SDN课程阅读作业（2）

阅读文章《The Road to SDN: An Intellectual History of Programmable Networks》，并根据所阅读的文章，书写一篇博客，回答以下两个问题：

过去20年中可编程网络的发展可以分为几个阶段？每个阶段的贡献是什么？

• 发展阶段：
  

• 主动网络阶段(Active networking，20世纪90年代中期到21世纪初)

  • 在网络中引入了可编程功能，降低了技术创新的障碍
  • 提出网络虚拟化，以及基于包头对软件程序进行复用
  • 为MiddleBox编排提供统一架构的构想

• 控制和数据平面分离阶段（Separating Control and Data Planes，从2001年到2007年左右）

  • 使用数据平面的开放接口进行逻辑集中控制
  • 在逻辑上对网络进行集中控制

• OpenFlow API和网络操作系统（2007年至2010年）

  • OpenFlow提供了多种多样的转发规则
  • OpenFlow的工作衍生出了网络操作系统的概念
  • 分布式状态管理技术

网络虚拟化与SDN的关系？

网络虚拟化表示从底层物理设备分离的网络的抽象，网络虚拟化允许多个虚拟网络在共享基础设施上运行，并且每个虚拟网络可以具有比底层物理网络更简单（更抽象）的拓扑。例如，虚拟局域网（VLAN）提供了一个跨越多个物理子网的单一LAN的假象，多个VLAN可以在相同的交换机和路由器集合上运行。网络虚拟化（从逻辑网络的角度对物理网络进行抽象）显然不需要SDN。同样，SDN（逻辑集中控制平面与底层数据平面的分离）并不意味着网络虚拟化。尽管网络虚拟化在概念上独立于SDN，但近年来这两种技术之间的关系变得更加密切。而SDN和网络虚拟化主要有三种关系：

• SDN作为网络虚拟化的一种支持技术
  云计算使网络虚拟化变得突出，因为云提供商需要一种方式，允许多个客户（或“租户”）共享同一网络基础设施。Nicira的网络虚拟化平台（Network Virtualization Platform，NVP）提供了这种抽象，而不需要底层网络硬件的任何支持,解决方案是使用覆盖网络为每个租户提供连接其所有虚拟机的单个交换机的抽象。然而，与先前在覆盖网络上的工作相比，每个覆盖节点实际上是物理网络的一个扩展——一个软件交换机（如Open vSwitch），它封装了发送到其他服务器上运行的虚拟机的流量。逻辑集中式控制器在这些虚拟交换机中安装规则，以控制如何封装数据包，并在虚拟机移动到新位置时更新这些规则。

• 网络虚拟化用于评估和测试SDN
  将SDN控制应用程序与底层数据平面分离的能力，使得在将SDN控制应用程序部署到操作网络之前，可以在虚拟环境中测试和评估SDN控制应用程序。Mininet使用基于进程的虚拟化在同一物理（或虚拟）机上运行多个虚拟OpenFlow交换机、终端主机和SDN控制器，每个控制器都作为单个进程。使用基于进程的虚拟化允许Mininet模拟一个网络，在一台机器上有数百个主机和交换机。在这样的环境中，研究人员或网络运营商可以开发控制逻辑，并在生产数据平面的全面仿真上轻松地对其进行测试。一旦对控制平面进行了评估、测试和调试，就可以将其部署到实际的生产网络上。

• 虚拟化（切片）SDN
  在传统网络中，虚拟化路由器或交换机是很复杂的，因为每个虚拟组件都需要运行自己的Controlplane软件实例，相比下虚拟化一个SDN交换机要简单得多。FlowVisor系统使校园能够支持在承载生产流量的相同物理设备上进行联网研究的试验台，其主要思想是将业务流空间划分为“片”，其中每个片有一个网络资源共享，由不同的SDN控制器管理。