级, 就能实现快速、灵活地定制网络功能。

另外，SDN架构还具有很强的开放性，它通过对整个网络进行抽象，为用户提供完备的编程接口，使用户可以根据上层应用个性化地定制网络资源来满足其特有的需求。

由于其具有开放可编程的特性，SDN有可能打破某些厂商对设备、协议以及软件等方面的垄断，从而使更多的人可以参与网络技术的研发工作。

SDN数据控制别离目前面临的问题包括以下几种。

① 可扩展性问题：这是SDN面临的最大问题之一。

数据控制别离后，原来分布式的控制平面集中化了，即随着网络规模扩大，单个控制节点的服务能力极有可能会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别离后的主要研究方向之一。

②一致性问题：在传统网络中，网络状态一致性是由分布式协议保证的。

在SDN数据控制别离后，集中控制器需要承担这个责任。

如何快速侦测到分布式网络节点的状态不一致性, 并快速解决这类问题，也是数据控制别离后的主要研究方向之一。

③ 可用性问题：可用性是指网络无故障的时间占总时间的比例。

传统网络设备是高可用的，即发向控制平面的请求会实时得到响应，因此网络比较稳定,但是在SDN数据控制别离后，控制平面网络的延迟可能会导致数据平面可用性问题。

2.SDN架构包含哪些模块？参考答案：ONF定义的架构共由4个平面组成，各平面之间使用不同的接口协议进行交互，各平面的主要功能如下：(1)数据平面：数据平面由假设干网元构成，每个网元可以包含一个或多个SDN数据路径, 是一个被管理的资源在逻辑上的抽象集合。

浅谈SDN—软件定义网络与OpenFlow技术SDN（Software Defined Networking）是一种网络架构，其中网络控制平面和数据平面被分离，网络控制变得可编程化，数据平面提供灵活的网络服务。

SDN的出现解决了传统网络在复杂性、创新性和管理方面的局限性，为网络设备提供了更大的灵活性和可编程性。

SDN可以被视为一种分离网络域的方法，它将传统网络中紧密耦合的网络控制功能与数据转发分离开来，并将控制平面中的网络政策转移到集中的控制器中。

本文主要介绍SDN的概念、技术特点及其组成部分OpenFlow的作用。

一、SDN的概念和附加值SDN的概念源于硬件变得更加可编程化和网络变得更加复杂的需要。

软件定义网络（SDN）通过将网络控制和数据转发分离来实现。

SDN提供了许多附加值，包括但不限于：1.更好的网络控制SDN允许网络管理员在控制平面中实现更好的网络控制和定制，这可以让管理员更好地管理其网络。

SDN的控制器可以编写新的控制类别或插件，以添加新的网络控制操作并自动化，简化网络管理。

2.更好的网络管理SDN降低了网络管理成本，通过集中的控制器来全面监控网络和流量，简化了管理。

不仅消除了对每个硬件设备的母鸡控制器的需求，而且还提供了更好的网络可视化和更好的流量控制。

3.更好的性能SDN通过编程协议转发数据平面，可以通过实现更好的负载均衡和流量工程，同时获得更好的网络性能。

控制器可以在多个控制平面上实现负载均衡和流量工程，从而更快地响应发生的网络事件。

4.更好的安全SDN提供了更好的网络安全，因为控制器可以在网络上保护网络的指定岗位。

例如，控制器可以自动防止攻击或不常见的流量模式，防止入侵并建立更强大的网络安全。

二、SDN的技术特点1.中央控制器SDN中的中央控制器是网络的枢纽。

它确保与所有的SDN设备通信并处理网络事件。

控制器可以根据不同的策略和流量工程来修改网络，可以实现更复杂的网络控制。

2.网络流SDN中的网络流是需要交换的数据包，这些数据包可能会按照不同的路径在网络中流动。

基于软件定义网络（SDN）的网络管理与控制随着互联网的快速发展，网络规模日益庞大，网络管理与控制面临越来越复杂的挑战。

传统的网络管理模式无法满足现代网络的需求，因此软件定义网络（Software Defined Networking，简称SDN）作为一种新型的网络管理与控制技术应运而生。

