文章目录
- SDN：逻辑上集中的控制平面
- SDN的主要思路
- SDN控制平面和数据平面分离的优势
- SDN 架构: 数据平面交换机
- 路由选择算法
- 路由(route)的概念
- 最优化原则(optimality principle)
- 路由的原则
- 路由算法的分类
- LS路由工作过程（相当于一个上帝）
- 链路状态路由选择(link state routing)
- Dijkstra算法的讨论
- 距离矢量路由选择(distance vector routing)
- 距离矢量算法
- 距离矢量路由选择(distance vector routing)
SDN：逻辑上集中的控制平面
一个不同的（通常是远程）控制器和CA交互，控制器决定分组
转发的逻辑（可编程），CA所在设备执行逻辑。
SDN的主要思路
- 网络设备数据平面和控制平面分离
- 数据平面-分组交换机
- 将路由器、交换机和目前大多数网络设备的功能进一步抽象成：按照流表（由控制平面设置的控制逻辑）进行PDU帧、分组）的动作（包括转发、丢弃、拷贝、泛洪、阻塞）
- 统一化设备功能：SDN交换机（分组交换机），执行控制逻辑
SDN控制平面和数据平面分离的优势
- 水平集成控制平面的开放实现（而非私有实现），创造出好的产业生态，促进发展
- 集中式实现控制逻辑，网络管理容易
- 基于流表的匹配+行动的工作方式允许“可编程的”分组交换机
网络操作系统上的应用可以收集信息。计算流表，按照南向接口来下发流表，网络可编程。通过网络操作系统上的网络应用，编程结果，形成流表，通过数据平面和控制平面的南向接口，将流表下发给分组交换机。南向接口将分组交换机当前控制器上报给SDN控制器
SDN 架构: 数据平面交换机
数据平面交换机
- 快速，简单，商业化交换设备采用硬件实现通用转发功能
- 流表被控制器计算和安装
- 基于南向API（例如OpenFlow），SDN控制器访问基于流的交换机
- 也定义了和控制器的协议 (e.g., OpenFlow)
路由选择算法
路由(route)的概念
- 路由：按照某种指标（传输延迟，所经过的站点数目等）找到一条从源节点到目标节点的较好路径。（一个路由器到另一个路由器）
最优化原则(optimality principle)
- 汇集树
- 此节点到所有节点的最优路径形成的树
- 路由选择算法就是为所有路由器找到并使用汇集树
不可能会出现回路
路由的原则
- 路由选择算法的原则
- 正确性（correctness）：算法必须是正确且完整的，能够正确找到目标站，在路由表中都能找到完整的表项
- 简单性（simplicity）：最优但是复杂的算法，时间延迟大，不实用
- 健壮性（robustness）：算法能够适应通信量和网络拓扑的变化
路由算法的分类
全局或者局部路由信息？
全局：
- 所有的路由器拥有完整的拓扑和边的代价信息
- “link state”算法
分布式（各邻居到其它子网的信息，在我自己这里做一个汇集）： - 路由器只知道与它物理连接关系的邻居路由器，和到相应邻居路由器的代价值
- 迭代地与邻居交换路由信息，计算路由信息
- “distance vector”算法
静态还是动态的？
静态： - 路由随时间变化缓慢
动态： - 路由变化很快
- 周期性更新
- 根据链路代价的变化而变化
非自适应算法(non-adaptive algorithm)：不能适应网络拓扑和通信量的变化,路由表是事先计算好的
自适应路由选择(adaptive algorithm)：能适应网络拓扑和通信量的变化
LS路由工作过程（相当于一个上帝）
- 配置LS路由选择算法的路由工作过程
- 各点通过各种渠道获得整个网络拓扑, 网络中所有链路代价等信息（这部分和算法没关系，属于协议和实现）
- 使用LS路由算法，计算本站点到其它站点的最优路径(汇集树),得到路由表
链路状态路由选择(link state routing)
-
LS路由的基本工作过程
1.发现相邻节点,获知对方网络地址
2.测量到相邻节点的代价(延迟,开销)
3.组装一个LS分组,描述它到相邻节点的代价情况
4.将分组通过扩散的方法发到所有其它路由器以上4步让每个路由器获得拓扑和边代价
5.通过Dijkstra算法找出最短路径（这才是路由算法）
-
有两类节点
- 临时节点(tentative node) :还没有找到从源节点到此节点的最优路径的节点
- 永久节点(permanent node) N’:已经找到了从源节点到此节点的最优路径的节点
-
初始化
- 除了源节点外,所有节点都为临时节点
- 节点代价除了与源节点代价相邻的节点外,都为∞
-
从所有临时节点中找到一个节点代价最小的临时节点,将之变成永久节点(当前节点)W
-
对此节点的所有在临时节点集合中的邻节点(V)
-
开始一个新的循环
例;
Dijkstra算法的讨论
算法复杂度: n节点
- O(n2)
后面可能轻载变拥塞，变成重载路径。
距离矢量路由选择(distance vector routing)
- 动态路由算法之一
- 每个节点定期测量与邻居距离矢量，选代价最小的。
- 代价及相邻节点间代价的获得
- 跳数(hops), 延迟(delay),队列长度
- 相邻节点间代价的获得：通过实测
- 路由信息的的更新
找到一个最小的代价，和相应的下一个节点Z，到达节点B经过此节点Z，并且代价为A-Z-B的代价
距离矢量算法
异步式，迭代：每次本地迭代被以下事件触发:
- 我到邻居链路代价发生变化
- 邻居将距离矢量传给我，这个距离矢量变化了，就导致我对距离矢量做迭代更新。
分布式： - 每个节点只是在自己的DV改变之后向邻居通告
距离矢量路由选择(distance vector routing)
- DV的特点
好消息传得快，坏消息传得慢。- 好消息:某个路由器接入或有更短的路径
- 坏消息的传播速度非常慢(无穷计算问题）可能形成环路
