三、从ping的流程看传统网络与SDN网络：

　　1.传统网络

　　如上图拓扑，网络中间有三台设备构成基础网络，两个客户端属于不同的网络，两个客户端要互访

　　基础网络构建步骤如下：

　　1)由于客户端处于不同网段，因此需要路由设备，可以用CE2作为路由设备，或者CE1、2、3均作为路由设备，这里将三台均作为路由设备，CE1、2、3之间三层通信

　　2)CE1作为CLIENT1的网关设备;CE3作为CLIENT2的网关设备，网关代答ARP

　　3)CE1、CE2、CE3之间通过静态路由或者路由协议学习 192.168.10 和192.168.20 网段的路由

　　路由通路的建立主要关注两个字段：路由前缀和下一跳。在传统路由器上，通过命令行可以很直观的看到各种信息之间的关联

　　[~CE1]display ip interface brief *down: administratively down !down: FIB overload down (l): loopback (s): spoofing (d): Dampening Suppressed The number of Physical UP interfaces: 4 The number of Physical DOWN interfaces: 0 The number of Protocol UP interfaces: 3 The number of Protocol DOWN interfaces: 1 Interface IP Address/Mask Physical Protocol VPN GE1/0/0 192.168.10.1/24 up up - GE1/0/1 10.1.1.1/24 up up - MEth0/0/0 unassigned up down - NULL0 unassigned up up(s) -

　　上面是典型的接口信息表显示，可以看到接口以及接口IP、状态信息Shell

　　[~CE1]display ip routing-table Proto: Protocol Pre: Preference Route Flags: R - relay, D - download to fib ------------------------------------------------------------------------------ Routing Table : _public_ Destinations : 11 Routes : 11 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 10.1.1.0/24 Direct 0 0 D 10.1.1.1 GE1/0/1 10.1.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GE1/0/1 10.1.1.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GE1/0/1 127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0 127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0 127.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0 192.168.10.0/24 Direct 0 0 D 192.168.10.1 GE1/0/0 192.168.10.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GE1/0/0 192.168.10.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GE1/0/0 192.168.20.0/24 Static 60 0 D 10.1.1.1 GE1/0/1 255.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0

　　上面是典型的路由表结构，从路由表中可以看到路由匹配项及下一跳、出接口信息。要构建192.168.10.2 到192.168.20.2的通路，实际上需要让CE1知道20网段的下一跳是10.1.1.2，CE2要知道20网段的下一跳是20.1.1.2，这样单向通路就建立起来了，再建反向通路即可。

　　传统网络的打通，需要在途经的每一台设备上进行配置，需要自己规划整个网络的拓扑、端口的IP地址、路由协议等等，在网络构建和维护过程中都需要人工持续不断的干预。虽然如此，但是传统网络中仍然有一定的智能，路由协议在配置好后，一定程度上不再需要做过多的干预。比如CE1、2、3组成的骨干网在配置好动态协议后，后续再增加同网段的新客户端，是不需要修改配置的。但是如果要部署新业务，如VPN等，就需要对整网配置进行修改。在传统网络中，ping的处理流程如下：

　　1)在CLIENT1上ping CLIENT2

　　2)CLIENT1在通过ARP获取到网关MAC后，构造ICMP request报文发往CE1

　　3)在CE1上解析ICMP报文，通过目的IP地址在路由表查找匹配表项，找到出接口发往CE2

　　4)CE2做同样的事情，将报文发往CE3，CE3发往CLIENT2

　　5)CLIENT2构造应答报文发往，目的IP填192.168.10.2，发往CE3，通过路由查找过程，报文到达CLIENT1在这个过程中，接收->查找->转发的一系列动作是设备的内部实现，对用户来说是黑盒，实际上“查找”就是IP的在路由表中的匹配过程。

　　2.SDN网络

　　以纯underlay的SDN网络举例，如下图所示拓扑

　　控制器通过ovs上报的packetin消息触发处理流程，计算好路径后，通过openflow下发给所有转发器，打通链路，主机之间能够互通。转发器上没有控制面，之间也没有交互，转发器最基本动作就是对收到的报文上报控制器，一切的逻辑行为都由控制器负责。

　　在转发器上，需要把物理口绑定到OVS上，OVS才能进行管理，所以在OVS上查看接口信息如下：

　　Shell root@ck:~# ovs-vsctl show c0e6f272-485a-4e30-b1ed-518b0ade9cc7 Bridge "s2" Controller "ptcp:6635" Controller "tcp:127.0.0.1:6633" is_connected: true fail_mode: secure Port "s2" Interface "s2" type: internal Port "s2-eth3" Interface "s2-eth3" Port "s2-eth1" Interface "s2-eth1" Port "s2-eth2" Interface "s2-eth2"