SDN通过将网络控制平面与数据转发平面相分离，将网络管理与控制集中于软件控制器，实现对网络的灵活管理与控制。

本文将介绍SDN的概念、特点以及几种常见的SDN控制器，并探讨SDN在网络管理与控制方面的应用前景。

一、软件定义网络（SDN）的概念和特点软件定义网络（SDN）是一种通过将网络控制平面与数据转发平面分离的方式来进行网络管理与控制的技术。

在传统网络中，网络设备（如交换机、路由器）负责同时处理数据包的转发和控制，而在SDN 中，网络控制器担负起控制平面的角色，负责管理和控制网络中的各个设备，而数据转发则由网络设备进行。

SDN的主要特点如下：1. 集中化控制：SDN通过将网络控制集中在控制器上，实现对整个网络的全局管理和控制。

这种集中化的控制架构使得网络管理更加灵活和可编程，便于实现网络策略的快速变更和应用。

2. 高度可编程：SDN的控制器采用开放接口，可以通过编程方式对网络进行灵活的控制和管理。

网络管理员可以利用编程语言、API等方式，根据具体需求自定义网络策略，灵活配置网络设备。

3. 可实现网络自动化：SDN的集中化控制架构和可编程性使得网络管理自动化成为可能。

通过编写脚本或应用程序，可以实现对网络的自动化配置、故障检测与恢复等操作，提高网络管理的效率和可靠性。

二、常见的SDN控制器目前，市场上存在多种不同类型的SDN控制器，常见的几种控制器包括以下几种：1. OpenFlow控制器：OpenFlow是SDN中最常用的一种协议，它定义了在网络设备和控制器之间的通信规范。

OpenFlow控制器是基于OpenFlow协议实现的网络控制器，具有成熟的生态系统和广泛的支持。

2018第五届全国高校软件定义网络（SDN）应用创新开发大赛初赛试题本次大赛以书面形式进行初赛，参赛队伍须根据题目要求写出报告书文档，在初赛截止日期之前在线提交。

说明：初赛共三个部分，基础部分（22分），提高部分（38分），设计部分（40分），共计100分。

总分达到60分并且基础题得分≧13分方可获得竞争复赛名额资格并获得成功参赛证明，最终以初赛总分排名公布复赛入围名单。

要求：1、报告书仅限PDF格式文档；2、附加内容仅限原创代码内容，每个应用对应的代码内容前都需要添加注明信息；3、报告书中所有图片必须在图片下方标明题注；4、将提交文件以参赛学校名称_学生领队名字的格式命名，例如：“华中科技大学_张三.pdf”。

附件：初赛试题答题报告书。

第一部分：基础题（22分，共计2大题）第1题：搭建基于SDN架构的实验网络（9分）内容：参赛队伍在理解SDN架构特点和掌握相关软硬件安装配置的基础上，参照图1所示的拓扑部署一个基于SDN架构的简单网络环境（注：初赛中的实验环境所采用的软硬件不限，仿真网络或真实网络都可，除非有具体要求明确规定，试题下文不再赘述）。

图1.网络拓扑示意图具体要求：1、南向接口采用OpenFlow协议。

2、可查看网络的拓扑信息视图。

3、H1、H2、H3、H4任意两两可互通。

报告书要求：1、简要描述搭建网络环境方案，包括采用的软硬件及其在网络中的作用。

（4分）2、给出控制器侧拓扑视图的截图，并将对应于图1中的节点名称标明在图中。

（2分）3、给出图中四个节点两两互ping的测试截图，每对只需ping一次即可。

（3分） 第2题：浅析基于OpenFlow的SDN网络的控制功能（13分）内容：完成第1题的基础上，运用SDN机制实现如下要求，并结合具体通信报文分析SDN的基本运行流程和相关协议的功能。

