在SDN架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)的控制平面和數(shù)據(jù)平面相互分離，或者說解耦合，不再綁定在一起，如下圖所示。

SDN的數(shù)控分離給網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域引入一個(gè)新的概念：南向接口。控制平面與數(shù)據(jù)平面解耦合之后，需要通過這個(gè)南向接口進(jìn)行通信，在SDN發(fā)展過程中，OpenFlow是第一個(gè)開放的南向接口協(xié)議。我們學(xué)習(xí)SDN的第一步就是了解和認(rèn)識(shí)OpenFlow南向接口協(xié)議。注意：OpenFlow不僅僅是南向接口協(xié)議。

這個(gè)南向接口對SDN架構(gòu)的演進(jìn)非常重要。為什么這么說呢？南向接口可以理解成一個(gè)數(shù)據(jù)平面的編程接口，這個(gè)通信接口支持的可編程能力直接決定了SDN架構(gòu)的可編程能力，通俗點(diǎn)來說，一個(gè)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方案中，數(shù)據(jù)平面的南向接口能力決定了SDN方案用戶編程能力的上限。

另一方面，南向接口是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商競爭的一個(gè)關(guān)鍵。如果哪一家設(shè)備廠商獨(dú)占了這個(gè)通信接口標(biāo)準(zhǔn)，那么這家廠商直接擁有了SDN時(shí)代的話語權(quán)。幸運(yùn)的是，SDN是從大學(xué)校園誕生的新技術(shù)，OpenFlow最初的定位就是一個(gè)開放的通用南向接口。

如果OpenFlow真的成為一個(gè)通用的、統(tǒng)一的開放接口，那真是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的幸事。可惜要做到這一點(diǎn)很難很難，OpenFlow本身能否承擔(dān)這個(gè)重任暫且不論，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商巨頭又怎能坐視不理？隨著SDN的發(fā)展，設(shè)備廠商把越來越多的接口協(xié)議放到南向接口協(xié)議的陣容中，唱衰OpenFlow的聲音多起來，甚至在OpenFlow基礎(chǔ)上出現(xiàn)了新的南向接口協(xié)議，視為OpenFlow2.0.

為了理清眾多的SDN南向接口，我們首次提出了一種新的南向接口分類方法：根據(jù)南向接口提供的可編程能力，分為狹義SDN南向接口和廣義SDN南向接口兩大類。大家可以重點(diǎn)關(guān)注一下設(shè)備廠商對不同南向接口的支持，不同控制器在支持南向接口方面的選擇。

狹義的SDN南向接口協(xié)議支持?jǐn)?shù)據(jù)平面本身的可編程能力，用戶可以通過控制平面編程或者自定義數(shù)據(jù)平面設(shè)備的具體網(wǎng)絡(luò)處理行為，比如轉(zhuǎn)發(fā)操作、包頭的修改。OpenFlow是這種狹義南向接口協(xié)議的典型，控制平面可以通過OpenFlow協(xié)議下發(fā)流表項(xiàng)來對數(shù)據(jù)面設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理行為進(jìn)行編程，從而實(shí)現(xiàn)更細(xì)粒度的可編程網(wǎng)絡(luò)。是否狹義SDN南向接口協(xié)議，關(guān)鍵是看這種南向接口協(xié)議是否具備明顯的數(shù)據(jù)面可編程能力。

廣義的SDN南向接口協(xié)議只是支持一定程度的數(shù)據(jù)平面可編程能力，比如傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置協(xié)議和網(wǎng)管協(xié)議等。這種廣義SDN南向接口協(xié)議又分為三種子類型：第一種是僅具有對數(shù)據(jù)平面配置能力的南向接口協(xié)議；第二種是應(yīng)用于廣義SDN，具有部分可編程能力的南向接口協(xié)議；第三種是本來就存在，其應(yīng)用范圍很廣，不限于應(yīng)用在SDN控制平面和數(shù)據(jù)平面之間傳輸控制信令的南向接口協(xié)議。

