SDN框架通信網絡的研究與應用

徐顯達+王蒙

[摘 要]通信網絡技術的發展給人們創造了便利，其應用范圍廣，涉及人們生產生活的諸多方面。而基于SDN框架的通信網絡，更具有一定的優勢，其有利于完善SDN和傳統網絡?；诖?，本文從SDN框架的特征入手，探討了SDN框架通信網絡的研究及應用。

[關鍵詞]SDN框架；通信網絡；研究；應用

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.08.089

[中圖分類號]TP311.52 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）08-0-02

伴隨科技的發展進步，社會的發展離不開現代科技的參與。網絡技術的應用，不僅造福了人類，還有助于社會經濟的發展。SDN框架作為創新型的網絡構想，在傳統通信網絡革新方面有著重要的作用。傳統的通信網絡運行方式是靜態的，其對網絡設備的依賴性太強，并受到設備廠商的限制。隨著大數據時代的到來，海量化的數據對網絡的性能要求更高。而SDN框架的產生符合了通信網絡發展的要求，有利于實現網絡資源充分利用的目標。

1 SDN的架構與特性

1.1 SDN的架構

SDN框架在通信網絡的實際運用中，作為一個集中控制的網絡系統，其表現形式諸多。目前，SDN的重要架構由兩個構成部分組成。一是ONF界說的SDN架構，二是ETSI推介的NFV架構。這兩個組成部分使SDN框架在具體應用中發揮了積極的推動力。ONF架構主要是將SDN技術與許多現代化的科學技術進行了有效的結合，從而滿足了現代化企業發展的要求，進一步推動了社會的發展進步。該架構表現形式具有三個重要的層面，即是控制層面、應用層面以及基礎設備層面。然而ESTI推介的NFV構架，可以保證先進的現代化軟件技術得到充分的利用，特別針對通信網絡功能的虛擬化狀況，其能起到控制及運用的效果。與此同時，該構架還能對控制層面進行有效性的細分，使SDN的管理效率得到提升，進而在企業現代化發展中具有一定的利用作用及價值。

1.2 SDN框架的特性

SDN框架在通信網絡實際應用中，具有顯著的特性，這些特性在人們的生產生活中起到了至關重要的作用。SDN框架最主要的特性具體表現在以下幾點。一是集中控制。在眾多網絡技術中，SDN框架發揮了良好的控制效果，使人們在后期的實際生產生活中有了更好的前提條件。二是擁有開放化的接口。只有具備開放化的網絡接口，才能充分、有效運用SDN框架的功能。三是網絡虛擬化。在虛擬化的網絡中，SDN框架會更加充分、有效的發揮其作用。

2 SDN框架的實行途徑

SDN的主要構想是分離操作，也就是將控制層與轉發層分離出來，使其處在兩個不同的層面。為了達到統一管理，要求將控制操作集中起來。目前，SDN框架的實行對策有以下幾項。一是根據專用接口研制的實行策略。在機制與操作方式正常不變的狀況下，對網絡設備的操作系統進行優化升級改造，使用專用的網絡接口，把接口運行至網絡設備上。該途徑的實現具有顯著的優越性，在用戶對網絡進行開發利用的過程中，可以起到推動作用，從而使網絡設備達到可編程的目的，人性化特點較為明顯。二是根據疊加網絡的實行策略。將傳統的通信網絡結構作為基點，在對網絡設備的控制管理中融入管理邏輯性網絡，同時便于信網絡設備轉發信息。這不僅可以使差異性問題得到良好的解決，還可以實現虛擬化網絡共享的目標。三是根據開放協議的實行策略。與傳統的網絡協議相比，開放網絡協議有所不同，運用開放網絡協議的實行對策，可以使其和通信網中底層的網絡設備實現更好的兼容效果。在開放網絡協議技術支持下，再構建控制器，進而可以統一管控網絡拓撲。

3 SDN框架通信網絡的研究及應用

伴隨SDN框架的不斷完善，要求作出深入的實踐研究。針對互聯網而言，SDN框架的形成具有相應的廣泛性及復雜性。在通信網絡結構中，最主要的實際應用就是對SDN框架的需求。在過去的幾年里，數據中心問題一直是制約互聯網發展的原因，尤其是在大數據時期，以往的網絡結構很難達到互聯網發展的要求。因此，為了促進大數據時代的發展進步，提出了SDN技術?；赟DN框架，它能夠有效處理好虛擬和多用戶之間的問題。

