SDN在光傳送網(wǎng)應(yīng)用的探索

宋智恒

（中國移動通信集團(tuán)廣西有限公司 廣西 南寧 530022）

1 引言

SDN是一個范例，它提供了控制和轉(zhuǎn)發(fā)或交換平面之間的分離，在本文的其余部分中簡稱為交換平面。在其最嚴(yán)格的形式中，SDN是關(guān)于如何在網(wǎng)絡(luò)中建立流（或連接）并相應(yīng)地配置網(wǎng)絡(luò)的決策。該決策可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)、策略和應(yīng)用程序需求進(jìn)行優(yōu)化。一旦做出決策，控制平面通過網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議與交換平面通信必要的動作。在本文中，我們關(guān)注服務(wù)支持，特別是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源使用和自動化某些功能的能力，這些功能通常需要使用當(dāng)前的范例和過程進(jìn)行手動或繁瑣的交互序列。

2 SDN網(wǎng)絡(luò)概述

2.1 . 發(fā)展背景

兩大趨勢正在深刻地影響和改變著網(wǎng)絡(luò)。第一個趨勢是虛擬化。資源虛擬化（計算、存儲）已經(jīng)徹底改變了IT資源的使用方式（不管位置如何，都是按需使用），帶來了操作上的好處，以及可觀的CAPEX/OPEX節(jié)省。網(wǎng)絡(luò)虛擬化可以給網(wǎng)絡(luò)帶來同樣的操作效益，提供彈性和靈活的操作。第二個趨勢是云的轉(zhuǎn)變。隨著“云模型”的出現(xiàn)，以及各種云服務(wù)——基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）和平臺即服務(wù)（PaaS）——越來越多的應(yīng)用程序被從私有網(wǎng)絡(luò)上的私有數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移到使用虛擬化、多租戶基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建的通用云上。使用固定和/或無線網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)備都需要訪問這些應(yīng)用程序。然而，網(wǎng)絡(luò)根本沒有跟上IT基礎(chǔ)設(shè)施的速度、規(guī)模和靈活性。它限制了云服務(wù)的放置、互連和移動虛擬化實(shí)例的靈活性和效率，從而阻礙了云服務(wù)的采用。因此，為了讓網(wǎng)絡(luò)在云驅(qū)動的世界中實(shí)現(xiàn)其價值，它必須進(jìn)化到允許應(yīng)用程序像使用計算和存儲資源一樣流暢地使用它。這種新的網(wǎng)絡(luò)操作方式是通過引入SDN框架實(shí)現(xiàn)的。SDN框架用開源編程取代了固有的應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，引入了支持彈性網(wǎng)絡(luò)需求的配置模型，以替代當(dāng)今的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)資源消耗，并用標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用程序編程接口（API）取代了專有接口和手工集成過程，以提高自動化效率[1]。這種能力需要跨所有網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供。

2.2 . SDN框架分析

SDN框架提供了幾個主要優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)可編程性；服務(wù)加速以滿足應(yīng)用程序聯(lián)網(wǎng)的需求；運(yùn)營效率和簡化以降低資本和運(yùn)營成本，目的是提供與云經(jīng)濟(jì)一致的聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，SDN的核心是將基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的抽象視圖傳播到應(yīng)用層的概念。抽象允許應(yīng)用程序擁有與服務(wù)一致的網(wǎng)絡(luò)視圖，同時隱藏底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。應(yīng)用程序可以是服務(wù)提供者應(yīng)用程序，也可以是租用者應(yīng)用程序。這為網(wǎng)絡(luò)可編程性奠定了基礎(chǔ)，因?yàn)閼?yīng)用程序能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)的抽象視圖進(jìn)行編程，從而允許在不直接訪問物理基礎(chǔ)設(shè)施的情況下進(jìn)行服務(wù)設(shè)置（并啟用新服務(wù)）。SDN提供了有效管理網(wǎng)絡(luò)資源和簡化操作的手段。

