软件定义网络核心原理与应用实践（第三版）

本套书包含核心原理和应用实践上下两册，对软件定义网络（SDN）技术进行全面剖析和深入解读。上册属于核心原理部分，首先阐述SDN的设计思想与体系架构，详细分析控制转发分离和开放可编程两个重要属性；其次介绍以OpenFlow为代表的SDN南向接口协议，以及北向和东西向接口协议；接下来根据SDN的层次化架构，自下而上依次介绍SDN数据平面、控制平面和应用案例；最后梳理总结SDN标准化和学术进展情况。下册属于应用实践部分，首先介绍虚拟交换机Open vSwitch和网络仿真工具Mininet，其次介绍开源控制器NOX/POX、Ryu、Floodlight、OpenDaylight以及ONOS，接下来介绍网络虚拟化工具FlowVisor和OpenVirtex，最后介绍实验测试工具的基本知识。
本书涉及内容广泛，较为全面地阐述了SDN的核心原理和基本概念，对从事SDN技术研发的专业人士、网络运营管理人员、相关专业的高校学生以及对SDN技术感兴趣的读者，都具有一定的参考价值。

黄韬，北京邮电大学副教授，江苏省未来网络创新研究院院长助理。目前主要研究方向为未来网络体系架构、软件定义网络、网络融合与演进。
刘韵洁，通信与信息系统专家、中国工程院院士。现任中国联合通信有限公司科技委主任、教授级高工。曾主持了我国公用数据网、计算机互联网、高速宽带网的设计、建设与经营工作，为我国信息化发展打下重要基础。

1. 内容新颖、技术思想凝练。
2. 本书上一版是国内第1本系统介绍软件定义网络的书籍，几乎涵盖了所有相关软件定义网络的重要内容，第二版基于上一版之后SDN领域又涌现出的新思想新技术，对上一版进行内容的补充和更新。
3. 本书作者长期在网络领域从事研究，精通传统IP网络、覆盖网以及未来新型网络，对软件定义网络有着国内前沿的研究，在此基础上对该书编写投入巨大精力，使得本书语言精练、思想深刻，便于读者在较短时间内对软件定义网络有一个全面把握。

