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    SDN在IP網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中的作用分析

    2017-11-13 15:54:28李虎石榮水
    中國科技縱橫 2017年19期
    關(guān)鍵詞:演進(jìn)網(wǎng)絡(luò)

    李虎++石榮水

    摘 要:當(dāng)前,web上的服務(wù)種類和服務(wù)數(shù)量越來越多,這對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行提出了更高的要求,因?yàn)榭赡茉诜浅6痰臅r(shí)間內(nèi),部分服務(wù)就獲得巨量的用戶數(shù)量和服務(wù)需求,致使網(wǎng)絡(luò)中的使用方式和流量模式難以預(yù)測(cè),極大的降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的反應(yīng)速度和用戶體驗(yàn),不能快速滿足用戶需求。簡(jiǎn)而言之,就是以往建立起來的基礎(chǔ)設(shè)施,已經(jīng)適應(yīng)不了當(dāng)前的服務(wù)需求,必須要做出演進(jìn),進(jìn)一步提高自身的敏捷性、智能性以及經(jīng)濟(jì)性,為實(shí)現(xiàn)這樣的效果、達(dá)到這樣的目的,我們應(yīng)當(dāng)積極嘗試將SDN技術(shù)應(yīng)用其中。本文基于作者自身的實(shí)際工作與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),主要就SDN在IP網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中的作用進(jìn)行了分析,以期能為相關(guān)工作的實(shí)踐提供參考。

    關(guān)鍵詞:SDN;網(wǎng)絡(luò);演進(jìn)

    中圖分類號(hào):TP393.02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2017)19-0049-01

    當(dāng)前,社會(huì)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的需求已經(jīng)大大提升,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行已經(jīng)較難適應(yīng),為此我們必須要通過對(duì)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用,來使傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)向前演進(jìn)。

    1 SDN的基本簡(jiǎn)介

    SDN即Software Defined Network的簡(jiǎn)稱,中文譯為軟件定義網(wǎng)絡(luò),它是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)虛擬化的一種實(shí)現(xiàn)方式,其主要以O(shè)penFlow技術(shù)為核心,可以將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)面和控制面分離開,從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行更加靈活得控制,從而提高網(wǎng)絡(luò)流量的敏捷性、智能性,同時(shí)經(jīng)濟(jì)性也較為可觀,與NFV(Network Function Virtualization,網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)聯(lián)用的話,可以使傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行變得更加流暢、高效。NFV具體所指的是在標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)服務(wù)器以及相關(guān)的存儲(chǔ)和交換機(jī)設(shè)備上運(yùn)行基于虛擬機(jī)的多租戶網(wǎng)絡(luò)功能或者應(yīng)用。包括會(huì)話控制應(yīng)用,如IMS,和服務(wù)控制器數(shù)據(jù)平面處理功能,如ePC,以及數(shù)據(jù)平面報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)功能,如以太網(wǎng)交換或者IP路由[1]。

    2 SDN在IP網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中的作用

    SDN和NFV其二者是相互獨(dú)立的,可以分開獨(dú)立運(yùn)行,即NFV可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化,但是不需要SDN的支持,而SDN可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的最佳化、自動(dòng)化,但是卻并不一定非要通過NFV來虛擬網(wǎng)絡(luò)功能,不過在現(xiàn)實(shí)中,其二者往往被聯(lián)合使用。就現(xiàn)目前的宏觀趨勢(shì)來看,SDN和NFV被應(yīng)用到IP網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中已經(jīng)成為了定勢(shì),這是推廣、普及、應(yīng)用還尚不全面。下面分三個(gè)場(chǎng)景,對(duì)SDN和NFV在IP網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中的作用進(jìn)行分析,這三個(gè)場(chǎng)景都是非?,F(xiàn)實(shí)和實(shí)際的,任何運(yùn)營商都可能做出對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)選擇。

    第一種場(chǎng)景為NFV+DCSDN,和傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)相比,該場(chǎng)景下網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的主要變化,是網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化實(shí)現(xiàn)在集中式數(shù)據(jù)中心的NFVP中,并在數(shù)據(jù)中心,通過對(duì)SDN的使用運(yùn)行,來進(jìn)行虛擬功能的自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接。該場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)中心,為IT和電信數(shù)據(jù)中心共同構(gòu)成,其配置有IT和電信虛擬功能,其可以提供兩種主要的服務(wù)虛擬化功能,其一是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能,如IMS,其二是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)控制功能,如ePC。下面針對(duì)該場(chǎng)景,進(jìn)行兩種不同遷移方案的探討。第一種方案是完全遷移NA,原來以物理形式存在在電信數(shù)據(jù)中心的NA,完全被虛擬的NA取代[2];第二種是對(duì)于SC,虛擬功能進(jìn)行了物理實(shí)例方面的增強(qiáng),對(duì)一部分的流量進(jìn)行了吸收,此時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的物理實(shí)例依然被保留。和第一種方案相比,第二種方案能夠讓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商,繼續(xù)為部分具有較高網(wǎng)絡(luò)使用要求的業(yè)務(wù)服務(wù),例如在LTE上運(yùn)行的用戶寬帶,與此同時(shí)其還具備非常強(qiáng)的靈活性,可以通過虛擬實(shí)例,來按需提供彈性化、動(dòng)態(tài)化的服務(wù)需求,或是直接支持吞吐量本身就較低的應(yīng)用,例如在LTE上運(yùn)行的M2M。對(duì)此,貝爾實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了相關(guān)的研究,通過建模獲取到的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,這種混合方案可以在近、中期實(shí)現(xiàn)最佳總擁有成本。另外,還有一種方案,其主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)部分網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化,另一部分的功能依然存在于物理網(wǎng)元上。比如說ePC的遷移,物理存在的MME,由虛擬的進(jìn)行替代,但PGW以及SGW依然保持原來的物理存在形式不懂,這種方案主要是為了逐步適應(yīng)和逐步推進(jìn)虛擬功能,避免突然產(chǎn)生的全面變革[3]。

