SDN环境部署与OpenDaylight开发入门

在撰写文章之前，我将先进行深度和广度的评估，以全面了解opendaylight模块划分这一主题。

opendaylight是一个开放源代码的软件定义网络（SDN）控制器评台，用于管理和控制网络中的交换机和路由器。

在opendaylight中，模块划分是指将整个系统划分为多个模块，每个模块负责特定的功能或服务。

我将从简到繁、由浅入深地探讨opendaylight模块划分的相关内容。

我会以简单的方式介绍opendaylight模块划分的基本概念和作用。

随后，我将详细分析opendaylight中常见的模块划分方式以及各自的功能和特点。

在文章的后半部分，我将探讨opendaylight模块划分的实际应用和未来发展趋势，以及对该主题的个人观点和理解。

那么，让我们开始撰写这篇有价值的文章吧。

---opendaylight模块划分的基本概念和作用在opendaylight中，模块划分是指将整个系统划分为多个模块，每个模块负责特定的功能或服务。

这种模块化的设计可以使系统更加清晰和灵活，方便开发者和用户理解和使用。

模块划分也有利于系统的扩展和定制，可以根据实际需求选择性地加载和使用特定的模块，从而提高系统的性能和效率。

opendaylight中常见的模块划分方式在opendaylight中，常见的模块划分方式包括北向接口（Northbound Interface）、南向接口（Southbound Interface）、核心功能模块（Core Function Module）和应用模块（Application Module）等。

每种方式都有其独特的功能和特点，下面将对每种方式进行详细分析。

1. 北向接口（Northbound Interface）北向接口是opendaylight提供给上层应用和用户的接口，用于实现业务逻辑和控制功能。

通过北向接口，上层应用和用户可以与opendaylight进行交互和通信，实现对网络的监控、管理和控制。

我与SDN的缘分一名初学者的学习之路与心得去年十一月，我在大三的计算机网络课程上与SDN初识。

今年三月中旬，我有幸得到老乡学长北邮–李呈的指引，真正地与SDN结缘，悄然走上学习之路。

SDN，Software Defined Network，是对传统网络架构的一次革新。

经过短短三四个月的学习和实践，我本着授人以渔的理念，辅以我的一些理解，将我的学习历程和心得叙写出来，送给各位想要入门的或跟我一样刚刚入门的朋友们。

文中有理解不到位的地方，还望各位朋友不吝赐教，非常感谢!SDN，软件定义网络，我们关键就是弄清楚三件事：网络、软件、软件与网络怎么结合。

一、走进网络既然我们要用SDN来改造网络，当然得先了解一下网络是何物，磨刀不误砍柴工。

我对网络的了解，是从高中开始的。

从OSI七层模型，到五层模型;从家庭组网，再到Socket 编程实践，我对网络的兴趣不断增长。

直到大二学了《计算机通信与网络》这门课，才算是对过往三四年积累的零星知识的一次大梳理，让我对网络有了一个系统性的了解。

(1)传统网络传统网络，我的老师用它代指我们一直以来都在使用的网络，用以跟SDN网络区别。

我是跟随着谢希仁前辈的《计算机网络》这本书学习的，也推荐给各位朋友。

跟随着大二的课程，我把五层模型的低四层学了个遍，主要是从物理层的拓扑、集线器，到数据链路层的网桥、MAC、CSMA/CD、CSMA/CA，再到网络层的路由器、最长前缀匹配、IP、ARP、OSPF、RIP、BGP，最后到传输层的UDP、TCP，掌握了这些，对我们网络的理解大有裨益。

根据我的SDN实践经验，深入理解一下最长前缀匹配，TCP的反馈重传、滑动窗口、三次握手、四次挥手，是非常有好处的。

(2)SDN网络在这里，我们需要弄清楚三个问题：①SDN是什么?②我们为什么需要SDN?③SDN可以用在何处?学习SDN伊始，我阅读了一些介绍SDN的文献资料，还有一些控制器的白皮书。

