SDN在IP廣域網(wǎng)的典型應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

黃勇軍，陸小銘，曹維華

（中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院，廣東 廣州 510630）

SDN在IP廣域網(wǎng)的典型應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

黃勇軍，陸小銘，曹維華

（中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院，廣東 廣州 510630）

SDN最重要的3個(gè)特征是轉(zhuǎn)發(fā)控制分離、集中控制和開(kāi)放接口，現(xiàn)階段SDN的產(chǎn)品和系統(tǒng)尚未成熟，運(yùn)營(yíng)商通過(guò)RR+、PCE等技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)的集中控制功能，是傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)向SDN演進(jìn)的有效途徑。首先分析了SDN在廣域網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)的架構(gòu)和各層的主要功能，并對(duì)其典型應(yīng)用，如路由優(yōu)化調(diào)度、流量均衡調(diào)度及智能化路徑管理等進(jìn)行了說(shuō)明。

SDN；RR+；BGP；PCEP

1 引言

當(dāng)前，SDN正逐步實(shí)現(xiàn)從理論到標(biāo)準(zhǔn)、從技術(shù)到產(chǎn)品、從部署到服務(wù)的過(guò)程，業(yè)界從數(shù)據(jù)中心、骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)和移動(dòng)核心網(wǎng)多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景研究SDN的應(yīng)用和實(shí)踐［1］。從IP廣域網(wǎng)的角度看，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在流量調(diào)控、路由優(yōu)化、業(yè)務(wù)差異化調(diào)度等方面面臨挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)分布式路由計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)難以滿足日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和質(zhì)量要求。SDN技術(shù)提出了集中的網(wǎng)絡(luò)管控模式，將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分拆為應(yīng)用、控制、轉(zhuǎn)發(fā)分離的架構(gòu)，從而增強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的調(diào)度管控能力。作為全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)，SDN的主要特征［2］包括以下幾個(gè)方面。

（1）控制平面和數(shù)據(jù)平面分離

控制平面獨(dú)立，采用通用硬件處理實(shí)現(xiàn)；控制平面和數(shù)據(jù)平面采用標(biāo)準(zhǔn)接口（如OpenFlow），通用硬件只完成必要的轉(zhuǎn)發(fā)功能。

（2）網(wǎng)絡(luò)智能和狀態(tài)邏輯上集中化

業(yè)務(wù)邏輯、路由計(jì)算、轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)等實(shí)現(xiàn)集中管理和調(diào)度。

（3）從應(yīng)用的角度看，下層網(wǎng)絡(luò)被抽象出來(lái)

網(wǎng)絡(luò)具備可編程性，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理；網(wǎng)絡(luò)更加靈活，具備更強(qiáng)的擴(kuò)展性。

SDN強(qiáng)調(diào)通過(guò)軟件的方式來(lái)定義網(wǎng)絡(luò)的行為，提升網(wǎng)絡(luò)控制調(diào)度能力，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供了很好的思想和手段，其架構(gòu)具有普遍適用性。但是，SDN在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)方面面臨成熟度需提升的問(wèn)題。SDN的應(yīng)用一方面要考慮技術(shù)的可行性，即現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的支持度；另一方面要考慮現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景，從運(yùn)營(yíng)需求和用戶需求出發(fā)逐步試點(diǎn)和推進(jìn)。

2 SDN在IP廣域網(wǎng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)主要采用IGP（interior gateway protocol，內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）作為內(nèi)部路由的計(jì)算，采用BGP（border gateway protocol，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自治系統(tǒng)間的路由通告，路由作為流量轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān)鍵依據(jù)，一直是網(wǎng)絡(luò)管理者關(guān)注的重點(diǎn)。對(duì)于SDN在IP廣域網(wǎng)上的實(shí)現(xiàn)，業(yè)界有專家提出了“傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)→ RR+→ PCE+→ SDN”的演進(jìn)方法和步驟［3］，從而較好地保障了網(wǎng)絡(luò)的原有投資，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的平滑升級(jí)。在第一階段，SDN在IP廣域網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)主要是在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)疊加增強(qiáng)的路由反射（RR+）模塊，圍繞全網(wǎng)路由的分析及優(yōu)化，同時(shí)結(jié)合流量管理、業(yè)務(wù)質(zhì)量檢測(cè)等能力，在一定程度上實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的集中路由、路徑和流量的控制；第二階段，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要支持PCEP的功能，對(duì)流量在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的路徑進(jìn)行精細(xì)控制，提供多種控制手段和策略，完全控制隧道的路徑計(jì)算和建立［4］。

