1、SDN 控制器 OpenDaylight 技术研究【摘要】 自动化、信息化和互你你你*/动化的智能电网需要一个更智慧的网络。SDN 软件定义网络可以助力智能电/网的更快发展。OpenDaylight是 SDN开源控制器框架，以协作方式，模型驱动架构，更易于 SDN的开放和创新。SDN 控制器框架 OpenDaylight技术作了深入研究。 【关键词】 SDN OpenDaylight 软件定义网络 一、引言 智能电网以集成高速双向通信网络为基础，利用多种高新技术和先进设备，能够真正实现电网的安全、高效、稳定、环保、经济性，是今后的发展趋势。智能电网需要自动化、信息化和互动化。这一切都需要更为智
2、慧的网络。SDN 软件定义网络可以助力智能电网的更快发展。OpenDaylight是 SDN开源控制器框架，以协作方式，模型驱动架构，更易于 SDN的开放和创新。本文对 SDN控制器框架 OpenDaylight技术作了深入研究。 二、OpenDaylight SDN 控制器 2.1 OpenDaylight 概述 OpenDaylight 屏蔽底层，网络服务于应用，打造统一开放的 SDN平台，目标是打造一个 SDN网络操作系统。 OpenDaylight 包含以下的核心技术。 OSGI：一种面向服务的架构，将应用视为对等模块的相互协作，支持在控制器运行时进行服务的安装、删除和更新。 MAVE
3、N：构建工具，能够帮我们自动化构建过程，从清理、编译、测试到生成报告，再到打包和部署。 INFINISPAN：实现控制器的集群 SAL：整个架构引入了业务抽象层，将服务抽象化，使得上层北向和下层南向之间的调用相互隔离。 MD：Model Drive。使用 YANG工具，使用业务模型驱动来设计接口、实现业务功能，根据 YANG文件，YANG 工具直接生成业务管理的骨架，主要用于南北接口数据的适配，使开发者真正专注具体业务。 南向 API：Openflow 等。控制器通过南向 API管理底层。 北向 API：REST API，应用层通过北向 API管理控制器。 2.2 OSGI OSGI 模块化，
4、定义了 OSGI模块的概念，并将之称为一个 BUNDLE，包含一个元数据的 JAR文件，其中元数据 MANIFEST.MF，由 NAME_VALUE对组成，由类及相关资源组成，关注的是打包和共享代码。 生命周期定义了 OSGI在框架中如何动态安装和管理，通过生命周期的操作，安装、更新、卸载等，动态的管理和改进应用程序，不需要重启应用程序。重点在于执行时模块管理和对底层 OSGI框架的访问。 服务层面向服务，服务注册，查找等。接口与实现分离。OSGI 是JAVA接口，模块内的组件间交互和通信。 2.3 依赖管理 Bundle 的抽象基类，管理全局和容器相关的服务，bundle 本身就是一个大服务
5、。 Container 是 OpenDaylight中的一个网络域，有很多链接信息、整个域网络信息等，由 ContainerManager管理容器，而 OSGI管理各个bundle。 每个模块中有多个实现，其中通过 Dependency Manager管理其依赖关系。 每个实现一个 Component，每个 Component就是一个服务，里面说明了到处的接口和依赖的接口。 通过 Dependency Manager以 component管理依赖。 2.4 SAL SAL 主要作用将服务抽象出来，不管控制器和网络设备之间使用何种协议，提供协议的统一服务。SAL 是 ODL的核心设计，支持多种南
6、向协议，为各模块和应用提供一致的服务，这些服务的实现，是由底层插件，基于已存在的组件和网络设备的功能，所提供的接口。将具体请求，映射到相应的插件，完成服务。 SAL 提供的服务： Data Packet Services 为数据报文的处理，提供服务。 Topology Service 为应用提供节点和链路的更新信息。 Inventory service为如节点或者节点连接提供 API查询。Flow Programming Service是流编程服务。 Resource service 提供资源服务。 2.5 MD-SAL MD-SAL 的主要功能是促进提供者和使用者之间的管道。它可以提供提供者
7、和使用者之间的管道在不同的容器中。它将连接到一个消息总线和共享数据存储的集群 opendaylight容器。南向与北向的一致性。提供者或消费者在 MD-SAL中注册。从而，一个消费者可以找到所需的供应商。提供者可以生成通知，消费者可以接收通知，并从提供者获取数据。插件 SAL角色为消费者或生产者，它们定义的 SAL中的数据是被移走或存储数据。提供者可以将数据存入 SAL的，一个消费者可以从 SAL读取数据。MD-SAL 提供请求路由和基础设施服务，以支持服务。但它本身不提供服务，由插件提供服务。YANG 使得 Component之间、plugin、北向等API，使得这种接口和 AD-SAL R
8、EST接口相比更抽象，符合模型驱动的思想。 2.6 PACKET 处理流程 Openflow 报文首先到达 Controller，会将此报文发送对已经注册过监听 Openflow报文的类中进行处理。Packet In消息到来，经过底层plugin，经过 SAL层，调用实现了 IListenDataPacket的 receiveDataPacket处理。主要涉及三个模块，分别为ARPHandler，HostTracker，simpleForwarding。 ARPHandler 主要负责 arpRequest，arpReply。 HostTracker 负责主机信息，更新主机，以及连接情况。si
9、mpleForwarding处理 ip报文，同时安装到每个 host的流表。 2.7 Topology Service Controller 将报文送到 DiscoveryService。其实现了Idatapacketlisten，在 DataPacketmuxdemux中处理 Openflow报文的过程中，处理链路 processDiscoveryPacket报文，交给实现了idiscoverylistener的 Topologyserviceshim Implements Idiscoverylistener。 三、总结与展望 SDN 开启了一条网络创新的道路，将原来完全由交换机/路由器控制的报文转发过程转化为由 OpenFlow交换机和控制器 Controller来共同完成，从而实现了数据转发和路由控制的分离。控制器是 SDN的核心，可以通过事先规定好的接口操作来控制 OpenFlow交换机中的流表，从而达到智能控制数据转发的目的。使用 SDN技术打造智能电网前景广阔。 参 考 文 献 1 OpenDaylight User Guide， OpenDaylight， June， 2015. 2 https：/www.opendaylight.org， OpenDaylight.
