基于SDN框架的通信网络的研究与应用

施玉麟 王亚微 朱靖

【摘要】 在大数据时代，网络体系不断改革，SDN作为新生力量随之出现，它借助控制器实现了对传统网络资源的有效管理与合理配置。基于SDN框架的通信网络的应用具有显著的优势，但未能替代传统网络，为了进一步完善与改进SDN与传统网络，本文探讨了基于SDN框架的通信网络的研究与应用，旨在满足大数据时代发展的需求，并促进世界网络的融合。

【关键词】 SDN 通信网络 应用

SDN又称软件定义网络，它属于新型的网络构想，变革了传统通信网络。传统网络的运作模式为静态的，过于依赖网络设备，而源于不同厂商的设备，增加了网络的复杂性与多样性。但在大数据时代，海量数据的出现对网络性能的要求不断提高，为了充分利用网络资源，需要积极发挥传统网络的性能，同时也要解决大数据的相关技术问题，在此情况下，SDN的出现适应了网络发展的需求。本文主要阐述了基于SDN框架的通信网络的研究与应用，旨在推动SDN的发展。

一、基于SDN框架的通信网络的研究

SDN框架属于集中式网络系统，其形式众多，如：ONF定义的SDN架构、ETSI推出的NFV构架。ONF架构实现现代先进技术与SDN的融合，在促进SDN发展的同时，还满足了各大企业的需求。ONF定义的SDN架构分为三层，分别为应用层、控制层与基础设施层，其中南向接口为控制层、基础设施层的接口，北向接口为控制层、应用层的接口。ETSI推出的NFV构架，对软件技术进行了积极的运用，其重点为网络功能的虚拟化，基础为网络构架底层技术，同时NFV细化了控制层，在此基础上，提高了管理的效率，满足了商业化发展的需求[1]。SDN架构的特点主要为集中控制、开放接口与网络虚拟化，任何SDN架构的提出均要具备上述三个特点。为了实现SDN，其方案主要分为三类，分别为基于专用接口、基于叠加网络、基于开放协议，三个方案均支持集中网络操作系统，同时其软件接口具有丰富性与灵活性，但也存在不足，如：第一个方案的接口、设备二者间存在紧密耦合的关系，第二个方案极易受底层网络质量的影响，增加了自身的复杂性，第三个方案不适合商业化竞争。

二、基于SDN框架的通信网络的应用

随着SDN框架的完善，对其实践应用展开了探索。对于互联网而言，其构成具有一定的复杂性与广泛性，在网络结构中，其实际应用均体现着对SDN的需求。在互联网发展过程中，数据中心问题制约着其发展，特别是在大数据时代，传统网络难以适应其发展的需求，为了推动数据中心的发展，提出了SDN框架，它有效解决了虚拟机与多租户的问题[2]。在通信网络中应用SDN，主要体现在它为区域网络建立了新的架构。对于骨干网络而言，它作为网络的坚实基础，其类型有两种，一种为连接各个网络区域的网络，另一种为连接各个数据中心的网络，不同类型网络传输的数据，其作用、需求能力及流量大小等均存在差异，为了全面应用SDN改造骨干网络，在设计OpenFlow交换机时，要根据网络需求，提出相应的转发策略与缓存机制。同时，面对大范围网络及多节点，要积极利用集群架构以此解决控制器存在的问题，在此基础上，系统才能够具有一定的稳定性与安全性。Google的骨干网络对SDN进行了应用，为I-scale与G-scale网络定制了OpenFlow交换机，以此实现了对整个网络资源的管控。对于城域网边缘而言，它作为用户进入骨干网的入口，在整个商业网络体系中扮演着重要的角色，因此，为了实现城域网边缘的商业化，要在设备上保留用户的状态及其配置信息。在城域边缘网中应用SDN，实现了多台设备的虚拟化，同时多个集群被整合为一个可控制集群，在整合后，城域网边缘对用户来说是逻辑性的设备，此时的设备由SDN控制器进行统一的支配。对于接入网而言，它作为接入业务控制层的主要部分，其节点数量众多，并且分布范围较广，通过SDN的应用，大量的节点统一为一个整体的虚拟设备，由SDN控制器对其进行统一的管理，同时SDN解决了新业务造成的业务产业链周期过长的问题。对于无线接入网而言，它是各大服务商最为关注的网络领域，随着移动设备的增多，无线接入网的覆盖率及基站规模与日俱增，IP无线接入网主要是借助IP技术实现的，其优势十分显著，扩大了网络规模，提高了网络组网的灵活性，保证了无线网络的安全性与可靠性，将SDN应用于无线接入网，将SDN控制器建立在中心设备上，利用中心设备管理接入网络的其他设备，在SDN框架下，SDN控制器实现了对远端设别的有效管理。对于企业网络而言，其内部网络具有一定的丰富性与复杂性，为了提高内部网络的经济价值，应用了SDN，它使企业网络实现了统一管理，在此基础上，提高了企业业务的效率，降低了运营商的管理成本[3]。

总结：自SDN出现至今，其研究与应用得到了广泛的关注，ONF定义的SDN架构，将其划分为应用层、控制层与基础设施层，其方案为基于专用接口、基于叠加网络、基于开放协议三种。基于SDN框架的通信网络的应用，主要体现在骨干网络、城域网边缘、接入网、无线接入网及企业网络。相信随着SDN应用的日益广泛，其优势将更加显著。

参 考 文 献

[1]赵明宇，严学强.SDN和NFV在5G移动通信网络架构中的应用研究[J].移动通信，2015，14：64-68.

[2]汪正康，周鹏，肖俊超等.基于SDN的数据中心网络资源调度机制[J].计算机系统应用，2015，08：212-218.

[3]查勇.基于SDN的网络架构在物联网应用中的优势分析与研究[J].电子技术与软件工程，2015，04：9-10.