從現(xiàn)網(wǎng)情況看，傳統(tǒng)的IP廣域網(wǎng)都建設(shè)了相應(yīng)的網(wǎng)管系統(tǒng)，網(wǎng)管系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的迭代開(kāi)發(fā)，除了傳統(tǒng)的FCAPS（故障、配置、計(jì)費(fèi)、性能、安全）管理能力，還根據(jù)IP網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)拓展了業(yè)務(wù)管理、維護(hù)管理、綜合分析等功能模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)IGP／BGP路由的全局管理、流量流向分析、VPN業(yè)務(wù)自動(dòng)開(kāi)通和業(yè)務(wù)管理等功能。SDN的業(yè)務(wù)編排及網(wǎng)絡(luò)控制模塊可以添加到網(wǎng)管系統(tǒng)中，充分利用已有的拓?fù)?、路由、流量、質(zhì)量測(cè)試等維護(hù)管理能力。圖1是其中一種SDN在IP廣域網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)。

該系統(tǒng)功能架構(gòu)基于軟件的分層思路，整個(gè)架構(gòu)劃分為應(yīng)用層、產(chǎn)品管理、業(yè)務(wù)編排、網(wǎng)絡(luò)控制、運(yùn)維管理（包括業(yè)務(wù)管理和網(wǎng)絡(luò)管理）、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)等，以虛擬化與接口插件化為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)各部分間的融合交互和靈活調(diào)用。各層的主要功能如下。

圖1 SDN在IP廣域網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)功能架構(gòu)

應(yīng)用層處于架構(gòu)的最上層，是面向用戶的核心價(jià)值所在，通過(guò)開(kāi)放API，支持第三方、用戶自定義、內(nèi)部運(yùn)維管理。

（1）產(chǎn)品管理

以產(chǎn)品形態(tài)滿足服務(wù)需求，提供產(chǎn)品目錄、產(chǎn)品規(guī)格、定價(jià)策略、產(chǎn)品套餐，把應(yīng)用變成可銷售的產(chǎn)品，從而加速網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)創(chuàng)新從創(chuàng)意到上線。

（2）業(yè)務(wù)編排

基于業(yè)務(wù)約束條件，通過(guò)模型驅(qū)動(dòng)和跨域資源協(xié)同將各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)單元基于各種策略進(jìn)行有序地安排和組織，提供差異化的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

（3）網(wǎng)絡(luò)控制

將底層網(wǎng)絡(luò)資源抽象成可操作的信息模型提供給上層，并將上層的網(wǎng)絡(luò)需求轉(zhuǎn)化為底層的網(wǎng)絡(luò)控制指令，下發(fā)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，從而封裝并開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)能力，屏蔽南向差異，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)按需控制。

（4）運(yùn)維管理

聚焦業(yè)務(wù)管理和網(wǎng)絡(luò)管理，包括監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施、控制器及整體架構(gòu)涉及的網(wǎng)元運(yùn)行情況，并利用SLA、QoE等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)質(zhì)量與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的協(xié)同感知。

（5）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)

面向產(chǎn)品、業(yè)務(wù)和資源，采集和存儲(chǔ)網(wǎng)元的運(yùn)行信息、網(wǎng)絡(luò)資源信息及業(yè)務(wù)質(zhì)量信息等，支持對(duì)日志、告警、信令等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和分析。

SDN在廣域網(wǎng)的典型應(yīng)用中，增強(qiáng)的路由管理模塊是實(shí)現(xiàn)路由層面集中智能控制的關(guān)鍵，包含以下能力。

（1）IGP 路由管理

通過(guò)建立ISIS的“啞鄰居”的方式，獲取全網(wǎng)的IGP路由，能描繪 IGP路由拓?fù)?，?duì)IGP路由波動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)存在多條鏈路（IGP連接）的端口IP地址進(jìn)行分析等。

（2）BGP 路由管理

通過(guò)建立“啞”peer方式，實(shí)時(shí)獲取BGP路由信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)BGP路由事件的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)路由表及路由變化的查詢、路由告警功能等。

