SDN的應(yīng)用場(chǎng)景

中興通訊 | 黃孫亮

SDN的應(yīng)用場(chǎng)景

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業(yè)界在關(guān)注SDN技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也越來(lái)越關(guān)注SDN的應(yīng)用場(chǎng)景。SDN的應(yīng)用場(chǎng)景決定了SDN發(fā)展的需求和原動(dòng)力，也決定了SDN后續(xù)發(fā)展的方向。

SDN的應(yīng)用場(chǎng)景與SDN技術(shù)本身的特點(diǎn)有很大的相關(guān)性，研究SDN的應(yīng)用場(chǎng)景首先需要對(duì)SDN技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析。

SDN的主要技術(shù)特點(diǎn)

SDN的主要技術(shù)特點(diǎn)體現(xiàn)在3方面。

● 轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離。SDN具有轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離的特點(diǎn)，采用SDN控制器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞氖占?、路由的?jì)算、流表的生成及下發(fā)、網(wǎng)絡(luò)的管理與控制等功能；而網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備僅負(fù)責(zé)流量的轉(zhuǎn)發(fā)及策略的執(zhí)行。通過(guò)這種方式可使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)面和控制面獨(dú)立發(fā)展，轉(zhuǎn)發(fā)面向通用化、簡(jiǎn)單化發(fā)展，成本可逐步降低；控制面可向集中化、統(tǒng)一化發(fā)展，具有更強(qiáng)的性能和容量。

● 控制邏輯集中。轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離之后，使得控制面向集中化發(fā)展?？刂泼娴募谢沟肧DN控制器擁有網(wǎng)絡(luò)的全局靜態(tài)拓?fù)?，全網(wǎng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)表信息，全網(wǎng)絡(luò)的資源利用率，故障狀態(tài)等。因此，SDN控制器可實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)級(jí)別的統(tǒng)一管理、控制和優(yōu)化，更可依托全局的拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)信息幫助實(shí)現(xiàn)快速的故障定位和排除，提高運(yùn)營(yíng)效率。

● 網(wǎng)絡(luò)能力開放化。SDN還有一個(gè)重要特征是支持網(wǎng)絡(luò)能力開放化。通過(guò)集中的SDN控制器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理、整合以及虛擬化后，采用規(guī)范化的北向接口為上層應(yīng)用提供按需分配的網(wǎng)絡(luò)資源及服務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力開放。這樣的方式打破了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)封閉的問題，是一種突破性的創(chuàng)新。

SDN控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的特點(diǎn)，使得設(shè)備的硬件通用化、簡(jiǎn)單化，設(shè)備的硬件成本可大幅降低，可促進(jìn)SDN的應(yīng)用；但由于設(shè)備硬件的變化，轉(zhuǎn)發(fā)流表的變化也存在SDN設(shè)備與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的兼容問題，在一定時(shí)期內(nèi)可能限制SDN在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。

SDN控制邏輯集中的特點(diǎn)，使得SDN控制器擁有網(wǎng)絡(luò)全局拓?fù)浜蜖顟B(tài)，可實(shí)施全局優(yōu)化，提供網(wǎng)絡(luò)端到端的部署、保障、檢測(cè)等手段；同時(shí)，SDN控制器可集中控制不同層次的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的多層多域協(xié)同與優(yōu)化，如：分組網(wǎng)絡(luò)與光網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合調(diào)度。

SDN網(wǎng)絡(luò)能力開放化的特點(diǎn)，使得網(wǎng)絡(luò)可編程，易快捷提供的應(yīng)用服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)不再僅僅是基礎(chǔ)設(shè)施，更是一種服務(wù)，SDN的應(yīng)用范圍得到了進(jìn)一步的拓展。

SDN的五大應(yīng)用場(chǎng)景

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的主要參與實(shí)體進(jìn)行梳理后，SDN的應(yīng)用場(chǎng)景基本聚焦到電信運(yùn)營(yíng)商、政府及企業(yè)客戶、數(shù)據(jù)中心服務(wù)商以及互聯(lián)網(wǎng)公司。關(guān)注的SDN應(yīng)用場(chǎng)景主要聚焦在：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心間的互聯(lián)、政企網(wǎng)絡(luò)、電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)公司業(yè)務(wù)部署。

場(chǎng)景1：SDN在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)SDN化的需求主要表現(xiàn)在海量的虛擬租戶、多路徑轉(zhuǎn)發(fā)、VM(虛擬機(jī))的智能部署和遷移、網(wǎng)絡(luò)集中自動(dòng)化管理、綠色節(jié)能、數(shù)據(jù)中心能力開放等幾個(gè)方面。

SDN控制邏輯集中的特點(diǎn)可充分滿足網(wǎng)絡(luò)集中自動(dòng)化管理、多路徑轉(zhuǎn)發(fā)、綠色節(jié)能等方面的要求；SDN網(wǎng)絡(luò)能力開放化和虛擬化可充分滿足數(shù)據(jù)中心能力開放、VM的智能部署和遷移、海量虛擬租戶的需求。

數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和維護(hù)一般統(tǒng)一由數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商或ICP/ISP維護(hù)，具有相對(duì)的封閉性，可統(tǒng)一規(guī)劃、部署和升級(jí)改造，SDN在其中部署的可行性高。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)是SDN目前最為明確的應(yīng)用場(chǎng)景之一，也是最有前景的應(yīng)用場(chǎng)景之一。

