第五讲 平面控制网数据处理

交换机数据平面、控制平面、管理平面分离设计——网络设备稳定的重要技术白皮书福建星网锐捷网络有限公司版权所有侵权必究前言网络依赖性的增强中国从90年代开始进行了大规模的信息化建设，不论是建网机构、上网人数和网络应用都在迅猛地发展着，随着中国信息化建设的不断推进和深化，人民的生活更加丰富和便捷，工作更加高效，企业更富有竞争力，所有的一切都在往极有意义的方面进展，我们看到了网络对于社会各方面明显的推动作用。

但网络的另一面也越来越引发我们的注意，我们看到不论企业或是社会对于网络的依赖性都在随着信息化建设的推进而逐渐地增强，特别是发展到21世纪以后，网络已经深深地渗透进社会生活的方方面面，网络取代了大量的传统业务方式和工作方式，大量的企业日常办公无法离开网络，大量的企业商务运做无法离开网络，网络成为了新的极其重要的基础设备。

社会、企业和个人对于网络的依赖性进入了前所未有的阶段，并且其依赖性依然在快速地增强，这巨大的发展变化对网络的持续提供服务能力提出了严格的要求，带来了对网络稳定可靠性的更加普遍的关注。

网络稳定性的保障网络的稳定性保障主要从两个方面来考虑：网络结构的稳定和网络设备的稳定，网络结构是由网络设备组建而成的，因此网络设备的稳定是最根本的基础，没有网络设备的稳定将使网络结构的稳定变得极其脆弱而大大减低整个网络的稳定性。

网络设备的稳定可以从软件和硬件两个方面来全面考虑，如硬件方面的重要器件冗余备份、重要器件在线热拔插、整机电磁干扰屏蔽特性等等，软件方面主要可以考虑软件模块化设计和软件模块压力测试，让软件的不稳定因素控制在模块范围内不干扰其它软件模块，除此之外，还有一个非常重要的软硬件相互结合的稳定技术——交换机数据平面、控制平面、管理平面相互分离设计技术。

目录1 交换机数据、控制、管理平面分离设计 (1)1.1 交换机数据、控制、管理平面的概念 (1)1.1.1 交换机数据平面 (1)1.1.2 交换机控制平面 (1)1.1.3 交换机管理平面 (1)1.2 为什么需要对数据、控制和管理平面进行相互的分离？ (2)2 锐捷网络高端产品的三平面分离设计 (5)1 交换机数据、控制、管理平面分离设计1.1 交换机数据、控制、管理平面的概念1.1.1 交换机数据平面交换机的基本任务是处理和转发交换机各不同端口上各种类型的数据，对于数据处理过程中各种具体的处理转发过程，例如L2/L3/ACL/QOS/组播/安全防护等各功能的具体执行过程，都属于交换机数据平面的任务范畴。

平面控制测量操作方法
平面控制测量是指通过一系列控制测量点来保证建筑物或道路等建筑结构的平面度、垂直度和水平度。

下面是平面控制测量的操作方法：
1.测量前，应调查控制点周围的地形，确定测量区域的边界。

2.根据需要建立控制测量基准点，确定各控制测量点的坐标，测量点可采用钉桩、地标等方式标定。

3.确定控制测量点的观测方位，选择适合的观测仪器进行测量，如全站仪、自动水平仪等。

4.按照先后顺序进行观测，遵守精密测量的操作规程，记录仪器刻度值或读取数据，注明测量点的编号和观测时间。

5.计算各控制测量点的坐标，进行误差调整和精度评定。

根据需要，制作控制测量图，标明建筑物或道路等建筑结构的平面度、垂直度和水平度。

6.在建筑施工过程中，按照控制测量图进行实际测量并进行调整，确保建筑结构的准确平面度、垂直度和水平度。

7.最后，进行控制测量成果的归档和保存，在下次测量前进行检查和验证。

第6章 CPIII控制网数据处理当前我国客运专线的建设多采用无碴轨道技术，由于设计速度高，为保证列车在高速运行时的安全性，以及乘客的舒适度，高速客运专线的轨道必须具有高平顺性和高稳定性。

