基于SDN的城域传送网(T-SDN)技术研究分析

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引言

SDN技术在当前的网络发展中应用广泛，国内各个设备生产商、运营商以及IT厂家对于这项技术投入了大量的资金与资源，希望以此提升自身的技术储备，同时做好技术储备，控制应用技术的复杂度与成本。城域传送网作为IP网络中承上启下的关键环节，需要引入SDN技术，满足用户的实际需求，为企业提供更加广阔的发展空间。

1 城域传送网（TSDN）技术的相关概述

当前MSTP技术受到应用环境变化的影响，在三层网络功能，以及高带宽供给等方面，逐渐无法满足业务宽带化与IP化的发展趋势。伴随着当前国内3G基站逐渐向着HSPA技术的升级，以及一些LTE基站的部署，城市人流密集区域的网络无法满足带宽需求。当前我国的运营商已经逐渐开始引入新一代分组传输技术，并且在网络的发展与更新中，将mstP转化为本地承载传输网络，从而实现将无线回传网络高速化、多点化以及IP化。城域传送网的最终发展目标就是要取代传统的MSTP网络，并且基于这种较为先进的通信理念，借助传统路由器的架构作为核心，引入增强OAM机制，以此实现对业务能力的增强。伴随着当前网络信息化规模的不断扩大，当前的网络应用场景在网络运维，可用性等方面出现了一些问题。如网络结构较为复杂，伴随着当前网络技术的快速发展，基站的数量也在快速增长，导致网络传输边缘的节点也在随之增加，网络拓扑类型与网络结构也随之复杂化。网络配置过于复杂，如传统路由器命令行的配置方法，无法满足当前大规模节点的调整与配置，其配置的参数过多，配置业务复杂，对于网络技术人员的要求很高，人工配置存在一定的风险。UTN设备由于其分布较为发散，网络运维的过程非常复杂，这一点给运营商带来了一定的压力。另外业务故障无法及时转化，造成业务的维护与开通复杂化[1]。

SDN技术最初源自于美国，当前逐渐成为国际网络技术发展中的焦点，并引起来思科、谷歌以及众多网络技术企业和研究机构的关注。基于SDN技术设置网络架构，可以将网络的数据转发面与控制面分离，在控制层面上提供统一且有效的管理，实现了编程可控制，对于网络实现实时调度与灵活管理。基于网络实现对流量和业务种类的调整与适应，并提升了网络运行的综合效率，提升设备应对网络风险的抵抗能力与恢复能力。目前国内各大软件提供商与设备生产企业都已经推出了不同的SDN方案，一些较为主流的网络厂家在建设数据中心的过程中，引入SDN技术，产生了较为理想的应用效果。

2 城域传送网中SDN技术的应用特征

SDN技术中非常重要的技术特征在于全局视图与统一控制，在UTN网络中利用SDN技术构建相应的网络架构，可以发挥出SDN技术的优势，实现信息的分组传送，并且简化网络设备，提升网络部署的自动化程度、降低运维工作的难度，基于SDN技术构建的城域传送网可以实现如下一些特征。基于设备转发平台以及控制平台，降低彼此之间的耦合，同时将控制面板优化，不需要关注其内部部署与协议，可以有效简化设备的复杂程度。基于控制器进行集中化控制，部署相应的流量应用，有效的优化业务之间的路径，最终实现网络资源的利用。另外SDN技术应用拥有快速定位、快速修复等优势，基于控制器对数据进行检测与上报，可以优化业务，并且对业务进行及时处理和快速预测[2]。

SDN技术简化网络架构的配置，让业务部署与网络规划更加的简化，拓展接入层的信息与数据，确保控制器能够高效的对系统进行控制。从软件到网络实现全面的虚拟化，并形成统一化的视图，简化监控与管理，降低网络技术的应用难度，做好对网络带宽的约束。从当前SDN技术的应用来看，由于这项技术依然处于试验过程中，所以距离大规模的应用依然存在一定的距离，这一点给运营商带来了较高的风险。和传统网络的控制系统存在不同，SDN技术可以控制故障的发生，当然控制器可以利用分布的方式完成，但是这种网络架构如果受到攻击，也会比分布式网络控制更加严重。不管是在任何一种状况下，控制器都应当保持安全运算的环境，并拥有完善的备份机制、防护机制以及隔离机制，确保系统能够顺利稳定的运行。由于单个控制器可以控制的节点较为有限，所以目前还没有相应的数据评估，这一点也要求要利用分布式控制器应当不断的优化，提升网络运行的效率，增强网络运行的稳定性。

3 以SDN技术为核心的城域传送网架构

基于SDN技术为核心所构建的本地传送网，主要包含有统一控制器、SDN网管、控制器等两层架构。对于一些部署较晚的SDN设备，可以利用UTN控制器对其控制，对于一些UTN设备可以通过技术改造，升级成为EMS，提升网络部署以及网络运维的能力，提供一些北向接口，并接受控制器的管控与协调。

在统一SDN域中，可以使用热备的方式部署双控制器，在这种正常的状态下，网络控制器转发主要有主控器进行处理与控制，主体与备用控制器可以基于相同的协议同步网络状态与信息。在主控制器出现了故障后，备用控制机能够及时接收管理权限。同时备用控制器要和转发设备相衔接，将OPEN flow消息传输备用控制器处理。UTN控制可以与EMS共同协调处理。通过统一控制器对其进行控制，运营商可以基于同一控制器制定控制策略，从全网资源着手，确保网络的oam，满足电信网络的实际运营需求。此外统一控制器还可以利用北向接口对网络进行端到端层面的监管[3]。

基于SDN转发设备，将OPENFLOW控制模块集成到转发设备中，实现SDN控制器建立并控制通道的作用，SDN转发设备可以向控制器提供状态信息，并接受外部控制器的控制。全新接入的设备基于DHCP协议建立起控制通道，利用控制器实现逻辑与拓扑的解决。对于当前的UTN设备，可以维持原有的设备状态，并改造设备与网管，提升网络运营的自动化程度，确保网络维护能够顺利开展管理，统一的接受协调控制器的管控。

SDN控制器要实现网络化与虚拟化的技术要求，从外部网络设备来看，SDN域是路由器，SDN设备可以基于控制器构建不同的路由协议，从而实现业务与路由之间的互通。基于SDN进行本地综合网络架构，主要呈现如下一些特点。首先是分域SDN化，UTN设备和部署的新SDN之间可以利用设备进行分域管控，从而实现多样化的管理流程。对于线网UTN设备而言，可以将其改造成EMS，从而提升网络的自动化水平，并提升网络的管理与运维能力，开放设备的北向开口，接受协调控制器的管控与调度。分层设置SDN化，可以在本地构建综合传送网，简化外部设备的接入，去除设备具有的功能，从而实现设备信息的转发与控制。分布SDN化，增强网络运营的效率[4]。

4 结束语

综上所述，SDN技术在当前的城域传送网中应用非常广泛，但是从国内网络信息化技术的发展来看，国内网络依然需要不断的优化和改进，在技术的操作性以及应用的标准化等方面不断调整。满足客户对于网络的需求。SDN技术必须要实现标准化以后，才能够真正发挥出这项技术的作用，推动网络业务运营服务的进一步发展。