具体要求：1、下发流表项实现H1和H3，H2和H3、H3和H4不能互通，其它两两可以互通。

2、结合通信过程中捕获到的所有相关的OpenFlow协议报文，分析其报文结构，并简要描述该类报文的作用。

SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议一、引言软件定义网络（Software-Defined Networking，SDN）是一种新兴的网络架构，通过将网络控制平面（control plane）与数据转发平面（data plane）分离，实现网络的灵活性和可编程性。

南向协议（Southbound Protocol）是SDN架构中控制器与网络设备之间的通信协议，用于实现控制器对网络设备的管理和控制。

本协议旨在详细描述SDN中最常用的南向协议之一——OpenFlow协议。

二、OpenFlow协议概述OpenFlow协议是SDN架构中最具代表性的南向协议之一，由Open Networking Foundation（ONF）开发和维护。

该协议定义了控制器与交换机之间的通信方式，使得控制器可以直接控制和管理交换机的数据转发行为。

三、OpenFlow协议架构1. 控制平面（Control Plane）：控制器负责管理和控制网络设备，向交换机发送控制指令，并接收交换机的状态信息。

2. 数据平面（Data Plane）：交换机负责实际的数据包转发和处理，根据控制器的指令进行相应的操作。

3. OpenFlow通道（OpenFlow Channel）：控制器与交换机之间的双向通信通道，用于传输控制消息和状态信息。

四、OpenFlow协议消息格式OpenFlow协议定义了多种消息类型，用于控制器与交换机之间的通信。

每个消息由消息头和消息体组成。

1. 消息头（Message Header）：包含消息类型、消息长度等信息，用于标识和解析消息。

2. 消息体（Message Body）：根据消息类型的不同，包含不同的字段和参数，用于传递具体的控制指令或状态信息。

五、OpenFlow协议交互过程1. 握手阶段（Handshake）：控制器与交换机建立连接，进行协议版本的协商和能力的交换。

2. 特征请求阶段（Features Request）：控制器向交换机发送特征请求消息，获取交换机的基本信息和能力。

软件定义网络的实践和案例软件定义网络（SDN）是一种基于软件的网络架构模式，它将网络的控制平面（控制器）和数据平面进行了分离，通过中央控制器对整个网络进行动态控制和管理。

近年来，SDN已被广泛应用于数据中心、云计算和企业网络等领域，此外，在网络规划、优化和安全方面也显示出了很大的应用潜力。

下面本文将介绍SDN的实践和案例。

一、SDN实践1. 基于OpenFlow的SDN实验OpenFlow作为一种开放标准，已成为SDN技术的重要实现标准。

首先，我们需要一个OpenFlow控制器和OpenFlow交换机，我们可以使用开源的控制器如Floodlight或OpenDaylight，以及支持OpenFlow协议的交换机，如HP、华为、锐捷等品牌的交换机。

在这个实验中，可以通过控制器对交换机进行配置，采用控制器下发流表的方式，实现交换机的转发行为。

可以通过Wireshark对数据进行抓包，分析和验证实验结果。

2. 基于SDN的数据中心网络实验SDN可以使得数据中心更加高效和稳定。

在数据中心的应用场景中，可以使用OpenStack作为云计算平台，使用OpenDaylight 作为控制器，控制数据流进入数据中心，实现负载均衡和高可用性的功能。

