SDN在通信网中的适应性研究

王蒙+徐显达

[摘 要]近几年来，为了适应国家的战略发展，国家电网企业针对互联网技术不断进行探索和改革，目前已经形成了小有规模的研究队伍，同时还掌握了一些先进的研发技术。本文介绍了SDN技术，分析了目前通信网中的技术现状，进一步探讨了SDN技术在通信网中的适应性。

[关键词]SDN；技术；通信网络；适应性

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.08.084

[中图分类号]TN915.853 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）08-0-02

在过去的几十年里，光纤通信网络发展飞快。伴随DWDM、OTW等设备的成功运用，光纤通信网络得到了前所未有的发展。伴随着通信网络规模的扩大化、网络结构和路由的复杂化，PCE技术得到了广泛的应用，解决了路径计算和路由自动分配的问题。目前，通信网络技术朝着革命性的方向发展，承载的业务变化较大，传统的网络自动交换技术已然不能适应现代化的发展要求，亟待新技术系统来推动通信网络的发展。

1 SDN技术概述

SDN属于创新型网路技术，该技术的设计原理主要是针对传统通信网络中的两个平面，即控制层和转发层，并使这两者处于分离的状态，进而可以对网络的可编程进行控制，如图1所示。

相关资料表明，SDN技术具有以下几个方面的优点。一是网络效率高。通过分离控制平面和转发平面，使控制器能够在宏观的角度对网络的运作状态进行观察，并且结合规则和要求对相关网络设备实行传达操作命令，进一步提高通信网络的传输效率。比如Google公司通过采用SDN技术，选择具有适应性的B4网络架构，使全球骨干网络链路的带宽使用率提高了3倍以上，几乎接近100%。二是网络集中部署。SDN的控制平面具有完整的網络视图，起到集中配置的功效，不再需要对整个网络进行繁琐性的逐一更改。另外，正是SDN网络设备达到了开放性的协议要求，导致运营商或者企业在扩大网络中，不再受到设备供应商的制约。三是虚拟化能力更强。在通讯网中，计算能力及储存能力逐渐实现了虚拟化的目标。通过SDN技术的支持，推动了通讯网络能力虚拟化的形成，达到了较佳的性能与安全性隔离效果，进而为多样化的业务体系提供优质差异性的服务。除此之外，SDN技术保证了通讯网络的安全性，还提升了用户的体验值。具体视图如图2所示。

2 光纤通信网络技术现状

据调查，光纤通信网络系统为多个单位提供了通信道基础性服务，一般服务的对象以生产、销售以及行政工作为主。目前，在电力光纤通信网络系统中，还是以SDH/M STP为重要技术体制，有些地区已经选用了W DM/OTN组网技术，有的省级地区采用2.5/10 G SDH或者O TN+SD H技术创设骨干传输网。由此可以看出，大多数地区采取的组网方式仍然是以SD H环网技术为主。其中，在对环间业务进行调节中，通常利用大节点间设备的支路转接功能来实现，一般情况下，其承载的业务类型较多，如行政电话、视屏监控、会议电视、自动化装置信息、管理信息系统等。

在当前的光纤通信网络中，通信网络设备种类多样化，涉及SD H设备、PTN设备和OTN设备等，同时每个设备的组网方式比较独立，很难对网络资源进行统一调度，不利于形成有效的统一管理模式，并且不同的网络通信设备在软件与硬件方面，处于高度集中的状态，从而形成较为封闭的网络通信系统，导致其存在以下弊端。一是通信网业务缺乏更强的调度力及时效性。在通信网端到端业务配置中消耗的时间和精力多，要求投入大量的人力来进行合理的网络资源分配，并且要求对光纤通信网络的结构再次进行优化设计。二是针对运行的网络状态，难以准确且迅速做出一定的反应。如果发生故障，很有可能会导致全网瘫痪，恢复时间较长，且无法对光纤网络的逻辑结构进行实时性或者动态性的转变。三是网络的灵活性不强。在通信网端至端业务配置时，容易产生阻塞，针对特殊的业务信息缺乏一定的承载力，使光纤通信网络利用效果不显著，同时提高了后期数据种类的增加难度。四是可扩展范围不大。伴随环网数量的增多，网络资源形成了瓶颈的状态，在扩大和优化网络规模方面，需要大量的资金，应对复杂多样的业务，光纤通信网络难以满足跨环大带宽业务发展的要求。所以，如何解决传统光纤通信网络存在的问题，考察新技术的适应性，结合企业自身的发展情况采用SDN技术具有重要的意义。

