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内容简介

本书主要介绍SDN的基础原理，包括SDN的定义、架构、应用，涵盖SDN主流控制器的基础知识，包括概念、架构、主要模块说明；介绍虚拟交换机OVS、SDN仿真环境、SDN主流控制器的安装指南、操作指南、开发环境准备；介绍OpenDaylight的MD-SAL开发流程，以示例详解的方式使用YANG建模语言和Java语言进行MD-SAL相关开发；介绍使用OpenDaylight北向API接口进行北向开发的过程。书中利用大量的具体示例和实际案例来说明OpenDaylight的开发步骤，读者在阅读学习后既能够掌握基本的开发流程，又能够理解其框架原理。 本书适合所有SDN的爱好者和从业者，尤其是对OpenDaylight感兴趣的开发者，也适合培训机构及大中专院校教学使用。

作者介绍

程丽明，中山大学计算机软件与理论硕士，目前就职于蓝盾信息安全技术股份有限公司，担任前沿技术高级研究员一职，主要从事软件定义网络、云安全、虚拟化领域的研究和产品开发工作，拥有多年的项目开发经验，研究兴趣包括SDN、虚拟化、云计算、移动办公安全等，发表国内外专利和论文十余篇。

目 录

篇 理论篇——SDN概述、OpenDaylight简介、Controller项目总述 第1章 什么是SDN 3 1.1 SDN的诞生 3 1.2 SDN的标准及组织机构 5 1.3 SDN的一些典型应用场景 6 1.3.1 SDN在数据中心的应用：Cisco的ACI和VMware的NSX 7 1.3.2 SDN在广域网的应用（SD-WAN）：谷歌的B4 9 1.3.3 SDN与安全——一种基于SDN的云计算安全保护系统及方法 10 1.4 SDN的一些重要学习资源 12 1.5 本章总结 15 第2章 SDN架构简析 16 2.1 SDN架构总述 17 2.2 SDN控制器 18 2.3 SDN交换机 20 2.4 南向接口协议 21 2.4.1 OpenFlow 1.0 22 2.4.2 OpenFlow 1.3 27 2.5 北向接口协议 32 2.6 本章总结 32 第3章 现有SDN交换机简介 33 3.1 OVS简介 33 3.1.1 认识OVS 33 3.1.2 OVS常用的命令 35 3.1.3 OVS的学习参考 49 3.2 SDN硬件交换机简介 50 3.2.1 思科 50 3.2.2 博科 51 3.2.3 华为 51 3.2.4 瞻博网络 52 3.2.5 NEC 52 3.2.6 戴尔 53 3.2.7 Arista 53 3.2.8 新华三 54 3.2.9 锐捷网络 54 3.2.10 xNET网锐科技 55 3.2.11 盛科网络 55 3.3 本章总结 56 第4章 现有SDN控制器简述 57 4.1 OpenDaylight控制器 58 4.2 ONOS控制器 59 4.3 Floodlight控制器 63 4.4 Ryu控制器 65 4.5 思科的APIC控制器和Open SDN控制器 66 4.5.1 思科APIC控制器 66 4.5.2 思科Open SDN控制器 67 4.5.3 思科SDN控制器的学习参考资源 67 4.6 OpenContrail控制器 67 4.7 NOX控制器 69 4.8 POX控制器 70 4.9 Beacon控制器 70 4.10 Big Network控制器 71 4.11 博科的Brocade SDN控制器 72 4.12 Maestro控制器 73 4.13 IRIS控制器 74 4.14 Extreme公司的OneController控制器 75 4.15 本章总结 76 第5章 OpenDaylight综述 77 5.1 OpenDaylight项目介绍 77 5.2 OpenDaylight版本介绍 80 5.2.1 氢版本简介 80 5.2.2 氦版本简介 82 5.2.3 锂版本简介 83 5.2.4 铍版本简介 85 5.2.5 硼版本简介 85 5.3 OpenDaylight的子项目简介 89 5.3.1 子项目AAA（认证、授权、审计项目）简介 93 5.3.2 子项目Federation（联合体项目）简介 94 5.3.3 子项目Infrastructure Utilities（基础设施项目）简介 94 5.3.4 子项目MD-SAL（模块驱动项目）简介 95 5.3.5 子项目ODL Root Parent（父项目）简介 97 5.3.6 子项目OpenDaylight Controller（控制器项目）简介 97 5.3.7 子项目YANG Tools（YANG工具项目）简介 98 