SDN技術在運營商IP承載網中的運用

李晶晶，董曉娟

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

近年來，移動通信網絡不斷升級，為IP承載網絡進一步發展奠定了良好基礎。在此背景下，我國運營商也充分認識到了SDN技術的作用和價值，并基于SDN技術構建服務系統，旨在為提高網絡靈活性提供保障，同時降低網絡運營成本。為了充分發揮SDN技術在IP承載網絡中的應用價值，運營商需要加大SDN技術開發力度，從而促進運營商網絡架構持續發展。

1 SDN技術概述

SDN技術實際上就是建立在軟件定義基礎上的一種網絡構架技術，主要由轉發層和控制層組成，能夠對網絡狀態進行統一管控。其采用開放編程接口，可以確保底層網絡設施有效控制上層應用。作為網絡組織中的一種全新網絡構架技術，可以從廣義和狹義兩個方面對SDN技術進行概述[1]。從廣義方面進行分析，SDN技術是通過開放編程接口完成應用軟件可編程的一種網絡構架，簡單來說就是在網絡領域內將軟件定義進行有效延伸[2]。從狹義方面進行分析，SDN技術就是建立在ONF組織發布的相關標準協議基礎上構建的網絡構架，主要由應用層、網絡層以及基礎設施層組成。SDN網絡構架如圖1所示。

圖1 SDN網絡構架示意圖

2 SDN技術對運營商IP承載網帶來的影響

現階段，我國運營商IP承載網絡大多基于傳統TCP、IP協議進行流量轉發，在此過程中離不開分布式路由的準確計算。在網絡協議規劃和部署過程中，主要采用人工配置方式，工作人員需嚴格按照部署流程進行操作[3]。運營商IP承載網屬于提前配置的靜態網絡，為了更好地適應網絡流量變化情況，需要充分了解網絡機構與設備運行能力，并在規劃階段考慮流量最大限度轉發需求[4]。

在運營商傳統IP承載網絡中，分組傳送網（Packet Transport Network，PTN）網絡是典型代表。隨著科技的不斷進步，PTN網絡也得到了一定優化和完善，并承擔起了大量集客、基站等業務。該網絡的主要優勢在于集中網管和統計復用，能夠為網絡運營提供安全保障。SDN技術的廣泛應用和普及為提升用戶體驗奠定了良好基礎，其優勢在于智能化、集中化控制，可以最大化提高網絡盈利水平[5]。現階段，SDN技術已經成為各大運營商在IP承載網上的首要選擇，其為承載網創新發展帶來的影響主要體現在以下幾個方面。

（1）為網絡維護管理提供便利。在運營商IP承載網中應用SDN技術能夠全面掌握網絡設備運行情況，同時將轉發層狀態調整為轉發行為。如此不僅能夠為網絡維護管理提供便利，而且還能減輕人工工作強度，同時降低運維成本。

（2）減少網絡建設不必要資金支出。將SDN技術應用到IP承載網中能夠提高網絡鏈路使用率，為網絡建設投資進行精準預測，并且預測結果準確、可靠，在一定程度上減少了網絡建設不必要的資金支出和浪費[6]。

（3）提高IP承載網綜合能力。以SDN技術為支撐的運營商IP承載網是一個具有開放性特征的網絡平臺，相對于其他承載網絡而言，開放網絡平臺的承載能力更高，用戶可以結合自身需求提出服務要求。此外，SDN技術使承載網在非忙狀態下的貸款成為新利潤增長點，可以在特定時間內為特定用戶提供網絡承載服務，不僅能夠提高網絡盈利水平，而且還能夠強化網絡綜合競爭力。當前，一些運營商在PTN承載網中應用SDN技術構建了SPTN網絡，融合了SDN技術與PTN承載網的優勢，實現了集中控制、智能管理以及資源高效利用等目標[7]。SPTN網絡構架如圖2所示。

圖2 SPNT網絡構架示意圖

3 SDN技術在運營商IP承載網中的應用

當前，越來越多運營商認識到SDN技術在IP承載網中的應用價值，并將研究重點放在SDN應用場景探索方面，同時推進SDN應用場景與主流傳輸技術、現代化運維體制的深入結合[8]。

結合運營商網絡構架搭建的實際情況來看，可以分為3個層次，分別是核心層、匯聚層以及接入層。在選擇網絡設備的過程中，要確保設備型號相同，同時保證軟硬件設施的版本一致。結合SDN技術在IP承載網中的應用情況來看，基本能夠達到預計目標，但在APP交互、業務發放功能等方面依然有待完善，目前來看存在路由策略智能化水平不高、需要導入場景特定路由策略等問題，這也意味著在SDN技術未來開發中需要朝著更加人性化的方向演進。結合SDN技術應用結果來看，其在提高IP承載網運行效率、動態管理等方面發揮重要作用，具備實用性、便捷性特點。

4 SDN構架演進思路

結合以上分析可以看出，將SDN技術應用到運營商IP承載網已經成為大勢所趨。當前SDN技術標準依然處于發展階段，相關產品也在不斷創新，在網絡構架演進過程中要慎重制定演進策略。結合SDN技術發展現狀、發展規律綜合分析其應用安全性、可靠性，并在此基礎上提出分階段演進策略，具體可以分為3個階段。一是在現有技術基礎上豐富SDN技術功能，二是SDN技術與IP協議共存，三是純粹的SDN網絡構架[9]。

4.1 在現有技術基礎上豐富SDN技術功能

在運營商IP承載網核心層或骨干層現有網絡設備的基礎上，對BGP路由調度策略進行合理優化，從而實時監督管理鏈路流量，為鏈路流量動態化疏導奠定良好基礎。在全局化因素制約下，路徑計算的流量分布轉發也會逐漸趨于均衡。

4.2 SDN技術與IP協議共存

相對于其他承載網而言，IP承載網對網絡的安全性、可靠性要求更高。在SDN技術不斷優化和完善的基礎上，實現SDN技術與IP協議階段性共存的基本目標[10]。與此同時，在傳統路由分布計算方式得以保留的同時，對路由器性能的要求也會隨之提高。

4.3 純粹的SDN網絡構架

在SDN技術不斷發展的背景下，其技術標準也會逐漸完善。當達到某一階段時，核心網路由器和集中控制器的接口相互兼容，此時僅通過集中控制器就能夠實現節點業務流量轉發。在SDN技術安全可靠的基礎上，傳統TCP、IP標準協議也會從基礎網絡構架中脫離出來。

5 結 語

綜上所述，在運營商IP承載網中應用SDN技術已經成為提高網絡安全運行水平、降低網絡運行成本的必然趨勢。然而現階段我國SDN技術在應用和開發方面依然處于初期，研究人員需要進一步對技術進行探索，深入挖掘其功能。在此基礎上構建更加高效、靈活的網絡構架，有效提高網絡服務敏捷性，為實現網絡“提速降費”目標奠定良好基礎，為廣大網絡用戶提供更加良好的網絡體驗。