此外，还可以使用北向接口向其他应用程序提供API 接口。

使用SDN技术可以有效地提高数据中心网络的管理和扩展能力，实现动态分配和管理的功能。

3. 基于SDN的网络安全实验SDN可以为网络安全方面提供更好的解决方案。

SDN基于中央控制器实现对整个网络的动态控制，从而可以对网络流量进行筛选和分析。

例如，可以使用OpenFlow交换机实现DDoS防范和IPS（入侵防御系统）等功能，以保护网络的安全。

同时，SDN还可以防范内部威胁，比如通过控制流表和访问控制列表（ACL）实现对网络资源的细粒度访问控制。

二、SDN案例1. Google B4网络谷歌B4是一种基于SDN技术的全球范围内的网络架构。

SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议一、前言SDN（Software-Defined Networking）软件定义网络是一种新兴的网络架构，它将网络控制平面与数据转发平面分离，通过集中式的控制器来实现网络的灵活性和可编程性。

南向协议是SDN架构中控制器与网络设备之间的通信协议，用于控制器向网络设备下发指令，实现网络的配置和管理。

OpenFlow协议是SDN中最常用的南向协议之一，本协议旨在详细描述OpenFlow协议的标准格式和功能。

二、协议版本本协议基于OpenFlow协议的最新版本进行描述，当前版本为OpenFlow 1.5。

三、协议结构OpenFlow协议由多个消息类型组成，每个消息类型都有特定的结构和功能。

以下是OpenFlow协议的主要消息类型：1. Hello消息：用于建立控制器与网络设备之间的连接，并交换协议版本信息。

2. Echo消息：用于测试控制器与网络设备之间的连接状态。

3. Features请求/回复消息：控制器向网络设备请求设备的基本信息，包括支持的OpenFlow协议版本、端口信息等。

4. Configuration请求/回复消息：用于设置或查询网络设备的配置信息，例如流表容量、超时时间等。

5. Packet-In消息：网络设备将无法处理的数据包发送给控制器，请求控制器进行处理。

6. Flow-Removed消息：网络设备上的流表项被删除时发送给控制器，以通知流表项的删除原因。

7. Port-Status消息：网络设备上的端口状态发生变化时发送给控制器，例如端口连接或断开。

8. Barrier请求/回复消息：用于控制器与网络设备之间的同步，确保前一条消息的处理已完成。

9. Flow-Mod消息：控制器向网络设备下发流表项，用于配置数据包的转发行为。

10. Group-Mod消息：控制器向网络设备下发组表项，用于实现组播、多路径等高级功能。

11. Table-Mod消息：控制器向网络设备下发表项，用于配置流表的匹配规则和优先级。

基于OpenFlow的SDN技术研究基于OpenFlow的SDN技术研究随着网络资源需求的快速增长和网络架构的复杂化，传统网络架构面临着诸多挑战。

传统网络架构下，网络设备的配置与控制相对复杂，网络管理的效率低下，且难以满足应用和服务的灵活性需求。

而软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）技术的出现，为网络架构带来了一种新的范式。

OpenFlow作为SDN技术的一个重要组成部分，引起了广泛的关注和研究。

OpenFlow是一种开放的网络通信协议，通过将数据平面与控制平面进行分离，提供了灵活的网络流量控制和管理方式。

OpenFlow使得网络控制器（Controller）能够集中控制网络设备的行为，实现网络的中央化管理。

在传统网络架构中，网络交换机的数据转发和管理是紧密耦合的，而在基于OpenFlow的SDN中，网络设备的控制逻辑被抽象出来，交给集中的控制器进行管理。

这种分离使得网络变得可编程，并提供了多样化的网络应用和服务。

基于OpenFlow的SDN技术具有以下几个方面的研究内容和挑战：首先，网络虚拟化是基于OpenFlow的SDN技术的一个重要应用方向。

通过将底层物理网络虚拟化成多个逻辑网络，可以实现多租户的网络隔离、资源的合理分配和灵活的网络配置。

然而，在网络虚拟化中，如何实现高效的虚拟网络映射和动态资源调度，仍然是一个亟待解决的问题。

其次，网络安全是基于OpenFlow的SDN技术引起关注的另一个方面。

传统网络中，安全功能通常被分布在不同的设备上，而在基于OpenFlow的SDN中，安全功能可以集中在控制器上进行管理，实现更加细粒度的网络安全策略和实时的威胁检测与响应。

