軟件定義網絡在民航通信網中的應用前景探究

摘 要：隨著民航領域的快速發展，市場對民航通信網絡也提出了進一步的要求。為讓民航通信網絡保證用戶信息安全的同時能推進民航服務的改進，使其對市場更具適應性，軟件定義網絡的網絡架構新理念逐漸被納入到民航通信當中。本文介紹了民航通信網絡的發展與構建原則，分析了軟件定義網絡的機制和優勢，對二者的結合應用展開了探討，指出了應用前景，以供參考。

關鍵詞：軟件定義網絡;民航通信;前景

前言：信息技術的發展讓物聯網與邊緣計算等技術的應用愈加成熟，增進了各領域企業對互聯網的利用率的同時，其商業服務模式也得到了升級和創新。軟件定義網絡的理念提出打破了傳統網絡在垂直開放上的限制，讓網絡模型趨向簡單，應用軟件的設定更加靈活，不僅增強了信息傳遞的安全、穩定性、還為網絡的功能性發揮帶去了提升。這一網絡架構的革新為迫于改進升級的民航通信系統帶來了新的發展機遇。

1.概念介紹

1.1 民航通信

民航通信是民航產業飛速發展所衍生出來的通信網絡系統。據國內民航業務2017-2018年的調查可知，2018年全國235個機場的旅客吞吐量達到了12.64億人次，相比2017年的數據增長10.2%，統計整個“十二五”時期國內機場運營情況，平均每年旅客增長可達13.6%，貨運增長也能到達10.7%[1]。在民航的這種飛速發展節奏下，其內部的通信網絡必然面臨著更新升級，以在航班信息處理、旅客安全保障、旅客服務方面做到及時的補足。但是要完善這一涵蓋豐富的民航通信系統，勢必要對民航通信網絡提出較高的要求，如何令民航通信網絡帶寬擴大，延時縮小、提升冗余及拓展性則成了民航通信發展的時代主題。事實上早在2004-2017年，民航網絡系統就開始了逐步完善之路，期間經歷了ATM技術（此技術在后續服務方面存在欠缺），但終究沒有實現民航事業發展需求的良好對應，直至2018年國內建立了民航通信網絡（由IP承載網、OTN/MSTP傳輸網及復用傳輸網構成，特點是設備多且分散），民航通信系統才實現了真正意義上的升級[2]。民航通信網由于涉及多重服務內容，其建立必須符合經濟高效、接入兼容（靈活性）、安全可靠（安全性、穩定性）等幾大特征，以借助低風險的信息傳輸、高效的運營管理、穩定的行業發展及良好的服務拓展為旅客帶去安全高品質的出行服務。

2.2 軟件定義網絡

軟件定義網絡是一種新型的網絡架構方式，自上至下由數據平面、控制平面、應用平面共同組成，且各個平面中設備借助一定規則形成軟件定義網絡的數據通路，由控制平面的控制器負責全網信息的轉發，用戶可通過軟件編程定義并控制網絡，實現了網絡控制平面與轉發平面的獨立開放、可編程，相較于傳統水平開放的互聯網，軟件定義網絡突破了固有限制，開啟了硬件系統與應用軟件的垂直互聯，讓互聯網資源得到更加靈活充分的使用。因而這一網絡架構形式的提出與實踐無疑是網絡架構的創新，同時也被視作互聯網領域的一場革命。有了對這一網絡架構的技術、機制的理解，其優勢也呈現得更加清晰。首先對于運營單位來說，軟件定義網絡的方式是對網絡模型的簡化，其能促使網絡控制更加簡單靈活;其次數據控制解耦讓應用升級不再依賴于設備更新，推進了應用的實時部署;最后將控制邏輯置于網絡中心，便于運營單位與用戶自由獲取全局網信息，從而提升網絡的性能優化。軟件定義網絡的應用在很大程度上減少了網絡配置錯誤的可能性，本身就是網絡安全的一種提升，加之其特質能將網絡的安全功能與對應解決方案融合在一起，更完善了網絡的安全覆蓋范圍[3]。

