解惑SDN

1.本书完整、体系化地介绍了SDN各主要流派的产业现状、技术实现及应用部署，为读者呈现一个完整的SDN全景视图；
2.本书从产业、技术、实践三个维度对SDN进行全方位解读，适合的读者范围广，参考价值强；
3.本书结合了作者从事SDN技术研究及中国电信前期技术应用探索的宝贵实际经验，既有理论方法分析和总结，又有实践案例。

全书共分三篇：产业篇、技术篇和实践篇。产业篇包括SDN 的定义及背景、SDN的架构与特征、SDN的发展现状和趋势；技术篇包括SDN的整体技术流派与架构，应用与编排。Restful、OSGi等北向接口；SDN在数据中心、WAN流量工程、IPv4/v6协议转换等应用场景中的实际应用。实践篇包括OpenStack的部署与应用，VMware NS、Juniper Contrail等主流数据中心SDN产品的部署与应用。

樊勇兵，男，中国数据中心产业发展联盟云计算服务专家委员会专家委员，中国通信学会高级会员，高级工程师，中国电信IP人才，现任全球云网OpenCirrus中国电信节点负责人，中国电信重点实验室——数据多媒体实验室负责人。

目录

第一篇产业篇
第1章SDN概述 3
1．1SDN起源、实质及特征 4
1．1．1SDN的起源 4
1．1．2SDN的实质 5
1．1．3SDN的概念 7
1．1．4SDN的特征 9
1．2SDN核心技术及存在问题 12
1．2．1SDN核心技术 12
1．2．2SDN技术现状 15
1．2．3SDN技术应用 17
1．2．4SDN技术问题 18
1．3SDN行业发展情况 19
1．3．1产业链情况 20
1．3．2商业进展 20
1．3．3标准进展 21
1．3．4开源进展 22
第2章SDN产业 24
2．1概述 24
2．2网络运营商 25
2．2．1德国电信 25
2．2．2NTT 26
2．2．3Verizon 27
2．3互联网公司 28
2．3．1Google 28
2．3．2Facebook 28
2．3．3腾讯 29
2．3．4阿里 30
2．4设备商 30
2．4．1Cisco 30
2．4．2Juniper 33
2．4．3Brocade 34
2．4．4Alcatel-Lucent 35
2．4．5华为 36
2．4．6HP 38
2．4．7H3C 39
2．4．8IBM 40
2．4．9NEC 43
2．5芯片商 44
2．5．1Intel 44
2．5．2Broadcom 45
2．6软件商 45
2．6．1VMware 45
2．6．2Microsoft 47
2．6．3Oracle 49
2．7集成商 50
2．8测试 50
2．8．1Spirent 50
2．8．2IXIA 52
2．9初创公司 52
2．9．1Arista 52
2．9．2盛科 53
2．9．3Big Switch 54
2．9．4Pica8 55
2．10学术界 56
2．10．1Standford 56
2．10．2SIGCOMM HotSDN Workshop 57
2．10．3FINE 58
第3章开源 59
3．1SDN开源组织 60
3．1．1OpenDaylight 60
3．1．2ON．LAB 64
3．2开源SDN应用及工具 65
3．2．1开源SDN应用 65
3．2．2开源SDN工具 71
3．3开源云管理平台 74
3．3．1OpenStack 74
3．3．2CloudStack 76
3．4开源SDN控制器 78
3．4．1NOX/POX 79
3．4．2Floodlight 80
3．4．3Ryu 81
3．4．4OpenDaylight 82
3．4．5ONOS 85
3．4．6Trema 87
3．4．7Beacon 88
3．4．8Maestro 88
3．5开源网元硬件及中间件 89
3．5．1开源硬件 89
3．5．2开源操作系统及中间件 91
3．6OpenFlow交换机 95
3．6．1OpenFlow Software Switch 95
3．6．2Open vSwitch 96
3．6．3Indigo 97
3．6．4Pantou 98
3．6．5Lantern 98
3．7NFV开源项目 99
OPNFV 99
3．8Overlay开源项目 100
3．8．1OpenContrail 101
3．8．2MidoNet 103
3．8．3OpenDOVE 105
第4章标准 108
4．1ONF 108
4．2IETF 112
4．2．1TRILL 113
4．2．2NETCONF和NETMOD 114
4．2．3XMPP 116
4．2．4FORCES 117
4．2．5I2RS 118
4．2．6L2VPN 119
4．2．7L3VPN 120
4．2．8NVO3 122
4．2．9PCE 122
4．2．10SFC 123
4．2．11ALTO 125
4．3ETSI 126
4．4OCP 127
4．5ITU-T 129
4．6CCSA 131
第二篇技术篇
第5章应用及编排 135
5．1SDN应用现状及发展 135
5．2网络虚拟化应用 136
5．3SDN网络编排技术 138
第6章北向接口 143
6．1RESTful API 143
6．1．1技术背景 143
6．1．2技术原理 144
6．1．3技术应用 150
6．2OSGi 152
6．2．1技术背景 152
6．2．2技术原理 153
6．2．3技术应用 156
第7章控制器 158
7．1一般控制器架构 158
7．2控制器扩展性问题 161
7．3控制功能卸载 162
7．4分布式控制器 163
7．4．1分布式控制器组网 164
7．4．2分布式控制器指派方式 165
7．4．3分布式控制器同步及协同技术 165
7．4．4控制器东西向接口 167
7．4．5控制器地理位置优化 167
第8章南向接口 169
8．1I2RS 169
8．1．1技术背景 169
8．1．2技术原理 170
8．1．3技术应用 172
8．2XMPP 175
8．2．1技术背景 175
8．2．2技术原理 176
8．2．3技术应用 179
8．3PCE 180
8．3．1技术背景 180
8．3．2技术原理 180
8．3．3技术应用 186
8．4OVSDB管理协议 188
8．4．1技术背景 188