5.3.8 子项目BGP LS PCEP（BGP和PCEP项目）简介 99 5.3.9 NETCONF（NETCONF项目）子项目简介 100 5.3.10 子项目ODL Lisp Flow Mapping（LISP流映射项目）简介 100 5.3.11 子项目ODL OpenFlow Plugin（OpenFlow插件项目）简介 101 5.3.12 子项目OpenFlow Protocol Library（OpenFlow协议库项目）简介 101 5.3.13 子项目OVSDB Integration（OVSDB集成项目）简介 101 5.3.14 子项目USC（统一安全通道项目）简介 101 5.3.15 子项目FaaS（网络构造即服务项目）简介 102 5.3.16 子项目NeutronNorthbound（Neutron北向项目）简介 102 5.3.17 子项目ALTO（应用层流量优化项目）简介 103 5.3.18 子项目CAPWAP（无线接入点的控制和提供）简介 103 5.3.19 子项目Controller Core Functionality Tutorials（控制器核心功能向导项目）简介 104 5.3.20 子项目Controller Shield（控制器盾项目）简介 104 5.3.21 子项目DIDM（设备认证和驱动管理项目）简介 104 5.3.22 子项目Group Based Policy（GBP）/Project Facts（GBP项目）简介 105 5.3.23 子项目L2 Switch（L2层交换机项目）简介 106 5.3.24 子项目LACP（链接聚合控制协议项目）简介 106 5.3.25 子项目OF-CONFIG（OF-CONFIG项目）简介 106 5.3.26 子项目OpenDaylight DLUX（ODL的DLUX项目）简介 107 5.3.27 子项目Service Function Chaining（服务功能链项目）简介 107 5.3.28 子项目VTN（VTN项目）简介 108 5.4 OpenDaylight学习参考 108 5.5 本章总结 109 第6章 OpenDaylight的Controller项目综述 110 6.1 Controller简介 110 6.1.1 OpenDaylight项目的控制器能满足当今网络发展的需求 110 6.1.2 OpenDaylight项目的控制器及技术关键组成介绍 111 6.2 Controller架构 113 6.3 Controller项目的服务抽象层SAL 114 6.3.1 MD-SAL 119 6.3.2 AD-SAL 120 6.4 Controller项目的学习参考 121 6.5 本章总结 121 第二篇 实操篇——控制器的安装指南、操作指南、开发环境准备 第7章 SDN底层架构的搭建指南 124 7.1 OVS安装指南 125 7.1.1 使用系统内置命令直接安装OVS 125 7.1.2 下载包并手动安装OVS 126 7.2 仿真环境Mini安装指南 129 7.2.1 Mini的介绍 129 7.2.2 下载Mini虚拟机文件进行安装 131 7.2.3 在本地下载源代码以安装Mini 133 7.2.4 使用包安装Mini 135 7.2.5 Mini的升级 136 7.2.6 升级Mini的OVS版本 137 7.2.7 Mini常用命令 140 7.3 Xen环境部署SDN网络的安装指南 147 7.3.1 安装Xen 147 7.3.2 安装OVS 149 7.3.3 创建虚拟机 151 7.3.4 对虚拟机文件进行修改 151 7.3.5 启动虚拟机 153 7.4 KVM环境部署SDN网络的安装指南 153 7.4.1 安装KVM 153 7.4.2 安装OVS 154 7.4.3 在KVM上进行相关的配置 156 7.4.4 创建虚拟机并将其连接到OVS网桥上 157 7.5 OpenStack环境部署SDN网络的安装指南 157 7.5.1 在现有的OpenStack的基础上安装OpenDaylight 158 7.5.2 使用DevStack以同时安装OpenStack和OpenDaylight 164 7.6 硬件环境部署SDN网络的安装指南 165 7.6.1 配置硬件交换机 165 7.6.2 配置硬件交换机所连接的控制器 166 7.7 本章总结 167 第8章 控制器OpenDaylight安装指南、操作指南和开发环境准备 169 8.1 Controller项目的源码安装指南 169 8.1.1 基础安装环境要求 170 8.1.2 项目编译和运行的软件环境要求 170 8.1.3 