软件定义网络核心原理与应用实践

目　录

第一部分　SDN核心原理

第1章　SDN概述　3

第2章　SDN基本原理　9

2．1　SDN定义与架构　9

2．1．1　SDN定义　9

2．1．2　SDN架构　11

2．2　数据控制分离　15

2．2．1　基本概念　15

2．2．2　数据控制分离历史　18

2．2．3　SDN数据控制分离　22

2．3　网络可编程　25

2．3．1　基本概念　25

2．3．2　网络可编程历史　26

2．3．3　SDN可编程　29

2．4　本章小结　32

参考文献　32

第3章　SDN接口协议　34

3．1　OpenFlow协议　34

3．1．1　OpenFlow v1．0协议　35

3．1．2　OpenFlow协议的演进　45

3．1．3　OpenFlow协议面临的问题　54

3．2　OF-CONFIG协议　55

3．2．1　协议框架　55

3．2．2　设计需求　56

3．2．3　数据模型　58

3．2．4　协议演进　60

3．3　其他SDN南向接口协议　61

3．3．1　XMPP　61

3．3．2　PCEP　62

3．3．3　I2RS　64

3．3．4　OpFlex　65

3．3．5　OVSDB Mgmt　66

3．4　SDN北向接口　67

3．4．1　ONF北向接口　68

3．4．2　SDN其他北向接口　70

3．4．3　SDN北向接口的前景　71

3．5　SDN东西向接口协议　72

3．6　本章小结　76

参考文献　76

第4章　SDN数据平面　78

4．1　数据平面架构　78

4．2　SDN芯片　81

4．3　SDN硬件交换机　85

4．3．1　基于ASIC芯片的SDN品牌交换机　86

4．3．2　基于ASIC芯片的SDN白盒交换机　92

4．3．3　基于NP的SDN交换机　96

4．3．4　基于NetFPGA的SDN交换机　97

4．4　SDN软件交换机　99

4．4．1　Open vSwitch　99

4．4．2　Pantou　100

4．4．3　Indigo　101

4．4．4　LINC　101

4．4．5　OpenFlowClick　102

4．4．6　OF13SoftSwitch　103

4．5　本章小结　104

参考文献　104

第5章　SDN控制平面　107

5．1　SDN控制器　107

5．1．1　SDN控制器体系架构　107

5．1．2　SDN控制器评估要素　110

5．2　开源控制器　112

5．2．1　NOX/POX　112

5．2．2　Ryu　114

5．2．3　Floodlight　116

5．2．4　OpenDaylight　118

5．2．5　OpenContrail　120

5．2．6　其他开源控制器　124

5．3　商用控制器　126

5．3．1　Big Network Controller　126

5．3．2　XNC　128

5．3．3　Contrail　129

5．3．4　SOX　131

5．4　本章小结　133

参考文献　133

第6章　SDN应用案例　135

6．1　SDN在网络试验平台中的应用　135

6．1．1　GENI OpenFlow　136

6．1．2　OFELIA　139

6．1．3　RISE　141

6．1．4　TWAREN　143

6．1．5　FINE　145

6．1．6　C-Lab　146

6．2　SDN在网络虚拟化中的应用　148

6．2．1　基于SDN的网络虚拟化简介　149

6．2．2　网络虚拟化工具FlowVisor　150

6．2．3　网络虚拟化平台CNVP　154

6．3　SDN在流量工程中的应用　158

6．3．1　概述　159

6．3．2　B4的设计思路　160

6．3．3　B4的核心网络功能　163

6．3．4　基于SDN的流量工程实现　167

6．3．5　B4的部署与成效　170

6．4　本章小结　173

参考文献　174

第7章　SDN标准化与学术进展　175

7．1　SDN标准化进展　175

7．1．1　开放网络基金会　175

7．1．2　互联网工程任务组　178

7．1．3　国际电信联盟　179

7．1．4　欧洲电信标准化协会　181

7．1．5　中国通信标准化协会　184

7．2　SDN学术进展　186

7．2．1　控制平面可扩展性　186

7．2．2　交换机/数据平面设计　188

7．2．3　SDN编程语言　189

7．2．4　测试、调试及管理　189

7．2．5　数据中心应用　190

7．2．6　校园网应用　191

7．2．7　其他　191

7．3　本章小结　192

参考文献　192

第二部分　应用实践

第8章　Open vSwitch应用实践　197

8．1　OVS系统架构　197

8．2　OVS代码解读　200

8．2．1　代码结构　200

8．2．2　代码解析　201

8．3　OVS安装使用　208

8．3．1　软件安装　208

8．3．2　使用说明　210

8．3．3　常用命令　211

8．4　OVS应用实例　212

8．4．1　实例介绍　212

8．4．2　实例开发　213

8．4．3　实验结果　216

8．5　本章小结　217

参考文献　217

第9章　Mininet应用实践　218

9．1　Mininet系统架构　218

9．2　Mininet代码解读　220

9．2．1　代码结构　220

9．2．2　代码解析　222

9．3　Mininet安装使用　224

9．3．1　软件安装　224

