SDN(軟件定義網絡)已成為企業部署應用程序的最常用方法之一。該技術有助于企業以更快的速度部署應用程序，并降低總體部署成本。SDN使管理員能夠從集中位置管理和配置網絡服務。這種設置的好處是，比以往更多的企業開始詢問“什么是SDN”并進行遷移。

SDN日益突出的原因之一是變革傳統網絡所固有的問題。在過去幾年中，現代企業的需求呈指數級增長，物理基礎設施一直難以跟上。正是在這種環境下，SDN等虛擬化解決方案才開始發展壯大。市場研究預計，2018年SDN市場將達到35.2億美元。

眾所周知，手動配置的硬件已經跟不上現代技術的進步。傳統網絡根本無法滿足現代企業用戶的需求。SDN為企業提供了一個受歡迎的替代方案，他們可以在最小的中斷情況下升級其網絡基礎架構。今天我們開始看到公司部署SDN解決方案，如思科Open SDN Controller，Beacon，博科SDN Controller和瞻博網絡的Contrail等等。在本文中，我們分解了SDN是什么，并研究在企業環境中利用此技術的優缺點。

一、什么是SDN?

如上所述，SDN代表軟件定義網絡。SDN是一種使用OpenFlow等開放協議來控制網絡邊緣軟件的網絡方法。它用于控制對交換機和路由器的訪問。幾乎不可能找到SDN的集體定義，因為它的架構可能因企業而異。

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但是，SDN的基本目的是允許用戶虛擬化其硬件。軟件定義的網絡試圖通過將計算機網絡分成兩個部分來構建計算機網絡。控制平面可以提供NetFlow，IPFIX和SNMP協議的性能和故障管理。該平面通常用于遠程管理連接到SDN的設備的配置。

第二個是數據平面，負責將流量轉發到其最終目的地。控制平面指示在到達數據平面之前哪個路徑流將采用。這是通過使用流程協議完成的。數據平面是管理員與SDN交互并實際管理網絡的位置。

最初，SDN由谷歌和亞馬遜等大型組織部署，以生產可擴展的數據中心。SDN可以促進網絡資源和新服務器的擴展，同時最大限度地減少管理負擔。換句話說，SDN使升級過程更有效。由于SDN早期采用，其他大公司一直熱衷于實施這項技術，以便能夠更有效地提升。

二、SDN與傳統網絡有何不同?

傳統網絡與SDN之間的最大區別在于后者是基于軟件的網絡。傳統網絡依賴于物理基礎設施(如交換機和路由器)來建立連接并正常運行。相反，基于軟件的網絡允許用戶通過控制平面控制虛擬級別的資源分配。用戶不是與物理基礎設施交互，而是與軟件交互以提供新設備。

從這個角度來看，管理員可以確定網絡路徑并主動配置網絡服務。與傳統交換機相比，SDN還具有更多與整個網絡中的設備通信的能力。兩者之間的核心差異可以概括為虛擬化。SDN虛擬化整個網絡。虛擬化創建物理網絡的抽象版本，允許從集中位置配置資源。

在傳統網絡中，數據平面會告訴你的數據需要去哪里。同樣，在傳統網絡模型下，控制平面位于交換機或路由器內。控制平面的位置特別不方便，因為管理員無法輕松訪問指示流量(特別是與SDN相比時)。

在SDN下，控制平面變為基于軟件并且可以通過連接的設備訪問。這意味著管理員可以通過更嚴格的審查來控制來自集中用戶界面的流量。這使用戶可以更好地控制其網絡功能。還可以在舒適的集中式管理中更改網絡的配置設置。以這種方式管理配置對于網絡的分段特別有益，因為用戶可以迅速地處理許多配置。

SDN成為替代方案的原因是它允許管理員即時配置資源和帶寬。它這樣做，同時消除了投資更多物理基礎設施的要求。相反，如果傳統網絡的網絡容量增加，則需要新的硬件。傳統的模式是購買更多設備。