下载Controller项目的源码 173 8.1.4 编译Controller子项目的源码 174 8.1.5 Controller项目更新 176 8.1.6 启动运行Controller项目 176 8.1.7 安装参考 177 8.2 Controller项目的快速安装指南 177 8.3 OpenDaylight的Controller项目的开发环境准备 179 8.3.1 设置Gerrit账户 179 8.3.2 Eclipse的安装和设置 183 8.3.3 参考链接 184 8.4 OpenDaylight的Controller项目的使用指南 185 8.4.1 使用Controller和Mini搭建一个简单的SDN环境 185 8.4.2 控制器OpenDaylight之Controller控制台界面介绍 186 8.4.3 通过Postman下发、删除、更新流表的操作 189 8.4.4 相关参考 200 8.5 OpenDaylight的通用项目源码安装指南 200 8.5.1 下载OpenDaylight子项目的源码 201 8.5.2 编译OpenDaylight子项目的源码 202 8.5.3 编译OpenDaylight子项目更新 203 8.5.4 启动运行OpenDaylight子项目 203 8.5.5 安装参考 204 8.6 OpenDaylight的通用项目快速安装指南 204 8.7 OpenDaylight的通用开发环境准备 206 8.8 控制器OpenDaylight的学习参考 206 8.9 本章总结 206 第9章 控制器ONOS安装指南 208 9.1 控制器ONOS简介 208 9.1.1 ONOS简述 208 9.1.2 ONOS的使命 210 9.1.3 ONOS创建组织简介 211 9.2 控制器ONOS源码安装指南 212 9.2.1 安装前提环境的准备 212 9.2.2 ONOS源码的下载和安装 216 9.2.3 在本地的开发机器上运行控制器ONOS 219 9.2.4 安装参考 220 9.3 控制器ONOS下载包的安装指南 221 9.4 控制器ONOS通过下载虚拟机进行部署的安装指南 222 9.5 控制器ONOS的使用指南 225 9.5.1 控制器ONOS的控制台界面介绍 225 9.5.2 使用ONOS和Mini搭建一个简单的SDN环境 227 9.6 控制器ONOS的学习参考 228 9.7 本章总结 229 第10章 控制器Floodlight安装指南 230 10.1 控制器Floodlight源码安装指南 230 10.1.1 安装前提环境的准备 230 10.1.2 安装Floodlight 231 10.1.3 Floodlight的更新升级 231 10.2 控制器Floodlight通过下载虚拟机进行部署的安装指南 232 10.3 控制器Floodlight的使用指南 233 10.3.1 控制器Floodlight的常用命令介绍 233 10.3.2 控制器Floodlight的启动 235 10.3.3 控制器Floodlight的界面介绍 237 10.3.4 使用Floodlight和Mini搭建一个简单的SDN环境 240 10.3.5 使用Floodlight和硬件交换机连接以搭建一个简单的SDN环境 245 10.4 控制器Floodlight的学习参考 245 10.5 本章总结 246 第11章 控制器Ryu安装指南 247 11.1 控制器Ryu源码安装指南 247 11.1.1 安装前提环境的准备 247 11.1.2 安装Ryu 248 11.1.3 安装参考 248 11.2 使用系统内置命令直接安装控制器的安装指南 249 11.2.1 安装前提环境的准备 249 11.2.2 使用系统内置命令直接安装Ryu 249 11.2.3 安装参考 249 11.3 控制器Ryu通过下载虚拟机进行部署的安装指南 249 11.4 控制器Ryu连接Mini的实验 250 11.4.1 实验环境设计 250 11.4.2 控制器Ryu的启动 251 11.4.3 启动Mini创建仿真网络 251 11.5 控制器Ryu的学习参考 254 11.6 本章总结 254 第三篇 实操篇——OpenDaylight之MD-SAL开发指南 第12章 MD-SAL开发的一些必备知识 256 12.1 OSGi 257 12.2 Karaf 259 12.3 Maven 260 12.3.1 Maven的安装和配置 261 12.3.2 Maven常用的命令 261 12.3.3 POM及pom.xml文件的简要介绍 263 12.3.4 