8．4．2技术原理 189
8．4．3技术应用 191
8．5NetCONF 195
8．5．1技术背景 195
8．5．2技术原理 195
8．5．3技术应用 202
第9章Overlay隧道协议 204
9．1VXLAN 204
9．1．1技术背景 204
9．1．2技术原理 205
9．1．3技术应用 208
9．2NVGRE 210
9．2．1技术背景 210
9．2．2技术原理 211
9．2．3技术应用 214
9．3STT 214
9．3．1技术背景 214
9．3．2技术原理 215
9．3．3技术应用 216
9．4Geneve 217
9．4．1技术背景 217
9．4．2技术原理 217
9．4．3技术应用 221
第10章网元硬件及中间软件 222
10．1商品化硬件设备 222
10．1．1OCP交换机硬件规范 223
10．1．2裸机交换机及白牌交换机 224
10．2中间软件 227
10．2．1开放网络安装环境 227
10．2．2OCP交换机的硬件编程接口 228
10．2．3OCP交换机的抽象接口规范 230
10．2．4基于Linux的网络操作系统 231
第11章NFV 237
11．1NFV概述 237
11．2NFV技术架构 238
11．3NFVI 240
11．3．1Virtio 241
11．3．2SR-IOV 242
11．3．3DPDK 243
11．3．4DDIO 245
11．4VNF 247
11．5MANO 248
第12章运维管理 252
第13章OpenFlow 255
13．1OpenFlow架构 255
13．2OpenFlow交换机规范 256
13．2．1端口 260
13．2．2流表 261
13．2．3组表 263
13．2．4计量表 264
13．2．5计数器 264
13．2．6指令和动作 265
13．2．7OpenFlow通道 266
13．3OpenFlow接口协议 266
13．4OF-Config 269
13．5OpenFlow面临的技术难点 274
13．5．1转发面 275
13．5．2控制面 278
13．5．3标准 280
13．5．4运维管理 281
13．5．5部署 281
第14章ForCES 282
14．1技术背景 282
14．2技术原理 282
第15章SDN的几个典型应用场景 285
15．1数据中心 285
15．1．1数据中心网络面临的挑战 285
15．1．2基于OpenFlow协议的解决方案 286
15．1．3基于叠加网的解决方案 287
15．2WAN流量工程 288
15．2．1WAN流量工程面临的挑战 288
15．2．2基于SDN的WAN流量工程 292
15．2．3Google B4流量工程实践 295
15．3IPv4/IPv6协议转换 299
15．3．1IPv4/IPv6协议转换问题 299
15．3．2基于OpenFlow SDN的IPv4/IPv6协议转换方案 300
第三篇实践篇
第16章基于开源平台的网络虚拟化应用 305
16．1实验环境 306
16．2OpenStack控制节点的安装及配置 307
16．2．1操作系统 307
16．2．2MySQL数据库服务 308
16．2．3RabbitMQ消息服务 309
16．2．4Identity认证服务 309
16．2．5Glance镜像服务 310
16．2．6Nova计算服务 311
16．2．7Cinder块存储服务 313
16．2．8Neutron网络服务 314
16．2．9配置ML2 319
16．2．10Dashboard界面服务 324
16．3OpenStack计算节点的配置及安装 324
16．3．1操作系统 324
16．3．2Nova计算服务 325
16．3．3Open vSwitch 326
16．3．4Neutron网络服务 326
16．4OpenDaylight安装及配置 330
16．5网络虚拟化实验 331
16．5．1创建租户及子网 332
16．5．2创建虚拟机及分配子网 335
16．5．3验证子网二层互通性 338
16．5．4实现租户网络的三层互通 339
第17章VMware NSX（Nicira NVP） 343
17．1系统安装部署 343
17．1．1部署环境的需求与建议 343
17．1．2安装部署概览 344
17．1．3Manager的安装与基本配置 345
17．1．4控制器的安装与配置 346
17．1．5网关节点和Service Node的安装与配置 349
17．1．6虚拟交换机的安装与基本配置 352
17．1．7CMS集成组件的安装与基本配置 356
17．2系统组件管理 359
17．2．1控制器的管理 359
17．2．2网关的管理 361
17．3典型功能场景 364
17．3．1场景1：创建虚拟机间的逻辑网络 364
17．3．2场景2：通过网关连接逻辑网络与外部网络 366
17．3．3场景3：配置QoS功能 366
17．3．4场景4：配置安全功能 367
第18章ALU Nuage 372
18．1系统安装部署 372
18．1．1安装部署概览 373
18．1．2VSD（策略引擎）的安装与基本配置 373
18．1．3VSC（控制器）的安装与配置 375
18．1．4VRS（虚拟交换机）的安装与基本配置 383
18．1．5VRS-G（网关）的安装与配置 386
18．2典型功能场景 387
18．2．1场景1：创建虚拟机间的逻辑网络 388
18．2．2场景2：通过网关连接逻辑网络与外部网络 389
18．2．3场景3：配置安全功能 392
18．2．4场景4：配置Service Chaining功能 395
第19章Juniper Contrail 397
19．1系统安装部署 397
19．1．1部署环境的需求与建议 397
19．1．2安装部署概览 398
19．1．3Contrail的安装与基本配置 398
19．1．4控制节点的配置 399
19．2典型功能场景 401
19．2．1场景1：创建虚拟机间的逻辑网络 401
19．2．2场景2：配置Service Chaining功能 403
19．2．3场景3：配置安全功能 404
参考文献 406
SDN资源网站 419