（3）RR+功能

RR+能力是基于傳統(tǒng)RR能力的擴(kuò)展功能，可根據(jù)業(yè)務(wù)編排模塊的要求向指定路由器反射指定的BGP路由信息，如改寫下一跳 （next-hop）、調(diào)高路由local preference值、添加community標(biāo)記等操作，從而引導(dǎo)流量按照網(wǎng)絡(luò)管理者的要求進(jìn)行調(diào)度。

3 SDN在IP廣域網(wǎng)的典型應(yīng)用

3.1 路由優(yōu)化調(diào)度

路由優(yōu)化調(diào)度的一個(gè)重點(diǎn)應(yīng)用是解決IP廣域網(wǎng)中傳統(tǒng)RR在路由反射中存在的缺陷。傳統(tǒng)RR是從鄰居節(jié)點(diǎn)收到路由后，按照BGP選路規(guī)則優(yōu)選其一，然后把優(yōu)選的路由發(fā)送給其他所有鄰居節(jié)點(diǎn)。優(yōu)選規(guī)則中的IGP開(kāi)銷值是RR本身到BGP下一跳 （通常是路由發(fā)布者）的值，這個(gè)規(guī)則在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中會(huì)帶來(lái)路由不優(yōu)的問(wèn)題，如圖2所示。

具體分析如下。

·R1和carrier A相連，R6和carrier B相連，剛好carrier A和carrier B都通告prefix 1的BGP路由。

·傳統(tǒng)RR收到R1和R6通告的prefix 1的路由，根據(jù)選路規(guī)則，從IGP開(kāi)銷的角度看，RR到R1的開(kāi)銷要比RR到R6的小，RR選擇到R1為最優(yōu)路由向所有iBGP鄰居進(jìn)行反射。

·AS 3去往 prefix 1的流量路徑是 R3→R2→R1→（prefix 1），為最優(yōu)路徑。

圖2 傳統(tǒng)RR選路存在問(wèn)題的示意

· AS5去往prefix 1的流量路徑：R5→R4→R3→R2→R1→（prefix 1），不是最優(yōu)路徑。

由于現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中常常會(huì)存在相同路由多出口的情況，傳統(tǒng)RR的選路會(huì)導(dǎo)致次優(yōu)路由產(chǎn)生，流量會(huì)走 “長(zhǎng)路徑”，從而影響業(yè)務(wù)質(zhì)量。因此需要實(shí)現(xiàn)基于“源目的”的路由反射增強(qiáng)機(jī)制，其中基于源目的IGP最短路徑的BGP路由反射是較為有效的方法，其實(shí)現(xiàn)原理如圖3所示。

主要實(shí)現(xiàn)原理如下所述。

（1）RR+部署

在網(wǎng)絡(luò)中疊加RR+路由管理模塊，RR+從傳統(tǒng)RR獲取全網(wǎng)BGP路由，同時(shí)和R1～R6等設(shè)備建立BGP鄰居關(guān)系，R1～R6向 RR+發(fā)送 best-external路由。同時(shí)，RR+可以向R3、R5反射指定的路由。

（2）多出口路由信息計(jì)算

RR+對(duì)接收到的全部路由進(jìn)行歸并計(jì)算，找出有多個(gè)出口（next-hop）且 BGP 選路屬性（local值、AS path 長(zhǎng)度、MED）相同的prefix及其路由集合（這些路由需要通過(guò)IGP metric進(jìn)行路由優(yōu)選）。

（3）源和出口間的IGP metric計(jì)算

IGP路由分析模塊在采集全網(wǎng)IGP路由的基礎(chǔ)上，計(jì)算源（R3、R5）與各出口（R1、R6）之間的 IGP metric。

（4）RR+優(yōu)選路由反射

結(jié)合源與各出口之間IGP metric，選擇路徑最短的一個(gè)出口作為主選路徑，通過(guò)管理員確認(rèn)或者自動(dòng)方式，向R3、R5分別反射最優(yōu)路由，該最優(yōu)路徑的local preference值比傳統(tǒng)RR反射的路由要高。

（5）R3、R5接收到 RR+反射的優(yōu)化后的路由，自動(dòng)適配為最優(yōu)的路由路徑，此時(shí)，AS 3去往prefix 1的流量路徑為 R3→R2→R1→（prefix 1），AS5去往 prefix 1的流量路徑：R5→R6 →（prefix 1）。

