什么是软件定义网络(SDN)？｜百科

软件定义网络（SDN）是一种使用软件构建和管理网络的方式，使其更加灵活，更容易适应新的要求。最初，网络僵化且缺乏灵活性。每个网络设备都是一个孤岛，需要单独配置和复杂的更新。软件定义网络(SDN)改变了一切！

可以将软件定义网络(SDN)视为一项建设项目。应用层是蓝图，概述了网络需要实现的目标，包括安全性、服务及其总体目的。

控制层是架构师，它使用SDN控制器作为大脑，获取这些蓝图并将其转化为对工人的指令。

最后，基础设施层由交换机、路由器和其他设备组成。这些是施工队和重型机械，它们按照控制器的指示通过网络物理移动数据来构建网络结构。

软件定义网络（SDN）分层架构有哪些好处？

SDN的分层方法为IT专业人员提供了强大的优势。通过实现应用与网络之间的直接通信，SDN提高了可编程性和适应性。以下是SDN的其他一些优势：

网络敏捷性：需要调整网络以适应新应用或新服务？借助SDN，可以通过软件更新重新配置网络，与传统方法相比，可降低复杂性并减少所需时间。

集中控制：SDN提供统一的仪表板来管理整个网络。需要针对特定工作时间的政策？这些政策可以集中应用，无需单独接触每个网络设备。

优化资源利用率：SDN控制器具有全局网络视图。这使它们能够对流量路由和资源分配做出智能决策，从而最大限度地提高网络效率。

增强的安全性：SDN通过微分段（隔离网络段）和整个基础设施的动态策略实施等功能实现更大的安全控制。

软件定义网络(SDN)中的应用层是什么？

将应用层视为SDN网络的创意中心。真正的创新通过一系列网络应用发生在这里。应用层包含传达网络需求和愿望的软件应用。这些应用定义：

网络政策：应如何处理流量？哪些流量优先处理，哪些流量应受到限制？

服务：启用哪些附加功能，例如网站流量的负载平衡或视频通话的服务质量保证。

功能：网络如何响应事件（流量高峰、安全警报等）

这一层上的应用告诉SDN网络的其余部分该做什么。它们将业务需求、用户需求和安全问题转化为SDN控制器的指令。

SDN应用示例

网络安全：防火墙、入侵检测系统、流量分析工具。

优化：负载均衡器、WAN优化工具。

监控和分析：收集网络数据的工具和日志分析解决方案。

自动化：配置管理应用和网络编排平台。

SDN应用开辟了远远超出传统网络的可能性。它们的灵活性允许定制网络行为以满足组织的特定需求。此外，SDN使应用程序能够以编排方式工作，从而推动整个网络中复杂的动作和反应链。这些功能重塑了我们管理和优化网络运营的方式。

使用应用层：

● 实施新的安全政策

● 优化关键业务应用的流量

● 推出新的基于网络的服务

● 自动化任务以减少手动管理

应用层是SDN真正优势的体现。它将网络从僵硬的基础设施转变为动态、适应性强的工具！

软件定义网络(SDN)中的控制层是什么？

如果说应用层是网络蓝图，那么控制层就是主架构师。SDN的真正智能就在于此。控制层是SDN控制器的所在地，SDN控制器是一款功能强大的软件，可充当整个网络的集中指挥中心。

