基于SDN的城域傳送網(T-SDN)技術研究分析

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引言

SDN技術在當前的網絡發展中應用廣泛，國內各個設備生產商、運營商以及IT廠家對于這項技術投入了大量的資金與資源，希望以此提升自身的技術儲備，同時做好技術儲備，控制應用技術的復雜度與成本。城域傳送網作為IP網絡中承上啟下的關鍵環節，需要引入SDN技術，滿足用戶的實際需求，為企業提供更加廣闊的發展空間。

1 城域傳送網（TSDN）技術的相關概述

當前MSTP技術受到應用環境變化的影響，在三層網絡功能，以及高帶寬供給等方面，逐漸無法滿足業務寬帶化與IP化的發展趨勢。伴隨著當前國內3G基站逐漸向著HSPA技術的升級，以及一些LTE基站的部署，城市人流密集區域的網絡無法滿足帶寬需求。當前我國的運營商已經逐漸開始引入新一代分組傳輸技術，并且在網絡的發展與更新中，將mstP轉化為本地承載傳輸網絡，從而實現將無線回傳網絡高速化、多點化以及IP化。城域傳送網的最終發展目標就是要取代傳統的MSTP網絡，并且基于這種較為先進的通信理念，借助傳統路由器的架構作為核心，引入增強OAM機制，以此實現對業務能力的增強。伴隨著當前網絡信息化規模的不斷擴大，當前的網絡應用場景在網絡運維，可用性等方面出現了一些問題。如網絡結構較為復雜，伴隨著當前網絡技術的快速發展，基站的數量也在快速增長，導致網絡傳輸邊緣的節點也在隨之增加，網絡拓撲類型與網絡結構也隨之復雜化。網絡配置過于復雜，如傳統路由器命令行的配置方法，無法滿足當前大規模節點的調整與配置，其配置的參數過多，配置業務復雜，對于網絡技術人員的要求很高，人工配置存在一定的風險。UTN設備由于其分布較為發散，網絡運維的過程非常復雜，這一點給運營商帶來了一定的壓力。另外業務故障無法及時轉化，造成業務的維護與開通復雜化[1]。

SDN技術最初源自于美國，當前逐漸成為國際網絡技術發展中的焦點，并引起來思科、谷歌以及眾多網絡技術企業和研究機構的關注。基于SDN技術設置網絡架構，可以將網絡的數據轉發面與控制面分離，在控制層面上提供統一且有效的管理，實現了編程可控制，對于網絡實現實時調度與靈活管理。基于網絡實現對流量和業務種類的調整與適應，并提升了網絡運行的綜合效率，提升設備應對網絡風險的抵抗能力與恢復能力。目前國內各大軟件提供商與設備生產企業都已經推出了不同的SDN方案，一些較為主流的網絡廠家在建設數據中心的過程中，引入SDN技術，產生了較為理想的應用效果。

2 城域傳送網中SDN技術的應用特征

SDN技術中非常重要的技術特征在于全局視圖與統一控制，在UTN網絡中利用SDN技術構建相應的網絡架構，可以發揮出SDN技術的優勢，實現信息的分組傳送，并且簡化網絡設備，提升網絡部署的自動化程度、降低運維工作的難度，基于SDN技術構建的城域傳送網可以實現如下一些特征。基于設備轉發平臺以及控制平臺，降低彼此之間的耦合，同時將控制面板優化，不需要關注其內部部署與協議，可以有效簡化設備的復雜程度。基于控制器進行集中化控制，部署相應的流量應用，有效的優化業務之間的路徑，最終實現網絡資源的利用。另外SDN技術應用擁有快速定位、快速修復等優勢，基于控制器對數據進行檢測與上報，可以優化業務，并且對業務進行及時處理和快速預測[2]。