因此，系統(tǒng)通過(guò)RR+及IGP最短路徑相結(jié)合的優(yōu)化算法，可以有效規(guī)避傳統(tǒng)RR選路的缺陷，提升網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)效率和用戶體驗(yàn)。此外，還需要實(shí)現(xiàn)RR+模塊的路由撤銷和不間斷檢查機(jī)制，如系統(tǒng)應(yīng)能定時(shí)分析現(xiàn)存的多路徑路由，如果發(fā)現(xiàn)增加，向源路由器反射路由；如果發(fā)現(xiàn)減少，可撤銷所反射的路由。

3.2 流量均衡調(diào)度

在IP廣域網(wǎng)上，由于用戶的分布不均、業(yè)務(wù)特發(fā)性等原因經(jīng)常存在局部流量不均衡的現(xiàn)象。如圖4所示，網(wǎng)絡(luò)片區(qū)B的流量流入網(wǎng)絡(luò)片區(qū)A，流量分擔(dān)在鏈路1～3上。流量的目的端可能是各個(gè)城域網(wǎng)或IDC，由于其用戶規(guī)?；驑I(yè)務(wù)存在著巨大差異，這幾條電路的流量容易出現(xiàn)不均的情況，情況嚴(yán)重時(shí)部分電路已經(jīng)發(fā)生擁塞而部分電路還處于輕載。這類現(xiàn)象容易出現(xiàn)在國(guó)際互聯(lián)電路、國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商間的互聯(lián)互通電路以及國(guó)內(nèi)骨干網(wǎng)的省際電路等場(chǎng)景。

網(wǎng)絡(luò)局部流量不均的情況涉及路由、流量和業(yè)務(wù)層面等諸多復(fù)雜的因素，同時(shí)流量動(dòng)態(tài)變化快，要進(jìn)行人工干預(yù)基本不可行，因此一直是困擾運(yùn)營(yíng)商的難題。

RR+的出現(xiàn)使路由層面的集中管理變成可能，網(wǎng)絡(luò)管理者可以在流量可視化的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地改變指向片區(qū)B的部分路由，如修改iBGP路由的next-hop參數(shù)等，從而引導(dǎo)部分流量，實(shí)現(xiàn)這幾條鏈路上的流量均衡。

基本流量調(diào)度功能步驟如下所述。

圖3 IP廣域網(wǎng)流量不均分析示意

（1）流量流向可視化分析

通過(guò)NetFlow分析各條分擔(dān)電路的流量流向情況，展現(xiàn)以城域網(wǎng)／IDC為單位的流量流向TopN分析數(shù)據(jù)，包括鏈路組、詳細(xì)鏈路的日／月流量波動(dòng)圖以及流入各個(gè)城域網(wǎng)／IDC的流速以及占比，為流量調(diào)度提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和調(diào)度依據(jù)。

圖4 基于源目的IGP最短路徑的BGP路由優(yōu)化示意

（2）預(yù)設(shè)流量調(diào)度策略

網(wǎng)絡(luò)管理者將流量調(diào)度的要求（如調(diào)度的流量流向、調(diào)度方式、調(diào)度時(shí)間等）轉(zhuǎn)化為路由策略，即指定目標(biāo)地址的iBGP路由將發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)B片區(qū)的路由器上，這些路由的next-hop參數(shù)能夠指定，同時(shí)local preference值比傳統(tǒng)RR反射的路由大。

（3）網(wǎng)絡(luò)仿真

在定制的流量調(diào)度策略實(shí)施前，可先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)仿真，展現(xiàn)中繼鏈路利用率發(fā)生變化的TopN鏈路，若鏈路利用率超過(guò)預(yù)設(shè)的門限將產(chǎn)生告警，用戶可選放棄策略的調(diào)度。若中繼鏈路利用率不越限，可通過(guò)用戶確認(rèn)，開(kāi)始實(shí)施流量調(diào)度。

（4）流量調(diào)度策略執(zhí)行

通過(guò)RR+反射定制的iBGP路由（根據(jù)AS、community屬性匹配目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)路由）到網(wǎng)絡(luò)B部分的路由器，通過(guò)改變路由引導(dǎo)流量走向。

