1、数控分离历史

（1）ForCES

    一个满足 ForCES 规范的网络设备，其基本结构如图所示。可以看出，一个ForCES的网络单元（NE）可以包含至少一个（或多个，用于冗余备份）控制单元（CE）和多达几百个转发单元（FE）。每个FE包含一个或者多个物理介质接口 Fi/f，该接口用来接收从该网络单元外部来的报文或者将报文传输到其他的网络单元，这些FE接口的集合就是NE的外部接口。在网络单元外部还有两个辅助实体：CE管理者（CEM）和FE管理者（FEM），它们用来在配置阶段对相应的CE和FE进行配置。图中Fp为CE和FE间的接口（通信过程由ForCES协议的标准协议完成），其间可以经过一跳（Single Hop）或多跳（Multi-Hop）网络实现。Fi表示FE间的接口，Fr表示CE间的接口，Fe表示CE管理者和CE间的接口，Ff表示FE管理者和FE间的接口，Fl表示CE管理者和FE管理者之间的接口。ForCES的这种架构具有底层资源功能模块以及控制面与转发面分离的特点，为新一代网络提供了较好的功能灵活性。

（2）4D项目

    4D项目倡导4个主要平面：数据平面基于决策平面产生的状态来处理报文；发现平面用于在网络中发现物理网元并创建逻辑标识符识别它们，决策平面定义了标识符的范围和特久化，并执行彼此间的自动发现和管理；扩散平面提供一个连接路由器或交换机的健壮、高效的通信基础结构，从而能够将决策面产生的状态扩散到数据面上，而自身不产生任何状态；决策平面用于处理网络控制诸如可达性、负载均衡、访问控制、安全和接口配置等功能。这样做的优势在于可以从分布式系统问题中独立出网络的控制逻辑，这种架构有助于实现更健壮、更安全的网络，同时便于对异构网络进行有效管理。

2、SDN数控分离

（1）从功能实现来说，控制平面的主要功能是建立本地的数据集合，该数据集合一般被称为路由信息库（RIB），RIB需要与网内其他控制平面实例的信息保持一致，这一点通常使用分布式路由协议（如 OSPF）来完成。

（2）接下来，控制平面需要基于RIB创建转发表，用于指导设备出入端口之间的数据流量转发。转发表通常被称为转发信息库（FIB）， FIB 需要经常在设备的控制和数据平面之间进行镜像，以保证转发行为与路由决策一致，因此，FIB实际上是两个平面之间连接的纽带。

（3）数据平面的主要功能是，根据RIB创建的FIB进行数据的高速转发。另外，数据平面还可以根据需要处理一些其他的服务功能，如较短的事件侦测时间等，这是因为某些服务有非常严格的性能需求，需要放在数据平面以保证快速执行。

3、SDN数控分离的优点

（1）全局集中控制和分布高速转发：这是SDN的最主要优势，一方面可以实现控制平面的全局优化；另一方面可以实现高性能的网络转发能力。

（2）灵活可编程与性能的平衡：SDN数控分离的设计更加平衡，以FIB为分界线实际上降低了SDN的编程灵活性，但是没有暴露商用设备的高速转发实现细节，因此也使得网络设备商更容易接受SDN的理念。

（3)开放性和IT化：数据控制分离在一定程度上可以降低网络设备和控制软件的成本。当前的网络设备是捆绑控制平面功能软件一起出售的，由于软件开发由网络设备公司完成，对用户不透明，因此网络设备及其控制平面软件的定价权完全掌握在少数公司手中，造成了总体价格高昂。在数据控制平面分离以后，尤其是使用开放的接口协议后，将会实现交换设备的制造与功能软件的开发相分离，这样可以实现模块的透明化，从而有效降低成本。

4、SDN数控分离面临的问题

（1）可扩展性问题：这是SDN面临的最大问题，数据控制分离后，原来分布式的控制平面集中化了，即随着网络规模扩大，单个控制节点的服务能力极有可能会成为网络性能的瓶颈（即单点故障）。

（2）一致性问题：在传统网络中，网络状态一致性是由分布式协议保证的，在SDN数据控制分离后，集中控制器需要负起这个责任，如何快速侦测到分布式网络节点的状态不一致性，并快速解决这类问题。

（3）可用性问题：可用性是指网络无故障的时间占总时间的比例，传统网络设备是高可用的，即发向控制平面的请求会实时得到响应，因此，网络比较稳定，但是在SDN数据控制分离后，控制平面网络的延迟可能会导致数据平面可用性问题。

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