SDN技術在通信網絡技術中的應用優勢

關浩然

【摘要】 軟件定義網絡作為一種新型的網絡體系架構，將網絡的控制功能與數據轉發功能分離開來，由集中式的網絡控制器將數據轉發平面上的流量分配給網絡元件，實現拓撲感知，路由決策等功能。受SDN原理的啟發，研究者們將SDN的核心思想與無線網絡相結合，探討其在應用中的優勢。

【關鍵詞】 SDN技術 電力光通信網絡 應用價值

SDN技術將控制和轉發進行分離統一南向與北向接口的制式，使控制平面獲得更廣泛的應用。SDN技術最大的特點就是將控制面與轉發面抽離出來，繼而集中控制平面的管理能力，借助軟件可編程模式實現網絡優化。

一、SDN通信網絡技術的現狀

電力光通信網絡主要提供的是電力通信通道的基礎服務，目前的核心技術是SDH/MSTP，個別單位已經使用了WDM /OTN技術。組網模式大多以一般的SDG環網模式為主，環間業務的調整則主要利用大節點間設施支路轉接。承載業務分型主要有變電站自動化系統、調度系統、會議電視、辦公自動化等等。因為當前電力光通信網絡設備類型較多，且不同設備其組網的獨立性較強，無法進行統一的管理與調度。再加上不同通信網絡設施的軟硬件集中性較高，使其形成一個較為密閉的系統。

二、SDN通信網絡技術優勢

1.實現電力核心通信網的統一管控。在寬帶網絡流量不斷擴增的過程中，擴容成本隨之遞增，電力通信網絡越來越繁雜多變，這使得電力通信網的運營更加困難。SDN技術的出現，讓光網絡與IP網絡之間的資源利用實現了統一管控的目的，使網絡容量獲得擴充，大大降低了通信成本。另外，在SDN技術的應用下，資源的調度也更為靈活，流量的管控水平也更高，實現了智能管控的目的。

2.虛擬化軟網絡的技術應用。網絡資源的虛擬化，能讓光網絡基礎設備的優點更有效的展現出來，進而滿足更多用戶的不同業務需求，在確保服務品質的基礎上高效的管控網絡資源，使其獲得利用的最大化。在網絡資源虛擬化的基礎上，光網絡的“軟網絡”能力就變得更為強大。

3.通過SDN技術的應用，可以大大提高網絡的安全防范能力。SDN通過controller的集中控制與管理可以有效地監管整體網絡環境下的異常流量和異常路由路徑。對于存在問題的網絡因素，做到率先發現上報并給出處理措施。防范來自網絡外部的DDOS，流量泛洪等網絡攻擊。

三、SDN技術優勢與具體運用

早在SDN發展的初期，OpenRoads就提出將SDN運用到無線網絡中。OpenRoads利用OpenFlow和SNMP在異構無線網絡中實現了網絡虛擬劃分和終端移動管理，利用 FlowVisor劃分虛擬網絡，分割底層流量，簡化了網絡管控的方法。將SDN引入到低速率的個人無線局域網，每一個物理設備包含一個微控制系統，支持靈活的數據轉發規則。OpenRadio討論了可編程的無線數據平面問題，提供軟件抽象層和模塊化的編程接口，可以處理不同協議下的數據。OpenRadio將網絡分成決策模塊和處理模塊，決策模塊根據需求控制處理模塊對數據的處理，決定使用何種協議處理數據。利用虛擬接入點的概念，針對WLAN應用SDN的思想實現了無線終端的無縫漫游。

Odin利用控制器為每一個接入網絡的用戶終端分配一個只屬于該用戶的VAP，該VAP存儲在用戶終端當前連接的接入點上；而在CloudMAC中，VAP與物理AP分離并且只有一個，無線數據信息在控制器的管理下由相應的物理AP進行轉發。

COAP針對密集家庭網絡的問題，結合SDN的架構提出了一個集中管理家用AP的架構，在COAP的架構下，所有的AP都支持統一廠商的API，通過Internet由運營商控制的控制器集中進行控制，從而獲得更好的網絡資源分配。

OpenRoads通過開放無線部署平臺，利用FlowVisor進行網絡切片，從而實現網絡虛擬化平臺，利用這個平臺，控制層和數據層都很容易擴展。OpenRoads的控制器統一管理85個無線AP以及2個WiMAX基站，研究人員利用FlowVisor和控制器可以獨立進行多個實驗而不相互影響干擾。雖然具體實現方法不同，Odin和CloudMAC均基于虛擬AP的概念實現了對無線網絡的集中管理和統一部署，但是在現有的實驗部署中，Odin和CloudMAC的網絡規模都還很小，對于大規模密集部署的網絡環境還有待進一步的研究。CROWD將控制層分為兩層：本地控制器和區域控制器。CROWD將一個密集部署的異構網絡劃分成很多小的網絡塊，每一個網絡塊由一個CLC控制器控制，所有的CLC控制器又由一個CRC控制器進行集中管理，最終實現對整個網絡的管理。但是CROWD暫時還沒有定義一個完全開放統一的接口。提供了一個密集無線局域網絡的試驗床，承載真實用戶的流量并運行各種網絡應用，實現密集無線網絡中的信道管理、功率控制、接入管理等網絡服務。通過為不同的網絡節點設置不同的網絡權限，控制終端接入到不同的網絡。

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.