然而，网络安全仍然是一个极其复杂和多变的领域，如何在SDN中实现全面有效的安全机制，还需要深入的研究和探索。

再次，基于OpenFlow的SDN技术在网络监测和流量管理方面也具备强大的潜力。

由于OpenFlow可以对网络流量进行灵活的控制和调度，因此可以实现对网络流量的精细化监测和管理。

openflow协议OpenFlow协议是一种用于软件定义网络（SDN）的通信协议，它允许网络管理员动态地控制网络流量，并为网络带来更大的灵活性和可管理性。

本文将介绍OpenFlow协议的基本原理、作用和应用。

OpenFlow协议的基本原理是将网络数据转发和控制分离开来。

在传统网络中，路由器和交换机负责数据的转发和控制，而在SDN中，控制逻辑被抽象出来，集中在一个控制器中。

OpenFlow协议定义了控制器和交换机之间的通信方式，控制器可以通过OpenFlow协议向交换机下发流表规则，从而控制数据包的转发路径。

OpenFlow协议的作用主要体现在以下几个方面：首先，OpenFlow协议使得网络管理变得更加灵活和可编程。

传统网络设备的功能是固定的，而在SDN中，控制器可以根据网络管理员的需求动态地调整网络的行为，实现对网络流量的精细化控制。

其次，OpenFlow协议为网络创新提供了更多可能性。

由于控制逻辑被抽象出来，网络管理员可以通过编程的方式实现对网络的定制化控制，从而满足不同场景下的需求。

再次，OpenFlow协议可以提高网络的可管理性和安全性。

通过集中式的控制，网络管理员可以更加方便地监控和管理整个网络，对网络中的安全漏洞进行及时修复。

最后，OpenFlow协议为网络的自动化运维提供了基础。

通过编程的方式，网络管理员可以实现对网络的自动化配置和优化，降低了网络运维的成本和复杂度。

在实际应用中，OpenFlow协议已经被广泛应用于数据中心网络、校园网和企业网络等场景。

在数据中心网络中，OpenFlow协议可以实现对数据流的动态负载均衡和流量调度，提高了网络的性能和可靠性。

在校园网和企业网络中，OpenFlow协议可以实现对网络流量的细粒度控制，保障了网络的安全性和稳定性。

总之，OpenFlow协议作为SDN的重要组成部分，为网络的管理和控制带来了革命性的变化。

它不仅提高了网络的灵活性和可编程性，还为网络创新和自动化运维提供了基础。

OpenFlow技术分析和应用摘要：随着网络技术的不断发展，在现有的网络设备及协议基础之上，对已有网络进行创新性试验变得越来越困难。

当前条件下，新型网络协议在进行广泛部署前缺少有效途径对其进行试验，导致多数网络创新思想得不到测试和验证。

因此，为了在现有网络上试验新型网络协议，2008年3月，Nick McKeown等人提出了OpenFlow：一种基于流分类的新型网络试验技术，用来解决当前网络面对新业务产生的种种瓶颈。

关键词：OpenFlow；网络协议1OpenFlow技术综述1.1OpenFlow产生的背景和意义1.1.1互联网发展现状随着互联网技术的不断发展和成熟，网络上承载的业务种类呈现越来越复杂化的趋势。

随之而来的应用需求不断升级，导致现有的网络架构已经越来越难以承担传输用户业务所带来的技术挑战及沉重负荷。

当前互联网的体系架构距其刚形成时的技术条件和应用需求发生了很大的变化，然而其体系架构却并没有适应这种变化做出相应的调整，只是采取了渐进性修补的弥补策略，并没有从本质上解决网络异构化和业务复杂化随之而来的诸多问题。

