软件定义网络的概念是什么，软件定义网络是什么样的类型有哪些

本文目录导读：

1. 软件定义网络（SDN）的概念
2. 软件定义网络（SDN）的类型

《软件定义网络（SDN）：概念、类型及意义》

软件定义网络（SDN）的概念

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，通过软件定义的方式对网络进行集中控制和管理。

（一）控制平面与数据平面的分离

1、在传统网络中，网络设备（如路由器、交换机等）的控制平面和数据平面是紧密耦合的，控制平面负责路由计算、转发表生成等功能，数据平面则负责根据转发表对数据包进行转发，这种紧密耦合的方式使得网络的配置和管理变得复杂，当网络规模扩大或需求变更时，调整起来十分困难。

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2、SDN将控制平面从网络设备中抽象出来，形成一个独立的软件平台，称为SDN控制器，数据平面则由简单的转发设备（如SDN交换机）组成，这些转发设备只负责按照SDN控制器下发的指令对数据包进行转发，这种分离使得网络的管理更加灵活，网络管理员可以通过SDN控制器对整个网络进行集中的控制和配置，而无需在每个网络设备上进行繁琐的操作。

（二）集中式控制

1、SDN控制器是整个网络的“大脑”，它对网络具有全局的视图，通过与各个SDN交换机进行通信，SDN控制器可以获取网络拓扑结构、链路状态、流量信息等数据，基于这些信息，SDN控制器可以制定出最优的网络策略，例如流量调度、路径选择等。

2、在一个数据中心网络中，SDN控制器可以根据服务器的负载情况和网络流量的需求，动态地调整流量的转发路径，将流量均衡地分配到不同的链路和服务器上，从而提高网络的利用率和性能，这种集中式控制的方式使得网络的管理更加高效，同时也便于实现网络的自动化和智能化。

（三）可编程性

1、SDN的另一个重要特点是可编程性，SDN控制器提供了开放的编程接口（如北向接口和南向接口），使得网络管理员和开发者可以通过编写软件程序来定义网络的行为。

2、北向接口允许开发者开发各种网络应用程序，这些应用程序可以与SDN控制器进行交互，实现诸如网络监控、流量分析、安全策略部署等功能，南向接口则用于SDN控制器与SDN交换机之间的通信，通过南向接口，SDN控制器可以向SDN交换机下发转发规则、配置参数等指令，这种可编程性为网络的创新和定制化提供了广阔的空间，使得网络能够更好地满足不同用户和应用场景的需求。

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软件定义网络（SDN）的类型

（一）基于OpenFlow的SDN

1、OpenFlow是SDN领域中最为著名的协议之一，也是最早实现SDN概念的技术之一，基于OpenFlow的SDN网络架构中，SDN交换机通过OpenFlow协议与SDN控制器进行通信。

2、OpenFlow协议定义了交换机和控制器之间的消息格式和交互流程，SDN控制器可以通过OpenFlow协议向SDN交换机发送流表项（Flow Entries），流表项规定了交换机如何对不同的数据包进行转发，根据数据包的源IP地址、目的IP地址、端口号等信息，SDN交换机可以将数据包转发到指定的端口或者进行丢弃操作，这种基于流表的转发方式使得网络的流量控制更加精细和灵活。

3、在实际应用中，基于OpenFlow的SDN被广泛应用于数据中心网络、校园网络等场景，在数据中心网络中，通过OpenFlow协议可以实现虚拟机之间的灵活网络连接，提高数据中心的网络资源利用率和灵活性。

（二）Overlay SDN

1、Overlay SDN是一种在现有物理网络之上构建虚拟网络的技术，它通过在物理网络的基础上创建一个虚拟的网络层（Overlay Layer）来实现网络的虚拟化和灵活配置。

2、在Overlay SDN中，网络设备（如服务器、交换机等）通过运行特定的软件（如虚拟交换机软件）来创建虚拟网络，这些虚拟网络可以根据用户的需求进行定制化配置，例如创建不同的虚拟局域网（VLAN）、虚拟专用网络（VPN）等，Overlay SDN的优点是可以在不改变现有物理网络架构的情况下实现网络的灵活扩展和定制化，适用于云计算环境下的网络构建。

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3、在云计算数据中心中，多个租户可能需要共享物理网络资源，Overlay SDN可以为每个租户创建独立的虚拟网络，保证租户之间的网络隔离和安全性，租户可以根据自己的需求对虚拟网络进行灵活的配置，如设置网络拓扑、IP地址分配等。

（三）SD - WAN（软件定义广域网）

1、SD - WAN是SDN技术在广域网（WAN）领域的应用，传统的WAN网络通常依赖于昂贵的专用设备（如路由器、防火墙等）来构建，网络的配置和管理复杂，而且灵活性较差。

2、SD - WAN通过将SDN技术引入WAN网络，实现了对WAN网络的集中控制和管理，SD - WAN控制器可以对多个分支机构的网络设备（如边缘路由器）进行统一管理，根据网络的流量情况、应用需求等因素动态地选择最佳的WAN链路（如MPLS、Internet等）进行数据传输。

3、对于一个跨国企业来说，其分支机构分布在不同的国家和地区，SD - WAN可以根据不同地区的网络状况和业务需求，智能地选择成本较低且性能较好的WAN链路来传输数据，如在非关键业务时选择Internet链路，在关键业务时选择MPLS链路，SD - WAN还可以实现对WAN网络的安全策略统一部署，提高网络的安全性。

软件定义网络（SDN）作为一种创新的网络架构，通过控制平面和数据平面的分离、集中式控制和可编程性等特点，为网络的管理、优化和创新提供了新的思路和方法，其不同的类型（基于OpenFlow的SDN、Overlay SDN和SD - WAN等）也分别适用于不同的应用场景，满足了不同用户在网络构建、管理和运营方面的需求，在未来的网络发展中将发挥越来越重要的作用。

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