SDN在光传送网应用的探索

宋智恒

（中国移动通信集团广西有限公司 广西 南宁 530022）

1 引言

SDN是一个范例，它提供了控制和转发或交换平面之间的分离，在本文的其余部分中简称为交换平面。在其最严格的形式中，SDN是关于如何在网络中建立流（或连接）并相应地配置网络的决策。该决策可以根据网络资源状态、策略和应用程序需求进行优化。一旦做出决策，控制平面通过网络控制协议与交换平面通信必要的动作。在本文中，我们关注服务支持，特别是优化网络资源使用和自动化某些功能的能力，这些功能通常需要使用当前的范例和过程进行手动或繁琐的交互序列。

2 SDN网络概述

2.1 . 发展背景

两大趋势正在深刻地影响和改变着网络。第一个趋势是虚拟化。资源虚拟化（计算、存储）已经彻底改变了IT资源的使用方式（不管位置如何，都是按需使用），带来了操作上的好处，以及可观的CAPEX/OPEX节省。网络虚拟化可以给网络带来同样的操作效益，提供弹性和灵活的操作。第二个趋势是云的转变。随着“云模型”的出现，以及各种云服务——基础设施即服务（IaaS）和平台即服务（PaaS）——越来越多的应用程序被从私有网络上的私有数据中心转移到使用虚拟化、多租户基础设施构建的通用云上。使用固定和/或无线网络的各种设备都需要访问这些应用程序。然而，网络根本没有跟上IT基础设施的速度、规模和灵活性。它限制了云服务的放置、互连和移动虚拟化实例的灵活性和效率，从而阻碍了云服务的采用。因此，为了让网络在云驱动的世界中实现其价值，它必须进化到允许应用程序像使用计算和存储资源一样流畅地使用它。这种新的网络操作方式是通过引入SDN框架实现的。SDN框架用开源编程取代了固有的应用程序开发环境，引入了支持弹性网络需求的配置模型，以替代当今的静态网络资源消耗，并用标准化应用程序编程接口（API）取代了专有接口和手工集成过程，以提高自动化效率[1]。这种能力需要跨所有网络层和网络服务提供。

2.2 . SDN框架分析

SDN框架提供了几个主要优点：网络可编程性；服务加速以满足应用程序联网的需求；运营效率和简化以降低资本和运营成本，目的是提供与云经济一致的联网服务，SDN的核心是将基础网络基础设施的抽象视图传播到应用层的概念。抽象允许应用程序拥有与服务一致的网络视图，同时隐藏底层网络基础结构的复杂性。应用程序可以是服务提供者应用程序，也可以是租用者应用程序。这为网络可编程性奠定了基础，因为应用程序能够对网络的抽象视图进行编程，从而允许在不直接访问物理基础设施的情况下进行服务设置（并启用新服务）。SDN提供了有效管理网络资源和简化操作的手段。

3 SDN在光传送网应用分析

3.1 应用模式

具体来说，SDN将启用几个新的增值服务。例如，允许企业在高峰期访问公共云资源的云爆发应用程序是主要的用例之一，因为它将加速企业IT转换过程并允许大量节省；另一个这样的应用程序是数据中心之间的工作负载迁移，用于负载平衡或计划的维护，或者用于即将到来的恶劣天气。这将需要大量的带宽增加，可以使用SDN实例化。此外，传输层SDN还将为存储应用程序启用网络虚拟化，这可能允许前端和后端网络虚拟化。以下是传输中SDN的一些用例。

3.2 案例分析

首先，可以实现动态连接管理，使用每个租户的抽象，SDN将显示租户连接的抽象视图，过滤掉网络的其余部分。承租人将能够动态地规划服务接入点之间的连接（符合策略标准），以适应应用程序和需求。这种需求可能会自发地改变，也可能是重复出现的（昼夜模式，定期备份）。这种动态容量管理可以在L1或L2中设想。这使租户能够管理连接性，也可以是一个新的服务提供。

其次，流量工程基础设施切片：通过提供可用的网络切片来表示匹配这些属性的网络资源的抽象视图，支持应用程序根据某些需要的属性设置服务，例如加密、延迟、保护级别。加密切片可用于动态地打开托管加密服务，这对于许多客户（如政府、医疗保健、金融等）非常重要。可以使用延迟切片，通过基于距离和延迟的考虑执行路径计算，促进打开延迟优化的服务。这与金融服务尤其相关。

此外，还可以实现传输即服务：为租户分配一部分网络资源，并让租户控制其使用和实现的服务。这允许更大的网络资源货币化，同时给予租户前所未有的灵活性和控制[2-3]。这个用例对于向其他需要在特定地理区域灵活连接的服务提供商提供按需服务以及数据中心互连也很重要。

最后是网络优化：SDN的特点之一是提供网络的全局视图，包括多层拓扑结构和服务信息。这在跨多层IP和光网络建立新服务时非常重要，在这种网络中，SDN控制器和PCE引擎可以计算出考虑到多层拓扑结构的最优路径（从成本和性能角度）。需要注意的是，鉴于SDN控制器将是虚拟化的，并且可以很容易地进行伸缩，可伸缩性问题在这里就不那么明显了。

4 结语

综上所述，SDN代表了一个新的范例，它有潜力支持网络虚拟化以支持新的云服务。传输将完全集成在SDN范例中，允许传输服务的服务加速，并允许跨多层进行IP/光集成的网络优化。SDN将充分整合现有的或即将到来的传输层技术（ROADM、速率适应接口、OTN、分组光集成、GMPLS），以实现弹性和灵活的传输。