《解惑SDN》：
网络编排是指在业务需求的驱动下，将各种逻辑网络服务单元进行有序的安排和组织，通过控制器最终形成能够满足业务需求的物理网络服务。网络编排通过高级别的抽象实现业务和逻辑网络、逻辑网络和物理网络的解耦，用户通过编排层提供的抽象语言定义业务需求，并由编排层根据业务定义自动构造用户逻辑网络。可见，网络编排是对传统依靠手工配置来开通网络服务的流程改进。通过网络编排，可对用户有效屏蔽网络的复杂性，降低服务设计和部署的时间。
网络编排与云计算息息相关，是云资源编排系统的重要组成部分。云计算时代，业务动态变更和按需伸缩成为新常态，要求底层资源根据业务需求动态分配和自动部署，以实现业务快速、高效的交付。在服务器和存储虚拟化技术的支持下，计算、存储资源已经具备自动化交付的能力，网络成为资源分配流程的短板。传统模式下依靠手工或者管理工具直接操作网络，一方面由于网络情况复杂容易出错，另一方面也由于缺乏灵活性、智能性而不可避免地产生诸多问题，引入网络自动编排也就顺理成章了。
网络编排涉及业务抽象、业务到逻辑网络的映射等各个环节，编排的关键在于抽象和映射。宏观地看，网络编排、控制器所实现的逻辑网络到物理网络的映射、用户的计算资源和存储资源到物理计算资源和存储资源的映射是一个完整的系统，非常复杂。
一个良好的网络编排系统，业务抽象应该尽可能通用，使得在任何场景下，业务人员都可以使用与资源、配置无关的高级术语描述业务系统需求。通常，业务系统可以用业务组件、业务流程、内外部访问需求以及服务等级协议（Service Level Agreement，SLA）定义。
……