3.1 SDN框架應用于骨干網絡

骨干網絡是整個通信網絡的基礎，具有兩個不同的類型，分別是連接每個區域骨干網絡和連接每個數據中心的骨干網絡。這兩者在傳輸網絡數據時有所不同，他們的功能、承載能力以及流量大小均存在差異性。針對連接每個區域的骨干網路，其能夠承載海量的用戶流量。在設計Open Flow交換機過程中，結合網絡需求量，交換機需要具備良好的緩存與轉發作用。為此，提出了轉發對策與緩存對策。與此同時，由于大范圍網絡具有多節點，還要有效采用集群架構來處理、控制設備存在的問題。針對連接每個數據中心的骨干網絡，主要應用在分布方式的數據中心上，實現數據和信息的有效交換，進而保證數據網絡信息交流的安全可靠性。正是因為數據中心骨干網絡具有良好的信息傳播功能，非常有利于整個通信網絡體系實現平衡構建目標，所以必須要確保攜帶的信息具有完整性，進而深入到各個物理設備中。例如：Google公司的骨干網絡采用了SDN框架，同時在I-scale G網絡和G-scale網絡中分別定制了Open Flow交換機，真正做到了對整個網絡資源進行管理和控制。

3.2 SDN框架應用于城域網邊緣

在引用骨干網絡的過程中，要求具備相應的入口，而城域網邊緣作為重要的入口。一方面，城域網邊緣不但是骨干網絡對信息進行管控的端頭，還是商業網絡體系綜合處理中的主要構成部分。只有處理好用戶的業務請求，商業服務點才能進行切實有效的接受工作。在對用戶的請求處理工作中，依然經過海量的網絡節點，這就是業務鏈。城域網邊緣設備與業務鏈，還有業務路由器可以有效處理用戶的信息，但是這些設備要實現正常運行狀態，就需要較好的功能點來控制。為此，想保證網絡設備的穩定運行狀態，并使配置信息具有安全性，可以在城域邊緣網絡中運用SDN框架，可以對多臺網絡設備實現虛擬化效果，并將不同的集群整合成一個可控制管理集群，就需要通過SDN控制器對網絡設備進行統一配置。

例如，伴隨著通信網絡更加復雜化、業務量更大，對節點與路徑的選用更加重要。為了確保通信網絡安全運行，通常會在城域網邊緣設備上安裝防火墻，其他功能借助路由器來實現SDN框架的轉化功能，進一步達到SDN框架控制過渡的目標。

3.3 SDN框架應用于接入網

在日常生產生活中，接入網作為熟悉的網絡形式，是業務控制層工作介入的有效構成部分。雖然接入網的路徑長度不是特別長，但是網絡結構中的節點較多，且網絡節點呈現逐漸擴大的趨勢。而網絡節點是業務來源的首層設備，在這第一層設備中，通過應用SDN框架，大量的節點可以集中為一臺整體虛擬設備，通過SDN控制器進行統一管控，并有效處理新業務帶來的業務鏈周期太長的弊端。具體來說，在網絡節點這第一層設備中，利用SDB框架可以對用戶的業務信息進行合理配置，還可以對業務控制層接口進行有效的信息連接。在以往的通信網絡中，信息的配置達不到相互關聯的目的，而接入網可以彌補這缺陷。在接入網接受全部用戶的業務需求中，為了確保通信協調的效果，務必將接口的特性和業務的要求達到一致性。在有新的業務請求下，業務的特性會發生改變，務必要對接口進行優化升級，盡量減少升級操作對業務鏈結構造成的影響。

3.4 SDN框架應用于無線網

目前，無線接入網受到不同服務商高度的重視。伴隨移動設備的日漸增多，無線接入網的覆蓋率大大提高，且無線接入網的基站規模逐步擴大化。其中，以IP無線接入網為主，該網絡形式主要采用了IP技術，具有一定的優越性，這不僅使網絡的規模更加擴大，還體現了網絡組網的靈活性，確保無線網絡可靠安全性的運行。通過在無線接入網中引用SDN技術，把SDN控制器設立于中心設備中，通過中心設備來管控無線接入網中的其他設備，基于SDN框架，SDN控制設備具有對遠端設備進行有效管控的作用。除此之外，針對企業網絡來說，企業內部的網絡存在復雜性及豐富性。為了實現企業內部網絡更高的經濟價值，通過引用SDN框架，可以對企業網絡進行統一管控，在保證企業業務的高效率同時，有利于運營商減少管理成本的投入。

5 結 語

SDN框架網絡具備更佳的應用效果，可以推動社會經濟的發展。目前，SDN主要的架構有ONF界說的SDN架構與ETSI推介的NFV架構。同時它們具有集中控制管理的優點，還具有開放性的接口以及網絡虛擬化的特征。針對SDN框架的通信網絡，其有效性的研究及應用體現在骨干網絡、城域網邊緣、接入網以及無線網等方面。

主要參考文獻

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