SDN 在传送网络的引入与应用分析

马志远 骆永洪

（同信通信股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150090）

互联网快速发展，特别是对于SDN 技术来说，为电子科技和电子产品的发展提供了便利。SDN（中文简称：软件定义网络）是一种新型网络创新架构，是斯坦福大学提出的，有效地实现了网络的灵活性，为网络提供良好的创新平台，同时该网络架构为网络虚拟化提供了便利和帮助，SDN架跨越多个层面的部署，其网络拓扑、集中算法和物理信息等，实现资源的统一控制，有效提升传送网的灵活性。下文就对SDN技术进行概述和探讨分析。

1 SDN 概述

SDN技术是一种新型网络创新架构实现控制平台和转发平面的有效分离（应用、转发和控制层面），有效增强网络的流量，使得管道的管理更加具有灵活性，对现有的网络进行完善的构建。在传统的网络当中，控制平面的功能是分布式的运行，如果需要增加新的网络功能，则需要对现有的网络设备进行优化升级，但是这也对现有的网络带来极大的弊端，而SDN 的应用则有效克服这一缺陷，采用集中式的方法完成对于平面的转发，实现两个平面的有效分离，对接口进行集中的控制，提高可编程的灵活性。

2 SDN 的架构体系

SDN技术的核心思想是将控制面和数据面进行分离，能够有效解决控制平面和用户平面的耦合问题，将用户功能于接入网位置更加接近，大幅度降低网络的时延性。SDN主要是由软件和硬件的数据通道构成。其中，软件控制的有管理以及路由构成，数据通道对数据进行查询、修改和缓存等功能。借助于SDN的架构体系，方便用户对各种应用程序的开发和使用，借助于不同的网络拓扑，满足不通过的需求，但是具体的实施会在ONF SDN 架构上增加协同层，实现业务的协同等，如图1 为SDN的架构体系。

图1 SDN 的架构体系

3 SDN 在传送网络分析

3.1 驱动力分析

对于传送网的研究主要是提高网络的容量和速率，但是SDN总体进程比较缓慢主要是由于两点：一是网络架构比较复杂，虽然说引入SDN 技术，可实现网络的集中管控，但是需要强大的中央数据库，但是涉及的厂家以及版本的不同难以实现统一的管理；二是传送网的运维成本在于设备和管线，随着市场的竞争加剧，网络需求更多并且更加复杂，导致网络管理管理难度加大，难以节省运营成本。实现流量的多方向转发和控制。其中有以下几点：一是租客业务需求增多，主要是借助于标准化的抽象化网络，实现资源的动态化管理，提升网络使用效率和可用性；二是网络建设成本和运维成本加大，在网络建好后，难以实现大范围内的资源快速资源配置，导致资源利用率下降；三是移动网络流量经营需求的不断增长，传统的模式管理难以保障业务质量，接入SDN 技术，能够有效使得相关业务开放，网络的智能化以及承载控制的有效分离，在新的环境下，其优势可见一斑。

3.2 切入点分析

从技术的角度分析，有三种：一是借助于SDN 能够实现OTN和WDM的集成，实现对于资源的管理和控制；二是建立自动化SDN环境，实现资源的存储，可以有效提高支持虚拟化的网络功能；三是借助于SDN 集成光层和IP 层，能够实现资源的优化配置，同时实现弹性传送业务，比如：现阶段提出一种新型的网络架构-SPTN的架构，能够将SDN 与PTN 深度结合，该技术更好地完成对于资源的优化控制，大幅度提升对于业务的灵活性等。

从引入的分为两步分析：一是实现网络的兼容，因为大量的现有网络的南向接口均非Openflow，需要沿用Qx/SNMP 接口，借助于Controller 与网管两者之间的紧耦合来实现SDN，实现定义统一的特性；二是可支持Openflow。实现接口的标准化，有效提高网络的使用效率。

4 传送网引入SDN 的应用场景分析

4.1 基站业务应用场景

随着LTE、LTE-A 等相关技术的发展和进步，使得相关基站向高宽带以及低延时的方向发展，加之相关用户的流动性增加，使得大幅度提升宽带的弹性。面向基站业务的应用场景，借助于SDN技术，实现对于流量的感知，同时对于带宽的动态化的调控。站在全局角度分析，能够有效降低时延，实现实现流量的多方向转发和控制，其场景分析如图2 所示。

4.2 集客业务应用场景

目前来说，集客业务主要面临着以下问题：对于网关的业务配置效率底低下，面对长距离的网管协调配置周期较长，使得网络的使用效率低下；同时，业务和路径协调配置过于频繁，每次调整需要重新规划；潮汐效应导致流量产生不均衡，地理分布不均导致业务密集区宽带业务紧张，对于资源利用率低下；运营商不同的业务需要独立的网络资源，集团相应的客户且需要自己租用网络等，因此需要对于传送网提出更高的要求，需要业务更加灵活、网络的虚拟化以及资源的高效利用等，借助于SDN 的引入们，能够有效实现对于业务的快速发放、业务质量的有效监控以及业务的高效调整，实现网络的协调配置，提高业务的可靠性，降低网络的配置复杂度等，最大化提升用户- 网络感知及用户体验。其中，图3 为集客业务应用场景分析。

图3 集客业务应用场景

4.3 家宽业务应用场景

家宽业务接入方式多样且丰富，包括光纤到户以及光纤到大楼等方式，但是需要需要提供用户体验一致的异构网络。具有光纤、五类线、视频电缆等不同方式的接入媒质，具有多样化的终端形态（比如：光网络终端或者家庭网关等），同时需要对多设备和场景的统一化管理和维护。在强烈的市场竞争环境下，按照用户的不同需求，大幅度提高网络的质量基础上，提高对用户的服务质量。借助于SDN+PON 的方式，可以实现对于PON 的简化运维管理；按需分配，实现管理的分权分域，确保提高VIP 客户的业务体验感，大幅度提高智能的业务的感知能力的同时，有效提高管道的价值。通过引入SDN技术，实现集中式运维管理；智能化业务的感知力，大幅度提升自定义业务的灵活性，满足多用户应用需要等。其中，家宽业务SDN应用场景及特点如图4 所示。

图4 家宽业务SDN 应用场景及特点

4.4 光缆网络应用场景

每个运营商都拥有大规模的光交基础资源网络。一般来说，其站点光纤采用人工纸质标记，详细记录相关端口的信息，同时，并记录在资管系统当中。工程光纤跳线需要多次进站，相应的效率就比较低下，就大大提高了使用成本。应对海量数据管理，需要向软件化的可视化管理转型，采用智能的ODN将无源进行有源化，对其进行ID 化管理，实现自动故障的快速定位，使得大大降低运维成本。采用的SDN应用，实现统一管理有源和无源网络，并同意配置端口业务。

5 结论

综上所述，SDN 架跨越多个层面的部署，其网络拓扑、集中算法和物理信息等有待进一步的研究。控制层面的集中化是否会给现有的网络带来弊端，使得网络性能的降低？同时，对此加入新的业务是否会造成时延等问题。但是，可以预见的是，随着SDN的不断完善和优化，完成对于资源的优化控制，有效提高网络的业务能力，大幅度提升对于业务的灵活性，能够，大大降低网络的运维成本，为后期的研究提供一定的基础。