目录
上册
第1章　SDN概述 001
第2章　SDN基本原理 011
2．1　SDN定义与架构 012
2．1．1　SDN定义 012
2．1．2　SDN架构 014
2．2　数据控制分离 019
2．2．1　基本概念 019
2．2．2　数据控制分离历史 022
2．2．3　SDN数据控制分离 026
2．3　网络可编程 030
2．3．1　基本概念 030
2．3．2　网络可编程历史 031
2．3．3　SDN可编程 034
2．4　本章小结 040
参考文献 040
第3章　SDN接口协议 043
3．1　OpenFlow协议 044
3．1．1　OpenFlow v1．0协议 045
3．1．2　OpenFlow协议的演进 056
3．1．3　OpenFlow协议面临的问题 067
3．2　OF-CONFIG协议 068
3．2．1　协议框架 069
3．2．2　设计需求 070
3．2．3　数据模型 072
3．2．4　协议演进 074
3．3　其他SDN南向协议 074
3．3．1　XMPP 075
3．3．2　PCEP 076
3．3．3　I2RS 078
3．3．4　OpFlex 079
3．3．5　OVSDB Mgmt 080
3．3．6　POF 081
3．3．7　P4 086
3．4　SDN北向接口 090
3．4．1　ONF北向接口 091
3．4．2　SDN其他北向接口 093
3．4．3　北向接口的趋势与前景 094
3．5　SDN东西向接口协议 096
3．6　本章小结 100
参考文献 100
第4章　SDN数据平面 103
4．1　数据平面架构 104
4．2　SDN芯片 108
4．3　SDN硬件交换机 112
4．3．1　基于ASIC芯片的SDN品牌交换机 113
4．3．2　基于ASIC芯片的SDN白盒交换机 121
4．3．3　基于NP的SDN交换机 125
4．3．4　基于NetFPGA的SDN交换机 127
4．4　SDN软件交换机 129
4．4．1　Open vSwitch 129
4．4．2　Pantou 130
4．4．3　Indigo 131
4．4．4　LINC 131
4．4．5　OpenFlowClick 133
4．4．6　OF13SoftSwitch 133
4．4．7　P4 BMv2与P4 Runtime 134
4．5　其他SDN业界相关进展 135
4．5．1　DPDK 135
4．5．2　FD．io 137
4．5．3　SONiC 140
4．6　本章小结 142
参考文献 143
第5章　SDN控制平面 145
5．1　SDN控制器 146
5．1．1　SDN控制器体系架构 146
5．1．2　SDN控制器评估要素 150
5．2　开源控制器 153
5．2．1　NOX/POX 153
5．2．2　Ryu 155
5．2．3　Floodlight 157
5．2．4　OpenDaylight 159
5．2．5　ONOS 163
5．2．6　OpenContrail 165
5．2．7　其他开源控制器 169
5．3　商用控制器 170
5．3．1　Big Network Controller 171
5．3．2　XNC 172
5．3．3　SDN Contrail 174
5．3．4　Agile Controller 175
5．3．5　ZENIC 177
5．4　本章小结 178
参考文献 179
第6章　SDN应用案例 181
6．1　SDN在网络试验平台中的应用 182
6．1．1　GENI OpenFlow 183
6．1．2　OFELIA 186
6．1．3　RISE 188
6．1．4　TWAREN 189
6．1．5　FINE 191
6．1．6　C-Lab 193
6．2　SDN在网络虚拟化中的应用 196
6．2．1　基于SDN的网络虚拟化 197
6．2．2　网络虚拟化平台FlowVisor 200
6．2．3　网络虚拟化平台OpenVirteX 204
6．2．4　网络虚拟化平台CNVP 208
6．3　SDN在流量工程中的应用 212
6．3．1　B4概述 213
6．3．2　B4设计思路 214
6．3．3　B4核心网络功能 217
6．3．4　基于SDN的流量工程实现 221
6．3．5　B4的部署与成效 224
6．4　本章小结 228
参考文献 229
第7章　SDN标准化与学术进展 231
7．1　SDN标准化进展 232
7．1．1　开放网络基金会 232
7．1．2　互联网工程任务组 236
7．1．3　国际电信联盟 239
7．1．4　欧洲电信标准化协会 242
7．1．5　中国通信标准化协会 246
7．2　SDN学术进展 249
7．2．1　控制平面可扩展性 249
7．2．2　交换机/数据平面设计 252
7．2．3　SDN编程语言 254
7．2．4　测试、调试及管理 256
7．2．5　数据中心应用 258
7．2．6　校园网应用 259
7．2．7　Peering应用 260
7．2．8　其他 261
7．3　本章小结 262
参考文献 263
缩略语 269
名词索引 275