随着一些网络新技术的出现，传统互联网的网络架构面临着深度调整乃至根本性变革的挑战，以满足不断提高的用户对网络服务质量、网络可管理性以及网络安全性方面的主观需求。

1.1.2可编程网络的需求和发展美国科学基金会提出的GENI，主要对网络架构、服务、功能进行革命性设计以适应经济、社会增长的需求。

GENI项目分为可控试验和试验验证两个部分，研究人员通过可控试验对相关网络试验进行设计和验证，并进行仿真，最后通过现实认证、检验其在现实的复杂网络环境下的运行性能。

这些可编程的网络需要可编程的交换机和路由器，通过虚拟化技术同时为多个隔绝的试验网络处理数据包。

然而，商业的交换机和路由器不会专门的提供一个开放的软件平台，对其进行软硬件虚拟化。

不同厂家的设备内部结构迥异，没有一个标准的平台可供研究者进行试验。

基于OpenFlow的SDN技术1. SDN与OpenFlow技术简介SDN指的是软件定义网络。

你可以这样去理解SDN：如果将网络中所有的网络设备视为被管理的资源，那么参考操作系统的原理，可以抽象出一个网络操作系统（Network OS）的概念—这个网络操作系统一方面抽象了底层网络设备的具体细节，同时还为上层应用提供了统一的管理视图和编程接口。

这样，基于网络操作系统这个平台，用户可以开发各种应用程序，通过软件来定义逻辑上的网络拓扑，以满足对网络资源的不同需求，而无需关心底层网络的物理拓扑结构。

云计算的发展，是以虚拟化技术为基础的。

云计算服务商以按需分配为原则，为客户提供具有高可用性、高扩展性的计算、存储和网络等IT资源。

虚拟化技术将各种物理资源抽象为逻辑上的资源，隐藏了各种物理上的限制，为在更细粒度上对其进行管理和应用提供了可能性。

近些年，计算的虚拟化技术（主要指x86平台的虚拟化）取得了长足的发展；相比较而言，尽管存储和网络的虚拟化也得到了诸多发展，但是还有很多问题亟需解决，在云计算环境中尤其如此。

OpenFlow和SDN尽管不是专门为网络虚拟化而生，但是它们带来的标准化和灵活性却给网络虚拟化的发展带来无限可能。

SDN的最重要特征：将传统网络设备的数据转发（data plane）和路由控制（control plane）两个功能模块相分离，通过集中式的控制器（Controller）以标准化的接口对各种网络设备进行管理和配置，那么这将为网络资源的设计、管理和使用提供更多的可能性，从而更容易推动网络的革新与发展。

OpenFlow是实现SDN最常用的的一种协议，OpenFlow的原理和基本架构如下图。

其实，这张图还很好地表明了OpenFlow Switch规范所定义的范围—从图上可以看出，OpenFlow Switch规范主要定义了Switch的功能模块以及其与Controller之间的通信信道等方面。

国家电网招聘考试通信类(习题卷9)第1部分：单项选择题，共15题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。

1.[单选题]下列属于V5.1接口的子协议的是()。

A)保护协议B)控制协议C)链路控制协议D)BCC协议答案:B解析:2.[单选题]下列关于无线局域网(WLAN)主要工作过程的描述，不正确的是()。

A)扫频就是无线工作站发现可用的无线访问点的过程B)关联过程用于建立无线工作站与访问点之间的映射关系C)当无线工作站从一个服务区移动到另一个服务区时，需要重新扫频D)无线工作站在一组AP之间移动并保持无缝连接的过程称为漫游答案:C解析:3.[单选题]如果按照进入环的支路信号与由该分路节点返回的支路信号方向是否相同来区分，进入环的支路信号按一个方向传输，而由该支路信号分路节点返回的支路信号按相反的方向传输的自愈环是()。

A)单向环B)双向环C)二纤环D)四纤环答案:B解析:4.[单选题]远近效应靠下列哪种方式解决？()A)增大移动速度B)功率控制C)更换频点D)修改扰码答案:B解析:5.[单选题]7号信令属于()。