（5）分析功能

系統(tǒng)能輸出策略應(yīng)用分析報(bào)告，內(nèi)容包括如下方面：

· 策略名稱、策略狀態(tài)（啟用、停用、停用原因等）、創(chuàng)建時(shí)間、啟用時(shí)間、停用時(shí)間、策略執(zhí)行消耗時(shí)間等；

·AS號(hào)、流入城域網(wǎng)或IDC、設(shè)定的出口、規(guī)劃的出口；

·調(diào)度對(duì)象總流速、經(jīng)設(shè)定出口流速；

·提供鏈接查看規(guī)劃出口以及設(shè)定出口鏈路組、詳細(xì)鏈路調(diào)度前后流速對(duì)比、時(shí)延、分組丟失率等網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量對(duì)比。

以上是流量均衡調(diào)度的基本步驟，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中還希望能做到自動(dòng)化的均衡能力，要解決的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題如下所述。

（1）劃分可調(diào)度區(qū)域

需要在系統(tǒng)中指定哪些目標(biāo)地址段的流量可以被調(diào)度，可以根據(jù)AS號(hào)或community進(jìn)行劃分。

（2）建立流量調(diào)度數(shù)據(jù)庫(kù)

流量調(diào)度數(shù)據(jù)庫(kù)用于維護(hù)被調(diào)整的AS列表及相關(guān)必要信息，作為流量仿真及流量調(diào)度的依據(jù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)用以指導(dǎo)RR+如何進(jìn)行路由的集中控制。

（3）自動(dòng)化調(diào)度的觸發(fā)和優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)管理者可以根據(jù)需要設(shè)定自動(dòng)化調(diào)度的觸發(fā)條件，一種較為方便的方法是通過(guò)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的方式，如果利用率的離散度比較大，可以實(shí)施調(diào)度，離散度變小，意味著調(diào)度達(dá)到了成效。

（4）調(diào)度路由的新增和撤銷

新增時(shí)，RR+根據(jù)AS、community屬性匹配目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)路由，修改路由的下一跳為新出口，向源路由器反射路由。需要撤銷路由時(shí)，RR+根據(jù)AS、community屬性查找已反射的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)路由，向源路由器發(fā)送該路由的withdraw消息。

3.3 智能化路徑管理

運(yùn)營(yíng)商的IP廣域網(wǎng)與其他多個(gè)運(yùn)營(yíng)商存在互聯(lián)互通的關(guān)系，同一個(gè)用戶（相同的路由）可能會(huì)通過(guò)不同的互聯(lián)運(yùn)營(yíng)商通告進(jìn)來(lái)，存在多條出口路徑情況，如圖5所示。

用戶位于AS1中，要訪問(wèn)遠(yuǎn)端的服務(wù)器，由于carrier A和carrier B都通過(guò)eBGP宣告了prefix 1的路由，因此存在多條出口路徑的情況，一條路徑是AS1→…→R5→carrier B→服務(wù)器；另一條路徑是AS1→…→R7→carrierA→服務(wù)器。這兩條路徑的服務(wù)質(zhì)量會(huì)發(fā)生波動(dòng)，某些時(shí)段R5出口質(zhì)量最優(yōu)，R7出口較差，在某些時(shí)段則相反。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中RR的選路相對(duì)比較固定，并不會(huì)根據(jù)業(yè)務(wù)的質(zhì)量情況進(jìn)行調(diào)整。

圖5 用戶多出口路徑情況示意

為了給客戶提供長(zhǎng)期質(zhì)量保障服務(wù)，SDN近期應(yīng)用系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)基于業(yè)務(wù)質(zhì)量的路徑管理機(jī)制，其原理如圖6所示。

實(shí)現(xiàn)步驟如下所述。

（1）分析用戶路由的多路徑信息

根據(jù)用戶訪問(wèn)目標(biāo)服務(wù)器的IP地址信息，通過(guò)收集邊緣業(yè)務(wù)路由器的路由，獲取服務(wù)器的所有出口路由器。