除轨道结构的合理尺寸、良好的材质和制造工艺外，轨道的高精度铺设是实现轨道初始高平顺性的关键。

而高精度CPIII控制网是无碴轨道施工的保证，并为日后运营维护提供控制基准。

6.1 CPIII控制网基础知识CPIII控制网是沿线路布设控制无碴轨道施工的三维施工控制网，起闭于上一级的基础平面控制网（CPI）或线路控制网（CPII）。

CPIII控制网点对称布设于线路两侧，每对间距约为15m左右，控制点间的纵向间距以50～60m为宜；CPIII平面网采用自由测站后方交会进行施测，其原始观测值为测站到测点的平距与方向，每两测站间有4对公共观测点，由此构成了一个控制网点间具有强相关性、精度分布较为均匀的边角交会网。

由于采用了全新的构网方式，需要发展相应的严密数据处理方法来对CPIII平面网观测数据进行处理。

6.1.1 CPIII相关概念（1）工程独立坐标系：为满足铁路工程建设要求采用的以任意中央子午线和高程投影面进行投影而建立的平面直角坐标系。

（2）基础框架平面控制网CP0：为满足线路平面控制测量起闭联测的要求，沿线路每50km左右建立的卫星定位测量控制网，作为全线勘测设计、施工、运营维护的坐标基准。

（3）基础平面控制网CPⅠ：在基础框架平面控制网（CP0）或国家高等级平面控制网的基础上，沿线路走向布设，按GPS静态相对定位原理建立，为线路平面控制网起闭的基准。

在勘测阶段按静态GPS相对定位原理建立。

点间距为4km左右，测量精度为GPS B级网。

（4）线路平面控制网CPⅡ：在基础平面控制网（CPⅠ）上沿线路附近布设，为勘测、施工阶段的线路平面控制和轨道控制网起闭的基准。

可用GPS静态相对定位原理测量或常规导线网测量，在勘测阶段建立。

软件定义网络的控制平面和数据平面的工作原理软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）是一种新型的网络架构，它将网络的控制平面和数据平面分离开来，实现了网络控制的集中化和灵活化。

SDN的核心概念是将网络设备的控制逻辑从传统的硬件中抽离出来，将其集中到一个中心化的控制器中，从而实现对网络的统一管理和控制。

控制平面和数据平面作为SDN的两个核心组成部分，各自承担着不同的功能和任务。

本文将从控制平面和数据平面的工作原理谈起，对SDN的核心技术进行深入的剖析和探讨。

控制平面是SDN架构中的核心组成部分，它负责制定网络的全局策略和规则，并将这些策略和规则传达给数据平面。

控制平面的工作原理主要包括流表生成、网络管理和控制器与交换机之间的通信。

首先，控制器会通过与网络中的交换机进行通信，获得网络的拓扑结构和流量信息，然后根据这些信息生成流表，将流表下发给数据平面中的交换机。

流表是控制平面向数据平面下发的一种规则，用于指导数据平面中的交换机对流量进行处理和转发。

此外，控制平面还负责对网络中的设备进行管理和监控，以及对网络中的故障进行诊断和修复。

控制平面的工作原理决定了SDN的灵活性和可编程性，使得网络管理员可以通过控制器来对网络进行统一管理和控制。

数据平面是SDN架构中的另一个重要组成部分，它负责实际的数据转发和处理工作。

数据平面的工作原理主要包括流表匹配、流量处理和数据包转发。

首先，当数据包到达交换机时，交换机会根据流表对数据包进行匹配，找到与之相匹配的流表项，然后根据流表的指示对数据包进行处理和转发。

流表项中包含了数据包的匹配条件和对应的处理动作，交换机会根据这些信息来对数据包进行处理和转发。

数据平面的工作原理决定了SDN的高性能和灵活性，使得网络设备可以根据控制平面下发的策略和规则来对数据包进行智能化的处理和转发。

总结来说，控制平面和数据平面是SDN架构中的两个核心组成部分，它们分别承担着网络的控制和数据转发两个不同的功能。

软件定义网络的控制平面和数据平面的工作原理软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）是一种新型的网络架构，它将网络的控制平面和数据平面进行了分离，以实现更加灵活和智能的网络管理。

