制御レイヤは SDN の頭脳であり、基盤となる転送装置の集中的かつ統一的な制御を担当し、同時に上位レイヤのサービスにネットワーク機能の呼び出しのためのインタフェースを提供し、SDN アーキテクチャで極めて重要な役割を果たします。ビューの技術的な実装の観点から、南方向のネットワーク制御と北方向のビジネスサポートに加えて、コントローラが、また、パフォーマンスとセキュリティのボトルネックのSDN集中制御を回避するために、東と西の拡大に焦点を当てる必要があるSDNコントローラは、効果的に様々なレイヤとの通信だけでなく、クラスタの水平展開の問題の制御を解決するために、対応するコア技術の導入に南、北、東西にあります。
現在、NOX、Onix、Floodlight などの OpenFlow 制御プロトコルに基づいた多くのオープンソースコントローラの実装があり、それぞれ特徴的な設計を持ち、リンク発見、トポロジ管理、ポリシー策定、テーブルエントリ発行、その他 SDN ネットワークの運用をサポートする基本的なオペレーションを実現することができます。異なるコントローラはまだ機能とパフォーマンスに違いがありますが、SDN コントローラの技術的な特徴はそれらから要約することができ、これらのオープンソースシステムの開発と実践から学んだ経験と教訓は SDN コントローラの標準化された開発を促進するのに役立ちます。
また、SDN ネットワークの中核であるネットワークの集中制御に使用されるコントローラは、パフォーマンスやセキュリティの面で非常に重要であり、過負荷や単一障害点など、SDN の分野で起こりうる問題は常に喫緊の課題でした。現在、業界では、アーキテクチャの展開、技術的な対策、その他多くの革新的な方法の提案など、これについても多くの議論がなされています。
SDN コントローラのネットワーク制御は主にリンク発見、トポロジ管理、ポリシー策定、テーブルアイテム発行などを含むサウスバウンドインタフェースプロトコルによって実現されます。リンク発見とトポロジ管理は主に統一された監視と統計のための情報を報告するためにサウスバウンドインタフェースのアップリンクチャネルをスイッチング機器の下まで使用する制御です。ポリシーの策定とテーブルアイテムの発行は、南行きインタフェースの下りチャネルを使用して、コントローラがネットワーク機器を統一的に制御することです。
SDN ノースバウンドインターフェースはコントローラを通して上位レイヤのビジネスアプリケーションに開かれたインターフェースで、その目的はビジネスアプリケーションが基礎となるネットワークリソースと機能を便利に呼び出せるようにすることです。同時に、上位レイヤのネットワークリソース管理システムはコントローラのノースバウンドインターフェースを通してネットワーク全体のリソースの状態をグローバルに制御し、リソースの統一されたスケジューリングを行うことができます。ノースバウンドインターフェースはビジネスアプリケーションの直接サービスであるため、その設計はビジネスアプリケーションの要求と密接にリンクする必要があり、多様な特徴があります。同時に、ノースバウンドインターフェースの設計が合理的で便利で、ビジネスアプリケーションから広く呼び出されるかどうかは SDN コントローラベンダの市場の見通しに直接影響します。
サウスバウンドインターフェースには OpenFlow と他の国際標準があり、ノースバウンドインターフェースはまだ業界で認知された標準がないため、ノースバウンドインターフェース用のプロトコルの開発は SDN 分野での現在の競争の焦点となっています。少なくとも 20 種類のコントローラがあり、それぞれが上位レイヤのアプリケーション開発とリソーススケジューリングのためのノースバウンドインタフェースを提供すると報告されています。ノースバウンドインターフェイスの標準は現在、コンセンサスに到達することは困難ですが、完全なオープン性、利便性、柔軟性などの標準のインターフェイスの長所と短所の重要な尺度になりますREST APIは、ビジネスアプリケーションの開発者の上位層は、インターフェイスの形式を好みます。ビジネスアプリケーションを直接呼び出すためのプログラミングインターフェイスを提供するために、既存の機器の伝統的なネットワーク機器ベンダーのいくつかは、また、ノースバウンドインターフェイスの1つとしてみなすことができる、その目的は、オープンプロトコルの競争に対処するために、既存の機器アーキテクチャの条件を変更することなく、構成管理の柔軟性を強化することです。
コントローラは SDN ネットワーク全体の集中制御を担当し、ネットワーク全体のリソースビューを把握し、ネットワークリソースの配信を改善するためにとても重要な役割を果たします。しかしながら、制御能力の集中化はコントローラ局のセキュリティとパフォーマンスがネットワーク全体のボトルネックになることも意味します。さらに、単一のコントローラでは複数の地理にわたる SND ネットワークの問題に対処できず、単一のコントローラノードの信頼性、スケーラビリティ、パフォーマンスの問題を回避するために複数の SDN コントローラで構成される分散クラスタが必要です。現在、複数のコントローラ間の通信とリンクに使用される東西インターフェースはまだ標準が定義されていませんが、専門家によれば、いくつかの非常に成熟したクラスタリング技術は上記の課題を解決するために SDN ネットワークに適用することができます。