9．3．2　使用说明　226

9．3．3　添加OpenFlow 1．3支持　228

9．4　Mininet应用实例　230

9．4．1　实例介绍　231

9．4．2　实例开发　232

9．4．3　实验结果　234

9．5　本章小结　235

参考文献　236

第10章　POX应用实践　237

10．1　POX代码解读　237

10．1．1　代码结构　237

10．1．2　代码解析　238

10．2　POX安装配置　249

10．2．1　软件安装　249

10．2．2　系统配置　250

10．3　POX应用实例　252

10．3．1　实例介绍　252

10．3．2　实例开发　253

10．3．3　实验结果　261

10．4　本章小结　261

参考文献　262

第11章　Ryu应用实践　263

11．1　Ryu代码解读　263

11．1．1　代码结构　263

11．1．2　代码解析　264

11．2　Ryu安装配置　269

11．2．1　软件安装　269

11．2．2　系统配置　270

11．3　Ryu应用实例　271

11．3．1　实例介绍　271

11．3．2　实例开发　275

11．3．3　实验结果　281

11．4　本章小结　282

参考文献　283

第12章　Floodlight应用实践　284

12．1　Floodlight代码解读　284

12．1．1　代码结构　284

12．1．2　代码解析　285

12．2　Floodlight安装配置　291

12．2．1　软件安装　291

12．2．2　系统配置　292

12．3　Floodlight应用实例　292

12．3．1　实例介绍　292

12．3．2　实例开发　293

12．3．3　实验结果　296

12．4　本章小结　297

参考文献　297

第13章　OpenDaylight应用实践　298

13．1　OpenDaylight代码解读　298

13．1．1　代码结构　298

13．1．2　依赖技术　299

13．1．3　代码解析　300

13．2　OpenDaylight安装配置　309

13．2．1　软件安装　309

13．2．2　系统配置　310

13．3　OpenDaylight应用实例　311

13．3．1　实例介绍　311

13．3．2　实例开发　312

13．3．3　实验结果　315

13．4　本章小结　315

参考文献　316

第14章　FlowVisor应用实践　317

14．1　FlowVisor代码解读　317

14．1．1　代码结构　317

14．1．2　代码解析　318

14．2　FlowVisor安装使用　328

14．2．1　软件安装　328

14．2．2　系统配置　328

14．2．3　常用命令　329

14．3　FlowVisor应用实例　330

14．3．1　基于交换机的虚网划分　331

14．3．2　基于传输层的虚网划分　332

14．4　本章小结　335

参考文献　335

第15章　扩展实验工具　336

15．1　功能测试工具OFTest　336

15．1．1　工具简介　336

15．1．2　安装配置　337

15．1．3　应用实例　338

15．2　性能测试工具Cbench　340

15．2．1　工具简介　340

15．2．2　安装配置　341

15．2．3　应用实例　343

15．3　拓扑生成工具VND　345

15．3．1　工具简介　345

15．3．2　应用实例　345

15．4　报文分析工具Wireshark　347

15．4．1　工具简介　347

15．4．2　安装配置　347

15．4．3　应用实例　348

15．5　流量监控工具sFlow　350

15．5．1　工具简介　350

15．5．2　安装配置　351

15．5．3　应用实例　352

15．6　本章小结　354

参考文献　354

第16章　微控制器Miracle开发实践　355

16．1　Miracle简介　355

16．2　Miracle实现详解　356

16．2．1　环境准备　356

16．2．2　网络通信　357

16．2．3　协议解析　361

16．2．4　核心应用　376

16．3　运行Miracle　381

16．4　本章小结　382

参考文献　382

附录A　缩略语　383

附录B　SDN资源网站　390

名词索引　391

《软件定义网络核心原理与应用实践》分为核心原理和应用实践两大部分，对软件定义网络(SDN)技术进行了全面剖析和深入解读。第一部分首先阐述了SDN的设计思想与体系架构，详细分析了软件定义网络的控制转发分离和可编程性两个突出属性，其次介绍了以OpenFlow为代表的SDN南向接口协议，以及北向和东向接口协议，接下来根据SDN的层次化架构，依次介绍了SDN数据平面、控制平面以及SDN应用案例，最后梳理总结了SDN标准化进展以及学术发展情况。第二部分着重讲述SDN应用实践，从系统架构、代码解析等方面详细介绍了虚拟交换机、开源控制器、仿真测试实验工具的基本知识，并结合模拟网络环境搭建、虚拟网络设备部署、实际业务开发等具体应用实践场景，深入讲解了利用SDN技术进行创新研发的过程。　　《软件定义网络核心原理与应用实践》涉及的内容广泛、技术思想凝练，突出核心原理和基本概念的阐述，同时力图深入浅出地讲解SDN的业务应用开发过程。《软件定义网络核心原理与应用实践》对从事SDN技术研发的专业人士、网络运营管理人员、相关专业高校学生以及对SDN技术感兴趣的读者，都具有一定的参考价值。