三、SDN與SD-WAN

與軟件定義的廣域網(SD-WAN)相比，聽到SDN并不罕見。SD-WAN是一種常用的替代解決方案，允許企業通過使用寬帶和MPLS將多個位置鏈接在一起。SDN和SD-WAN之間的主要區別在于SD-WAN專注于提供將多個站點連接在一起的廣域網(WAN)。相比之下，SDN用于創建可根據企業需求快速修改的網絡。

SDN設計用于局域網(LAN)，而SD-WAN設計用于在大的地理區域內維持WAN。值得注意的是，SD-WAN可以在SDN網絡上使用，提供SD-WAN的地理功能以及SDN的可配置靈活性。SD-WAN變得流行的原因之一是它消除了維護大量網絡硬件的需要。

兩者之間的另一個特別重要的區別是SDN完全由用戶或管理員配置。SD-WAN服務由供應商管理。實際上，這意味著SD-WAN在管理方面更易于部署，因為用戶不負責提供服務。

你可以刪除路由硬件以支持云服務。使用云服務進行操作意味著，如果企業的需求增加，它可以非常快速地升級(特別是與必須物理更新基礎架構的傳統網絡相比)。SD-WAN還具有支持VPN等服務的優勢。許多企業正在使用SD-WAN作為支持其VPN的一種方式。

四、SDN的優勢

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1. 集中管理

SDN的主要優勢之一是能夠從集中的角度管理網絡。簡而言之，SDN虛擬化數據和控制平面，允許用戶從一個位置配置物理和虛擬元素。這非常有用，因為傳統的基礎設施很難監控，特別是如果有許多不同的系統需要單獨管理。SDN消除了這一障礙。

2. 可擴展性

集中配置的一個好的作用是SDN為用戶提供了更多的可擴展性。通過隨意配置資源的能力，可以隨時更改網絡基礎架構。與需要手動購買和配置資源的傳統網絡設置相比，可擴展性的差異非常明顯。

3. 安全

盡管虛擬化的發展使管理員更難以保護其網絡免受外部威脅，但它帶來了巨大的優勢。SDN控制器為管理員提供集中位置，以控制網絡的整個安全性。雖然這是以使SDN控制器成為目標為代價的，但它為用戶提供了清晰的基礎架構視圖，通過它們可以管理整個網絡的安全性。

4. 減少硬件占用空間

通過部署SDN，管理員可以優化硬件使用并提高工作效率。用戶可以隨意分配具有新用途的活動硬件。這意味著可以相對輕松地共享資源。這超過了傳統驅動的網絡，其中硬件僅限于一個目的。

五、SDN的缺點

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1. 延遲

虛擬化任何基礎架構的問題之一是由此產生的延遲。與設備交互的速度取決于可用的虛擬化資源的數量。你的服務由虛擬機管理程序如何劃分你的使用(可能會增加延遲)決定。網絡上的每個活動設備都會降低網絡可用性。隨著越來越多的物聯網(IoT)設備進入市場并開始融入其中，這將在未來加劇。

2. 有限的管理

即使你可以管理整個網絡中的設備服務，也無法自行管理設備。雖然乍一看這似乎是一個微不足道的細節，但對于擴展網絡非常重要。所有這些設備都需要經常監控，修補和升級才能保持工作狀態。因此，重要的是要記住SDN沒有解決的大量維護要求。

3. 更復雜的網絡管理

雖然傳統網絡可能有其局限性，但對安全威脅和程序存在標準化共識。目前，SDN尚未達成此類共識。雖然有許多SDN解決方案提供商，但SDN安全問題對于許多管理員來說都是未知的領域。因此，當你沒有必要的知識來保護系統時，維護SDN服務的完整性以抵御外部威脅可能非常困難。

畢竟，防止攻擊的能力取決于在威脅發生之前發現它們。要做到這一點，需要具備SDN的專業水平，如果沒有使用SDN系統的豐富經驗，很難實現。雖然沒有經驗的人可以學習使用SDN，但他們需要經歷一個實質性的學習曲線，以便管理安全威脅的細微差別。

六、部署最佳實踐

雖然SDN確實提供了許多優勢，但它的部署并不是無憂無慮的。為了確保SDN有效運行，在部署此解決方案時需要采取許多步驟。SDN部署可能比其他網絡資源更復雜，因此了解你需要考慮的一些因素非常重要。