    第二種場(chǎng)景為NFV+SE-SDN,在這樣的場(chǎng)景當(dāng)中,一個(gè)到數(shù)個(gè)的網(wǎng)絡(luò)功能,均可以通過虛擬實(shí)例被遷移到集中式數(shù)據(jù)中心,同時(shí)對(duì)業(yè)務(wù)運(yùn)行的終端也進(jìn)行虛擬化,SDN由一個(gè)單一數(shù)據(jù)中心擴(kuò)展到自動(dòng)連接虛擬業(yè)務(wù)終端和服務(wù)控制。其連接的實(shí)現(xiàn),需要使用到VPN,即SD-VPN,也可以被稱為軟件定義的VPN。SE,如駐地網(wǎng)關(guān)功能以虛擬實(shí)例的方式部署在靠近終端用戶的本地?cái)?shù)據(jù)中心中,它也可以部署在用戶駐地側(cè)的服務(wù)器上。這種架構(gòu)可以用于為企業(yè)站點(diǎn)之間或者企業(yè)應(yīng)用和其遠(yuǎn)端員工之間提供安全通信。該架構(gòu)也可以用于支持消費(fèi)者的“虛擬CPE”應(yīng)用,或者支持“網(wǎng)絡(luò)分片”,以便為應(yīng)用或者內(nèi)容提供商提供隔離的虛擬網(wǎng)絡(luò)。在第二種場(chǎng)景中,雖然SDN在終端處提供動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置,但是通過WAN的連接還是由OSS管理,甚至可能由手動(dòng)進(jìn)行管理。所以,在這樣的情況之下,VPN的特性以及能力依然是靜態(tài)的。

    第三種場(chǎng)景,是基于NFV+SE-SDN的擴(kuò)展,主要由SDN來對(duì)WAN進(jìn)行控制,對(duì)于應(yīng)用的需求,或是企業(yè)的需求,可以讓VPN進(jìn)行動(dòng)態(tài)的適應(yīng),這種場(chǎng)景為NFV+WAN-SDN。SD-VPN的需求可以一直變化,工作時(shí)段,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)流量主要是實(shí)時(shí)語音和視頻通信。晚上,主要是數(shù)據(jù)備份和自動(dòng)匯報(bào)系統(tǒng)流量。由SDN控制的WAN允許VPN在白天應(yīng)對(duì)中等吞吐量、最小時(shí)延、高QoS保障等需求。而在夜晚則能應(yīng)對(duì)高吞吐量、突發(fā)性強(qiáng)以及流量盡力等特性。在該場(chǎng)景中,WAN-SDN控制器配置網(wǎng)絡(luò)中的路由和傳輸功能,以便管理VPN的特性,包括能力、最佳路徑選擇、QoS匹配等。WAN-SDN控制器使用多種API和協(xié)議來學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、狀態(tài)以及管理網(wǎng)絡(luò)資源,其包括但不限于OpenFlow、NetConf、SNMP、REST、CLI[4]。很容易想象出可把這種架構(gòu)擴(kuò)展到包含接入網(wǎng),甚至是終端用戶網(wǎng)絡(luò)的SDN控制,以便提供真正端到端的網(wǎng)絡(luò)敏捷度。

    3 結(jié)語

    就當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)來看,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式已經(jīng)逐漸的難以適應(yīng)需求,這會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的反應(yīng)速度和用戶體驗(yàn),因此傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的發(fā)展、演進(jìn)已經(jīng)勢(shì)在必行。SDN作為一種網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)、方式,可以在傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)中發(fā)揮出重要的作用,尤其是通過與NFV的聯(lián)用、配合,可以顯著提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的敏捷性、智能性以及經(jīng)濟(jì)性,從而滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)使用需求。

    參考文獻(xiàn)

    [1]Mark M.Clougherty,Christopher A.White,Harish Viswanathan,等.SDN在IP網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中的作用[J]. 電信科學(xué),2014,(05):1-13.

    [2]張鵬.中國聯(lián)通與華為達(dá)成SDN/NFV聯(lián)合創(chuàng)新 共同醞釀下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)藍(lán)圖[J].通信世界,2015, (12):33-34.

    [3]程琦.SDN+NFV在IP網(wǎng)云化應(yīng)用思考[J].電信技術(shù),2016,(11):42-44.

    [4]譚金剛.SDN、NFV技術(shù)在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中的引入思考[J].信息化建設(shè),2016,(06):60-61.endprint

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