下册

第1章　Open vSwitch应用实践 001
1．1　OVS系统架构 002
1．2　OVS代码解读 005
1．2．1　代码结构 005
1．2．2　代码解析 006
1．3　OVS安装使用 013
1．3．1　软件安装 013
1．3．2　使用说明 016
1．4　OVS应用实例 018
1．4．1　实例介绍 018
1．4．2　实例开发 019
1．4．3　实验结果 022
1．5　本章小结 023
参考文献 024
第2章　Mininet应用实践 025
2．1　Mininet系统架构 026
2．2　Mininet代码解读 028
2．2．1　代码结构 029
2．2．2　代码解析 030
2．3　Mininet安装使用 033
2．3．1　软件安装 033
2．3．2　使用说明 035
2．4　Mininet应用实例 038
2．4．1　实例介绍 038
2．4．2　实例开发 040
2．4．3　实验结果 043
2．5　本章小结 044
参考文献 044
第3章　POX应用实践 045
3．1　POX代码解读 046
3．1．1　代码结构 046
3．1．2　代码解析 047
3．2　POX安装配置 060
3．2．1　软件安装 060
3．2．2　系统配置 061
3．3　POX应用实例 063
3．3．1　实例介绍 063
3．3．2　实例开发 064
3．3．3　实验结果 073
3．4　本章小结 073
参考文献 074
第4章　Ryu应用实践 075
4．1　Ryu代码解读 076
4．1．1　代码结构 076
4．1．2　代码解析 077
4．2　Ryu安装配置 081
4．2．1　软件安装 081
4．2．2　GUI配置 081
4．3　Ryu应用实例 083
4．3．1　实例介绍 083
4．3．2　实例开发 087
4．3．3　实验结果 095
4．4　本章小结 097
第5章　Floodlight应用实践 099
5．1　Floodlight代码解读 100
5．1．1　代码结构 100
5．1．2　代码解析 101
5．2　Floodlight安装配置 107
5．2．1　软件安装 108
5．2．2　参数配置 109
5．3　Floodlight应用实例 109
5．3．1　实例介绍 109
5．3．2　实例开发 110
5．3．3　实验结果 114
5．4　本章小结 115
第6章　OpenDaylight应用实践（一） 117
6．1　OpenDaylight项目 118
6．1．1　项目介绍 118
6．1．2　系统架构 122
6．1．3　关键技术 126
6．2　OpenDaylight代码解读 136
6．2．1　代码结构 136
6．2．2　代码解析 137
6．3　OpenDaylight安装配置 149
6．3．1　软件安装 149
6．3．2　系统配置 153
6．4　本章小结 155
第7章　OpenDaylight应用实践（二） 157
7．1　基于OpenDaylight的二层转发应用 158
7．1．1　项目介绍 158
7．1．2　代码解析 160
7．1．3　实例开发 164
7．2　基于OpenDaylight的OVSDB应用 169
7．2．1　项目介绍 169
7．2．2　代码解析 169
7．2．3　实例开发 175
7．3　基于OpenDaylight的云网络应用 189
7．3．1　项目介绍 189
7．3．2　环境搭建 194
7．3．3　实例开发 199
7．4　本章小结 204
第8章　ONOS应用实践（一） 205
8．1　ONOS项目 206
8．1．1　项目介绍 206
8．1．2　系统架构 207
8．2　ONOS代码解读 211
8．2．1　代码结构 211
8．2．2　代码解析 212
8．3　ONOS安装配置 218
8．3．1　软件安装 218
8．3．2　系统配置 219
8．4　本章小结 221
第9章　ONOS应用实践（二） 223
9．1　基于ONOS的HelloONOS应用 224
9．1．1　项目介绍 224
9．1．2　代码解析 224
9．1．3　实例开发 227
9．2　基于ONOS的三层转发应用 232
9．2．1　项目介绍 232
9．2．2　代码解析 232
9．2．3　实例开发 235
9．3　基于ONOS的命令行与服务应用 246
9．3．1　项目介绍 246
9．3．2　代码解析 247
9．3．3　实例开发 249
9．4　基于ONOS的网络故障检测应用 256
9．4．1　项目介绍 256
9．4．2　代码解析 257
9．4．3　实例开发 259
9．5　本章小结 270
第10章　FlowVisor应用实践 273
10．1　FlowVisor代码解读 274
10．1．1　代码结构 274
10．1．2　代码解析 275
10．2　FlowVisor安装使用 285
10．2．1　软件安装 285
10．2．2　使用说明 286
10．3　基于交换机的虚拟网划分应用实例 287
10．3．1　实例介绍 287
10．3．2　实验流程 288
10．3．3　实验结果 289
10．4　基于传输层的虚拟网划分应用实例 290
10．4．1　实例介绍 290
10．4．2　实验流程 291
10．4．3　实验结果 292
10．5　本章小结 293
第11章　OpenVirteX应用实践 295
11．1　OpenVirteX代码解读 296
11．1．1　代码结构 296
11．1．2　代码解析 297
11．2　OpenVirteX安装使用 304
11．2．1　软件安装 305
11．2．2　使用说明 305
11．3　OpenVirteX应用实例 307
11．3．1　实例介绍 307
11．3．2　实验流程 308
11．3．3　实验结果 312
11．4　本章小结 313
参考文献 313
第12章　扩展实验工具 315
12．1　功能测试工具OFTest 316
12．1．1　工具介绍 316
12．1．2　软件安装 317
12．1．3　应用实例 318
12．2　性能测试工具Cbench 320
12．2．1 工具介绍 320
12．2．2　软件安装 321
12．2．3　应用实例 323
12．3　拓扑生成工具VND 325
12．3．1　工具介绍 325
12．3．2　应用实例 326
12．4　报文分析工具Wireshark 327
12．4．1　工具介绍 327
12．4．2　软件安装 328
12．4．3　应用实例 329
12．5　流量监控工具sFlow 331
12．5．1　工具介绍 331
12．5．2　软件安装 332
12．5．3　应用实例 334
12．6　本章小结 336
缩略语 337
名词索引 341