（2）業(yè)務(wù)質(zhì)量測(cè)試

業(yè)務(wù)質(zhì)量測(cè)試系統(tǒng)從出口路由器（R5、R7）分別發(fā)起到服務(wù)器的ping測(cè)試或業(yè)務(wù)質(zhì)量測(cè)試（如HTTP測(cè)試），從靠近用戶的路由器 （R1）發(fā)起到出口路由器 （R5、R7）的ping測(cè)試，同時(shí)通過(guò)位于AS1內(nèi)的探針發(fā)起到服務(wù)器的業(yè)務(wù)質(zhì)量測(cè)試（用于對(duì)實(shí)施效果的評(píng)估依據(jù)）。

（3）路徑質(zhì)量評(píng)估

根據(jù)質(zhì)量測(cè)試結(jié)果，分析不同的兩條路徑的質(zhì)量?jī)?yōu)劣，如把分段測(cè)試的時(shí)延相加進(jìn)行比較，同時(shí)可設(shè)定一個(gè)閾值，如兩條路徑的時(shí)延偏差小于10%則不做處理，以避免引起用戶訪問(wèn)路徑的頻繁波動(dòng)。

（4）路徑優(yōu)化調(diào)度

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)用戶的當(dāng)前主用出口質(zhì)量劣化，同時(shí)兩條路徑的質(zhì)量差別超過(guò)一定閾值，系統(tǒng)即可實(shí)施路徑優(yōu)化調(diào)度，通過(guò)CLI將指令發(fā)到備用邊界路由器，將備用出口的路由優(yōu)先級(jí)提高（提高local preference值），從而將流量引導(dǎo)到質(zhì)量更好的備用出口。

圖6 基于業(yè)務(wù)質(zhì)量的路徑管理示意

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的SDN在IP廣域網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)的資源和能力，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的改造小且易于實(shí)施，適應(yīng)了SDN技術(shù)融合發(fā)展趨勢(shì)。系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中有效提升了網(wǎng)絡(luò)資源利用效率和業(yè)務(wù)感知，為用戶差異化服務(wù)提供了新的思路和方法。由于系統(tǒng)需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的整體和細(xì)節(jié)有通盤的了解，因此需要與原有網(wǎng)管系統(tǒng)緊密關(guān)聯(lián)，后期需要在自動(dòng)化調(diào)度能力上加以完善，才能具備靈活商用的能力。未來(lái)隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備逐步支持PCEP、OpenFlow、segment routing等技術(shù)和協(xié)議，逐步實(shí)現(xiàn)控制轉(zhuǎn)發(fā)分離，網(wǎng)絡(luò)的集約化和智能化水平將逐步得到提升。

［1］王茜，趙慧玲，解云鵬.SDN標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用場(chǎng)景探討［J］.中興通訊技術(shù)，2013，19（5）：2-5，21.WANG Q，ZHAO H L，XIE Y P.Standardization and deployment of SDN［J］.ZTE Technology Journal，2013，19（5）：2-5，21.

［2］ 張朝昆，崔勇，唐翯翯，等.軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）研究進(jìn)展［J］.軟件學(xué)報(bào)，2015，26（1）：62-81.ZHANG C K，CUI Y，TANG H H，et al.State-of-the-art survey on software-defined networking （SDN）［J］.Journal of Software，2015，26（1）：62-81.

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Typical applications and realization of SDN in IP WAN

HUANG Yongjun，LU Xiaoming，CAO Weihua
Guangzhou Research Institute of China Telecom Co.，Ltd.，Guangzhou 510630，China

Three key points of SDN are decoupling of data plane and control plane，centralized control and open interfaces.Some carriers develop a SDN application system based on RR+or PCE technology in order to achieve the centralized control function on traditional IP WAN.The architecture and development suggestions of the SDN application system were presented，and some typical functions，such as routing optimizing，traffic balanced scheduling，paths intelligent arrangement and so on，were described.

SDN，RR+，BGP，PCEP

TN915

A

10.11959／j.issn.1000-0801.2016111

2015-07-01；

2016-03-08

黃勇軍（1970-），男，中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院副院長(zhǎng)、高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃、新技術(shù)應(yīng)用研究和投資管理工作，主要研究方向?yàn)閷拵ЬW(wǎng)絡(luò)技術(shù)、SDN及云計(jì)算。

陸小銘（1979-），男，現(xiàn)就職于中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院，主要從事IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和SDN方向的技術(shù)研究工作。

曹維華（1976-），女，現(xiàn)就職于中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院，主要從事IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、支撐系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分析、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、SDN等領(lǐng)域的開(kāi)展研發(fā)和支撐工作。