第一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置類型協(xié)議的代表有OF-Config、OVSDB和NET-CONF等。目前這些南向協(xié)議已經(jīng)獲得部分SDN控制器的支持，比如OpenDaylight。當(dāng)然，這種子類型的南向接口只能對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的資源進(jìn)行配置，不能編程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的具體處理過程。從寬泛的角度來看，這些南向接口也應(yīng)用在SDN控制平面和數(shù)據(jù)平面之間，也屬于SDN南向接口協(xié)議范圍。另外，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置型南向協(xié)議是OpenFlow等狹義SDN南向協(xié)議的必要補(bǔ)充，在設(shè)備初始化時(shí)完成對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源的配置，最典型的就是ONF的OF-Config協(xié)議。

第二種部分可編程的SDN南向接口協(xié)議的代表是思科的OpFlex協(xié)議。在思科的SD方案ACI架構(gòu)中，思科控制平面通過OpFlex接口協(xié)議遠(yuǎn)程下發(fā)策略，控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備去實(shí)現(xiàn)某種網(wǎng)絡(luò)策略。然而，OpFlex是聲明式控制(Declarative Control)的南向接口協(xié)議，只是下發(fā)控制平面定義的策略，并不指定實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)策略的具體方式，具體的實(shí)現(xiàn)方式由數(shù)據(jù)平面設(shè)備來決定。可以看出，OpFlex具有一定的可編程能力，但也只是相對受限的可編程能力，無法做到更細(xì)致粒度的數(shù)據(jù)平面編程，所以我們將其歸類到廣義的SDN南向協(xié)議中。

第三種可用的SDN南向協(xié)議的代表是XMPP和PCEP。這種通信協(xié)議本來就存在，具有一定的可編程能力，但均不是專門為SDN而設(shè)計(jì)的，可以用作SDN南向接口協(xié)議。比如XMPP被用于很多場景，比如網(wǎng)絡(luò)聊天等，PCEP最初被廣泛用于TE領(lǐng)域，在SDN出現(xiàn)之后，都經(jīng)常被應(yīng)用在SDN框架中。

最后，我們再介紹一種特殊的南向接口：完全可編程南向接口協(xié)議。這種南向接口協(xié)議可以看作是OpenFlow的演進(jìn)，比如華為提出的POF協(xié)議/架構(gòu)和P4語言/協(xié)議。這兩者比OpenFlow有更通用的抽象能力，其能力范圍已經(jīng)超越了狹義SDN南向協(xié)議的定義。

華為POF架構(gòu)不僅可以實(shí)現(xiàn)軟件定義的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理，而且還可以實(shí)現(xiàn)軟件定義的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議解析。即POF可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)平面協(xié)議解析過程和數(shù)據(jù)處理過程兩部分的軟件定義，擁有更細(xì)粒度和更全面的數(shù)據(jù)平面編程能力，支持協(xié)議無關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)，是完全可編程的南向協(xié)議。而OpenFlow僅支持通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的處理邏輯，無法對數(shù)據(jù)平面數(shù)據(jù)解析邏輯進(jìn)行編程，所以當(dāng)需要支持新網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時(shí)，就暴露出抽象能力不足的缺點(diǎn)。

2016年后半年火的一塌糊涂的P4，也是一個(gè)可對數(shù)據(jù)解析邏輯和數(shù)據(jù)處理邏輯編程的語言或者框架。P4不僅是一個(gè)SDN南向協(xié)議，還是一門網(wǎng)絡(luò)編程語言，即可以通過P4協(xié)議對底層交換機(jī)進(jìn)行編程控制。P4的范圍超越了純粹的SDN南向協(xié)議，包涵了網(wǎng)絡(luò)編程語言的概念。

本質(zhì)上，POF和P4更準(zhǔn)確的歸類應(yīng)該是完全可編程的通用抽象模型，因?yàn)樗鼈兺瑫r(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)平面和控制平面的軟件定義。但是如果從南向接口協(xié)議的角度來看，POF和P4可以看作是比OpenFlow具備更全面可編程能力的南向接口協(xié)議。