基于SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)研究

汪子龍

摘要：該文通過對SDN本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的分析，明確社會使用的需求，進(jìn)而提出構(gòu)建SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和模型的方法，對SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行全面的分析。

關(guān)鍵詞：SDN；本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)；技術(shù)研究

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）34-8126-02

在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的帶動下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時代已經(jīng)成功融入到人們的日常生活和工作中，但是傳統(tǒng)的MSTP網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以滿足人們對上網(wǎng)速度的要求，為了提高寬帶容量以及傳送速度，就需要技術(shù)人員對技術(shù)進(jìn)行全面的研究。本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)就是要取代MSTP網(wǎng)絡(luò)，基于靈活的IP通信設(shè)計(jì)理念，對傳統(tǒng)的路由器架構(gòu)進(jìn)行合理、科學(xué)的規(guī)劃，提高路由器的OAM機(jī)制。SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用需要網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的支持，對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行有效保護(hù)，基于此，SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)就必須要具備很多網(wǎng)絡(luò)能力，既能提高寬帶運(yùn)行速度，又能提高網(wǎng)絡(luò)可用性、運(yùn)維能力。

1 SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用還存在很大的難題，雖然可以解決網(wǎng)絡(luò)帶寬的分配，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度，但是由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，3G/LTE網(wǎng)絡(luò)要想更好的融合到寬帶技術(shù)中，還需要技術(shù)人員對技術(shù)進(jìn)行大量的基站部署，這就增加了分組傳送網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)數(shù)量，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的設(shè)計(jì)會相對復(fù)雜，需要投入大量的人力物力。路由器的配置也比較復(fù)雜，根據(jù)傳統(tǒng)路由器設(shè)備的命令對其進(jìn)行配置，發(fā)現(xiàn)本地綜合承載網(wǎng)絡(luò)根本不能使用配置命令，路由器無法啟動，這時需要技術(shù)人員對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的配置進(jìn)行調(diào)整，但是繁多的節(jié)點(diǎn)，要想全部重新配置路由器存在較大難度。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的后期運(yùn)維管理也非常復(fù)雜，UTN設(shè)備的發(fā)散結(jié)構(gòu)，大大提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的維護(hù)難度，OPEX也會提高運(yùn)行壓力；其次，逐漸造成網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)開通復(fù)雜度及維護(hù)難度大等現(xiàn)象[1]。IP網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行的過程中，需要合理設(shè)置網(wǎng)絡(luò)帶寬，使網(wǎng)絡(luò)可以具備更優(yōu)秀的信息傳輸能力，基于此，應(yīng)用SDN本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行粒度進(jìn)行調(diào)整，可以充分體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)帶寬的分配原則，也可以解決網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)過多、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定等問題。SDN本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，會解決傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)容量，使其在數(shù)據(jù)交互的過程中，提供更大的平臺對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保護(hù)，同時保障了交互信息的完整性和可靠性，本地承載的傳送網(wǎng)技術(shù)更加適合大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)使用者的使用要求，所以在我國未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展中，SDN本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)一定會體現(xiàn)出更多的優(yōu)勢和功能，徹底釋放出網(wǎng)絡(luò)空間，供數(shù)據(jù)信息的傳遞和流通。

