通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中SDN技術(shù)的應(yīng)用研究

王科宇

（通遼市移動(dòng)公司，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

1 通信網(wǎng)絡(luò)中SDN技術(shù)的基本情況

我國通信網(wǎng)絡(luò)使用的SDN技術(shù)全名為同步數(shù)字體系，具備全球統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口，可以使通信網(wǎng)絡(luò)形成一套規(guī)范化的信息接口等級，從而同步傳輸不同的模塊。SDN技術(shù)擁有一塊狀幀結(jié)構(gòu)，可以管理和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。這套結(jié)構(gòu)還具有分插復(fù)用器、終端復(fù)用器和同步交叉連接設(shè)備，這些設(shè)備可以組成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化光接口，通過光接口就可以在基本光纜段上實(shí)現(xiàn)橫向兼容，使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備可以在同一平臺進(jìn)行互通。此外，通過SDN技術(shù)中的復(fù)用架構(gòu)，還可以實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在運(yùn)用過程中具有較大范圍的適應(yīng)性，利用軟件就可以實(shí)現(xiàn)對通信網(wǎng)絡(luò)的配置和控制。

2 SDN通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢和應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 SDN通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

第一，在通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SDN技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電力核心通信網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管控。在當(dāng)前寬帶網(wǎng)絡(luò)能量不斷擴(kuò)增的背景下，各公司在經(jīng)營過程中的擴(kuò)容成本也隨之上漲，使得電力通信網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展過程中受到的市場環(huán)境復(fù)雜多變，增加了電力通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營難度。運(yùn)營方通過使用SDN技術(shù)可以將光網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)的資源進(jìn)行統(tǒng)一管控，擴(kuò)增通信網(wǎng)絡(luò)容量，進(jìn)而降低通信網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用過程中的成本。此外，應(yīng)用SDN技術(shù)還可以提高通信網(wǎng)絡(luò)中資源的調(diào)配靈活度，進(jìn)而增加通信網(wǎng)絡(luò)流量的管控水平，實(shí)現(xiàn)智能化的管控目的。

第二，在通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SDN技術(shù)可以使用虛擬化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將通信網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化，全面展現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)中的相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)備優(yōu)點(diǎn)，通過光網(wǎng)絡(luò)資源滿足市場中用戶的不同需求。在保證通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對光網(wǎng)絡(luò)中的相應(yīng)資源進(jìn)行合流，提高通信網(wǎng)絡(luò)中的資源使用效率。此外，在網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高光網(wǎng)絡(luò)中“軟網(wǎng)絡(luò)”化的技術(shù)基礎(chǔ)，提高通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。

第三，在通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SDN技術(shù)可以有效提高網(wǎng)絡(luò)的安全防范能力。通信網(wǎng)絡(luò)可以將SDN技術(shù)和controller進(jìn)行集中控制，有效監(jiān)管通信網(wǎng)絡(luò)的整體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以判斷通信網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中的異常流量和異常路由路徑[1]。對于通信網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)問題，應(yīng)用方通過SDN技術(shù)可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)做出處置。此外這項(xiàng)技術(shù)還可以防范來自于外部網(wǎng)絡(luò)的DDoS、網(wǎng)絡(luò)流量等相應(yīng)攻擊，保證用戶的網(wǎng)絡(luò)信息使用安全。

2.2 SDN通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

第一，通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的SDN技術(shù)可以將1 544 kb/s和2 048 kb/s的數(shù)字體系集中實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，以將通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字傳輸體制實(shí)現(xiàn)全球化的標(biāo)準(zhǔn)[2]。

第二，通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的SDN技術(shù)可以使用同步復(fù)用的方式，靈活反饋應(yīng)用過程中的復(fù)式映射架構(gòu)，以將各種等級的碼流在幀結(jié)構(gòu)凈負(fù)荷中呈現(xiàn)，使網(wǎng)絡(luò)與凈負(fù)荷保持一定的同步，進(jìn)而優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)中DXC的實(shí)現(xiàn)。

第三，通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的SDN技術(shù)可以在數(shù)字體系幀結(jié)構(gòu)中安置相應(yīng)的開銷比特，以有效提升通信網(wǎng)絡(luò)的管理能力和維護(hù)能力。此外，通過安置在開銷中的控制通路還可以將部分具有網(wǎng)管能力的數(shù)字化模塊分散至網(wǎng)絡(luò)單元，進(jìn)而在網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)現(xiàn)分布式的管理效果。

第四，通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的SDN技術(shù)可以統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)光的接口與不同的網(wǎng)絡(luò)單元，以降低傳輸和復(fù)用分開的可能性，簡化通信網(wǎng)絡(luò)中的硬件復(fù)雜度，使通信網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用過程中不需要進(jìn)行復(fù)雜的布線。