SDN技術簡化網絡架構的配置，讓業務部署與網絡規劃更加的簡化，拓展接入層的信息與數據，確保控制器能夠高效的對系統進行控制。從軟件到網絡實現全面的虛擬化，并形成統一化的視圖，簡化監控與管理，降低網絡技術的應用難度，做好對網絡帶寬的約束。從當前SDN技術的應用來看，由于這項技術依然處于試驗過程中，所以距離大規模的應用依然存在一定的距離，這一點給運營商帶來了較高的風險。和傳統網絡的控制系統存在不同，SDN技術可以控制故障的發生，當然控制器可以利用分布的方式完成，但是這種網絡架構如果受到攻擊，也會比分布式網絡控制更加嚴重。不管是在任何一種狀況下，控制器都應當保持安全運算的環境，并擁有完善的備份機制、防護機制以及隔離機制，確保系統能夠順利穩定的運行。由于單個控制器可以控制的節點較為有限，所以目前還沒有相應的數據評估，這一點也要求要利用分布式控制器應當不斷的優化，提升網絡運行的效率，增強網絡運行的穩定性。

3 以SDN技術為核心的城域傳送網架構

基于SDN技術為核心所構建的本地傳送網，主要包含有統一控制器、SDN網管、控制器等兩層架構。對于一些部署較晚的SDN設備，可以利用UTN控制器對其控制，對于一些UTN設備可以通過技術改造，升級成為EMS，提升網絡部署以及網絡運維的能力，提供一些北向接口，并接受控制器的管控與協調。

在統一SDN域中，可以使用熱備的方式部署雙控制器，在這種正常的狀態下，網絡控制器轉發主要有主控器進行處理與控制，主體與備用控制器可以基于相同的協議同步網絡狀態與信息。在主控制器出現了故障后，備用控制機能夠及時接收管理權限。同時備用控制器要和轉發設備相銜接，將OPEN flow消息傳輸備用控制器處理。UTN控制可以與EMS共同協調處理。通過統一控制器對其進行控制，運營商可以基于同一控制器制定控制策略，從全網資源著手，確保網絡的oam，滿足電信網絡的實際運營需求。此外統一控制器還可以利用北向接口對網絡進行端到端層面的監管[3]。

基于SDN轉發設備，將OPENFLOW控制模塊集成到轉發設備中，實現SDN控制器建立并控制通道的作用，SDN轉發設備可以向控制器提供狀態信息，并接受外部控制器的控制。全新接入的設備基于DHCP協議建立起控制通道，利用控制器實現邏輯與拓撲的解決。對于當前的UTN設備，可以維持原有的設備狀態，并改造設備與網管，提升網絡運營的自動化程度，確保網絡維護能夠順利開展管理，統一的接受協調控制器的管控。

SDN控制器要實現網絡化與虛擬化的技術要求，從外部網絡設備來看，SDN域是路由器，SDN設備可以基于控制器構建不同的路由協議，從而實現業務與路由之間的互通。基于SDN進行本地綜合網絡架構，主要呈現如下一些特點。首先是分域SDN化，UTN設備和部署的新SDN之間可以利用設備進行分域管控，從而實現多樣化的管理流程。對于線網UTN設備而言，可以將其改造成EMS，從而提升網絡的自動化水平，并提升網絡的管理與運維能力，開放設備的北向開口，接受協調控制器的管控與調度。分層設置SDN化，可以在本地構建綜合傳送網，簡化外部設備的接入，去除設備具有的功能，從而實現設備信息的轉發與控制。分布SDN化，增強網絡運營的效率[4]。

4 結束語

綜上所述，SDN技術在當前的城域傳送網中應用非常廣泛，但是從國內網絡信息化技術的發展來看，國內網絡依然需要不斷的優化和改進，在技術的操作性以及應用的標準化等方面不斷調整。滿足客戶對于網絡的需求。SDN技術必須要實現標準化以后，才能夠真正發揮出這項技術的作用，推動網絡業務運營服務的進一步發展。