SDN（Software‑Defined Network，软件定义网络）：核心思想是控制平面与数据平面解耦，把网络设备的控制逻辑抽离出来，由集中式控制器统一管理；交换机只负责单纯的数据转发，不再做复杂路由计算，网络通过软件编程来调度，而不是逐台配置硬件设备。
三层标准架构（ONF组织定义）
从上到下：应用层 → 控制层 → 数据转发层，层间通过标准接口交互。
1. 应用层（Application Layer）
- 包含各类网络业务APP：流量调度、负载均衡、防火墙、QoS、虚拟网络、安全策略、流量监控等。
- 不直接操作交换机，调用控制器提供的北向接口实现网络业务。
- 北向接口（Northbound API）：应用层 ↔ 控制层，开放API（REST等），供上层业务开发。
2. 控制层（Control Layer）
SDN的大脑，核心是SDN控制器（如OpenDaylight、ONOS、Ryu）
- 集中维护全网拓扑、流表、状态信息；
- 接收上层应用的业务需求，计算转发策略；
- 将下发转发规则给底层交换机；
- 处理交换机上报的事件（未知报文、状态告警）。
3. 数据转发层（Infrastructure Layer，基础设施层）
由大量SDN交换机/虚拟交换机组成（Open vSwitch、硬件白盒交换机）
- 只负责数据转发，没有完整路由控制逻辑；
- 根据**流表(Flow Table)**处理数据包：匹配字段→执行动作（转发、丢弃、封装、修改字段）；
- 遇到流表没有匹配的数据包，上送给控制器决策；
- 南向接口（Southbound API）：控制层 ↔ 转发层，最典型协议：OpenFlow。
OpenFlow协议：是SDN最经典南向协议，规定控制器怎么读写交换机流表。
关键概念
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控制平面 & 数据平面解耦 传统网络：每台交换机同时有控制+转发；自己跑路由协议、自己算路径。 SDN：转发只干活，全部路由/策略计算交给集中控制器。
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流表 Flow Table 流表由多条流表项组成，每条包含：匹配域、优先级、计数器、动作集。 数据包进来，按优先级匹配流表项，执行对应动作。
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北向接口(NBI) / 南向接口(SBI)
- 北向：控制器给上层应用，面向业务开发；
- 南向：控制器下发指令给交换机，面向网络硬件。
SDN优势
- 集中管控：全网统一视图，不用逐台登录设备配置；
- 可编程：网络能力软件化，快速部署新网络业务；
- 灵活调度流量：数据中心、云环境按需调度路径，提升带宽利用率；
- 简化设备：底层交换机可以是白盒交换机，降低硬件成本。
SDN典型应用场景
- 云数据中心网络（VM迁移、租户虚拟网络）
- 广域网SD‑WAN（企业分支互联）
- 校园/运营商网络、5G承载网
- 网络实验（Ryu控制器做科研仿真）
SDN与传统网络对比
| 维度 | 传统网络 | SDN |
|---|---|---|
| 控制方式 | 分布式，每台设备独立计算 | 集中式控制器统一计算 |
| 配置方式 | CLI逐台手工配置 | API/软件下发策略 |
| 设备角色 | 控制+转发一体 | 交换机只做转发 |
| 新业务上线 | 修改大量设备，周期长 | 编写应用，快速下发 |
主流控制器
- Ryu：Python实现，轻量，适合学习实验
- OpenDaylight(ODL)：Java，企业级，组件化
- ONOS：面向运营商，高可用集群
补充：OpenFlow是南向协议代表，但不是SDN全部；现在很多SDN也用NETCONF、gNMI等其他南向协议。
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