3 通信網(wǎng)絡(luò)中SDN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)功能

3.1 SDN技術(shù)具備服務(wù)自助化功能

在通信網(wǎng)絡(luò)中使用SDN技術(shù)可以自動(dòng)對接語音管理平臺，自動(dòng)感應(yīng)云業(yè)務(wù)中的網(wǎng)絡(luò)資源需求，還可以在結(jié)合全網(wǎng)資源視圖的基礎(chǔ)上對業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行最優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，進(jìn)而進(jìn)行自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案部署，通過反饋至云管理平臺完成網(wǎng)絡(luò)管理中的業(yè)務(wù)交付。當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)需求發(fā)生變化時(shí)，工程方通過應(yīng)用SDN技術(shù)還可以動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源中的設(shè)計(jì)方案，為云計(jì)算機(jī)提供按需服務(wù)功能。在業(yè)務(wù)終止后，通過SDN技術(shù)可以及時(shí)回收業(yè)務(wù)分配過程中利用的網(wǎng)絡(luò)資源，然后通過云平臺反饋工作平臺的最終狀態(tài)為下一個(gè)業(yè)務(wù)的生命周期提供相應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)。

3.2 SDN技術(shù)具備組網(wǎng)可拓展功能

在通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SDN技術(shù)可以在業(yè)務(wù)需求上不斷增加用戶數(shù)量。當(dāng)前在通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，通信網(wǎng)絡(luò)企業(yè)需要在基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)下支持多廠商的SDN設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行互通互聯(lián)，以兼容數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有的通信設(shè)備。從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)角度進(jìn)行考慮，可以在控制通信網(wǎng)絡(luò)平面的基礎(chǔ)上，使SDN技術(shù)具備良好的拓展性，以在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中利用SDN數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行跨地域的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)互通。通過SDN技術(shù)中的可拓展功能可以為實(shí)現(xiàn)大二層網(wǎng)絡(luò)提供一套完整的解決方案，進(jìn)而提高通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量。

3.3 SDN技術(shù)具備資源可調(diào)度功能

在網(wǎng)絡(luò)通信中應(yīng)用SDN通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)時(shí)調(diào)度底層資源，以滿足業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)靈活多變的需求。技術(shù)人員通過應(yīng)用SDN技術(shù)可以實(shí)時(shí)維護(hù)數(shù)據(jù)中心的全局資源視圖，然后根據(jù)實(shí)時(shí)鏈路帶寬，結(jié)合業(yè)務(wù)發(fā)展過程中所需要的設(shè)備，再通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)邏輯，對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。技術(shù)人員還可以通過SDN數(shù)據(jù)平面轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備實(shí)時(shí)調(diào)整通信網(wǎng)絡(luò)中的控制平面，以獲取通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中的轉(zhuǎn)發(fā)列表、隊(duì)列信息等相應(yīng)資源。將SDN技術(shù)和NFV技術(shù)融合的過程中，還可以基于SDN數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心定制相應(yīng)的服務(wù)鏈，以引導(dǎo)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備中的服務(wù)節(jié)點(diǎn)。

3.4 SDN技術(shù)具備運(yùn)維自動(dòng)化功能

在通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SDN技術(shù)可以使數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)具備良好的自動(dòng)化運(yùn)維能力，減少網(wǎng)絡(luò)管理員的手動(dòng)配置工作，在通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生技術(shù)故障時(shí)自動(dòng)定位故障，確保故障可以在使用過程中自行恢復(fù)。

4 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中SDN技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中SDN技術(shù)的應(yīng)用需求與應(yīng)用場景

在通信網(wǎng)絡(luò)中引用SDN技術(shù)最主要的目的是通過控制與傳送網(wǎng)絡(luò)解耦，使用一種集中控制策略對現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜制定出私有的控制協(xié)議管理，通過開放網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層接口使通信網(wǎng)絡(luò)具備一定的可編程能力，進(jìn)而滿足通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在虛擬化數(shù)據(jù)中心靈活便捷地辦理相關(guān)業(yè)務(wù)。通過應(yīng)用SDN技術(shù)可以進(jìn)一步推動(dòng)當(dāng)前新形勢下電力通信業(yè)務(wù)的承載需求。

4.2 SDN技術(shù)在電力云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)中的應(yīng)用

在通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SDN技術(shù)可以為數(shù)據(jù)中心提供最大峰值配置靜態(tài)帶寬。由于數(shù)據(jù)中心在應(yīng)用中的帶寬需求并非一直處于高峰狀態(tài)，因此通過在電力云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)中應(yīng)用SDN技術(shù)，可以減少網(wǎng)絡(luò)帶寬資源在應(yīng)用中產(chǎn)生的浪費(fèi)。同時(shí)，利用數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的動(dòng)態(tài)性還可以改變接入點(diǎn)，以有效提高光網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心連接靈活調(diào)度和動(dòng)態(tài)調(diào)整的工作效率。

4.3 通過SDN技術(shù)進(jìn)行電力骨干通信網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一控制與協(xié)同

