SDN在光傳送網應用的探索

宋智恒

（中國移動通信集團廣西有限公司 廣西 南寧 530022）

1 引言

SDN是一個范例，它提供了控制和轉發或交換平面之間的分離，在本文的其余部分中簡稱為交換平面。在其最嚴格的形式中，SDN是關于如何在網絡中建立流（或連接）并相應地配置網絡的決策。該決策可以根據網絡資源狀態、策略和應用程序需求進行優化。一旦做出決策，控制平面通過網絡控制協議與交換平面通信必要的動作。在本文中，我們關注服務支持，特別是優化網絡資源使用和自動化某些功能的能力，這些功能通常需要使用當前的范例和過程進行手動或繁瑣的交互序列。

2 SDN網絡概述

2.1 . 發展背景

兩大趨勢正在深刻地影響和改變著網絡。第一個趨勢是虛擬化。資源虛擬化（計算、存儲）已經徹底改變了IT資源的使用方式（不管位置如何，都是按需使用），帶來了操作上的好處，以及可觀的CAPEX/OPEX節省。網絡虛擬化可以給網絡帶來同樣的操作效益，提供彈性和靈活的操作。第二個趨勢是云的轉變。隨著“云模型”的出現，以及各種云服務——基礎設施即服務（IaaS）和平臺即服務（PaaS）——越來越多的應用程序被從私有網絡上的私有數據中心轉移到使用虛擬化、多租戶基礎設施構建的通用云上。使用固定和/或無線網絡的各種設備都需要訪問這些應用程序。然而，網絡根本沒有跟上IT基礎設施的速度、規模和靈活性。它限制了云服務的放置、互連和移動虛擬化實例的靈活性和效率，從而阻礙了云服務的采用。因此，為了讓網絡在云驅動的世界中實現其價值，它必須進化到允許應用程序像使用計算和存儲資源一樣流暢地使用它。這種新的網絡操作方式是通過引入SDN框架實現的。SDN框架用開源編程取代了固有的應用程序開發環境，引入了支持彈性網絡需求的配置模型，以替代當今的靜態網絡資源消耗，并用標準化應用程序編程接口（API）取代了專有接口和手工集成過程，以提高自動化效率[1]。這種能力需要跨所有網絡層和網絡服務提供。

2.2 . SDN框架分析

SDN框架提供了幾個主要優點：網絡可編程性；服務加速以滿足應用程序聯網的需求；運營效率和簡化以降低資本和運營成本，目的是提供與云經濟一致的聯網服務，SDN的核心是將基礎網絡基礎設施的抽象視圖傳播到應用層的概念。抽象允許應用程序擁有與服務一致的網絡視圖，同時隱藏底層網絡基礎結構的復雜性。應用程序可以是服務提供者應用程序，也可以是租用者應用程序。這為網絡可編程性奠定了基礎，因為應用程序能夠對網絡的抽象視圖進行編程，從而允許在不直接訪問物理基礎設施的情況下進行服務設置（并啟用新服務）。SDN提供了有效管理網絡資源和簡化操作的手段。

3 SDN在光傳送網應用分析

3.1 應用模式

具體來說，SDN將啟用幾個新的增值服務。例如，允許企業在高峰期訪問公共云資源的云爆發應用程序是主要的用例之一，因為它將加速企業IT轉換過程并允許大量節省；另一個這樣的應用程序是數據中心之間的工作負載遷移，用于負載平衡或計劃的維護，或者用于即將到來的惡劣天氣。這將需要大量的帶寬增加，可以使用SDN實例化。此外，傳輸層SDN還將為存儲應用程序啟用網絡虛擬化，這可能允許前端和后端網絡虛擬化。以下是傳輸中SDN的一些用例。

3.2 案例分析

首先，可以實現動態連接管理，使用每個租戶的抽象，SDN將顯示租戶連接的抽象視圖，過濾掉網絡的其余部分。承租人將能夠動態地規劃服務接入點之間的連接（符合策略標準），以適應應用程序和需求。這種需求可能會自發地改變，也可能是重復出現的（晝夜模式，定期備份）。這種動態容量管理可以在L1或L2中設想。這使租戶能夠管理連接性，也可以是一個新的服務提供。

其次，流量工程基礎設施切片：通過提供可用的網絡切片來表示匹配這些屬性的網絡資源的抽象視圖，支持應用程序根據某些需要的屬性設置服務，例如加密、延遲、保護級別。加密切片可用于動態地打開托管加密服務，這對于許多客戶（如政府、醫療保健、金融等）非常重要。可以使用延遲切片，通過基于距離和延遲的考慮執行路徑計算，促進打開延遲優化的服務。這與金融服務尤其相關。

此外，還可以實現傳輸即服務：為租戶分配一部分網絡資源，并讓租戶控制其使用和實現的服務。這允許更大的網絡資源貨幣化，同時給予租戶前所未有的靈活性和控制[2-3]。這個用例對于向其他需要在特定地理區域靈活連接的服務提供商提供按需服務以及數據中心互連也很重要。

最后是網絡優化：SDN的特點之一是提供網絡的全局視圖，包括多層拓撲結構和服務信息。這在跨多層IP和光網絡建立新服務時非常重要，在這種網絡中，SDN控制器和PCE引擎可以計算出考慮到多層拓撲結構的最優路徑（從成本和性能角度）。需要注意的是，鑒于SDN控制器將是虛擬化的，并且可以很容易地進行伸縮，可伸縮性問題在這里就不那么明顯了。

4 結語

綜上所述，SDN代表了一個新的范例，它有潛力支持網絡虛擬化以支持新的云服務。傳輸將完全集成在SDN范例中，允許傳輸服務的服務加速，并允許跨多層進行IP/光集成的網絡優化。SDN將充分整合現有的或即將到來的傳輸層技術（ROADM、速率適應接口、OTN、分組光集成、GMPLS），以實現彈性和靈活的傳輸。