基于SDN的分片網絡資源編排系統設計

莫劍峰，黃俊濤，宋云奎，張乾坤，黃 翔

（南方電網數字電網研究院有限公司，廣東 廣州 510000）

為解決傳統的分片網絡資源編排系統無法將網絡控制面與網絡數據面分離的問題，利用SDN技術對分片網絡資源編排系統進行優化。SDN指的就是軟件定義網絡，在2006年由美國斯坦福大學CLean State課題研究組提出。SDN可以作為新型網絡創新架構，能夠利用OpenFlow核心技術將網絡虛擬化。分片網絡資源編排在本質上來講是將網絡設備的網絡控制面與網絡數據面分離，形成分片網絡資源，進而實現網絡資源的靈活編排。分片網絡資源編排系統能夠使網絡以管道的形式變得更加智能化，為基于SDN的核心網絡以及應用的創新提供了良好的發展空間。因此，本文進行基于SDN的分片網絡資源編排系統設計。

1 SDN的分片網絡資源編排系統設計

考慮到系統的最終目的在于提高編排適配度，實現對分片網絡資源合理編排。因此，在本文進行的基于SDN分片網絡資源編排系統設計中，首先在原有系統的硬件基礎上，設計了編排開源控制器，實現對分片網絡資源精準化編排。在軟件設計方面，利用編排端對分片網絡資源進行調度，通過設計數據庫，實現對分片網絡資源合理編排。

1.1 網絡資源編排系統硬件的設計

SDN的分片網絡資源編排系統硬件設計的主要設備是編排開源控制器，型號是MPD-SAG260G-P26。編排開源控制器是通過電源供電的無線數字輸出的控制器，可選配LOPEitot-iot或GPRS無線通信的方法。在編排開源控制器內置高精度壓力傳感器及MCU，高精度壓力傳感器具有精度高、長期穩定性高的特點，能夠準確的感知分片網絡資源情況，MCU整體采用低功耗設計。編排開源控制器采用接頭構成和408不銹鋼殼體，通過安防爆認證。編排開源控制器最主要的優勢取決于功能實用，可以實現分片網絡資源分布式編排，編排速率僅需要1分鐘至5分鐘可自動調節。除此之外，編排開源控制器與傳統控制器相比具有較強的分片網絡資源集中調度能力。本文通過將編排開源控制器和傳統控制器功能進行比較，進一步說明編排開源控制器的優勢。在編排開源控制器和傳統控制器功能比較中，兩種控制器的對比內容包括：系統架構、北向接口協議、南向接口協議、設計理念以及分片網絡資源集中調度能力。編排開源控制器和傳統控制器功能具體比較結果，如表1所示。

表1 編排開源控制器和傳統控制器功能比較

通過表1可知，編排開源控制器能夠提升基于SDN的分片網絡資源編排系統硬件性能，具有更強的適用性。

1.2 軟件設計

在基于SDN的分片網絡資源編排系統的軟件設計方面，首先利用網絡資源編排端對分片網絡資源進行調度，結合設計數據庫，實現對分片網絡資源合理編排。在基于SDN的分片網絡資源編排系統的軟件設計中，使用SDN技術對網絡資源進行整合重構。通過SDN的核心技術將網絡控制面與網絡數據面分離，形成分片網絡資源，利用網絡資源編排端可以實現分片網絡資源可視化。將分片網絡資源以管道的形式進行存儲，從而得出數據庫。經過編排的分片網絡資源直接更新至數據庫中，提高分片網絡資源的編排效率。通過對基于SDN的分片網絡資源編排系統的軟件設計，發現SDN技術是實現分片網絡資源編排的有效途徑。必須加大對SDN技術的研究，最大限度的排除外界干擾因素，致力于提高分片網絡資源編排結果的合理度。

2 實驗對比

2.1 實驗說明

本次對比實驗采用對應服務器II的兩種系統進行分別檢測，仿真實驗編排系統中主要是由Photodeaty圖形和腳本實現對分片網絡資源的編排以及編排任務的觸發。為了體現基于SDN的分片網絡資源編排系統的優越性，分別使用傳統的分片網絡資源編排系統及基于SDN的分片網絡資源編排系統對資源進行編排，內容為分片網絡資源的編排適配度。分別記錄兩種系統下的分片網絡資源編排使用情況。為了保證仿真實驗的普遍性，實驗總次數設定為10次。設置傳統的分片網絡資源編排系統為對照組，進行實驗對比。

2.2 實驗結果及分析

根據上述設計的對比實驗，收集10組實驗數據，將兩種編排系統對于分片網絡資源的編排適配度進行對比。為了更加直觀地表明實驗結果，將收集的實驗數據，以曲線圖的形式展現。實驗結果，如圖1所示。

圖1 實驗結果對比圖

根據圖1結果表明，與傳統的分片網絡資源編排系統相比，基于SDN的分片網絡資源編排系統對分片網絡資源的編排適配度更高。由此可見，基于SDN的分片網絡資源編排系統對分片網絡資源的編排能夠滿足技術指標的要求，從而說明基于SDN的分片網絡資源編排系統可以實現分片網絡資源的合理編排。

3 結束語

隨著軟件定義網絡技術的逐步成熟，分片網絡資源編排問題顯得格外重要。SDN的分片網絡資源編排系統是對分片網絡資源進行編排的最可靠和最實用的辦法。分片網絡資源編排不僅是對于個人還是國家都很重要，針對SDN的分片網絡資源編排系統的分析可以大幅度提升分片網絡資源的編排適配度，做到比傳統的分片網絡資源編排系統更完善。基于SDN的分片網絡資源編排系統是分片網絡資源編排的核心技術，為分片網絡資源編排提供學術意義。