比较推荐大家从Open Network Fundation(ONF)组织的SDN白皮书入手，再辅以其他的介绍资料，了解SDN的架构是什么样，数据、控制、管理面，南向、北向、东西向，以及传统网络存在哪些不能适应新需求的问题、SDN针对这些问题有什么样的特性去应对。

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。

SDN开发环境搭建以及Mininet编程⼀、实验内容搭建如下⽹络拓扑，并熟悉相关指令。

⼆、搭建开发环境2.1 开发环境搭建2.1.1下载ubuntu镜像⽂件镜像下载地址下载后的⽂件：ubuntu-18.04.2-desktop-amd64.iso2.1.2安装虚拟机打开VMware，创建新的虚拟机，选择⾃定义，点击下⼀步选择⾃定义硬件，应⽤镜像⽂件选择已下载好的镜像⽂件点击关闭后完成，VMware就会⽣成刚才安装的Ubuntu虚拟机：2.2 应⽤软件安装2.2.1安装mininet安装mininet的⽅法具体有很多种，由于本地采⽤的是VM和Ubuntu虚拟机的环境，所以本次实验采⽤源码安装的⽅式。

要从源代码本地安装，⾸先需要获取源代码：下载源代码后，安装Mininet的命令是：(-a：安装Mininet VM中包含的所有内容，包括Open vSwitch等依赖项以及OpenFlow wireshark dissector和POX等附加项。

默认情况下，这些⼯具将构建在主⽬录中创建的⽬录中。

)安装完成后，测试基本的Mininet功能：2.2.2安装ryu使⽤pip命令安装：sudo apt-get updatesudo apt -get install gitsudo git clone git:///mininet/mininetsudo ./mininet/util/install.sh -asudo apt install net-tools(不安装net-tools 会提⽰找不到所需要的可执⾏的ifconfig)sudo mn --test pingallsudo apt install python-pip2.2.3获取Open vSwitch源代码Open vSwitch源代码的规范位置是它的Git存储库，您可以将其克隆到名为“ovs”的⽬录中：三、搭建⽹络环境3.1 启动ryu控制器3.2 启动mininet搭建⽹络拓扑搭建⽹络topo，由于所要求的⽹络拓扑结构为⽐较简单的线性拓扑，可以直接使⽤--topo linear，x构建，选⽤Open vSwitch交换机：--switch ovsk。

先电云计算网络搭建操作手册版本：先电Cloud-SDN-v2.2发布日期：2018年2月1日南京第五十五所技术开发有限公司版本修订说明修订版本修订时间修订说明Cloud-SDN-v1.32015年8月18日先电云网络用户手册Cloud-SDN-v1.42016年4月12日添加注释说明和端口说明Cloud-SDN-v2.02016年10月30日修改为支持iaas 2.0版本Cloud-SDN-v2.0.52017年3月13日更新国际化、centos7命令Cloud-SDN-v2.22018年2月1日更新访问Dashboard界面图片目录1、控制器介绍 (4)2、环境介绍 (4)2.1硬件环境 (4)2.2拓扑介绍 (4)3、安装控制器 (6)3.1、安装JDK环境 (6)3.2、安装Maven环境 (6)3.3、安装OpenDayLight (7)4、配置OpenStack (9)4.1、清除Neutron配置内容 (9)4.2、清除Neutron相关内容 (10)4.3、清除OVS数据库数据 (12)4.4、配置OpenvSwitch (13)4.5、常见问题说明 (17)5、使用ODL (17)5.1、访问Dashboard界面 (17)5.1、测试 (18)1、控制器介绍OpenDayLight是2013推出来的一个开源项目，参与者都是来自众多的设备厂商，其中就包括思科等网络设备巨头，IBM、微软等传统的硬件设备巨头，还包括BigSwitch等新兴网络设备厂商，以及Vmware等新兴IT软件厂商，这就说明SDN领域为业界的发展带来了更多的机会，是更多的参与者能够加入到SDN 的研发和创新中；OpenDayLight开源项目就是和Linux基金会合作，目标是成为SDN架构中的核心组件，使用户能够减少网络的运营复杂度，扩展现有的网络架构的硬件生命期，同时还能支持SDN新业务和新能力的创新。