2 SDN技術(shù)概述以及引入過程

2.1 SDN技術(shù)概述

SDN技術(shù)是Emulex網(wǎng)絡(luò)的一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，其核心技術(shù)是OpenFlow，在實(shí)際使用的過程中，SDN技術(shù)會通過將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面的分離，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)安全與管理的項(xiàng)目Ethane，SDN技術(shù)利用自身的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，通過集中式的控制器，讓網(wǎng)絡(luò)處于管理員時刻監(jiān)管的狀態(tài)下，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境的安全性和穩(wěn)定性。SDN技術(shù)與安全策略的融合，大大提高了對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理能力，網(wǎng)絡(luò)可以在安全控制的范圍內(nèi)運(yùn)行，目前，基于Ethane及其前續(xù)項(xiàng)目Sane的啟發(fā)，研究人員已經(jīng)提出了OpenFlow的詳細(xì)應(yīng)用模式，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)，OpenFlow可以體現(xiàn)出強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)控制能力。根據(jù)OpenFlow的工作原理，技術(shù)人員模擬了使用OpenFlow的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，發(fā)現(xiàn)OpenFlow可以在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行程序進(jìn)行編程，通過對程序的運(yùn)行，確定程序差錯存在的運(yùn)行環(huán)節(jié)，進(jìn)而找到網(wǎng)絡(luò)危險(xiǎn)點(diǎn)。OpenFlow在Wireshark抓包分析工具上支持插件、OpenFlow調(diào)試工具（liboftrace）、OpenFlow虛擬計(jì)算機(jī)仿真（OpenFlowVMS）的使用，并可以更加具有針對性的對網(wǎng)絡(luò)安全性進(jìn)行檢測，與網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議的比較，也說明了OpenFlow的功能。可見，SDN技術(shù)為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行做出了巨大貢獻(xiàn)，也與計(jì)算機(jī)得到了同等革新的對待，可以全面應(yīng)用在城域網(wǎng)、局域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。

2.2 SDN技術(shù)的引入

SDN技術(shù)自2006年由斯坦福大學(xué)提出后，已經(jīng)成功應(yīng)用在很多網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中，SDN技術(shù)包括ONF、IETF、ITU-T及國內(nèi)CCSA等標(biāo)準(zhǔn)組織，SDN技術(shù)的引入，可以在技術(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，將網(wǎng)絡(luò)的控制面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面進(jìn)行分離，不同的控制層面負(fù)責(zé)處理不同的網(wǎng)絡(luò)問題，這種分解模式非常適用于大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。SDN技術(shù)的引入，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以更加集中和統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式，同時也實(shí)現(xiàn)了可編程化的控制要求，整體網(wǎng)絡(luò)可以在控制層的管理下，更加靈活的對網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行實(shí)時調(diào)度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對于業(yè)務(wù)種類和流量的自動適應(yīng)和調(diào)整。將SDN技術(shù)應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)中，可以更好的處理UTN現(xiàn)有網(wǎng)部署問題，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的控制轉(zhuǎn)發(fā)分離功能，有利于集中路由器，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維和管理能力，降低網(wǎng)絡(luò)的CAPEX和OPEX[2]。

3 基于SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)研究

3.1 基于SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為四個部分，分別為：OF轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備、SDN控制器、統(tǒng)一控制器、運(yùn)營商級應(yīng)用，OF轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備中分為OpenFlow，網(wǎng)管接口兩個部分，OpenFlow與SDN控制器中的UTN Controller進(jìn)行通信，網(wǎng)管接口與SDN控制器中的UTN EMS進(jìn)行通信。SDN控制器匯總的信息會流入到統(tǒng)一控制器中，統(tǒng)一控制器的網(wǎng)絡(luò)資源管理功能會對信息進(jìn)行處理和分類，路由計(jì)算功能會自動分配帶寬，避免因?yàn)樾畔⒘康木薮蠖绊懙匠休d傳送網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度。最后控制策略功能和業(yè)務(wù)感知功能會通過網(wǎng)絡(luò)虛擬器的作用，流入到運(yùn)營商級的用戶中，用戶可以根據(jù)實(shí)際的需求，選擇業(yè)務(wù)開通的模式，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會對業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，流量工程和業(yè)務(wù)監(jiān)控會對業(yè)務(wù)進(jìn)行管理?；赟DN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加貼合實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行需求，集中控制對象，加大對業(yè)務(wù)的監(jiān)控能力，在實(shí)際運(yùn)行的過程中，一個SDN域內(nèi)，應(yīng)按照熱備用方式部署至少2臺控制器，以此來提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性[3]?；赟DN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)本身就具備良好的結(jié)構(gòu)和性能，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的層次需要通過IP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行規(guī)模確定，如果在SDN域中，需要對臺網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的層次就要深入到所有的設(shè)備保護(hù)層中，這樣可以在IP網(wǎng)絡(luò)中形成統(tǒng)一的保護(hù)模式，本地信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播通過信號的確定而信任網(wǎng)絡(luò)平臺，進(jìn)而完成數(shù)據(jù)信息交互過程。endprint

