走近SDN/NFV

本书以当前网络发展过程中存在的问题和面临的挑战为引出点，对SDN和NFV的发展历程、基本架构及核心技术原理进行了阐述，探讨了两者之间的相互关系，并通过NFV为主、SDN为辅的方式，对SDN/NFV涉及的关键技术、相关项目、应用场景和实际部署情况进行了详细的介绍。本书内容翔实、叙述逻辑严谨，避免了过多抽象的内容，力求通过解构各大架构、剖析各项技术标准、展望多种应用前景，将SDN/NFV对现有网络架构的深刻变革生动准确地呈现给读者。 本书对从事SDN/NFV技术研发的专业人士及项目落地的开发人员、网络运营管理者、相关专业高校的学生以及对SDN/NFV技术感兴趣的读者，都具有一定的参考价值。

张娇 北京邮电大学副教授、博士生导师。主要研究数据中心网络、网络功能虚拟化、未来网络体系架构等。已发表学术论文50余篇，授 权专利19项。现主持国家自然基金、工业和信息化部的相关项目并参与国家重大科技基础设施未来网络试验设施项目等。曾获中国计算机学会优 秀博士学位论文奖、中国通信学会技术发明一等奖，并入选中国科协青年人才托举工程计划。

第1章 基础架构新时代：软件定义一切 1

　1.1 网络发展历程及当前的挑战　3

1.1.1　网络发展历程　3

1.1.2　当前网络面临的挑战　6

　1.2 SDN的发展历程　8

　1.3 NFV的发展历程　11

　1.4 SDN/NFV行业发展现状　14

　参考文献　16

第2章　NFV与SDN：一枝独秀不是春　17

　2.1 NFV与SDN互不依赖且相互补充　18

2.1.1　SDN的价值　19

2.1.2　NFV的价值　21

2.1.3　SDN：灵活的NFV网络解决方案　24

2.1.4　NFV反哺SDN　26

　2.2 从不同视角看NFV和SDN　27

2.2.1　ONF：以SDN为中心的视角　28

2.2.2　ETSI：以NFV为中心的视角　30

2.2.3　IETF：中立的视角　32

　参考文献　34

第3章　SDN技术：开放、灵活、自由　35

　3.1 SDN整体架构：网络可以如此变化　36

3.1.1　SDN定义：当网络走向开源　36

3.1.2　SDN架构：解放网络真正的“实力”　38

　3.2 SDN数据平面：数据包搬运工　41

3.2.1　数据平面架构：交换设备的革新　41

3.2.2　SDN芯片：高速转发的保障　43

3.2.3　SDN硬件交换机：可靠的硬件转发　46

3.2.4　SDN软件交换机：开放的软件转发　51

3.2.5　丰富多彩的其他SDN数据平面业务　53

　3.3 SDN控制平面：数据包指引者　55

3.3.1　SDN网络的大脑——控制器　56

3.3.2　充满潜力的开源控制器　58

3.3.3　稳定可靠的商用控制器　64

3.3.4　SDN控制器的新技术　67

　3.4 SDN接口协议：传输的纽带　70

3.4.1　OpenFlow协议：主流的声音　70

3.4.2　OF-CONFIG：协助管理的好搭档　75

3.4.3　百家争鸣的其他SDN南向接口协议　77

3.4.4　SDN北向接口协议：开发者的乐园　81

3.4.5　SDN东西向接口协议：互联互通的集群纽带　83

3.4.6　Segment Routing协议：推动网络演进的种子　85

　3.5 SDN的应用场景　86

3.5.1　SDN在城域骨干网中的应用　87

3.5.2　SDN在核心网中的应用　88

3.5.3　SDN在有线接入网中的应用　89

3.5.4　SDN在传送网中的应用　90

3.5.5　SDN在IP承载网中的应用　91

3.5.6　SDN在云数据中心的应用　92

3.5.7　SDN在广域网中的应用　94

　参考文献　96

第4章　NFV：通用设备的崛起　99

　4.1 NFV整体架构：揭开网络功能虚拟化的面纱　100

　4.2 NFVI和VIM：NFV的员工　102

4.2.1　背景　103

4.2.2　NFVI架构　106

4.2.3　NFVI的发展趋势　112

4.2.4　VIM　115

　4.3 VNF和VNFM：NFV的部门　118

4.3.1　初识VNF　118

4.3.2　VNF的说明书——VNFD　120

4.3.3　VNFM对VNF的生命周期的管理　121

4.3.4　VNF设计模式——千姿百态的工作岗位　126

4.3.5　VNF在未来发展中的挑战　133

　4.4 NFVO：NFV的领导层　134

4.4.1　业务编排功能　136

4.4.2　资源编排功能　136

4.4.3　NFVO面临的挑战　146

　4.5 遍地开花的NFV应用　147

4.5.1　XaaS——向“服务”看齐　147

4.5.2　移动网络虚拟化——核心网和基站　152

4.5.3　CDN的虚拟化　156

4.5.4　家庭网络的虚拟化　158

　参考文献　161

第5章　网络编排器：SDN/NFV的指挥官　163

　5.1 网络编排器的前世今生　164

5.1.1　编排器的孕育　164

5.1.2　三大主流编排器　165

　5.2 至关重要的编排器技术　169

5.2.1　业务模板：便捷的业务个性化定制　169

5.2.2　资源分配：灵活实现按需供给　179

5.2.3　业务验证和部署：业务交付许可证　183

5.2.4　自动化运维：为业务保驾护航　188

　5.3 “百家争鸣”的网络编排器　195

5.3.1　电信随选网络中的编排器　195

5.3.2　ECOMP　197

5.3.3　OPEN-O　200

5.3.4　ONAP　203

5.3.5　OSM　206

5.3.6　其他开源编排器　209

　5.4 网络编排器的趋势和面临的挑战　210

　参考文献　216

第6章　SDN/NFV大展身手　219

　6.1 SDN/NFV是迈向5G的重要技术　220

6.1.1　5G网络架构的“三朵云”　221

6.1.2　SDN/NFV描绘“三朵云”　224

6.1.3　切分5G网络大蛋糕　231

　6.2 SDN/NFV助力企业网　240

6.2.1　企业网业务需要变革　241

6.2.2　一键开通企业网　242

6.2.3　让企业用户自行选择网络　244

　6.3 SDN/NFV在云数据中心大放异彩　247

6.3.1　云数据中心也“头疼”　247

6.3.2　基于SDN/NFV构建灵活安全的云数据中心　248

　参考文献　250

SDN是当前网络领域的热点，被业界普遍认为是未来网络发展的方向，并且本书介绍了NFV/SDN联合起来的运用场景，及NFV/SDN在未来5G网络中的应用，因此孕育着巨大的市场机会。本书使用通俗易懂的语言全面深入地介绍了SDN的技术特点、SDN的应用场景及DN/NFV如何助力企业网变革。本书实践性强，内容给出了SDN网络所面临的关键挑战和解决方案建议。