SDN技术在数据中心网络中心的应用分析

梁琦

摘要：通过阐述SDN的定义及体系结构，对传统数据中心网络存在的问题及云计算时代和数据中心网络中心的功能需求進行分析。由于智能化、分组化和泛在化是未来通信网演进的主要趋势，基于软件定义的网络是通信网未来发展的必要支撑，来阐述软件定义网络的概念和发展情况，集中分析了其相关技术在数据中心，互联网络和内部网络中的应用场景，最后对SDN技术在数据中心网络中心的应用进行了探讨和分析。

关键词：SDN技术；数据中心；互联网；应用

中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）02-0105-02

在传统构架下的网络中，之所以通信设备的设计图纸日趋复杂，制作成本只增不减，统一的网络管理技术难以建立，是因为控制方面与转发程序方面的关系，这也使得网络技术与通讯设备的结合卡在瓶颈中，无法提高。伴随着”互联网+”时代的崛起，信息通信服务逐渐向着宽带化、融合化、智能化和云化的方向发展，SDN技术也正在驱动网络和信息服务基础设施的新一轮大变革。

1 SDN技术的定义

首先，本文最先要确定SDN的定义：SDN技术及软件定义网络是EMULEX网络，是一种新型网络创新构架，也是网络虚拟化的一种展现方式，它最开始是由美国斯坦福大学clean slate研究组提出的、核心技术open flow是通过将网络设备控制面与数据面分离开来的、可以实现网络流量的灵活控制的、为核心网络和应用的创新提供了良好平台的一种新型网络架构。简单来说，只要网络硬件可以集中的管理软件，可编程化的控制转发层面分开，就可以认为这个网络是一个以SDN技术为基础的网络。一定意义上，SDN仅仅是指软件定义网络，可从全方位来看SDN的概念，还延伸出了由软件定义技术、软件定义存储等等。从定义中不难看出，SDN的立足点就是使下一代网络可以实现按需定制编程，管理网络集中并且统一，监管动态流量，部署自动化程序。

伴随着SDN实践在产业界设备制造商和运营商中不断展开， SDN变成一个意义模糊的营销名称，它的广泛定义和狭隘定义也逐渐联合在一起，虽然任何允许软件对网络可以进行编程或者配置的网络结构都属于SDN技术，但可实现的技术和接口协议却是多种多样的。另外，随着云计算技术的大范围使用，促使传统数据中心网络已无法完全满足现有网络的发展需求。随着信息化的发展，传统网络进行集中统一的管理改造，提高网络的高效性，灵活性和智能性已是大势所趋。并且必须同时提高网络虚拟机安置和转移的灵活性和高速度，使新变革下的组网手段复杂多样且高效统一，以便于投入市场与国际接轨、提高业务量、降低运转成本。

2 SDN技术的体系结构

作为一种网络构架体系，SDN技术支持下的网络体系架构是用数据控制信息分离的，并且可以进行软件编程，是一种新型的网络体系架构。

一方面，它采用了集中统一的控制层面和多分布点的转发程序，使两个程序之间相互分离、相互利用、相互控制，通过通信接口的转发，从而对转发层面上的网络设施进行集中统一控制的一种网络体系结构。所以SDN技术可以通过进行软件编程的工作方式来提高转发功能的灵活性和高效性。作为一种新型的网络体系架构，它包含了多种接口协议，其中使用南向接口协议可以实现SDN DATDPDTH控制器与SDN DATAPATH控制器的交互使用，而使用北向接口就可以API实现业务应用与SDN个控制器的交互。

而另一方面，根据开放网络论坛的定义，SDN结构也可以自下而上地划分为基础层、控制层和应用层这三个层面。在这三个层面中关注设施的硬件性能，数据高速的转发，是基础层的重要事项，在基础层中任何智能型控制设备都是不必要的，关于网元的集中控制也与该层无关。控制层是为了更好地集中和统一，但不得不说的是该层的数据平面都由若干网元组成。一个网络设备是一个SDN DATAPATH，每个SDN DATAPATH仅仅是用来转发和处理数据。通过应用层，使得控制层在理论上可以代表了全部或部分的物理资源，从而实现路径计算，在应用层和控制层的联合下，一般通过open flow协议进行通信的都是带宽分配动能控制层和基础设备层之间的南向接口。设备按照其转发的匹配行为是由该协议规定的，因其最多可达23项，所以可以满足网络各方面功能的需要。

从SDN技术的体系结构不难看出，SDN技术的优势就在：与传统的技术相比，SDN技术可以在变化性极强的业务环境下，当网络的高稳定与高性能都无法满足业务需求时，能够自主提高互联网灵活性和敏捷性，能够将网络装备上的控制权分离出来，由集中的控制器统一管理，达到离开基层网络设备，屏蔽来自底层的网络装备的差距，并且将控制权完全开放，让用户可以自定义任何想实现的网络路由和传输规则战略，从而使网络变得更具有灵活性和智能性。

3 SDN技术在数据中心互联网的应用分析

近几年来，通过多方面的建设，随着数据中心之间的同步备份达到可预测性，运营商的数据中心也已经逐渐趋向成熟。例如：同步备份流量通常在规定时间内的低谷时段进行推送流量，这是因为当某种关注度低的内容被访问达到一定数值时，才被出发推送到其它节电设备，虽然这些推送流量长期发生并且数量巨大，但是对于这些流量，目前造成了数据中心之间两路利用效率较差的情况是因为运用到的流量工程机制数量仍占少数。其中最重要的表现在以下两个方面，其一，对于同步备份的流量，在大多数情况下，带宽利用率较低，从而容易造成网络带宽资源的浪费。其二，对于推送的流量，因为其流量主要集中在访问繁忙的时候，所以时间差特性较为明显。网络资源浪费的现象之所以加剧，是因为只有链路带宽增加到更高，才能保护流量达到顶峰时的传输带宽。

4 SDN技术在数据中心内部的应用场景

因为虚拟机在数据中心内部安置时，数据中心内部都是以网元管理虚拟机为基本单位，所以为了方便对虚拟机的管理，通常都会布置相应的网络攻略在与其相连接的虚拟交换机或者接入交换机上。因为虚拟机状态下可以加入记录和保障安全的部分，所以可以特殊对待急需安全保障的业务防火墙。而为了保证虚拟机能够得到正常的业务保护，在进行跨物理设备或跨广域网进行转移时，就必须将相应的网络战略也同步转移到虚拟机新位置下的网络装备上。

5 结语

本文的主要内容就是SDN技术在数据中心网络中心的应用场景和在种种场景对未来SDN技术的发展前景进行分析，中间包括了SDN技术在数据中心互联网的应用分析和数据中心内虚拟机网络战略转移分析两个方面，通过分析可以发现SDN技术的出现，使设备不用关注复杂的控制平面转发，并且会逐渐走向简单化和标准化，运用集中统一的理想方案来控制平面，从而使企业运营商具有根据业务需要制定设备的能力，有利于降低企业建设的成本，也有利于提高网络的运行和维护的管理水平。

参考文献

[1]吴艳梅.基于SDN的数据中心网络流量控制技术[J].科技风，2018，03（18）：72.

[2]吴小志，山发军.试论SDN的发展现状及发展趋势[J].中国高新区，2017，21（07）：188.