隨著網絡新技術、新應用的不斷出現,網絡規(guī)模不斷擴大,傳統(tǒng)互聯網的體系結構和設計理念日益暴露出嚴重不足。封閉的網絡設備運行復雜、私有封閉的軟件,不同廠商的網絡設備的管理接口也不相同。這種運行管理模式嚴重影響了技術創(chuàng)新,并且增大了網絡運營的復雜度和開銷。SDN[1]的出現使得網絡設計和管理展現了新的生機,SDN的技術路線最早可溯源于開放可編程網絡技術和網絡虛擬化技術。SDN的主要特點表現在:首先,它將控制平面從數據平面分離出來;其次,它對控制平面進行了加強,使得控制平面的一個軟件控制程序能夠控制多個數據平面單元?？刂破矫嫱ㄟ^定義的API對數據平面單元進行直接控制。網絡邏輯控制和數據轉發(fā)分離的思想簡化了網絡管理和配置操作,保證了控制邏輯的健壯性,而開放式的軟件編程模式使得網絡控制具備超強的敏捷性,同時可以減少控制開銷,集中先進技術實現網絡管理的最優(yōu)化目標。SDN技術獲得了學術界和工業(yè)界的廣泛認可和大力支持,并在許多研究新一代網絡體系結構的著名科研項目中得到廣泛應用和部署[2]。1轉發(fā)與控制分離架構的提出傳統(tǒng)因特網把控制邏輯和數據轉發(fā)緊耦合在網絡設備上,封閉的網絡設備內置了過多的復雜協(xié)議,各種協(xié)議的決策邏輯交織在一起而使網絡行為呈現出相當的復雜性,并且導致網絡控制平面管理的復雜化,也使得網絡控制層面新技術的更新和發(fā)展很難直接部署在現有網絡上,靈活性和擴展性很難適應網絡的飛速發(fā)展。將控制邏輯與數據轉發(fā)相分離,采用集中控制的方式,由控制層設備掌握全局網絡信息,進行網絡管理配置,數據層網絡設備僅提供簡單的數據轉發(fā)功能。減少了網絡設備承載的諸多復雜功能,從而降低網絡核心設備的復雜性,提高網絡控制和管理的靈活性,增強對網絡新技術、新協(xié)議的支持能力。代表性工作包括:IETF提出的轉發(fā)與控制相分離的ForCES[3]模型、文獻[4]提出的集中式網絡控制和管理架構4D模型、CaesarM使用邏輯中央平臺實現的BGP路由決策集中管控架構RCP[5]以及美國斯坦福大學CleanSlate項目組基于4D原則提出的企業(yè)網環(huán)境下集中管控架構SANE[6]和Ethane[7]等等。這些成果多局限于理論性和框架性的設計,雖然對新一代網絡體系結構研究有所啟發(fā),但由于缺乏業(yè)界支持,無法進行較大規(guī)模真實網絡環(huán)境下的驗證,導致這些成果未能獲得更大范圍的認可。IETF組織的ForCES(forwardingandcontrolele-mentseparation)工作組針對一般網絡設備提出了控制面-轉發(fā)面分離的基本結構,如圖1所示。轉發(fā)面由包含各類標準化的邏輯功能塊(logicalfunction-alblock,LFB)組成,轉發(fā)面的編程性具體表現為模塊間的拓撲構造和模塊的屬性控制。控制面和轉發(fā)面間的信息交換按照“ForCES協(xié)議”實現。該體系能充分體現開放可編程網絡的優(yōu)點,即簡潔的積木式開發(fā)以及不同控制面和轉發(fā)面設備商間的可互操作性。ForCES但主要研究工作在于理論創(chuàng)新和功能建模,并沒有面向真實網絡的部署和實踐。