基于SDN网络分析及运营商应用的研究

吕桦　黄徽

【摘要】文章主要对SDN这种新型网络进行了背景介绍、架构分析和特性分析，并开始通过运营商的角度尝试将SDN网络融入到现实通信网络中，借以提升中国移动IP网的运行效率和实现多功能应用。

【关键词】SDN 通信网络 IP网

一、SDN背景介绍

虽然作为划时代构想的SDN（Software Defined Networking）诞生于2006年，而主要致力于推动SDN架构，技术规范和发展工作的ONF组织直到2011年3月才得以成立。2012年4月，ONF发布了SDN白皮书，其中的SDN三层模型获得了业界广泛认同。80%的通信运营商（包括中国移动）都以此作为基线模型。

第一层是物理层网络设备，包括以太网交换机和路由器等；

中间层是控制器，通过监控流量转发设备了解网络状况，同时调度和控制流量转发；

最顶层是用控制器实现安全、管理和其他特殊功能的应用程序。

二、SDN架构分析

2.1架构剖析解读

了解到SDN架构的背景之后，展开网络逻辑结构，一起掀开SDN架构的神秘面纱。在保持三层结构不变的大原则的情况下，通过组合、耦合和集成的方式满足不同的功能需求。（图1）

2.2控制器和APP松耦合集成，平台解耦

APP和控制器平台采用松耦合设计，支持平台可替换。控制器平台支持代码集成，就像是用Android的手机照样可以将Iphone的壁纸拿过来用一样。

2.3控制器平台全面对接APP

控制器平台北向实现细颗粒的多层服务化接口，方便APP的对接、调用和集成。

三、SDN特性分析

3.1开放性

在开放性方面，SDN网络有着相对传统网络无法比拟的优势，可谓是SDN网络第一利器。

1）网络可编程、可扩展：北向支持网络可编程，算法可定义；

2）系统可集成：可集成ONOS，兼容ODL；

3）平台可演进：App对控制器平台可解耦，不因平台替换而重构。

3.2可靠性

SDN网络针对不同的可能故障，都有对应的设计来规避影响。

1）运行控制器：通过异地热容灾搞定。控制器集群A、B互相作为对方的灾备节点，相互备份数据；

2）控制器软件自身故障：通过本地分布式集群解决。逻辑上集中对外表现为一个逻辑控制器单元。物理上分布节点实例可以部署在物理机或虚拟机上，单节点故障不会引起业务中断；

3）控制器和转发器之间通信链路故障：通过多重通信保障。

3.3安全性

SDN网络在北向、南向、东西向提供全方位保护和安全管理，并通过端口认证，用户授权和App认证来确保系统安全性。

四、SDN在运营商的应用

在IP承载网和有线宽带等实际运营商通信网络中，大量的通信数据配置和更新造成了通信网络的互通困难和效率低下的问题。

杭州移动联合国内设备厂家，基于最新SDN架构，规划了一些解决方案，将SDN网络引入现实的通信网络，比如IP网络和有线光网络中，取得了不错的效果，不但进一步简化业务配置，实现新业务的快速开通，而且可以对网络流量进行优化调整。

五、结束语

本文主要对SDN这种新型网络进行了背景介绍、架构分析和特性分析，并开始通过运营商的角度尝试将SDN网络融入到现实通信网络中，借以提升移动IP承载网和有线宽带网的运行效率和实现多功能应用。