1. 取消配置

SDN提供的最大好處之一是能夠快速部署新資源。但是，需要密切管理此功能以保持性能。實際上，這意味著在不需要資源時定期取消資源。在不使用時將資源保持活動會占用在其他地方更好使用的虛擬資源。

2. 網絡監控

每個專業管理員都認識到網絡監控的重要性，但令人驚訝的是，與SDN兼容的產品相對較少。這是有問題的，因為需要監控SDN以確保它的安全性和令人滿意的性能。為了監控SDN，你需要API以便SDN可以與它們集成。

3. 安全

在加入任何新技術時，需要考慮新的安全風險。SDN也不例外。從部署SDN的那一刻起，就可以為網絡提供可被惡意攻擊的新漏洞。因此，需要充分了解當前的安全威脅以及如何解決這些威脅。這包括徹底了解協議限制，特別是切換模擬。這也意味著你必須實施新的最佳實踐，以保護你的服務免受外部威脅。

4. 維持服務質量

服務質量(QoS)監控是任何網絡中的噩夢，但需要特別注意SDN網絡。正如我們之前所討論的，使用SDN，可以控制服務，但不能控制物理設備。因此，需要特別謹慎地配置資源。此外，還需要牢記每個網絡設備上的默認服務質量設置，因為它們會對網絡性能的質量產生很大影響。

七、SDN和網絡監控

如本文前面所述，SDN在網絡監控方面提出了許多挑戰。許多人對SDN在性能方面帶來的優勢和劣勢給予了很多考慮，但很少考慮如何改變網絡監控流程。主要挑戰是你無法像使用傳統網絡監控解決方案的傳統網絡那樣監控SDN。

SDN監控很難，因為它是一種動態服務。因此，可以快速配置和取消配置服務。這意味著你需要一臺能夠跟上這些變化的網絡監控工具;像SevOne這樣的工具可以作為監督SDN的良好起點，但可能需要更進一步，并使用API​​提交程序。

響應SDN快速變化的最佳方法是使用帶有API的性能監控解決方案。這將在你配置資源時跟蹤資源。具有API的網絡監控平臺將能夠滿足需求，并確保你的網絡環境不會丟失或模糊。帶有API的產品為你提供比其他靜態網絡監控解決方案更多的靈活性。

SDN監控解決方案需要的另一個核心功能是能夠增加額外的監控容量。每當你使用SDN升級網絡基礎架構時，都需要一個可以升級的監控解決方案來跟蹤這一情況。如果網絡監控解決方案沒有帶寬來監控你的SDN，那就不好了。

八、實現轉型

在轉換到SDN之前，需要花費大量資金購買新設備。雖然這將在物理硬件和可擴展性方面實現長期節省，但在購買之前肯定值得考慮。在考慮廢棄所有傳統基礎設施之前，最好在混合網絡上運行!選擇性地將SDN設備添加到你的設置中，可以讓你熟悉傳統的網絡基礎設施，同時最大限度地減少對服務的干擾。

九、SDN：下一代網絡?

鑒于虛擬化的普及程度，可以預期部署SDN的企業數量將大幅增加。隨著網絡越來越復雜，云服務和不同的基礎設施，SDN等系統將用于幫助大型組織實現集中控制和可擴展性。傳統網絡根本沒有足夠的基礎來滿足現代企業的需求。

雖然重要的是要認識到SDN無法完全管理整個網絡中設備的物理負擔，但它仍然有助于集中控制網絡的服務本身。通過控制平面管理網絡基礎架構為管理員提供了比傳統傳統網絡更高的控制能力。

盡管有相當多的SDN，但它們仍然處于起步階段。可以說，這項技術確實具有超越傳統網絡所帶來障礙的巨大發展潛力。企業一直在尋找降低網絡管理復雜性和降低一般管理成本的方法。SDN在這方面的價值非常有希望。

SDN還有很長的路要走。雖然它具有很好的基礎，但如果要實現廣泛采用，它還需要不斷發展。此時，很難指出SDN提供投資回報率的任何明確指標。SDN的集中優勢可能很明顯，但如果要將傳統基礎設施推到一邊，則需要明確定義ROI。