在通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SDN技術(shù)可以對電力骨干通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一控制和協(xié)同。隨著我國社會中寬帶網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)量的快速增長，通信網(wǎng)絡(luò)在升級中的擴(kuò)容成本和復(fù)雜度顯著增加，給我國電力通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和維護(hù)帶來了一定挑戰(zhàn)。技術(shù)人員應(yīng)用SDN技術(shù)可以在通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)之間的資源優(yōu)化和協(xié)同控制，以有效降低路由器在運(yùn)用過程中的能量需求，提高傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的容量，降低通信網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中的綜合承載成本。通過應(yīng)用SDN技術(shù)還可以幫助工作人員在第一時(shí)間接入骨干網(wǎng)、IP網(wǎng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，以在網(wǎng)絡(luò)控制中實(shí)現(xiàn)智能互通和資源聯(lián)合調(diào)度，提升通信網(wǎng)絡(luò)中的流量管控能力，從而為用戶提供更加智能的管道服務(wù)[3]。此外，基于網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，還可以應(yīng)用SDN技術(shù)在光網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的平臺，為上層應(yīng)用服務(wù)提供開放業(yè)務(wù)和控制接口，提高網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的“軟實(shí)力”。

5 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中SDN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)部署方案及未來發(fā)展趨勢

5.1 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中SDN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)部署方案

在通信網(wǎng)絡(luò)中對SDN技術(shù)進(jìn)行部署，不僅需要使用簡單的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行代替，而且需要在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行逐步推演，將SDN控制器與網(wǎng)管系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一控制。

第一，需要搭建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。要根據(jù)數(shù)據(jù)中心規(guī)模規(guī)劃，選取適合的路由器作為出口設(shè)備，然后將各個(gè)DC機(jī)房統(tǒng)一匯聚到核心路由器間，以滿足多個(gè)機(jī)房之間的資源共享需求。

第二，需要構(gòu)建安全與增值業(yè)務(wù)資源池，以統(tǒng)一部署增值業(yè)務(wù)。工作人員應(yīng)用SDN技術(shù)解決業(yè)務(wù)問題時(shí)，可以實(shí)行集中化控制管理為租戶提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)使用需求。在支撐運(yùn)營商開展差異化增值業(yè)務(wù)運(yùn)營服務(wù)的過程中，還可以實(shí)現(xiàn)VAS資源的共享，以有效提高通信網(wǎng)絡(luò)增值業(yè)務(wù)的快速創(chuàng)新能力，同時(shí)可以進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)通信增值業(yè)務(wù)的創(chuàng)收來源。

第三，需要跨DC構(gòu)建機(jī)房資源整合能力，可以有效升級SDN控制器及配套軟件。此外，在基于SDN技術(shù)+VxLAN構(gòu)建機(jī)房的大二層域中，配置大二層隧道實(shí)現(xiàn)資源共享和遠(yuǎn)程遷移功能，可以實(shí)現(xiàn)資源共享和遠(yuǎn)程遷移的能力。通過構(gòu)建云平臺集群還可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)cd的綜合計(jì)算，進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)通信中的儲層和網(wǎng)絡(luò)錄播管理技術(shù)。在為用戶搭建云網(wǎng)絡(luò)平臺的過程中，還需要通過虛擬交換機(jī)組網(wǎng)的能力支持安全增值等新興業(yè)務(wù)的發(fā)展，以通過提升資源利用率來快速響應(yīng)市場，降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的建設(shè)成本，提升通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)行效率，進(jìn)而解決由手動(dòng)調(diào)節(jié)帶來的業(yè)務(wù)發(fā)展滯后矛盾。

5.2 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中SDN技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

電力通信網(wǎng)絡(luò)作為我國電網(wǎng)運(yùn)行過程中的主要支撐之一，在運(yùn)營過程中需要具有較高的可靠性，以保障電網(wǎng)可以安全平穩(wěn)運(yùn)行。我國在建設(shè)電力通信網(wǎng)絡(luò)的過程中引進(jìn)了世界先進(jìn)的通信技術(shù)，完善通信網(wǎng)絡(luò)，提高了電力通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

通信網(wǎng)絡(luò)中使用的SDN技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)PDN技術(shù)應(yīng)用過程中的缺陷，增加通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過程中的可靠性、通信容量以及網(wǎng)絡(luò)管理能力等。此外，SDN技術(shù)還會逐步發(fā)展成電力系統(tǒng)中各類信息應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)信號的交互、繼電保護(hù)、行政電話調(diào)度等相應(yīng)的生產(chǎn)信息傳遞。通過SDN技術(shù)還可以將一些傳統(tǒng)的傳送方式演變成通信網(wǎng)絡(luò)中的輔助方式，進(jìn)而提高通信網(wǎng)絡(luò)中信息的傳遞效率和傳遞質(zhì)量。

6 結(jié) 論

通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是當(dāng)前電力通信通道應(yīng)用過程中的基礎(chǔ)服務(wù)項(xiàng)目，我國通信網(wǎng)絡(luò)中使用的模式一般都以SDG模式為主。該模式在環(huán)間業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換過程中利用大節(jié)點(diǎn)間的設(shè)施之路進(jìn)行轉(zhuǎn)接，但是由于不同設(shè)備之間主網(wǎng)獨(dú)立性較強(qiáng)，因此無法進(jìn)行統(tǒng)一的管理和調(diào)度。相關(guān)技術(shù)人員通過在通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SDN技術(shù)可以有效解決設(shè)備主網(wǎng)獨(dú)立性較強(qiáng)的問題，利用網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺有效提高控制器的統(tǒng)一管理質(zhì)量。