3 SDN在光傳送網(wǎng)應(yīng)用分析

3.1 應(yīng)用模式

具體來說，SDN將啟用幾個新的增值服務(wù)。例如，允許企業(yè)在高峰期訪問公共云資源的云爆發(fā)應(yīng)用程序是主要的用例之一，因?yàn)樗鼘⒓铀倨髽I(yè)IT轉(zhuǎn)換過程并允許大量節(jié)??；另一個這樣的應(yīng)用程序是數(shù)據(jù)中心之間的工作負(fù)載遷移，用于負(fù)載平衡或計劃的維護(hù)，或者用于即將到來的惡劣天氣。這將需要大量的帶寬增加，可以使用SDN實(shí)例化。此外，傳輸層SDN還將為存儲應(yīng)用程序啟用網(wǎng)絡(luò)虛擬化，這可能允許前端和后端網(wǎng)絡(luò)虛擬化。以下是傳輸中SDN的一些用例。

3.2 案例分析

首先，可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)連接管理，使用每個租戶的抽象，SDN將顯示租戶連接的抽象視圖，過濾掉網(wǎng)絡(luò)的其余部分。承租人將能夠動態(tài)地規(guī)劃服務(wù)接入點(diǎn)之間的連接（符合策略標(biāo)準(zhǔn)），以適應(yīng)應(yīng)用程序和需求。這種需求可能會自發(fā)地改變，也可能是重復(fù)出現(xiàn)的（晝夜模式，定期備份）。這種動態(tài)容量管理可以在L1或L2中設(shè)想。這使租戶能夠管理連接性，也可以是一個新的服務(wù)提供。

其次，流量工程基礎(chǔ)設(shè)施切片：通過提供可用的網(wǎng)絡(luò)切片來表示匹配這些屬性的網(wǎng)絡(luò)資源的抽象視圖，支持應(yīng)用程序根據(jù)某些需要的屬性設(shè)置服務(wù)，例如加密、延遲、保護(hù)級別。加密切片可用于動態(tài)地打開托管加密服務(wù)，這對于許多客戶（如政府、醫(yī)療保健、金融等）非常重要?？梢允褂醚舆t切片，通過基于距離和延遲的考慮執(zhí)行路徑計算，促進(jìn)打開延遲優(yōu)化的服務(wù)。這與金融服務(wù)尤其相關(guān)。

此外，還可以實(shí)現(xiàn)傳輸即服務(wù)：為租戶分配一部分網(wǎng)絡(luò)資源，并讓租戶控制其使用和實(shí)現(xiàn)的服務(wù)。這允許更大的網(wǎng)絡(luò)資源貨幣化，同時給予租戶前所未有的靈活性和控制[2-3]。這個用例對于向其他需要在特定地理區(qū)域靈活連接的服務(wù)提供商提供按需服務(wù)以及數(shù)據(jù)中心互連也很重要。

最后是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：SDN的特點(diǎn)之一是提供網(wǎng)絡(luò)的全局視圖，包括多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和服務(wù)信息。這在跨多層IP和光網(wǎng)絡(luò)建立新服務(wù)時非常重要，在這種網(wǎng)絡(luò)中，SDN控制器和PCE引擎可以計算出考慮到多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的最優(yōu)路徑（從成本和性能角度）。需要注意的是，鑒于SDN控制器將是虛擬化的，并且可以很容易地進(jìn)行伸縮，可伸縮性問題在這里就不那么明顯了。

4 結(jié)語

綜上所述，SDN代表了一個新的范例，它有潛力支持網(wǎng)絡(luò)虛擬化以支持新的云服務(wù)。傳輸將完全集成在SDN范例中，允許傳輸服務(wù)的服務(wù)加速，并允許跨多層進(jìn)行IP/光集成的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。SDN將充分整合現(xiàn)有的或即將到來的傳輸層技術(shù)（ROADM、速率適應(yīng)接口、OTN、分組光集成、GMPLS），以實(shí)現(xiàn)彈性和靈活的傳輸。