SDN技术及应用(第二版)

第1章 SDN概述 1 1.1 计算机网络概述 1 1.2 软件定义网络 2 1.3 SDN交换机 5 1.4 SDN控制器 8 1.5 OpenFlow协议 9 1.6 SDN发展历史 11 1.7 SDN的应用领域 14 1.8 小结 16 复习思考题 17 第2章 SDN控制器 18 2.1 概述 18 2.2 SDN控制器的体系结构 20 2.3 SDN控制器的关键要素 21 2.3.1 支持OpenFlow协议 22 2.3.2 网络虚拟化 22 2.3.3 网络功能化 23 2.3.4 可扩展性 23 2.3.5 网络性能 25 2.3.6 网络可编程性 25 2.3.7 网络可靠性 26 2.3.8 网络安全性 26 2.3.9 网络的集中管理和可视化 26 2.3.10 SDN控制器供应商 27 2.4 SDN控制器集群 27 2.4.1 SDN控制器集群的关键技术 27 2.4.2 SDN控制器集群的现有方案 30 2.5 SDN控制器的编程接口模式 32 2.5.1 本地API调用 33 2.5.2 REST API远程调用 33 2.6 SDN开源控制器 34 2.6.1 SDN开源控制器简介 34 2.6.2 OpenDaylight控制器 36 2.6.3 ONOS控制器 44 2.7 SDWAN 47 2.7.1 SDWAN的定义 47 2.7.2 SDWAN关键性能 49 2.7.3 SDWAN架构 50 2.8 小结 54 复习思考题 54 第3章 SDN南向接口协议 56 3.1 OpenFlow协议概述 56 3.2 OpenFlow交换机 58 3.3 OpenFlow端口 59 3.4 OpenFlow流表与组表 60 3.4.1 流水线处理 60 3.4.2 流表及删除 61 3.4.3 匹配 62 3.4.4 漏表 63 3.4.5 组表 64 3.4.6 计量表 65 3.4.7 计数器 65 3.4.8 指令 66 3.4.9 动作集 66 3.4.10 动作列表 66 3.4.11 动作 67 3.5 OpenFlow通道 68 3.6 OpenFlow消息 70 3.6.1 OpenFlow消息简介 70 3.6.2 消息处理 72 3.6.3 消息事件 72 3.7 OF-CONFIG协议 80 3.7.1 OF-CONFIG1.2版本概述 81 3.7.2 数据模型 83 3.8 其他SDN南向接口协议 83 3.8.1 XMPP 83 3.8.2 PCEP 85 3.8.3 NETCONF 86 3.8.4 OpFlex 87 3.9 小结 88 复习思考题 88 第4章 SDN交换机 89 4.1 概述 89 4.1.1 传统交换机架构 89 4.1.2 SDN交换机架构 91 4.1.3 SDN交换机实现技术 92 4.1.4 传统交换机和OpenFlow交换机的比较 94 4.2 SDN硬件交换机 97 4.2.1 基于ASIC的SDN品牌交换机 98 4.2.2 基于ASIC芯片的SDN白盒交换机 104 4.2.3 基于NP的SDN交换机 108 4.2.4 基于NetFPGA的SDN交换机 110 4.3 SDN软件交换机 112 4.3.1 OpenvSwitch交换机 112 4.3.2 基于P4的交换机 114 4.3.3 其他软件交换机 117 4.4 小结 117 复习思考题 118 第5章 网络虚拟化 119 5.1 虚拟化技术简介 119 5.2 服务器虚拟化 120 5.3 存储虚拟化 120 5.4 网络虚拟化 122 5.5 基于SDN技术的网络虚拟化方案 127 5.5.1 FlowVisor简介 127 5.5.2 FlowVisor常用命令 130 5.5.3 FlowVisor工作流程 131 5.6 网络功能虚拟化与SDN 132 5.7 小结 133 复习思考题 133 第6章 SDN实战基础案例 135 6.1 概述 135 6.2 使用Wireshark抓取OpenFlow消息及相关内容分析 139 6.2.1 OpenFlow消息 139 6.2.2 Wireshark工具简介 141 6.2.3 Wireshark抓包过程及消息分析 143 6.3 利用OpenDaylight Yang UI工具下发流表 150 6.3.1 Yang模型工具简介 150 6.3.2 下发流表前的网络配置 150 6.3.3 利用OpenDaylight Yang UI下发流表的实现过程 151 6.3.4 使用go-to-table指令下发流表 156 6.4 使用OpenFlow流表实现网络负载均衡 158 6.4.1 网络负载均衡原理 158 6.4.2 基于SDN的负载均衡 158 6.4.3 OpenDaylight Web界面 159 6.4.4 实现网络负载均衡的网络设置 160 6.4.5 通过下发流表改变网络访问路径 161 6.5 基于OpenFlow1.3组表的验证性实验 166 6.5.1 组表的基本概念及主要作用 166 6.5.2 实验网络环境配置 166 6.5.3 利用OpenDaylight Yang UI工具实现简单的组表下发 167 6.5.4 类型为all的组表的使用 170 6.5.5 类型为select的组表的使用 172 6.6 SDN网关功能的实现 173 6.6.1 SDN中的网关 173 6.6.2 网关服务器参数配置 174 6.7 OpenDaylight集群实验 176 6.7.1 OpenFlow协议中的多控制器 176 6.7.2 集群实验网络环境配置 177 6.7.3 多节点集群配置 177 6.7.4 多节点集群验证 179 6.7.5 多节点集群抓包分析 187 6.8 小结 190 复习思考题 190 第7章 SDN应用编程案例 191 7.1 基于SDN的ARP代理服务器 191 7.1.1 基于SDN的ARP代理服务器实现原理 192 7.1.2 基于SDN的ARP代理服务器网络设置 193 7.1.3 ARP代理服务器的源码分析 196 7.2 基于SDN的防DDoS网络攻击 201 7.2.1 DDoS防御实现原理 201 7.2.2 基于SDN的DDoS 防御网络配置 204 7.2.3 基于SDN的DDoS 防御源码分析 206 7.2.4 基于SDN的DDoS 防御实验数据分析 208 7.3 基于OpenDaylight REST API的应用与开发 210 7.3.1 OpenDaylight REST API简介 210 7.3.2 使用Postman调用RESTCONF接口进行流表操作 210 7.3.3 Java应用程序中调用OpenDaylight REST API 215 7.4 小结 220 复习思考题 220 参考文献 221