場(chǎng)景2：SDN在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的應(yīng)用

數(shù)據(jù)中心之間互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)具有流量大、突發(fā)性強(qiáng)、周期性強(qiáng)等特點(diǎn)，需要網(wǎng)絡(luò)具備多路徑轉(zhuǎn)發(fā)與負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)帶寬按需提供、綠色節(jié)能、集中管理和控制的能力。

引入SDN的網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)部署統(tǒng)一的控制器來(lái)收集各數(shù)據(jù)中心之間的流量需求，進(jìn)而進(jìn)行統(tǒng)一的計(jì)算和調(diào)度、實(shí)施帶寬的靈活按需分配、最大程度優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)、提升資源利用率。目前Google已經(jīng)在其數(shù)據(jù)中心之間應(yīng)用了SDN技術(shù)，將數(shù)據(jù)中心之間的鏈路利用率提升至接近100%，成效顯著。

場(chǎng)景3：SDN在政企網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

政府及企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)類型多，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功能復(fù)雜、類型多，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全性要求高，需要集中的管理和控制，需要網(wǎng)絡(luò)的靈活性高，且能滿足定制化需求。

SDN轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離的架構(gòu)，可使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通用化、簡(jiǎn)單化。SDN將復(fù)雜的業(yè)務(wù)功能剝離，由上層應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，不僅可以降低設(shè)備硬件成本，更可使得企業(yè)網(wǎng)絡(luò)更加簡(jiǎn)化，層次更加清晰。同時(shí)，SDN控制的邏輯集中，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的集中管理與控制，企業(yè)的安全策略集中部署和管理，更可以在控制器或上層應(yīng)用靈活定制網(wǎng)絡(luò)功能，更好滿足企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的需求。

由于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)一般由企業(yè)自己的信息化部門復(fù)雜建設(shè)、管理和維護(hù)，具有封閉性，可統(tǒng)一規(guī)劃、部署和升級(jí)改造，SDN部署的可行性高。

場(chǎng)景4：SDN在電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)包括了寬帶接入層、城域?qū)?、骨干層等層面。具體的網(wǎng)絡(luò)還可分為有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)存在多種方式，如傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、交換網(wǎng)等?？偟膩?lái)說(shuō)，電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)具有覆蓋范圍大、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)安全可靠性要求高、涉及的網(wǎng)絡(luò)制式多、多廠商共存等特點(diǎn)。

SDN的轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離特點(diǎn)可有效實(shí)現(xiàn)設(shè)備的逐步融合，降低設(shè)備硬件成本。SDN的控制邏輯集中特點(diǎn)可逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的集中化管理和全局優(yōu)化，有效提升運(yùn)營(yíng)效率，提供端到端的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；SDN的網(wǎng)絡(luò)能力虛擬化和開放化，也有利于電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)向智能化，開放化發(fā)展，發(fā)展更豐富的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，增加收入。

但是，SDN技術(shù)目前尚不夠成熟，標(biāo)準(zhǔn)化程度也不夠高。大范圍、大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理問題，超大規(guī)模SDN控制器的安全性和穩(wěn)定性問題，多廠商的協(xié)同和互通問題，不同網(wǎng)絡(luò)層次/制式的協(xié)同和對(duì)接問題等均需要盡快得到解決。目前SDN技術(shù)在電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模應(yīng)用還難以實(shí)現(xiàn)，但可在局部網(wǎng)絡(luò)或特定應(yīng)用場(chǎng)景逐步使用，如移動(dòng)回傳網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景、分組與光網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同場(chǎng)景等。

場(chǎng)景5：SDN在互聯(lián)網(wǎng)公司業(yè)務(wù)部署中的應(yīng)用

SDN即軟件定義網(wǎng)絡(luò)，然而筆者認(rèn)為SDN的研究重點(diǎn)不應(yīng)放在軟件如何定義網(wǎng)絡(luò)，而應(yīng)在于如何開放網(wǎng)絡(luò)能力。網(wǎng)絡(luò)的終極意義在于為上層應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，承載上層應(yīng)用。NaaS是網(wǎng)絡(luò)的最終歸宿?；ヂ?lián)網(wǎng)公司業(yè)務(wù)基于SDN架構(gòu)部署，將是SDN的重要應(yīng)用場(chǎng)景。

SDN具有網(wǎng)絡(luò)能力開放的特點(diǎn)，通過(guò)SDN控制器的北向接口，向上層應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的網(wǎng)絡(luò)能力接口，為上層應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)能力服務(wù)。ICP/ISP可根據(jù)需要獲得相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，有效提升最終用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

SDN驅(qū)動(dòng)力

SDN轉(zhuǎn)發(fā)和控制分離的特點(diǎn)可有效降低設(shè)備硬件成本；控制邏輯集中的特點(diǎn)可使得網(wǎng)絡(luò)具有全局的視圖實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)融合和集中管控；網(wǎng)絡(luò)能力開放化可促進(jìn)更多的業(yè)務(wù)創(chuàng)新和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)創(chuàng)新。這三大驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)著SDN的發(fā)展，也使得SDN有了更多的應(yīng)用場(chǎng)景。

目前，SDN技術(shù)尚不夠成熟，適合在相對(duì)簡(jiǎn)單、相對(duì)封閉的網(wǎng)絡(luò)中，如數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用；后續(xù)隨著技術(shù)的成熟和標(biāo)準(zhǔn)化，預(yù)計(jì)將會(huì)在電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中得到規(guī)模應(yīng)用。