所谓SDN是一种新型网络架构。

OpenDaylight 指南最新版: yeasy@github 更新历史: V0.6: 2014-02-18 增加对 MD-SAL 的分析； V0.5: 2013-12-30 增加对 VTN 项目的分析； 部分格式调整。

V0.4: 2013-08-22 添加如何在控制台调用 bundle 方法。

V0.3: 2013-08-20 添加增量项目编译说明； 优化结构。

V0.2: 2013-07-14 完成用户安装运行和开发环境部署。

V0.1: 2013-07-10 完成框架。

第1章 第2章概述 ...........................................................................................................................4 控制器安装运行 ........................................................................................................5 2.1 环境配置 ....................................................................................................................5 2.2 安装和使用 ................................................................................................................5 获取源码 ............................................................................................................5 2.2.1 2.2.2 编译运行 ............................................................................................................5 常见运行问题.....................................................................................................6 2.2.3 2.2.4 使用 Mininet 测试 ..............................................................................................6 第 3 章 开发环境 ..................................................................................................................11 3.1 概述 .........................................................................................................................11 架构原则 ..................................................................................................................11 3.2 架构框架 ..................................................................................................................12 3.3 3.3.1 框架概述 ..........................................................................................................12 3.3.2 功能概述 ..........................................................................................................12 3.4 开发框架概述 ..........................................................................................................18 开发和更新代码 ......................................................................................................18 3.5 3.5.1 通过 CLI...........................................................................................................18 3.5.2 通过 Eclipse......................................................................................................20 3.5.3 在 OSGi 控制台中调用方法 .............................................................................20 3.6 示例应用 ..................................................................................................................203.6.1 3.6.2 3.6.3第 章Simple Forwarding Application .........................................................................20 Statistics Application .........................................................................................20 Load Balancer Application ................................................................................26 ......................................................................................................................29 3.7 3.7.1 C .......................................................................................................29 3.7.2 .NET .................................................................................................30 3.7.3 Java ...................................................................................................30 3.7.4 Java JSON .........................................................................................31 3.7.5 Objective C .......................................................................................31 3.8 REST ....................................................................................................32 3.8.1 Topology REST APIs ........................................................................................32 3.8.2 Host Tracker REST APIs ...................................................................................32 3.8.3 Flow Programmer REST APIs ...........................................................................32 3.8.4 Static Routing REST APIs .................................................................................33 3.8.5 Statistics REST APIs .........................................................................................33 3.8.6 Subnets REST APIs...........................................................................................33 3.8.7 Switch Manager REST APIs..............................................................................33 3.9 Java API ...................................................................................................................33 3.10 .........................................................................................................................33 3.11 ..................................................................................................................33 4 VTN .........................................................................................................................34 4.1 .........................................................................................................................34 4.1.1 ..................................................................................................................34 4.1.2 ..................................................................................................................34 4.2 ..............................................................................................................35 4.3 .........................................................................................................................36 4.3.1 vBridge .............................................................................................................36 4.3.2 vRouter .............................................................................................................36库函数 客户端库 客户端库 客户端库 客户端库 客户端库 调用和认证拓扑 集成测试 概念 场景 术语 物理网映射 功能4.44.54.6流过滤 ..............................................................................................................36 多控制器合作...................................................................................................36 北向 API...........................................................................................................37 安装 .........................................................................................................................39 4.4.1 VTN Coordinator 安装运行 ..............................................................................39 4.4.2 VTN Manager 安装运行 ...................................................................................41 虚拟化版本 ..............................................................................................................45 4.5.1 安装 VTN Coordinator......................................................................................45 4.5.2 运行 VTN Coordinator......................................................................................45 实现 .........................................................................................................................46 4.6.1 整体架构 ..........................................................................................................464.3.3 4.3.4 4.3.5 4.6.2 4.6.3 4.6.4VTN Manager ...................................................................................................46 VTN Coordinator ..............................................................................................46 VTN Coordinator REST Reference....................................................................54第1章 概述OpenDaylight 6 Bootstrap OpenDaylight Controller OpenDaylight N etwork Virtualization Platform OpenDaylight Virtual Tenant Network (VTN) Open DOVE OpenFl ow Plugin Affinity Metadata Service 9 Incubation YANG Tools LISP Flow Map ping OVSDB Integration OpenFlow Protocol Library BGP-LS/PCEP Defense4All SNMP4S DN dlux - openDayLight User eXperience SDN Simulation Platform、 、、项目目前包括 个 项目： 、 、 、 ，以及 个 项目： 、 、 、 、 、 、 。

