SDN 在傳送網絡的引入與應用分析

馬志遠 駱永洪

（同信通信股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150090）

互聯網快速發展，特別是對于SDN 技術來說，為電子科技和電子產品的發展提供了便利。SDN（中文簡稱：軟件定義網絡）是一種新型網絡創新架構，是斯坦福大學提出的，有效地實現了網絡的靈活性，為網絡提供良好的創新平臺，同時該網絡架構為網絡虛擬化提供了便利和幫助，SDN架跨越多個層面的部署，其網絡拓撲、集中算法和物理信息等，實現資源的統一控制，有效提升傳送網的靈活性。下文就對SDN技術進行概述和探討分析。

1 SDN 概述

SDN技術是一種新型網絡創新架構實現控制平臺和轉發平面的有效分離（應用、轉發和控制層面），有效增強網絡的流量，使得管道的管理更加具有靈活性，對現有的網絡進行完善的構建。在傳統的網絡當中，控制平面的功能是分布式的運行，如果需要增加新的網絡功能，則需要對現有的網絡設備進行優化升級，但是這也對現有的網絡帶來極大的弊端，而SDN 的應用則有效克服這一缺陷，采用集中式的方法完成對于平面的轉發，實現兩個平面的有效分離，對接口進行集中的控制，提高可編程的靈活性。

2 SDN 的架構體系

SDN技術的核心思想是將控制面和數據面進行分離，能夠有效解決控制平面和用戶平面的耦合問題，將用戶功能于接入網位置更加接近，大幅度降低網絡的時延性。SDN主要是由軟件和硬件的數據通道構成。其中，軟件控制的有管理以及路由構成，數據通道對數據進行查詢、修改和緩存等功能。借助于SDN的架構體系，方便用戶對各種應用程序的開發和使用，借助于不同的網絡拓撲，滿足不通過的需求，但是具體的實施會在ONF SDN 架構上增加協同層，實現業務的協同等，如圖1 為SDN的架構體系。

圖1 SDN 的架構體系

3 SDN 在傳送網絡分析

3.1 驅動力分析

對于傳送網的研究主要是提高網絡的容量和速率，但是SDN總體進程比較緩慢主要是由于兩點：一是網絡架構比較復雜，雖然說引入SDN 技術，可實現網絡的集中管控，但是需要強大的中央數據庫，但是涉及的廠家以及版本的不同難以實現統一的管理；二是傳送網的運維成本在于設備和管線，隨著市場的競爭加劇，網絡需求更多并且更加復雜，導致網絡管理管理難度加大，難以節省運營成本。實現流量的多方向轉發和控制。其中有以下幾點：一是租客業務需求增多，主要是借助于標準化的抽象化網絡，實現資源的動態化管理，提升網絡使用效率和可用性；二是網絡建設成本和運維成本加大，在網絡建好后，難以實現大范圍內的資源快速資源配置，導致資源利用率下降；三是移動網絡流量經營需求的不斷增長，傳統的模式管理難以保障業務質量，接入SDN 技術，能夠有效使得相關業務開放，網絡的智能化以及承載控制的有效分離，在新的環境下，其優勢可見一斑。

3.2 切入點分析

從技術的角度分析，有三種：一是借助于SDN 能夠實現OTN和WDM的集成，實現對于資源的管理和控制；二是建立自動化SDN環境，實現資源的存儲，可以有效提高支持虛擬化的網絡功能；三是借助于SDN 集成光層和IP 層，能夠實現資源的優化配置，同時實現彈性傳送業務，比如：現階段提出一種新型的網絡架構-SPTN的架構，能夠將SDN 與PTN 深度結合，該技術更好地完成對于資源的優化控制，大幅度提升對于業務的靈活性等。

從引入的分為兩步分析：一是實現網絡的兼容，因為大量的現有網絡的南向接口均非Openflow，需要沿用Qx/SNMP 接口，借助于Controller 與網管兩者之間的緊耦合來實現SDN，實現定義統一的特性；二是可支持Openflow。實現接口的標準化，有效提高網絡的使用效率。

4 傳送網引入SDN 的應用場景分析

4.1 基站業務應用場景

隨著LTE、LTE-A 等相關技術的發展和進步，使得相關基站向高寬帶以及低延時的方向發展，加之相關用戶的流動性增加，使得大幅度提升寬帶的彈性。面向基站業務的應用場景，借助于SDN技術，實現對于流量的感知，同時對于帶寬的動態化的調控。站在全局角度分析，能夠有效降低時延，實現實現流量的多方向轉發和控制，其場景分析如圖2 所示。

4.2 集客業務應用場景

目前來說，集客業務主要面臨著以下問題：對于網關的業務配置效率底低下，面對長距離的網管協調配置周期較長，使得網絡的使用效率低下；同時，業務和路徑協調配置過于頻繁，每次調整需要重新規劃；潮汐效應導致流量產生不均衡，地理分布不均導致業務密集區寬帶業務緊張，對于資源利用率低下；運營商不同的業務需要獨立的網絡資源，集團相應的客戶且需要自己租用網絡等，因此需要對于傳送網提出更高的要求，需要業務更加靈活、網絡的虛擬化以及資源的高效利用等，借助于SDN 的引入們，能夠有效實現對于業務的快速發放、業務質量的有效監控以及業務的高效調整，實現網絡的協調配置，提高業務的可靠性，降低網絡的配置復雜度等，最大化提升用戶- 網絡感知及用戶體驗。其中，圖3 為集客業務應用場景分析。

圖3 集客業務應用場景

4.3 家寬業務應用場景

家寬業務接入方式多樣且豐富，包括光纖到戶以及光纖到大樓等方式，但是需要需要提供用戶體驗一致的異構網絡。具有光纖、五類線、視頻電纜等不同方式的接入媒質，具有多樣化的終端形態（比如：光網絡終端或者家庭網關等），同時需要對多設備和場景的統一化管理和維護。在強烈的市場競爭環境下，按照用戶的不同需求，大幅度提高網絡的質量基礎上，提高對用戶的服務質量。借助于SDN+PON 的方式，可以實現對于PON 的簡化運維管理；按需分配，實現管理的分權分域，確保提高VIP 客戶的業務體驗感，大幅度提高智能的業務的感知能力的同時，有效提高管道的價值。通過引入SDN技術，實現集中式運維管理；智能化業務的感知力，大幅度提升自定義業務的靈活性，滿足多用戶應用需要等。其中，家寬業務SDN應用場景及特點如圖4 所示。

圖4 家寬業務SDN 應用場景及特點

4.4 光纜網絡應用場景

每個運營商都擁有大規模的光交基礎資源網絡。一般來說，其站點光纖采用人工紙質標記，詳細記錄相關端口的信息，同時，并記錄在資管系統當中。工程光纖跳線需要多次進站，相應的效率就比較低下，就大大提高了使用成本。應對海量數據管理，需要向軟件化的可視化管理轉型，采用智能的ODN將無源進行有源化，對其進行ID 化管理，實現自動故障的快速定位，使得大大降低運維成本。采用的SDN應用，實現統一管理有源和無源網絡，并同意配置端口業務。

5 結論

綜上所述，SDN 架跨越多個層面的部署，其網絡拓撲、集中算法和物理信息等有待進一步的研究。控制層面的集中化是否會給現有的網絡帶來弊端，使得網絡性能的降低？同時，對此加入新的業務是否會造成時延等問題。但是，可以預見的是，隨著SDN的不斷完善和優化，完成對于資源的優化控制，有效提高網絡的業務能力，大幅度提升對于業務的靈活性，能夠，大大降低網絡的運維成本，為后期的研究提供一定的基礎。