軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其設(shè)計(jì)理念是將網(wǎng)絡(luò)控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面進(jìn)行分離，并實(shí)現(xiàn)可編程化控制。SDN突破了傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)因協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備專用化、能力封閉化而帶來(lái)的制約， 降低了對(duì)專用硬件設(shè)備的依賴性，可以降低運(yùn)營(yíng)商龐大的支出。也正因?yàn)槿绱?，業(yè)界對(duì)SDN的關(guān)注自2012年開(kāi)始持續(xù)升溫，并于今年展開(kāi)了各種實(shí)際的探索和嘗試。

IDC數(shù)據(jù)中心：

運(yùn)營(yíng)商引入SDN的突破口

IDC數(shù)據(jù)中心是運(yùn)營(yíng)商最有可能率先引入SDN的場(chǎng)景。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)中心，在同步、備份流量時(shí)，大部分情況下帶寬利用率都很低，這就造成了網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的浪費(fèi)；對(duì)于ICP 的數(shù)據(jù)中心，由于其流量主要集中在訪問(wèn)忙時(shí)，通常波峰比較集中，為保證流量峰值傳輸帶寬，鏈路帶寬只能更高，這就加劇了資源浪費(fèi)?；ヂ?lián)網(wǎng)廠商已經(jīng)展示了成功引入SDN的案例。Google采用OpenFlow技術(shù)，通過(guò)10G網(wǎng)絡(luò)連接分布全球的12個(gè)數(shù)據(jù)中心，提高網(wǎng)絡(luò)的可用性和容錯(cuò)能力；通過(guò)周密的流量工程和優(yōu)先次序工作，將鏈路使用率從平均的30%～40%提升至接近100%；在網(wǎng)絡(luò)保障和故障處理方面，通過(guò)全球范圍的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛣?dòng)態(tài)地改變故障時(shí)的路徑。

運(yùn)營(yíng)商可以利用SDN實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)資源池化及云資源的統(tǒng)一交付，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心鏈路利用率，具體的工作方式有以下三種：

第一，通過(guò)不同的數(shù)據(jù)中心資源的虛擬化，數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)能力可以合并為統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)能力池，在數(shù)據(jù)中心之間的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上引入SDN，實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，不同的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)流量的虛擬化承載。

第二，數(shù)據(jù)中心出口部署支持SDN技術(shù)的路由器設(shè)備，通過(guò)探針探測(cè)鏈路帶寬利用率，并將結(jié)果反饋至SDN控制器，實(shí)時(shí)監(jiān)控鏈路的帶寬利用率和應(yīng)用的流量。

第三，SDN網(wǎng)關(guān)采用跨數(shù)據(jù)中心集中部署的建設(shè)方式，集中控制各個(gè)數(shù)據(jù)中心出口的路由器設(shè)備，統(tǒng)一調(diào)配多個(gè)數(shù)據(jù)中心出口的鏈路。SDN網(wǎng)關(guān)根據(jù)當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求和鏈路情況調(diào)度流量，實(shí)現(xiàn)鏈路帶寬資源的有效利用。

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)：

運(yùn)營(yíng)商應(yīng)用SDN的關(guān)鍵

運(yùn)營(yíng)商引入SDN的關(guān)鍵是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)如何引入SDN。目前討論比較多的包括城域網(wǎng)、傳送網(wǎng)等引入SDN的技術(shù)和方案，而SDN在接入網(wǎng)中并沒(méi)有成熟的應(yīng)用前景。

1.城域網(wǎng)

通過(guò)控制和轉(zhuǎn)發(fā)的分離，城域網(wǎng)設(shè)備本身將更多關(guān)注在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力上，業(yè)務(wù)功能可以通過(guò)集中部署的控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)城域網(wǎng)的控制并實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)設(shè)備物理形態(tài)的歸一化。具體的典型應(yīng)用有：

—利用虛擬化技術(shù)支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備備份，并由SDN控制器統(tǒng)一管理，邊緣設(shè)備只實(shí)現(xiàn)用戶接入的物理資源配置。目前某些運(yùn)營(yíng)商基站回傳設(shè)備就采用了該策略。當(dāng)其中一臺(tái)邊緣路由器出現(xiàn)故障時(shí)，其他冗余的邊緣路由器能及時(shí)替代原有設(shè)備投入運(yùn)行，無(wú)需重建用戶會(huì)話和重新下發(fā)用戶屬性，真正做到對(duì)最終用戶的無(wú)感知切換。