其核心功能包括：

网络智能：控制器从底层设备（基础设施层）收集信息以维护网络状态的完整视图。

翻译：接收来自更高级别应用（应用层）的要求并将其转换为详细指令。

指令：控制器将配置和命令发送到网络设备以供执行。

将SDN控制器视为网络的大脑。它负责：

决策：控制器确定数据传输的最佳路径、如何实施安全策略以及如何优化资源使用。

协调：确保所有网络设备无缝协作，以满足应用的整体需求。

适应性：控制器可以动态响应变化（部署的新应用、流量激增、安全警报）并相应地调整网络。

控制层如何工作

应用传达需求：例如，安全应用说“阻止来自该可疑来源的流量”。

控制器解释：控制器将其转换为特定的防火墙规则并识别需要执行这些规则的设备。

发送指令：控制器将防火墙规则推送到相关网络设备。

何时使用控制层

控制层始终在工作，它参与以下操作：

● 对网络策略或配置进行任何更改

● 需要对网络行为有全局的认识

● 想要自动化网络任务或响应事件

控制层是SDN灵活性和敏捷性真正发挥作用的地方，它为IT专业人员提供了前所未有的网络控制和可视性。

软件定义网络(SDN)中的基础设施层是什么？

基础设施层是SDN网络的核心，实际的网络硬件和虚拟化网络组件都位于此层。

基础设施层包含所有物理和虚拟网络设备，其中包括：

交换机：连接设备并在网络中移动数据包的主力。

路由器：智能地确定数据在不同网络之间传输的路径的设备。

防火墙：实施安全策略来保护网络流量。

无线接入点：为无线设备提供连接。

虚拟网络设备：这些设备的基于软件的版本，可以在服务器或云中运行。

在SDN中，基础设施层承担着简化的角色。可以把这些设备想象成勤奋遵循建筑师计划的建筑工人：

执行指令：此层中的设备从SDN控制器（在控制层）接收详细指令。

提供反馈：它们将其状态、流量模式和其他网络数据的更新发送回控制器。

基础设施层如何工作

在SDN环境中，控制器充当网络的“大脑”。当需要进行更改（例如阻止可疑流量）时，控制器会分析情况，确定最佳操作，并向相关网络设备发送指令。然后，这些设备实施更改，有效地重新编程数据在网络中的流动方式。

控制器发送指令：控制器决定需要进行更改（例如，阻止来自特定源的流量）。

设备接收并执行：控制器将必要的命令发送到相关的交换机、路由器或防火墙。

网络行为变化：设备执行更新的策略，影响数据在网络中的流动方式。

何时使用基础设施层

虽然与SDN中的这一层的直接交互较少，但它至关重要，因为：

● 对物理和虚拟设备的选择决定了网络的功能。

● 了解这一层对于故障排除和容量规划仍然很重要。

● 基础设施层提供了SDN上层利用的原始网络功能。

软件定义网络(SDN)各层如何交互？

SDN的神奇之处在于其各层如何无缝协作。让我们分解一下这种交互：

从应用到控制器：北向API

北向API：这些就像应用层和控制层之间的特殊通信通道。

共享需求：应用使用这些API与控制器对话，说出诸如“我们需要更好的视频通话质量！”或“阻止可疑活动！”之类的话。

控制者作为翻译者

智囊团：SDN控制器是主控。它从应用获取高级需求，并找出在网络中实现这些需求所需的详细步骤。

生成指令：控制器创建针对基础设施层的网络设备的特定配置和命令。

控制器到基础设施：南向API

南向API：这些是控制层和基础设施层之间的通信渠道。OpenFlow是一个常见的例子。

发送指令：控制器使用南向API将配置、规则和更新推送到交换机、路由器和其他设备。

反馈循环

不是单向的：基础设施设备不仅仅是被动的接收器。它们不断将状态更新、流量统计和其他信息发送回SDN控制器。

自适应控制：这种反馈允许控制器微调其决策，确保网络始终符合应用的需求。

SDN层之间的交互是一个持续的对话，确保网络响应迅速、高效且安全。

跨层安全考虑

虽然SDN提供了显著的优势，但它也带来了一系列需要仔细考虑的独特安全挑战。

应用安全性：即使在SDN环境中，应用可能仍然需要独立的安全更新和强化。

SDN控制器漏洞：集中式SDN控制器是攻击者的主要目标，需要强大的访问控制和全面的保护措施。

基础设施层注意事项：通过SDN控制器进行集中管理简化了操作，但不能取代传统的网络安全工具。火墙、入侵检测系统(IDS)和其他保护方法对于基础设施层内的设备仍然至关重要。

SDN的未来

应用层、控制层和基础设施层是SDN的基本组成部分。SDN的分层架构为利用人工智能的力量提供了强大的支持。

通过将AI嵌入SDN，网络可以学习和适应。想象一下，网络不断分析流量模式、安全威胁和应用要求，让AI驱动的控制器能够预测潜在问题并主动优化性能。AI可以通过预测即将发生的故障并采取预防措施来彻底改变自愈网络，最大限度地减少停机时间。

此外，集成AI的SDN可以大规模实现智能安全，发现传统系统无法发现的细微异常和零日威胁。这将实现自动安全策略生成和执行。最后，集成AI的SDN为超个性化网络铺平了道路，可根据特定用户或应用程序定制性能，确保无缝视频通话并为关键业务运营保证带宽。

总结

网络的未来在于SDN和AI的强大组合。SDN提供了灵活的框架，而AI提供了从根本上改变网络设计、构建和运营方式所需的智能。

二者共同打造出更能适应不断变化的业务需求、主动预测和解决问题并具备高级威胁检测能力的网络。这一转型将引领网络进入一个前所未有的敏捷性、效率和弹性的新时代。

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