3.2 基于SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)的組網(wǎng)模型

基于SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)的組網(wǎng)模型中SDN控制器的運(yùn)行必須要獨(dú)立，并確保組網(wǎng)服務(wù)器不參與網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的轉(zhuǎn)發(fā)。組網(wǎng)模型中新建的接入環(huán)采用SDN轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備組環(huán)，避免SDN控制器運(yùn)行業(yè)務(wù)繁忙而出現(xiàn)延時。組網(wǎng)模型設(shè)計(jì)的核心層、匯聚層、接入層要準(zhǔn)確設(shè)置路由器的數(shù)量，使網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)控制由主服務(wù)器進(jìn)行集中控制與處理，SDN域負(fù)責(zé)劃分主服務(wù)器與備服務(wù)器之間的功能和協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)信息只需要在操作中完成流通即可，簡化了信息處理的過程[4]?；赟DN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)的組網(wǎng)模型負(fù)責(zé)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的劃分，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的相關(guān)結(jié)構(gòu)，技術(shù)人員需要明確路由器的運(yùn)行管理范圍，確保路由器可以正常啟動的情況下，利用IP網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)行效果，對現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行帶寬的劃分。這樣可以體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的可用性和安全性，使網(wǎng)絡(luò)流量可以穩(wěn)定的協(xié)助數(shù)據(jù)流通，組網(wǎng)模型結(jié)構(gòu)需要與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型保持一致，網(wǎng)絡(luò)核心層和匯聚層要設(shè)置良好的防火墻結(jié)構(gòu)，這樣才能確保組網(wǎng)模型的順利應(yīng)用。

4 結(jié)束語

通過上文的分析，筆者明確了基于SDN技術(shù)的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用存在的難題，以及SDN技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)程，所以在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和組網(wǎng)模型設(shè)計(jì)中，技術(shù)人員應(yīng)該充分了解到技術(shù)控制的重要性，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理的規(guī)劃，找到網(wǎng)絡(luò)安全性的薄弱環(huán)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，SDN技術(shù)可以與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行融合，使路由器、服務(wù)器、控制器等設(shè)備可以全面控制寬帶流量，確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的暢通，提高運(yùn)行穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉明剛，高漢東，范春萍，等.綜合承載傳送網(wǎng)（UTN）在山東聯(lián)通的應(yīng)用分析與研究[J].無線互聯(lián)科技，2014， 4（11）：20-21.

[2] 劉楚，黃永亮，王海軍，等.基于SDN的本地綜合承載傳送網(wǎng)技術(shù)研究[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2014， 4（18）：72-75.

[3] 龐冉，黃永亮，王光全，等.SDN技術(shù)在綜合承載傳送網(wǎng)中的應(yīng)用分析[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2013，11（14）：24-27.

[4] 桂衛(wèi)建，李德江，何麗艷，等.IPRAN技術(shù)在上海聯(lián)通綜合業(yè)務(wù)承載網(wǎng)中的研究與應(yīng)用[D].上海：復(fù)旦大學(xué)，2012.

[5] 葉俊俊，張家明何立柱，等.基于IPRAN的本地傳送網(wǎng)的規(guī)劃及應(yīng)用[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：社會科學(xué)版，2014，3（12）：230-233.

[6] 高萬波，張曉晨，毛麗娜，等.未來城域綜合承載傳送網(wǎng)建設(shè)探討[J].通信世界，2012，1（41）：101-103.endprint