Emerging mega-trends (e.g., mobile, social, cloud, and big data) in information and communication technologies (ICT) are commanding new challenges to future Internet, for which ubiquitous accessibility, high bandwidth, and dynamic management are crucial. However, traditional approaches based on manual configuration of proprietary devices are cumbersome and error-prone, and they cannot fully utilize the capability of physical network infrastructure. Recently, software-defined networking (SDN) has been touted as one of the most promising solutions for future Internet. SDN is characterized by its two distinguished features, including decoupling the control plane from the data plane and providing programmability for network application development. As a result, SDN is positioned to provide more efficient configuration, better performance, and higher flexibility to accommodate innovative network designs. This paper surveys latest developments in this active research area of SDN. We first present a generally accepted definition for SDN with the aforementioned two characteristic features and potential benefits of SDN. We then dwell on its three-layer architecture, including an infrastructure layer, a control layer, and an application layer, and substantiate each layer with existing research efforts and its related research areas. We follow that with an overview of the de facto SDN implementation (i.e., OpenFlow). Finally, we conclude this survey paper with some suggested open research challenges

چکیده

ظهور مگاترندها (ابر رویه ها) (همچون داده های موبایل، محیط های اجتماعی، کلود، و ابرداده ها) در فناوری های ارتباطات (ICT) اینترنت نسل آینده را در تقابل با چالش های جدیدی قرار می دهد، که این امر اهمیت قابلیت دسترسیِ موجود، پهنای باند بالا، و مدیریت پویا را دوچندان می کند. هرچند، روش های سنتیِ مبتنی بر پیکربندیِ دستیِ دستگاه های اختصاصی امری طاقت فرسا و مستعدِ خطا می باشند و نمی توانند استفاده کاملی از ظرفیت زیرساختِ شبکه فیزیکی داشته باشند. به تازگی، شبکه بندیِ تعریف شده با نرم افزار (SDN) به عنوان یکی از نویدبخش ترین راهکارها برای استفاده در اینترنت نسل آینده توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. SDN بواسطۀ دو خصوصیت برجسته خود تعریف می شود که عبارتند از تجزیه و واگراییِ سطح کنترل از سطح داده و تامین قابلیت برنامه نویسی جهت طراحی برنامه شبکه. درنتیجه این امر، ازSDN جهت فراهم آوردنِ یک پیکربندیِ موثر تر، عملکرد بهتر و انعطاف پذیریِ بالاتر در تطبیق و آماده سازی طرح های خلاقانه شبکه استفاده می شود. این مقاله، آخرین پیشرفت ها را در این حوزه پژوهشیِ فعالِ SDN مورد بازبینی قرار می دهد. نخست تعریفی پذیرفته شده و کلی برای SDN همراه با دو مشخصۀ ویژه مذکورِ آن و مزایای احتمالیِ SDN ارائه می کنیم. سپس برروی معماریِ سه لایه آن، ازجمله لایه زیرساخت، لایه کنترل، و لایه اپلیکیشن تمرکز خواهیم داشت، و ماهیت هر لایه را بواسطۀ پژوهش های موجود و حوزه های پژوهشیِ مرتبط با آن اثبات می کنیم. پس از آن مروری بر پیاده سازیِ عملیِ SDN (یعنی OpenFlow) خواهیم داشت. نهایتاً با برخی چالش های پژوهشیِ حل نشده، از این مقاله تحقیقی به نتیجه گیری می پردازیم.

1-مقدمه

ظهور ابررویه ها در حوزه ICT، بویژه داده های موبایل، محیط های اجتماعی، کلود، و ابرداده ها، باعث ترغیب شبکه های کامپیوتری به داشتن پهنای باند بالا، قابلیت دسترسی فراگیر، و مدیریت پویا شده است. نخست، تعداد فزایندۀ محتواهای چندرسانه ای (مالتی مدیا) و افزایش تقاضا برای تجزیه و تحلیل ابرداده های مجموعه های متنوعی از منابعِ داده، موجب نیاز به اتصال به شبکه با سرعتی بالاتر از هر زمانی، شده است...