在SDN中，控制平面负责网络的整体控制与管理，而数据平面则负责实际的数据传输和处理。

本文将分别介绍和探讨SDN的控制平面和数据平面的工作原理。

控制平面的工作原理控制平面是SDN架构中的核心组成部分，它负责对网络进行全局的控制与管理。

在传统的网络架构中，控制平面通常集成在交换机、路由器等网络设备中，而在SDN中，控制平面被独立出来，以实现更加灵活和可编程的网络管理。

控制平面的工作原理主要基于控制器和网络操作系统。

控制器是SDN网络的大脑，它负责整体的网络控制与管理，包括路由选择、流量控制、安全策略等。

而网络操作系统则负责将控制器下发的指令转化为具体的流表项，并将其下发到数据平面中的交换机、路由器等网络设备中。

控制平面的工作流程通常包括以下几个步骤：首先，控制器通过与网络设备之间的通信协议（如OpenFlow）与数据平面中的设备建立连接，获取网络拓扑和设备状态信息。

然后，控制器根据网络的实时情况和管理员设定的策略，生成相应的流表项，并下发到数据平面中的网络设备中。

最后，控制器通过不断的监控和调整，实现对网络的实时控制和管理。

数据平面的工作原理数据平面是SDN架构中负责实际的数据传输和处理的部分。

在传统的网络架构中，数据平面通常集成在交换机、路由器等网络设备中，而在SDN中，数据平面则成为了被控制的对象，它根据控制平面下发的流表项进行数据的转发与处理。

数据平面的工作原理主要基于交换机和路由器等网络设备。

这些网络设备在接收到控制平面下发的流表项后，将根据流表项中的匹配条件和动作进行数据包的转发和处理。

例如，当数据包到达交换机时，交换机会根据流表项中的匹配条件进行数据包的转发，包括目的地址、源地址、端口等。

平面控制网测设流程In the process of establishing a plane control network, it is essential to follow a precise and detailed workflow to ensure accuracy and reliability. 在建立平面控制网的过程中，遵循精确和详细的工作流程是至关重要的，以确保准确性和可靠性。

The first step in the plane control network measurement process is to conduct a thorough reconnaissance of the area. 进行平面控制网测量过程中的第一步是对区域进行全面的勘测。

This involves identifying potential control points, determining the best locations for these points, and assessing any obstacles that may affect the accuracy of the measurements. 这包括确定潜在的控制点、确定这些点的最佳位置，并评估可能影响测量精度的任何障碍。

Once the reconnaissance is complete, the next step is to establish a baseline for the control network. 一旦完成勘测，下一步是为控制网建立基线。

This involves setting up the primary control points, typically at the corners of the area to be measured, and measuring their coordinates with high precision. 这涉及设置主控制点，通常位于待测定区域的角落处，并以高精度测量它们的坐标。

软件定义网络的控制平面和数据平面的工作原理随着互联网的快速发展，网络规模不断扩大，传统的网络架构已经无法满足当今网络流量管理和安全需求。

因此，软件定义网络（SDN）作为一种新型的网络架构，逐渐受到了广泛关注和应用。

SDN的核心思想是将网络的控制平面和数据平面分离，通过统一的控制器进行网络管理和流量控制。

下面将具体论述SDN的控制平面和数据平面的工作原理。

控制平面的工作原理SDN的控制平面负责网络资源的管理和控制，其核心是控制器。

控制器是SDN架构中的核心组件，它负责集中管理整个网络的控制逻辑，并根据网络状态和流量需求进行灵活的网络配置和流量控制。

控制器的工作原理主要包括两个方面：网络状态监视和流量控制。

首先，控制器通过交换机的OpenFlow协议或其他协议与网络设备进行通信，获取网络中各个设备的状态信息，包括链路状态、交换机端口状态、流量统计等。

控制器根据这些状态信息维护网络的全局视图，实时监控网络的运行状态，以便及时做出合理的网络配置和流量控制决策。

其次，控制器根据网络的全局视图和流量需求，通过控制协议向网络设备下发控制指令，进行网络配置和流量控制。

例如，控制器可以向交换机下发流表项，实现流量的路由、筛选和转发。

控制器还可以根据流量的特征和需求，对流表项进行动态调整，以实现网络流量的灵活控制和管理。

数据平面的工作原理数据平面是SDN架构中的另一重要组成部分，它负责实际的数据转发和处理。

数据平面包括网络设备（交换机、路由器等）和数据处理模块，其主要工作是根据控制器下发的指令，对网络流量进行实时的转发和处理。

数据平面的工作原理主要包括两个方面：数据转发和流表匹配。

首先，数据平面中的网络设备根据控制器下发的流表项，对传入的数据包进行匹配和转发。

当数据包到达网络设备时，设备会根据流表中的匹配规则，对数据包进行匹配和处理，确定最佳的转发路径，并进行数据包的路由和转发。

这样可以实现网络流量的灵活控制和管理，提高网络的性能和安全性。