—利用SDN北向接口開(kāi)放API供第三方應(yīng)用及自營(yíng)應(yīng)用平臺(tái)調(diào)用。管道能力封裝平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能管道能力資源編排及業(yè)務(wù)統(tǒng)一控制，生成流量控制、帶寬提速等策略，再送到業(yè)務(wù)控制器，業(yè)務(wù)控制器根據(jù)策略生成相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)流表，再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口下發(fā)給轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。

2.傳送光網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)基于固定速率的OTN接口、光層固定的頻譜間隔以及逐層分離式管控，新增帶寬基本采用滾動(dòng)規(guī)劃方式進(jìn)行預(yù)測(cè)，業(yè)務(wù)調(diào)度主要采用OTN設(shè)備的ODUk交叉調(diào)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，效率低下。通過(guò)引入傳送SDN，主要的價(jià)值在于：

實(shí)現(xiàn)傳送網(wǎng)從“人工靜態(tài)網(wǎng)管配置”向“實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)智能控制”的演進(jìn)，提高業(yè)務(wù)開(kāi)通速度，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)配置和運(yùn)維。

實(shí)現(xiàn)對(duì)多廠商設(shè)備和多層多域網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一控制和管理。

通過(guò)提供新的網(wǎng)絡(luò)能力和開(kāi)放的北向接口，快速實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新能力，如智能專線、虛擬傳送網(wǎng)等業(yè)務(wù)。

3.IP+光協(xié)同工作

當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中IP與傳送各專業(yè)分工清晰，各自獨(dú)立規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)維，缺少融合；資源重復(fù)投資，缺少協(xié)同，最終造成網(wǎng)絡(luò)流量疏導(dǎo)不足，網(wǎng)絡(luò)利用率低下。新的云時(shí)代對(duì)于運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的需求是實(shí)現(xiàn)真實(shí)流量分析的模型、自動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整、分鐘級(jí)的響應(yīng)時(shí)間和靈活的帶寬顆粒。

從硬件上來(lái)看，如果把網(wǎng)絡(luò)比作一臺(tái)設(shè)備，那么路由器就是線路卡，光網(wǎng)絡(luò)就是背板和交換網(wǎng)。IP/MPLS層起到業(yè)務(wù)發(fā)放和用戶管理的作用，而光層完成流量的傳送和保障可靠性的任務(wù)。從SDN 角度來(lái)看，初期IP層和光層各自的SDN控制器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口互相協(xié)同，起到流量工程和多層優(yōu)化的作用，后期IP層和光層將通過(guò)統(tǒng)一的控制器，統(tǒng)一控制IP層和光層不同的設(shè)備，完成所有的流量和策略任務(wù)。

探路與思索

過(guò)去，運(yùn)營(yíng)商傳統(tǒng)控制層面是封閉的，技術(shù)體制由設(shè)備廠商把控，因而導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商對(duì)設(shè)備廠商極度依賴?，F(xiàn)在，SDN有望徹底改變這一局面，因?yàn)镾DN的控制層面是獨(dú)立的，并實(shí)現(xiàn)了軟件化，使運(yùn)營(yíng)商有機(jī)會(huì)獲得控制層面。

不過(guò)，隨著SDN的引入，運(yùn)營(yíng)商和互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)營(yíng)者在業(yè)務(wù)層面也將展開(kāi)爭(zhēng)奪。以Google為例，其部署SDN用于數(shù)據(jù)中心互聯(lián)本質(zhì)上是對(duì)OTT流量的承載，證明了SDN可以方便地使應(yīng)用提供商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組織和調(diào)度，降低其對(duì)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)依賴度。

在為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)，SDN由于徹底顛覆了現(xiàn)有電信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，因此對(duì)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)也帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。

目前，SDN 的應(yīng)用熱點(diǎn)集中在IDC 數(shù)據(jù)中心；基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化和軟件控制SDN 化還需要運(yùn)營(yíng)商在標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)和控制器研發(fā)、試驗(yàn)驗(yàn)證等方面加大力度，逐漸明確SDN在網(wǎng)絡(luò)中引入的思路和步驟，逐漸將SDN以及虛擬化應(yīng)用到骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)中。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講，SDN有助于運(yùn)營(yíng)商重新獲得對(duì)網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)和控制權(quán)，節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本。

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