基于SDN框架的通信網絡的研究與應用

施玉麟 王亞微 朱靖

【摘要】 在大數據時代，網絡體系不斷改革，SDN作為新生力量隨之出現，它借助控制器實現了對傳統網絡資源的有效管理與合理配置?；赟DN框架的通信網絡的應用具有顯著的優勢，但未能替代傳統網絡，為了進一步完善與改進SDN與傳統網絡，本文探討了基于SDN框架的通信網絡的研究與應用，旨在滿足大數據時代發展的需求，并促進世界網絡的融合。

【關鍵詞】 SDN 通信網絡 應用

SDN又稱軟件定義網絡，它屬于新型的網絡構想，變革了傳統通信網絡。傳統網絡的運作模式為靜態的，過于依賴網絡設備，而源于不同廠商的設備，增加了網絡的復雜性與多樣性。但在大數據時代，海量數據的出現對網絡性能的要求不斷提高，為了充分利用網絡資源，需要積極發揮傳統網絡的性能，同時也要解決大數據的相關技術問題，在此情況下，SDN的出現適應了網絡發展的需求。本文主要闡述了基于SDN框架的通信網絡的研究與應用，旨在推動SDN的發展。

一、基于SDN框架的通信網絡的研究

SDN框架屬于集中式網絡系統，其形式眾多，如：ONF定義的SDN架構、ETSI推出的NFV構架。ONF架構實現現代先進技術與SDN的融合，在促進SDN發展的同時，還滿足了各大企業的需求。ONF定義的SDN架構分為三層，分別為應用層、控制層與基礎設施層，其中南向接口為控制層、基礎設施層的接口，北向接口為控制層、應用層的接口。ETSI推出的NFV構架，對軟件技術進行了積極的運用，其重點為網絡功能的虛擬化，基礎為網絡構架底層技術，同時NFV細化了控制層，在此基礎上，提高了管理的效率，滿足了商業化發展的需求[1]。SDN架構的特點主要為集中控制、開放接口與網絡虛擬化，任何SDN架構的提出均要具備上述三個特點。為了實現SDN，其方案主要分為三類，分別為基于專用接口、基于疊加網絡、基于開放協議，三個方案均支持集中網絡操作系統，同時其軟件接口具有豐富性與靈活性，但也存在不足，如：第一個方案的接口、設備二者間存在緊密耦合的關系，第二個方案極易受底層網絡質量的影響，增加了自身的復雜性，第三個方案不適合商業化競爭。

二、基于SDN框架的通信網絡的應用

隨著SDN框架的完善，對其實踐應用展開了探索。對于互聯網而言，其構成具有一定的復雜性與廣泛性，在網絡結構中，其實際應用均體現著對SDN的需求。在互聯網發展過程中，數據中心問題制約著其發展，特別是在大數據時代，傳統網絡難以適應其發展的需求，為了推動數據中心的發展，提出了SDN框架，它有效解決了虛擬機與多租戶的問題[2]。在通信網絡中應用SDN，主要體現在它為區域網絡建立了新的架構。對于骨干網絡而言，它作為網絡的堅實基礎，其類型有兩種，一種為連接各個網絡區域的網絡，另一種為連接各個數據中心的網絡，不同類型網絡傳輸的數據，其作用、需求能力及流量大小等均存在差異，為了全面應用SDN改造骨干網絡，在設計OpenFlow交換機時，要根據網絡需求，提出相應的轉發策略與緩存機制。同時，面對大范圍網絡及多節點，要積極利用集群架構以此解決控制器存在的問題，在此基礎上，系統才能夠具有一定的穩定性與安全性。Google的骨干網絡對SDN進行了應用，為I-scale與G-scale網絡定制了OpenFlow交換機，以此實現了對整個網絡資源的管控。對于城域網邊緣而言，它作為用戶進入骨干網的入口，在整個商業網絡體系中扮演著重要的角色，因此，為了實現城域網邊緣的商業化，要在設備上保留用戶的狀態及其配置信息。在城域邊緣網中應用SDN，實現了多臺設備的虛擬化，同時多個集群被整合為一個可控制集群，在整合后，城域網邊緣對用戶來說是邏輯性的設備，此時的設備由SDN控制器進行統一的支配。對于接入網而言，它作為接入業務控制層的主要部分，其節點數量眾多，并且分布范圍較廣，通過SDN的應用，大量的節點統一為一個整體的虛擬設備，由SDN控制器對其進行統一的管理，同時SDN解決了新業務造成的業務產業鏈周期過長的問題。對于無線接入網而言，它是各大服務商最為關注的網絡領域，隨著移動設備的增多，無線接入網的覆蓋率及基站規模與日俱增，IP無線接入網主要是借助IP技術實現的，其優勢十分顯著，擴大了網絡規模，提高了網絡組網的靈活性，保證了無線網絡的安全性與可靠性，將SDN應用于無線接入網，將SDN控制器建立在中心設備上，利用中心設備管理接入網絡的其他設備，在SDN框架下，SDN控制器實現了對遠端設別的有效管理。對于企業網絡而言，其內部網絡具有一定的豐富性與復雜性，為了提高內部網絡的經濟價值，應用了SDN，它使企業網絡實現了統一管理，在此基礎上，提高了企業業務的效率，降低了運營商的管理成本[3]。

總結：自SDN出現至今，其研究與應用得到了廣泛的關注，ONF定義的SDN架構，將其劃分為應用層、控制層與基礎設施層，其方案為基于專用接口、基于疊加網絡、基于開放協議三種。基于SDN框架的通信網絡的應用，主要體現在骨干網絡、城域網邊緣、接入網、無線接入網及企業網絡。相信隨著SDN應用的日益廣泛，其優勢將更加顯著。

參 考 文 獻

[1]趙明宇，嚴學強.SDN和NFV在5G移動通信網絡架構中的應用研究[J].移動通信，2015，14：64-68.

[2]汪正康，周鵬，肖俊超等.基于SDN的數據中心網絡資源調度機制[J].計算機系統應用，2015，08：212-218.

[3]查勇.基于SDN的網絡架構在物聯網應用中的優勢分析與研究[J].電子技術與軟件工程，2015，04：9-10.