Maven项目的配置文件settings.xml介绍 283 12.3.5 Maven的学习参考 291 12.4 MD-SAL 291 12.4.1 MD-SAL的基本概念 292 12.4.2 MD-SAL的消息类型 292 12.4.3 MD-SAL的数据事务 293 12.4.4 MD-SAL的RPC路由 297 12.4.5 OpenDaylight控制器MD-SAL：RESTCONF 299 12.4.6 WebSocket变化事件通知订阅 300 12.4.7 配置子系统 302 12.4.8 MD-SAL的学习参考 305 12.5 YANG 305 12.5.1 YANG的重要术语说明 307 12.5.2 YANG的语法规则 308 12.5.3 YANG的声明介绍 309 12.5.4 YANG Java Binding：映射规则 345 12.5.5 YANG的学习参考 363 12.6 本章总结 364 第13章 从简单的Hello World开始 366 13.1 项目开发环境准备 366 13.2 使用Maven原型opendaylight-startup-archetype 创建项目 367 13.3 实现Hello World功能 374 13.3.1 在API目录下编写YANG模型 374 13.3.2 在impl目录下写实现功能代码——实现HelloService接口 375 13.3.3 注册RPC 376 13.4 项目hello的测试 378 13.4.1 使用协议通过API浏览器进行测试 379 13.4.2 使用OpenDaylight自带的YANG UI工具进行测试 380 13.4.3 使用REST客户端工具Postman进行测试 382 13.4.4 使用REST客户端curl命令行工具进行测试 382 13.5 本章总结 384 第14章 创建一个简单的项目：myproject 385 14.1 创建项目 385 14.1.1 使用Maven原型创建项目 385 14.1.2 编译项目 387 14.1.3 将项目导入IDE中 387 14.2 项目创建的关键目录和文件介绍 388 14.2.1 子项目myproject-api介绍 390 14.2.2 子项目myproject-artifacts介绍 391 14.2.3 子项目myproject-features介绍 392 14.2.4 子项目myproject-impl介绍 394 14.2.5 子项目myproject-it介绍 395 14.2.6 子项目myproject-karaf介绍 395 14.3 YANG常用的定义及其自动转化的Java代码 396 14.3.1 identity声明实例及其生成的Java文件 396 14.3.2 container声明实例及其生成的Java文件 399 14.3.3 typedef声明实例及其生成的Java文件 412 14.3.4 leaf声明实例及其生成的Java文件 415 14.3.5 leaf-list声明实例及其生成的Java文件 419 14.3.6 list声明实例及其生成的Java文件 423 14.3.7 choice声明和case声明实例及它们生成的Java文件 437 14.3.8 grouping声明实例及其生成的Java文件 450 14.3.9 uses声明实例及其生成的Java文件 454 14.3.10 augment声明实例及其生成的Java文件 464 14.3.11 YANG创建模型的一些实验 475 14.4 本章总结 481 第15章 RPC的开发 482 15.1 RPC开发过程的简要说明 482 15.2 RPC的YANG文件定义 483 15.2.1 RPC的YANG文件示例 483 15.2.2 RPC的YANG文件映射的包和Java文件 487 15.2.3 运行测试 517 15.3 RPC的实现 519 15.4 注册RPC并处理相应的关闭工作 526 15.4.1 MyprojectProvider.java的初始代码 526 15.4.2 在MyprojectProvider类中完成注册工作 527 15.4.3 编译 528 15.5 项目测试 528 15.5.1 启动myproject项目测试 528 15.5.2 my-rpc0功能测试 529 15.5.3 my-rpc1功能测试 530 15.5.4 my-rpc2功能测试 531 15.5.5 my-rpc3功能测试 532 15.5.6 my-rpc4功能测试 533 15.6 本章总结 535 第16章 DataStore相关的开发 536 16.1 DataStore相关开发过程的简要说明 