SDN：软件定义网络
SDN，即Software Defined Network，核心思想是将控制平面（Control Plane）和数据平面（Data Plane）分离；将传统交换机、路由器的分布式算法（如OSPF等）用控制器（Controller）的集中式算法实现，加强全局视角的控制能力，提高效率。
网络结构的扁平化的核心思想是功能上手，那么SDN就是做得最彻底的功能上收
基础设备不需要专有设备，不依赖任何网络，只要有控制和转发功能即可
园区网络扁平化除了取消汇聚层之外还有哪些？ - summer课堂的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/67268856/answer/251271775
What
Software Defined Network（软件定义网络）
导论文章：图解SDN：软件定义网络导论篇 （包括网络架构发展和常用网络拓扑）
在网络中有三大模块：管理平面负责配置和管理指令，然后给控制平面生成相应的控制表（ARP表，FIB表，MPLS标签表，ACL访问控制表等等），然后再交由转发平面根据控制表进行处理与转发。但在传统网络中是分布式控制的，且这三大模块是耦合的，这导致①管理部署难：网络厂商杂、设备类型多、设备数量多、命令不一致；②性能瓶颈：独立计算、接力棒交互、分布式架构；而SDN就是为了；③流量控制棘手：带宽静态分配（无法编程），流量可视化难；④无法按需，不可编程。而SDN就是为了解决以上问题诞生的思想。
SDN是一种网络设计理念，核心思想是
①能够弹性响应上层应用变化的网络可编程=>随心应变、随应用而动
②引入一个集中统一的控制与管理层=>控制与管理、动态响应
③解耦网络设备的管理平面、控制平面、数据平面（将管理平面、控制平面从基础设施中抽取出来）
这样一来，底层网络设备通过解耦实现了简单化；网络的管理通过集中控制器实现了全局化；网络的运维通过SDN南向接口与协议实现了自动化；网络的应用通过SDN北向接口与协议实现了更加弹性的人性化
结构
ONF定义的SDN的基本架构——应用层、控制层、转发层：
应用层：提供应用和服务（用户业务系统）
控制层：提供统一的管理和控制（下发流表到转发层，指导包转发行为）===网络的大脑
转发层（基础设施层）：只提供基础的数据转发功能
使用南向接口协议（OpenFlow）实现控制层面对转发平面的控制，使用北向API（REST API）实现业务应用与SDN控制器的交互。南向接口协议OpenFlow已经标准化，所有底层硬件设备厂商都满足该协议，这样就便于编程不依赖于底层设备；北向API使用REST API是主流
ONF定义
ONF定义的SDN体系架构（四大平面，两大接口）：控制平面、应用平面、数据平面（转发层/基础设施层）、管理平面，以及北向接口、南向接口。
南向接口协议主要采用OpenFlow，北向API主要采用REST API
OpenFlow是P4语言建模的PISA协议无关交换机架构架构的起源，这个PISA架构也称为OpenFlow2.0
openflow1.0和后面的版本不兼容，同时都在支持
openflow协议需要芯片支持，所以需要openflow交换机；openflow交换机分为物理的和虚拟的（软件的，比如OVS，同时OVS提供OVSDB协议实现控制器对虚拟交换机vS的可编程访问和配置管理）
OF-Config协议是openflow协议的伴侣协议，用于openflow交换机的管理和配置
数据平面
数据平面：解析数据包头、转发数据包到某些端口（网络IO可基于DPDK框架）
数据面也叫转发面，在SDN白盒设计中，相当于一台通用的网络设备，只有数据转发和处理功能，而所有SDN白盒的控制层面（如ARP表、FIB表）功能全部集中到控制面去了
所有转发表都被抽象为流表，转发过程抽象为匹配-动作过程
流表（1.0版本）：
动作就是将数据包转发给不同的端口，不同的端口对应不同的进程，处理不同的功能，比如有的端口是按照传统方式转发，有的是按照表转发，有的是转发给交换机等等（具体看协议对不同端口的定义）。总得来说，流表记载了不同数据包的转发行为。
数据包处理流程：
Openflow协议
openflow协议有三种消息类型：
Controller-to-Switch消息（控制器发起）
Asynchronous消息（交换机发起）
Symmetric消息（可由任一方发起）
Openflow消息体由openflow Head和openflow message组成
然后再发送packet_out（属于Controller-to-Switch），packet_in（属于Asynchronous）消息，通过packet_out中的LLDP包进行网络拓扑探测，通过flow_mod信息下发流表操作（增删改等）
然后一次客户端的请求通信流程demo如下：
OF-Config协议
用于OF交换机的配置，是Openflow的伴侣协议，也属于南向协议
由openflow配置点统一对OF交换机进行配置
有控制器连接设置（控制器IP端口传输协议）、多控制器参数配置、OF逻辑交换机资源配置、连接中断配置、加密设置（证书配置）、队列配置（速率）、端口设置（包括如基于VxLAN的逻辑端口）、能力发现配置
还要支持配置隧道等运维需求
OF-Config数据模型由XML语言定义
NetConf协议
这个协议不是SDN必须的，但是一个很常用的网络设备的管理和配置协议，常用于自动化运维
也属于南向协议，基于C/S模型，使用RPC通信模式，采用XML编码的<rpc>和<rpc-reply>元素提供
独立于传输层协议的请求和回应消息框架。
配置数据有running、candidate、startup三个数据库，<running/>库用于保存当前已经生效的配置；<candidate/>用于保存可以提交为生效的数据；以及<startup/>用于保存启动时的配置数据。
也是写XML，通过配置RPC操作
详细参考见：网络运维自动化入门二：NETCONF
控制平面：SDN控制器
内置应用层的overlay网络指的是如果本网络是另一个overlay网络的underlay网络，那么物理网络和虚拟网络都是有各自的SDN三平面的，下层网络的控制器提供给上层overlay调用
南向网络控制
以下功能都是使用openflow协议实现，SDN控制器和SDN交换机通过前面所述的OF三种消息类型进行交互
链路发现：获得SDN全网信息，实现网络地址学习、VLAN、路由转发；SDN交换机直连链路（指控制器与SDN交换机直连）的发现由LLDP协议实现，对于非直连链路通过广播的方式实现
拓扑管理：监控和采集SDN交换机的信息，反馈工作状态和链路连接状态
策略制定
表项下发：主动下发/被动下发
P.S 使用OF协议作为南向接口协议的SDN交换机也叫OF交换机
北向业务支撑
目前尚未统一标准（因为受实际业务影响很大），REST API是比较主流的一种
开源SDN控制器有如Mul、Trema、NOX、POX、Ryu、Beacon、Floodlight、ONOS、OpenDayLight（ODL）等