　　Shell 123root@ck:~# ovs-ofctl dump-flows s1 NXST_FLOW reply (xid=0x4): cookie=0x0, duration=383.313s, table=0, n_packets=32, n_bytes=2544, idle_age=373, priority=0 actions=CONTROLLER:65535

　　这条流表是用来将报文上送控制器的。在主机v1之间ping v2后，查看流表信息：

　　Shell root@ck:~# ovs-ofctl dump-flows s1 NXST_FLOW reply (xid=0x4): cookie=0x0, duration=2.876s, table=0, n_packets=4, n_bytes=336, idle_age=0, priority=1,in_port=2,dl_dst=00:00:00:00:00:01 actions=output:1 cookie=0x0, duration=2.875s, table=0, n_packets=3, n_bytes=294, idle_age=0, priority=1,in_port=1,dl_dst=00:00:00:00:00:03 actions=output:2 cookie=0x0, duration=516.728s, table=0, n_packets=35, n_bytes=2726, idle_age=2, priority=0 actions=CONTROLLER:65535

　　多了两条流表，第一条是匹配从2口进入ovs的报文，如果报文的目的mac是v2，从ovs 1口出;第二条是匹配从1口进入ovs的报文，如果报文的目的mac是v1，从ovs 2口出。可以看到这里的port已经变成了数字，要查看编号和名字的对应关系，需要通过其他的表：

　　Shell root@ck:~# ovs-ofctl show s1 OFPT_FEATURES_REPLY (xid=0x2): dpid:0000000000000001 n_tables:254, n_buffers:256 1(s1-eth1): addr:0e:c0:36:94:3c:be config: 0 state: 0 current: 10GB-FD COPPER speed: 10000 Mbps now, 0 Mbps max 2(s1-eth2): addr:1a:a0:81:52:ec:b5 config: 0 state: 0 current: 10GB-FD COPPER speed: 10000 Mbps now, 0 Mbps max LOCAL(s1): addr:92:0d:a5:20:e0:4c config: PORT_DOWN state: LINK_DOWN speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max

　　可以看到在SDN网络中的匹配和动作行为比传统网络要丰富的多，不仅仅是匹配前缀，转发下一跳那么简单了。但是SDN网络设备的用户界面信息表现不直观，相比传统网络还有很大的提升空间。在此网络中，ping的处理流程如下：

　　1) 在V1上ping V2

　　2) V1通过ARP获取请求网关MAC

　　3) ARP报文在OVS1上匹配流表，上送控制器

　　4) 控制器进行ARP代答，构造ARP应答报文通过OVS1发给V1

　　5) V1在获取到mac后，构造ICMP request报文发往V2

　　6) OVS1在收到ICMP报文后，依然不知道如何处理，继续上送控制器

　　7) 控制器根据报文信息，计算转发路径，向转发路径上的所有转发器下发流表

　　8) 控制器将首包通过OVS1发给OVS2，由于OVS2、OVS3上已经有可以匹配的流表，因此报文会一直送到V2上

　　9) V2的应答流程如上类似，差别在于反向的流表已经提前下发，V2的应答报文不会再上送控制器在SDN网络中，对于控制器如何计算、下发什么样的流表是没有统一标准的，只要能正确处理主机之间的报文即可。在上面的例子中，所实现的控制器与通常的不同，由于仅存在两台主机，因此对于三层报文，没有通过匹配IP的方式进行转发，ARP的应答也并不是应答的网关mac，而是直接将目的主机的mac进行了应答，因此，虽然是三层互通，但是通过控制器，也可以做到流表直接匹配mac转发，而不需要IP。从这也可以看到SDN的灵活性。

　　四、总结

　　传统网络已经经过半个世纪的发展，凝聚了无数人的智慧和心血，但是由于天生的缺陷，导致在很多场景上心有余而力不足，并且越来越复杂。SDN虽然诞生没多久，但是已经表现出非常强的生命力。传统网络在安全、可靠性、可维护性和性能上还有很大的优势，但是随着SDN相关设备的发展，这种优势必然会越来越弱，而SDN依靠自己的优势，一定会不断占领传统网络的领地。而在SDN内部，overlay网络相比underlay网络，简化不足，复杂有余，在传统网络的基础上叠加虚拟化，比传统网络更复杂。overlay之于underlay，就好比ipv4之于ipv6，要从根本上解决问题underlay必然是最终的选择。

　　责任编辑：DJ编辑