随着网络、通信和计算机系统的大规模应用和发展，互联网数据中心也发展迅速，特别是在云服务时代，运营商需要提供大量的宽带供应应用，以及新的工业互联网、汽车互联网等垂直行业应用，使越来越多的应用和业务处理聚集在云数据中心，使云计算数据中心的规模迅速增长，形成一个超大的数据中心。随着数据中心服务器和网络规模的不断扩大和应用业务交互的日益复杂，传统的数据中心架构和技术不能满足企业用户对数据中心高效、智能、方便的需求，SDN应运而生。

SDN技术架构的云数据中心

云计算提出了资源池的概念，虚拟化技术的发展打破了基础设施的物理边界，因此资源池中需要维护的虚拟机数量得到了指数级的提高。数据中心管理员需要通过控制平台监控网络中的通信模式，并自动调整虚拟网络连接或移动虚拟机，以优化网络的整体性能，或分配一些虚拟机和特殊的网络带宽，以便在非高峰时间将存储数据移动到存储和归档。因此，基于SDN的云计算数据中心网络是未来云数据中心网络的发展趋势。

SDN提出了软件定义网络的理念，具有转发控制分离、控制逻辑集中、网络资源抽象/虚拟化、网络能力开放等特点，完美满足数据中心大型网络自动化和集中控制、灵活网络多路径转发、虚拟机部署和智能迁移、虚拟多租户、IaaS等需求。云数据中心SDN方案的简要视图如图1所示。SDN控制器分别管理交换机、服务器和虚拟机。

图1

数据中心网络的基础设施提供业务承载的高速通道，采用两层Spine-Leaf(CLOS)的平面Fabric架构。Spine节点与Leaf节点完全连接，Spine节点仅用于转发，Leaf节点用于L2/L3层边界。在这种架构下，网络全互联形成的大量等价路径不仅保证了链路的冗余性和可靠性，而且提高了整个Fabric网络的吞吐量；平面网络结构保证了任何节点之间的高连接速率，对任何类型的流量都有很低的延迟。

数据表面采用VxLAN技术，采用MAC-in-UDP包装扩展L2层网络，充分利用L3网络多路径负载平衡ECMP、快速收敛、高可靠性，同时VxLAN采用24bitVNI段识别二层网络，可支持16M网络段，解决VLAN标签（4096）日益不足的缺陷。VTEP是VxLAN的隧道端点设备，负载VxLAN报纸的包装和解包装。

Onera

软件Overlay思维是SDN方案的控制进行集中的战略分发和控制，实现网络资源的虚拟管理、灵活调度和自动化部署。Underlay基础网络采用VxLAN-Overlay技术实现网络资源的抽象和虚拟化，实现网络服务、资源和物理位置的解耦，为数据中心建立二级逻辑网络，满足云计算对网络资源池的要求，如图2所示。

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Overrlay可以将虚拟技术叠加到现有网络的结构中，其一般框架是在基础网络不进行大规模修改的情况下应用于网络，并可以与其他网络业务分离。基于IP的基本网络技术实现了物理网络向云和虚拟网络的延伸，使云资源池能力能够摆脱物理网络的重大限制，是实现云网络集成的关键。

简而言之，在云计算虚拟化的驱动下，基于主机虚拟化的Overlay技术出现，提供更接近应用边缘的网络虚拟化服务。其目的是使虚拟机的部署和业务活动脱离物理网络及其限制，使云计算的网络形式不断改进。主机的VSwitch支持基于IP的Overlay后，虚拟机的二层访问直接构建在Overlay上，物理网络不再感知虚拟机的许多特性。因此，Overlay可以构建在数据中心或跨越数据中心之间。因此，SDN控制器和网络Overlay的技术架构得到了广泛的认可和部署。

DN

SDN网络包含云平台和硬件控制器，通过控制集成Stac插件Neutron，与Neutron协同完成网络的安排和控制，实现数据中心的计算、存储和网络资源的虚拟化和池。

在云计算环境中，业务能力的灵活性扩展和多租户支持能力成为关键。虚拟机实现的虚拟网络设备在需要时可以轻松增加，不需要时可以减少，灵活性强；通过定义私人包装，可以轻松携带租户信息，具有较强的多租户支持能力，如图3所示。

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每个制造商的硬件设备和控制器可以根据需要访问neutron管理硬件设备，而vswitch虚拟网络元由neutron管理，以实现物理和虚拟网络的解耦。控制面完成网络建模和网络实例化，与虚拟物理网络合作，提供网络资源池化和自动化；同时，构建全网络视图，集中控制和发布业务流程，是实现网络控制和转发分离的关键组成部分。此外，引用mp-bg-bg-bost/prfix路由信息，可有效抑制bum报告。

SDN控制器南多元化控制协议，如NX-API、Netconf、SNMP等可编程协议管理网络，解决云数据中心制造商绑定问题，同时通过SDN控制器北支持ARSTFU，提供抽象的虚拟网络服务，实现网络资源池、抽象、自动化部署等功能。

云数据中心需要适应云计算网络网络虚拟化正在成为改变传统网络的高地，网络的价值正在不可阻挡地转移到软件上。SDN技术为数据中心网络提供了智能集中控制、开放可编程、端到端QOS、网络快速修复的全局优化能力。控制面的配置和管理通过高可靠数据中心SDN控制器完成，避免了大规模的组播部署，集中部署模式可以加快网络和安全基础设施的配置。同时，业务可以在任何位置灵活部署，解决网络虚拟化后相关网络自动开放的问题。