這個系列用來整理學習 SDN 的相關知識與參考資料。由於剛開始學，會著重於個人學習的順序，希望在整理的過程中也能幫助到同樣在研究 SDN 的朋友。
如果有描述不正確的地方，也歡迎各位前輩指點。
預備知識
學習 SDN 之前，我先重新複習了一輪 Computer Networking: A Top-Down Approach 7th。大學學過的很多東西有點忘了，先把傳統網路概論複習一遍，之後才能比較清楚地理解 SDN 為什麼會被提出、它具體解決了哪些傳統架構無法解決的問題。
之後會陸續整理一些網路基礎理論的筆記，讓後面的 SDN 概念更好解釋。
什麼是 SDN 以及 SDN 的發展歷史
參考文章
傳統網路的幾個特點：
- 每個節點由設備單獨控制，屬於分散式架構
- 控制面與轉接面放在同一台設備上
- 管理員無法直接操作封包轉送行為，只能設定通訊協定，再透過協定的規則間接影響設備
- 通訊協定對設備的影響是固定的，無法突破協定本身的規則
SDN 的目標是採取集中式控制，要求轉接面與控制面分離，由遠端的 controller 計算並下發每個路由器的轉送表，讓管理員可以直接操作設備轉封包的行為。
SDN 並非一種具體技術，而是一種設計理念：只要符合控制面與轉接面分離，並提供開放的可程式化介面，就可以稱為 SDN 架構。SDN 通常也伴隨著集中控制的特性——controller 可以取得整個網路的全局視角（而非傳統架構只能看到局部資料），再根據業務邏輯進行調整與優化。
常用名詞解釋
Network Device 網路設備
網路設備不限於實體設備（例如 switch、路由器），也可能是虛擬 switch（例如 OVS）。封包在網路設備上被處理與轉送，設備透過 Southbound Interface 接收 controller 下發的轉送規則，也可以將資料回傳給 controller。
網路設備有時也被稱為 Data Plane。
支援 OpenFlow 的 switch 具備以下功能：
- 對接收到的封包進行修改或轉送到指定 port
- 將封包轉送給 controller（Packet-In）
- 接收來自 controller 的封包並轉送到指定連接埠（Packet-Out）
南向界面（Southbound Interface / Control Data Plane Interface）
南向界面是 Data Plane 與 Controller 之間的介面。SDN 架構理想上希望南向界面是標準化的，讓軟體不受硬體限制，能在任何設備上執行，不過目前仍是理想多過現實。
目前主流的南向界面標準是 OpenFlow 協定，雖然也有其他南向界面，但 OpenFlow 仍是大宗。
因為也是新手，所以從 OpenFlow 開始學 SDN，本系列也會著重在 OpenFlow 協定上。
控制器（Controller）
Controller 是 SDN 的核心，應用程式將業務邏輯傳給 Controller，再由 Controller 透過 Southbound Interface 將轉送規則下發給網路設備，是整個 SDN 架構最重要的部分。
目前 controller 的選擇很多，有不少開源版本（例如 Ryu、FloodLight、NOX/POX），也有商用版本。本系列會用 Ryu 做一些 OpenFlow 相關的實驗。
北向界面（Northbound Interface）
北向界面是應用程式與 Controller 之間的介面，目前尚無統一標準，通常根據使用情境採用不同的方案。
Application（Services）
這裡的 Application 幾乎涵蓋所有網路應用，包括 load balancing、security、monitoring 等。應用程式的業務邏輯透過 Controller 傳送規則給網路設備，讓設備彈性地執行我們想要的功能。
OpenFlow 協定
OpenFlow 是最具代表性的南向界面，也被視為第一個 SDN 標準之一。它定義了 SDN controller 與實體或虛擬網路設備的轉發平面溝通的協定，讓 controller 能直接操控設備的轉送行為，更靈活地應對業務需求的變化。
概述（維基百科）
OpenFlow 讓遠端 controller 能透過網路交換器決定封包的轉送路徑。它的發明者將其定位為 SDN 的啟動器。
OpenFlow 允許從遠端控制交換器的封包轉送表，透過新增、修改和移除封包控制規則，改變轉送路徑。相較於 ACL 或路由協定，它支援更靈活的流量管理。同時，OpenFlow 讓不同廠商的設備可以用一套簡單的開源協定進行遠端管理（這些設備傳統上各自提供專有的介面和描述語言）。
協定內容
OpenFlow 是 SDN 學習中的重要指標性協定，它的 specification 非常值得一讀。後續會單獨開一個章節來介紹，請點以下連結：
參考資料
下一篇文章會從 OpenFlow 1.0 開始介紹，後續再補充 OpenFlow 1.3 新增的內容。目前商業上應用最廣的是 OpenFlow 1.3，許多支援 OpenFlow 的 switch 都是以這個版本為主。