2.民航通信運用軟件定義網絡的意義及前景

2.1 提升通信網絡靈活性

在傳統民航通信網絡中，民航企業不能根據旅客需求及時更新網絡服務業務，除非得到網絡供應單位同意，并將新業務功能納入到專屬運行環境，然而這一過程過于漫長，要應對市場飛快地變化速度必然會呈現出一定的延遲性，從而影響民航領域的發展。軟件定義網絡可實現信息的轉發控制與分離，其控制器可完成網絡拓撲收集、路由計算、流表的生成與下發，增進網絡管理控制，讓系統的轉發面與控制面板形成獨立，控制面完成集中統一化的發展，能提升網絡容量與操作性能，轉發面進行簡單通用化發展，可推進操作成本的降低。加上OpenFlow的轉發指令科技中所有網絡的控制功能，讓網絡虛擬化成為可能，這種在邏輯資源上的拓展增加了網絡使用的靈活性。如此，民航企業和旅客（用戶）即可借助程序編寫自由決定網絡功能，使他們在通信網絡（虛擬化）的使用中更加具有主動性，而這樣一來，旅客對民航企業的要求也能得到實時的傳遞與良好的回饋，在旅客與民航企業的充分互動下，民航企業也便可以通過普通軟件為旅客及時提供創新服務。就軟件定義網絡對新應用（服務）的引進和靈活的部署方面來看，其在民航通信網絡資源分派、動態規劃流量上存在著較大發展空間，到時民航企業通訊設備的利用率會大大提高，設備使用年限也會得到延長，不僅能為企業的經營提供資金的節約（體現經濟性），還能令民航通信系統的服務開展更加完善，這對與民航領域的整體推動是不可忽視的。

2.2 增進通信網絡安全性

對于民航通信系統而言，安全性是一切網絡構建的關鍵。傳統通信網絡命令接口的另一端連接著人工配置，使得網絡的虛擬化遲遲得不到落實，這一情況直接導致了網絡升級時長過長，網絡運營成本高昂，信息傳輸易出現錯誤等問題的產生，讓民航企業的信息服務始終得不到提升。軟件定義網絡簡化了信息網絡的系統操作，令一般的編程人員在普通服務器的操作系統上便可實現系統操作，且不用借助特定軟件就可以定義網絡功能，使得網絡功能由編程達成。這一突破讓民航企業脫離了網絡供應商的“掌控”，形成了自主增加信息服務的渠道，而控制邏輯的集中、控制面的一體化發展讓有關控制器能夠實現全局靜態拓撲、獲得全網動態轉發信息、提高資源利用效率、幫助解決故障狀態，使網絡信息在統一管理之下實現信息安全的保障，這對民航企業而言具有較強的現實意義。民航企業只要將軟件定義網絡與虛擬化技術融合，便可通過特定流量來實現安全控制設計，并根據具體的安全需求對實際的安全風險進行處理，這也是人們常說的深度防御架構。當然站在軟件定義網絡于民航通信的網絡發展前景角度，民航通信網絡的安全性體現還可以得到進一步的深化，比如找到解決非法訪問過多限制正常用戶訪問的方法，對假冒身份的訪問進行實時的排查等等。而這需要借助虛擬網絡資源，強化對動態資源的規劃，以隨時調整設備狀態，加強對非法訪問的阻隔，并配合以資源的統一管理，以提升網絡的自愈能力。

結語：軟件定義網絡簡化了網絡管理的操作，提升了網絡信息運行的安全性與穩定性，也為企業的服務升級帶來了較大的靈活性。這對于民航通信系統而言無疑是一個推動發展的有利路徑。目前來看這一網絡架構的創新方式在民航通信系統的發展中較具前景，但一些技術的落實還需要相關研究人員提供后續的助力。

參考文獻：

[1]周烈瑜.軟件定義網絡在民航通信網中的應用前景分析[J].無線互聯科技，2019，16（16）：1-2.

[2]劉勝新.軟件定義網絡在民航通信網中的應用前景分析[J].數字通信世界，2020（01）：224.

[3]張倩.軟件定義網絡安全優勢和相關問題[J].電子技術與軟件工程，2020（07）：233-234.

作者簡介：

康洋（1989-）男，漢，籍貫：甘肅蘭州，學歷：大學本科，研究方向：自動轉報。