536 16.1.1 使用DataBroker实现对DataStore的操作 537 16.1.2 完成Data Change事件的实现 539 16.2 利用DataBroker实现对DataStore的操作 540 16.2.1 实现对DataStore的异步读写操作 540 16.2.2 传递DataBroker参数 543 16.2.3 测试验证 544 16.3 Data Change事件的实现 546 16.3.1 实现DataChangeListener接口完成onDataChange函数 546 16.3.2 将数据树变动的监听注册到MD-SAL 547 16.3.3 测试验证 548 16.4 本章总结 550 第17章 Notification的开发 551 17.1 Notification开发过程的简要说明 551 17.1.1 通知提供的实现 552 17.1.2 通知接收处理的实现 552 17.2 在Yang Model中实现定义 553 17.2.1 notification的YANG文件示例 553 17.2.2 notification的YANG文件映射的包和Java文件 555 17.3 通知提供的实现 577 17.3.1 实现通知的提供 577 17.3.2 注册提供通知并传递NotificationProviderService参数 579 17.4 通知接收处理的实现 580 17.4.1 实现通知的接收 580 17.4.2 注册接收通知 584 17.5 项目测试 584 17.6 本章总结 587 第18章 使用Eclipse进行项目开发的介绍 588 18.1 使用Eclipse创建项目 588 18.2 使用Eclipse导入项目 594 18.3 使用Eclipse编辑项目 598 18.3.1 使用Eclipse编辑YANG文件 598 18.3.2 使用Eclipse编辑其他普通文件 600 18.3.3 在Eclipse工具之外对项目进行修改后的处理 600 18.4 使用Eclipse调试运行项目 601 18.4.1 使用Eclipse调试在其中编辑的项目 601 18.4.2 使用其他工具调试在Eclipse中编辑的项目 607 18.5 一些可能出现的错误及其解决方法 609 18.5.1 新建项目中出现mavenarchiver相关错误及解决方法 609 18.5.2 Maven的Lifecycle Mapping相关问题的解决方法 611 18.5.3 项目导入Eclipse后无法显示的解决方案 616 18.4.4 其他的一些错误和解决方法 617 18.6 本章总结 618 第四篇 实操篇——OpenDaylight之北向开发指南 第19章 OpenDaylight北向开发的基础知识 620 19.1 RestConf协议简介 621 19.1.1 RestConf的方法 623 19.1.2 RestConf的工作原理 625 19.2 NetConf协议简介 627 19.2.1 NetConf的协议层 627 19.2.2 NetConf的内容层 627 19.2.3 NetConf的操作层 627 19.2.4 NetConf的消息层 628 19.2.5 NetConf的安全传输层 628 19.2.6 NetConf的参考资料 629 19.3 OpenDaylight主要的北向接口 630 19.4 北向开发的官方参考资料 631 19.5 本章总结 631 第20章 利用Java实现 OpenDaylight北向下发流表的功能 632 20.1 OpenDaylight北向下发流表开发的基础依据 632 20.1.1 模块opendaylight-action-types介绍 632 20.1.2 模块opendaylight-match-types介绍 639 20.2 获取流表的功能实现 646 20.2.1 代码展示 646 20.2.2 实验验证 648 20.3 添加流表的功能实现 652 20.3.1 代码展示 652 20.3.2 实验验证 662 20.4 删除流表的功能实现 666 20.4.1 代码展示 666 20.4.2 实验验证 668 20.5 本章总结 670 第21章 使用OpenDaylight北向接口的通用应用 671 21.1 获取北向接口的信息并进行开发 671 21.2 使用API进行北向编程 674 21.3 本章总结 676 参考资料 677 SDN环境部署与OpenDaylight开发入门

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