A)随路信令B)共路信令C)未编码信令D)用户线信令答案:B解析:6.[单选题]在模拟蜂窝系统中，要求接收端载干比(C/I)大于等于()，这时解调后的基带信噪比(S/N)可达38dB，能满足通信话音质量的要求。

答案:A解析:7.[单选题]下列信道属于随参信道的是()。

A)同轴电缆B)短波电离层反射信道C)卫星中继信道D)微波视距中继信道答案:B解析:8.[单选题]交换子系统的简写为()。

A)MSSB)OSSC)BSSD)MS答案:A解析:交换网络子系统(MSS)由移动业务交换中心(MSC)、来访用户位置寄存器(VLR)、归属用户位置寄存器(HLR)、鉴权中心(AUC)和移动设备识别寄存器(EIR)组成。

9.[单选题]大气中的氧分子具有磁偶极子，它们能从电磁波中吸收能量，水蒸气的最大吸收峰在()mm处，而氧分子的最大吸收峰在()mm处。

OpenFolw技术在SDN网络中的实现与优化中期报
告
1. 研究背景
软件定义网络（SDN）是一种新兴的网络技术，它采用了集中式控制器对网络进行管理与控制，从而提高了网络的可编程性与灵活性。

其中，OpenFlow技术作为SDN的重要组成部分，实现了控制面与数据面的分离，并提供了统一的控制接口。

因此，OpenFlow技术在SDN网络中的实现与优化具有重要的研究价值。

2. 研究内容
本次研究主要包括以下内容：
（1）OpenFlow技术基础研究：对OpenFlow协议进行深入分析，包括协议结构、消息格式、控制器与交换机的交互方式等，为后续的实现研究提供基础。

（2）OpenFlow技术在SDN网络中的实现：基于OpenFlow协议，实现SDN网络中的控制器与交换机之间的通信，建立起网络的拓扑结构并实现相关功能，如流表下发、流量统计等。

（3）OpenFlow技术在SDN网络中的优化：针对OpenFlow在SDN 网络中存在的性能瓶颈，如流表匹配速度、控制器负载等问题，提出相关优化策略，如流表缓存、分级控制器等，提高网络的性能和可靠性。

3. 研究进展
目前已经完成了对OpenFlow技术的基础研究和在SDN网络中的实现。

在基础研究中，我们对OpenFlow协议进行了深入的分析，包括协议结构、消息格式、控制器与交换机的交互方式等。

在实现方面，我们建立了SDN网络拓扑结构，实现了基本的流表下发和流量统计功能，并通过测试验证了其可行性和稳定性。

目前正在进行OpenFlow技术在SDN网络中的优化研究，主要包括流表缓存、分级控制器等方面的研究。

预计在研究期限内完成相关研究并撰写出论文。

基于openflow的sdn工作流程
基于的工作流程
(软件定义网络)是通过将控制平面和数据平面分离来实现网络的软件化的一种新的网络架构。

作为的重要组成部分,实现了控制平面和数据平面之间的交互。

基于的的工作流程如下:
1. 控制器与交换机建立连接。

控制器是的大脑,负责集中控制整个网络。

交换机替代了传统的交换机,提供了由控制器编程的流表。

2. 交换机将新到达的流量封装成-消息发送给控制器。

对于流表中没有匹配的流量,交换机会主动询问控制器应该如何处理。

3. 控制器收到-后,根据自身的控制逻辑计算出该流量的转发路径,然后下发-消息给交换机。

-消息将包含流表的匹配规则和动作。

4. 交换机根据-消息更新自己的流表,对后续匹配该规则的流量进行快速转发,无需再次与控制器交互。

5. 如果流表发生变更,交换机还会主动发送-消息给控制器。

6. 控制器可以通过发送-消息直接对交换机进行流量注入。

通过控制器和交换机之间的互动,实现了对网络的集中式控制和编程。

这种工作模式极大地提升了网络的灵活性和可编程性。