21、利用布隆过滤器增强软件定义网络

利用布隆过滤器增强软件定义网络

1. 布隆过滤器在SDN中的基础应用

在软件定义网络（SDN）中，当转发元素（FE）遇到带有组播标签的数据包时，会先检查流表。提取布隆过滤器时，首先提取 m 和 k 值，其余部分即为布隆过滤器，将其复制到缓存中进行进一步处理。通过左移操作提取第一个布隆过滤器，以此类推，提取所有布隆过滤器。当根FE接收到数据包时，会为其添加垫片头，然后将数据包转发到下一跳。若节点与组播树的距离小于树的深度，则根据垫片头转发数据包，同时也会将数据包转发到直接连接的节点。

为了实现无假阳性的布隆过滤器，会插入包含集中的标识符，并查询排除集中的标识符。但如果排除集中的标识符被插入到布隆过滤器中，如何将其移除并未提及，因为标准布隆过滤器不允许删除操作，若要移除排除集标识符，需要重新构建布隆过滤器。

2. SDN面临的问题与挑战

SDN在发展过程中面临着诸多问题和挑战，具体如下：
- 单点故障 ：当网络仅维护一个控制器时，控制器的故障会影响整个网络。
- 同步开销 ：多个控制器的SDN网络需要维护共同的全局视图，它们通过东西向接口相互通信以更新本地状态，但这会消耗网络资源并带来较大开销。
- 可扩展性 ：流量增加会使控制器陷入瓶颈，需要在网络中添加更多控制器。
- 隐私问题 ：不同的SDN域可能遵循不同的隐私政策，部分SDN域为特定数量的客户服务，有自己的政策。
- 互操作性