软件定义网络技术在数据中心网络中的应用教程随着云计算和大数据技术的快速发展，数据中心网络的需求也越来越高。

为了满足不断增长的网络需求，传统的网络架构和管理方式已经无法满足现代数据中心网络的要求。

软件定义网络（Software-Defined Networking，SDN）技术的出现为数据中心网络带来了一种创新的解决方案。

SDN是一种以软件为中心、通过网络编程和控制，将网络的数据平面和控制平面分离的网络架构。

传统网络中的控制器和数据转发功能交织在一起，而SDN通过将控制器与数据交换设备分离，实现了网络的集中控制和智能管理。

在数据中心网络中，利用SDN技术可以实现网络自动化、灵活性和可扩展性。

下面将详细介绍SDN在数据中心网络中的应用教程。

1. SDN架构及关键组件SDN架构包括控制器、网络操作系统和数据平面。

控制器是SDN 网络的大脑，负责管理和控制整个网络。

网络操作系统是控制器和交换机之间的接口，通过提供统一的编程接口来实现对交换机的控制和管理。

数据平面则是网络中的交换机设备，负责实际的数据转发。

2. SDN控制器选择与部署选择适合的SDN控制器对于数据中心网络的成功实施至关重要。

常见的SDN控制器有OpenDaylight、Floodlight和ONOS等。

控制器的选择应根据数据中心网络的规模、性能需求和应用场景来进行。

3. SDN编程SDN的核心是编程灵活性。

通过SDN编程，可以根据具体需求自定义网络策略和转发逻辑，实现对网络的全局控制。

常用的SDN编程框架有OpenFlow、P4和Yang等。

4. SDN网络监控与管理SDN技术可以实现对数据中心网络的实时监控和智能管理。

通过SDN控制器对网络设备进行动态管理，可以快速部署新服务和调整网络配置。

同时，利用SDN技术的网络监控功能，可以实时监测网络流量、延迟和拓扑，提供网络故障排查和性能优化的支持。

5. 虚拟化支持SDN技术与虚拟化技术相结合，可以实现更高效的资源利用和灵活的网络部署。

Opendaylight学习文档qq群#北邮-天依目录1.概述 (3)1.1 Opendaylight简介 (3)1.2本文档组织结构 (7)2.感受Opendaylight (7)2.1 环境搭建 (7)2.2获取代码 (9)2.3安装mininet (11)2.4 controller使用及功能介绍 (11)2.5Openflowplugin功能及使用方法 (14)2.6 Hydrogen (16)3 Maven和OSGI基础 (16)3.1 Maven (16)3.2 OSGI (20)4 使用IDE (30)4.1 使用Eclipse (31)4.1.1 导入controller项目 (31)4.2 使用Intellij idea (38)5Controller代码分析 (39)5.1 代码目录 (40)5.2 收发包过程简介（packet service） (41)6 Opendaylight重要技术及文档 (44)1.概述1.1 Opendaylight简介Opendaylight（Opendaylight官网）是Linux基金会的一个合作项目。

目前，包括十二个项目，每一个项目都有自己的代码库(Opendaylight项目列表)。

这些项目中与openflow相关的项目的有controller、openflowjava和openflowplugin，目前，controller仅支持openflow 1.0，openflowplugin是一个单独的项目，将来它的core部分要集成到controller中，使controller支持openflow 1.3及以上的版本。

Opendaylight的厂商成员分为铂金成员，金牌成员和银牌成员。

图1 Opendaylight阵营Opendaylight controller使用java编写，运行在JVM上，理论上来说可以部署到任何支持JA V A的平台上，但是其官网文档推荐的最佳运行环境为最新的Linux（Ubuntu 12.04+）及JVM 1.7+。

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。