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

關(guān)浩然

【摘要】 軟件定義網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，將網(wǎng)絡(luò)的控制功能與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能分離開來，由集中式的網(wǎng)絡(luò)控制器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面上的流量分配給網(wǎng)絡(luò)元件，實現(xiàn)拓?fù)涓兄?，路由決策等功能。受SDN原理的啟發(fā)，研究者們將SDN的核心思想與無線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，探討其在應(yīng)用中的優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】 SDN技術(shù) 電力光通信網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用價值

SDN技術(shù)將控制和轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行分離統(tǒng)一南向與北向接口的制式，使控制平面獲得更廣泛的應(yīng)用。SDN技術(shù)最大的特點就是將控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面抽離出來，繼而集中控制平面的管理能力，借助軟件可編程模式實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

一、SDN通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀

電力光通信網(wǎng)絡(luò)主要提供的是電力通信通道的基礎(chǔ)服務(wù)，目前的核心技術(shù)是SDH/MSTP，個別單位已經(jīng)使用了WDM /OTN技術(shù)。組網(wǎng)模式大多以一般的SDG環(huán)網(wǎng)模式為主，環(huán)間業(yè)務(wù)的調(diào)整則主要利用大節(jié)點間設(shè)施支路轉(zhuǎn)接。承載業(yè)務(wù)分型主要有變電站自動化系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、會議電視、辦公自動化等等。因為當(dāng)前電力光通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型較多，且不同設(shè)備其組網(wǎng)的獨立性較強，無法進(jìn)行統(tǒng)一的管理與調(diào)度。再加上不同通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的軟硬件集中性較高，使其形成一個較為密閉的系統(tǒng)。

二、SDN通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢

1.實現(xiàn)電力核心通信網(wǎng)的統(tǒng)一管控。在寬帶網(wǎng)絡(luò)流量不斷擴增的過程中，擴容成本隨之遞增，電力通信網(wǎng)絡(luò)越來越繁雜多變，這使得電力通信網(wǎng)的運營更加困難。SDN技術(shù)的出現(xiàn)，讓光網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)之間的資源利用實現(xiàn)了統(tǒng)一管控的目的，使網(wǎng)絡(luò)容量獲得擴充，大大降低了通信成本。另外，在SDN技術(shù)的應(yīng)用下，資源的調(diào)度也更為靈活，流量的管控水平也更高，實現(xiàn)了智能管控的目的。

2.虛擬化軟網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化，能讓光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備的優(yōu)點更有效的展現(xiàn)出來，進(jìn)而滿足更多用戶的不同業(yè)務(wù)需求，在確保服務(wù)品質(zhì)的基礎(chǔ)上高效的管控網(wǎng)絡(luò)資源，使其獲得利用的最大化。在網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化的基礎(chǔ)上，光網(wǎng)絡(luò)的“軟網(wǎng)絡(luò)”能力就變得更為強大。

3.通過SDN技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提高網(wǎng)絡(luò)的安全防范能力。SDN通過controller的集中控制與管理可以有效地監(jiān)管整體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的異常流量和異常路由路徑。對于存在問題的網(wǎng)絡(luò)因素，做到率先發(fā)現(xiàn)上報并給出處理措施。防范來自網(wǎng)絡(luò)外部的DDOS，流量泛洪等網(wǎng)絡(luò)攻擊。

三、SDN技術(shù)優(yōu)勢與具體運用

早在SDN發(fā)展的初期，OpenRoads就提出將SDN運用到無線網(wǎng)絡(luò)中。OpenRoads利用OpenFlow和SNMP在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)虛擬劃分和終端移動管理，利用 FlowVisor劃分虛擬網(wǎng)絡(luò)，分割底層流量，簡化了網(wǎng)絡(luò)管控的方法。將SDN引入到低速率的個人無線局域網(wǎng)，每一個物理設(shè)備包含一個微控制系統(tǒng)，支持靈活的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。OpenRadio討論了可編程的無線數(shù)據(jù)平面問題，提供軟件抽象層和模塊化的編程接口，可以處理不同協(xié)議下的數(shù)據(jù)。OpenRadio將網(wǎng)絡(luò)分成決策模塊和處理模塊，決策模塊根據(jù)需求控制處理模塊對數(shù)據(jù)的處理，決定使用何種協(xié)議處理數(shù)據(jù)。利用虛擬接入點的概念，針對WLAN應(yīng)用SDN的思想實現(xiàn)了無線終端的無縫漫游。

Odin利用控制器為每一個接入網(wǎng)絡(luò)的用戶終端分配一個只屬于該用戶的VAP，該VAP存儲在用戶終端當(dāng)前連接的接入點上；而在CloudMAC中，VAP與物理AP分離并且只有一個，無線數(shù)據(jù)信息在控制器的管理下由相應(yīng)的物理AP進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

COAP針對密集家庭網(wǎng)絡(luò)的問題，結(jié)合SDN的架構(gòu)提出了一個集中管理家用AP的架構(gòu)，在COAP的架構(gòu)下，所有的AP都支持統(tǒng)一廠商的API，通過Internet由運營商控制的控制器集中進(jìn)行控制，從而獲得更好的網(wǎng)絡(luò)資源分配。

OpenRoads通過開放無線部署平臺，利用FlowVisor進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切片，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺，利用這個平臺，控制層和數(shù)據(jù)層都很容易擴展。OpenRoads的控制器統(tǒng)一管理85個無線AP以及2個WiMAX基站，研究人員利用FlowVisor和控制器可以獨立進(jìn)行多個實驗而不相互影響干擾。雖然具體實現(xiàn)方法不同，Odin和CloudMAC均基于虛擬AP的概念實現(xiàn)了對無線網(wǎng)絡(luò)的集中管理和統(tǒng)一部署，但是在現(xiàn)有的實驗部署中，Odin和CloudMAC的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模都還很小，對于大規(guī)模密集部署的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境還有待進(jìn)一步的研究。CROWD將控制層分為兩層：本地控制器和區(qū)域控制器。CROWD將一個密集部署的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)劃分成很多小的網(wǎng)絡(luò)塊，每一個網(wǎng)絡(luò)塊由一個CLC控制器控制，所有的CLC控制器又由一個CRC控制器進(jìn)行集中管理，最終實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)的管理。但是CROWD暫時還沒有定義一個完全開放統(tǒng)一的接口。提供了一個密集無線局域網(wǎng)絡(luò)的試驗床，承載真實用戶的流量并運行各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，實現(xiàn)密集無線網(wǎng)絡(luò)中的信道管理、功率控制、接入管理等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。通過為不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)權(quán)限，控制終端接入到不同的網(wǎng)絡(luò)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]趙明宇，嚴(yán)學(xué)強.SDN和NFV在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的應(yīng)用研究[J].移動通信，2015，14：64-68.

[2]汪正康，周鵬，肖俊超等.基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度機制[J].計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2015，08：212-218.