3 SDN在通信网中的适应性研究

在光纤通信网络中融入SDN技术的最重要目标是将控制层和传达层分离，运用集中管理的手段、简化复杂已有光纤网络的方法以及管理私有控制协议的途径，通过在应用层接口和开放网络接口，使光纤网络发挥可编程功能，进而实现“四个发展目标”，即促进未来数据中心互联网的发展、网络虚拟化、承载的业务灵活化、网络及业务创新。另外，实施“三集五大”和智能电网建设，采用云计算技术以及物联网技术等，促进传统光纤通信网络技术的革新，同时为SDN技术的引用打下坚实的基础，使SDN技术能够适应新形势通信网络的发展要求。笔者结合有关研究，得出SDN技术适用于以下几个方面。

3.1 适应于电网数据中心层

目前，国家电网企业已经建好三大数据中心，并分布在北京、上海以及西安地区。而针对数据中心的内部，创新型技术SDN能够对流量进行管理，并且可以利用虚拟化的手段对网络进行切片，对多应用系统进行统一管理监控。然而在每个数据中心层面，都需要定期开展数据同步、进行备份以及推送流量。这时引用SDN技术，可以实现对每个数据中心虚拟化和智能化管控。具体来说，通过在电网数据中心出口处布置SDN网络设备，管控带宽利用率的状态量，可以实时将数据传输到数据中心控制设备，控制器会结合优化知识，对不同数据中心的链路流量和业务流量进行统一调配，从而改善链路的利用效果。

3.2 适用于骨干网层

现阶段，国建电网企业已经建好了非常大的行业专网，可以从多个方面对通信骨干网进行优化，如企业通过优化流量监控、网络资源虚拟化配置以及差异化处理等方面，提高通信骨干网的传输力及管控力，同时能对企业的网络资源进行有效利用。例如：在通信骨干网边缘的适应性场景中，相关人员可以选用SDN技术，对很多台边缘设备进行虚拟化，虚拟成一台设备，由骨干网层面的控制设备对用户的业务属性进行统一管理，进而达到流量控制和差异化处理的目的，同时骨干网边缘设备仅仅承担转发数据的任务，使骨干网的运行效率及管控能力得到了极大的提高。

3.3 适用于接入网层

通信网中的接入网，具有海量节点和大量数据的特点。通过引用SDN技术，能够对接入节点进行统一的管理及维护，为新业务的迅速部署提供便利。比如，在OLT（Optical Line Terminal）和海量远端节点进行连接的过程中，采用SDN技术，这些节点能够变成较大的虚拟化节点，使远端节点的控制层发生上移的变化，并且上移到接入网的控制设备中，使全部的参数分配能够下达到相应的虚拟节点，进一步将参数配置顺利进行内部分解。另外，当有新的业务或者新的特定要求部署时，接入网的控制设备能够直接对虚拟节点的流表进行配置，逐渐提升接入网层面部署的效率。

4 结 语

SDN技术在通信网中具有一定的适应性，可以达到当下互联网发展的要求。与此同时，还有利于国家电网构建先进、完善、科学、统一、合理的通信网络技术系统，促进我国通信网络技术朝着智能化、带宽化以及灵活化的方向发展。

主要参考文献

[1]刘川，黄辉，喻强，等.基于SDN的电力通信集中控制高可靠性业务支撑机制研究[J].电力信息与通信技术，2015（12）.