SDN 的應用場景分析與探討

　　SDN（軟件定義網絡）技術近年得到了快速的發展，受到了業界的廣泛關注，是ICT領域的一次重大技術創新和突破。目前SDN技術的主要推進組

織包括ONF、IETF、ITU-T、BBF、CCSA等。業界在關注SDN技術發展的同時，也越來越關注SDN的應用場景。SDN 的應用場景決定了SDN 發展的需求和原動力，也決定了SDN 后續發展的方向。

　　SDN 的技術特點分析

　　SDN 的應用場景與SDN 技術本身的特點有很大的相關性，研究SDN 的應用場景首先需要對SDN 技術特點進行分析。SDN 的主要技術特點包括3 個方面：轉發與控制分離、控制邏輯集中和網絡能力開放。

　　轉發與控制分離

　　SDN具有轉發與控制分離的特點，采用SDN控制器實現網絡拓撲的收集、路由的計算、流表的生成及下發、網絡的管理與控制等功能；網絡層設備僅負責流量的轉發及策略的執行。通過這種方式可使得網絡系統的轉發面和控制面獨立發展，轉發面向通用化、簡單化發展，成本可逐步降低；控制面可向集中化、統一化發展，具有更強的性能和容量。

　　控制邏輯集中

　　轉發與控制分離之后，使得控制面向集中化發展。控制面的集中化，使得SDN控制器擁有網絡的全局靜態拓撲、全網的動態轉發表信息、全網絡的資源利用率、故障狀態等。因此，SDN控制器可實現基于網絡級別的統一管理、控制和優化，更可依托全局的拓撲的動態轉發信息幫助實現快速的故障定位和排除，提高運營效率。

　　網絡能力開放化

　　SDN 最突出的特點是網絡能力開放化。通過集中的SDN 控制器實現網絡資源的統一管理、整合以及虛擬化后，采用規范化的北向接口為上層應用提供按需的網絡資源及服務，實現網絡能力開放，按需提供。SDN 打破了現有網絡對業務封閉的問題，是一種突破性的創新。

　　SDN 的應用場景分析與探討

　　SDN 控制與轉發分離的特點，使得設備的硬件通用化、簡單化，設備的硬件成本可大幅降低，可促進SDN 的應用；但由于設備硬件的變化，轉發流表的變化也導致了設備與現有網絡設備的兼容問題，在一定時期內限制了SDN 在大規模網絡中的應用。SDN控制邏輯集中的特點，使得SDN控制器擁有網絡全局拓撲和狀態，可實施全局優化，提供網絡端到端的部署、保障、檢測等手段；同時，SDN控制器可集中控制不同層次的網絡，實現網絡的多層多域協同與優化，如分組網絡與光網絡的聯合調度。 SDN 網絡能力開放化的特點，使得網絡能力虛擬化、服務化，網絡不再僅僅是基礎設施，更是一種服務，SDN 的應用范圍得到了進一步的拓展。

　　我們對網絡的主要參與實體進行梳理后，基本聚焦到電信運營商、政府及企業客戶、數據中心以及互聯網公司。我們主要關注的SDN應用場景包括：數據中心網絡、數據中心互聯、政企網絡、電信運營商網絡、互聯網公司業務部署。

　　SDN 在數據中心網絡的應用

　　數據中心網絡的需要主要表現在海量的虛擬租戶、多路徑轉發、VM 的智能部署和遷移、網絡集中自動化管理、綠色節能、數據中心能力開放等方面的需求。

　　SDN控制邏輯集中的特點，可充分滿足網絡集中自動化管理，多路徑轉發，綠色節能等方面的要求；SDN網絡能力開放化的特點，可充分滿足數據中心能力開放，VM的智能部署和遷移，海量虛擬租戶的需求。并且，數據中心的建設和維護一般統一由數據中心運營商或ICP/ISP維護，具有相對的封閉性，可統一規劃、部署和升級改造，SDN部署的可行性高。數據中心網絡是SDN目前最為明確的應用場景，也是最有前景的應用場景。SDN在數據中心互聯的應用數據中心之間互聯網的網絡具有流量大、突發性強、周期性強的特點，需要網絡具備多路徑轉發與負載均衡、網絡帶寬按需提供、綠色節能、集中管理和控制的需求。SDN轉發與控制分離，控制邏輯集中，網絡虛擬化、開放化的特點，可通過部署統一的控制器，收集各數據中心之間的流量需求，進行統一的計算和調度，實施帶寬的靈活按需分配，最大程度優化網絡，提高資源利用率。目前Google 已經在其數據中心之間應用了SDN技術，將數據中心之間的鏈路利用率提升至接近100%，成效顯著。

　　SDN 在政企網絡中的應用

　　政府及企業網絡業務類型多，網絡設備功能復雜、類型多，對網絡的安全性要求高，需要集中的管理和控制，網絡靈活、定制化需求多。SDN轉發與控制分離的架構，使得網絡設備通用化、簡單化，將復雜的業務功能剝離，由上層應用服務器實現，不僅可以降低設備硬件成本，更可使得企業網絡更加簡化，層次更加清晰。同時，

　　SDN控制的邏輯集中，可以實現企業網絡的集中管理與控制，企業的安全策略集中部署和管理，更可以在控制器或上層應用靈活定制網絡功能，更好滿足企業網絡的需求；由于企業網絡一般由企業自己的信息化部門建設、管理和維護，具有封閉性，可統一規劃、部署和升級改造，SDN 部署的可行性高。SDN 在電信運營商網絡的應用電信運營商網絡包括寬帶接入層、城域層、骨干層，具體的網絡還可分為有線網絡和無線網絡，存在多種方式，如傳輸網、數據網、

       交換網等。總的來說，電信運營商網絡具有覆蓋范圍大、網絡復雜、網絡安全可靠性要求高、網絡制式多、多廠商共存等特點。 SDN的轉發向控制分離特點，可有效實現設備的逐步融合，降低設備硬件成本。SDN 的控制邏輯集中特點，可逐步實現網絡的集中化管理和全局優化，有效提升運營效率，提供端到端的網絡服務；SDN 的網絡能力虛擬化和開放化，也有利于電信運營商網絡向智能化、開放化發展，發展更豐富的網絡服務，增加收入。

       但是，SDN 技術目前尚不夠成熟，標準化程度也不夠。大范圍、大量網絡設備的管理問題、超大規模SDN 控制器的安全性和穩定性問題、多廠商的協同和互通問題、不同網絡層次/ 制式的協同和對接問題等均需得到解決。目前SDN 技術在電信運營商網絡大規模應用還難以實現。然而，可在局部網絡或特定應用場景逐步使用，如移動回傳場景、分組與光網絡的協同場景等。

　　SDN 在互聯網公司業務部署中的應用

　　SDN 即軟件定義網絡，然而筆者認為SDN 的研究重點不應放在軟件如何定義網絡，而應在于如何開放網絡能力。網絡的終極意義在于為上層應用提供網絡服務，承載上層應用。NaaS 是網絡的最終歸宿。

　　互聯網公司業務基于SDN 架構部署，將是SDN 的重要應用場景。SDN 具有網絡能力開放的特點，通過SDN 控制器的北向接口，向上層應用提供標準化、規范化的網絡能力接口，為上層應用提供網絡能力服務。

       ICP/ISP 可根據需要獲得相應的網絡服務，有效提升最終用戶的業務體驗。

　　SDN 轉發和控制分離的特點可有效降低設備硬件成本；控制邏輯集中的特點可使得網絡具有全局的視圖實現全局優化，實現多網融合和集中管控；網絡能力開放化可促進更多的業務創新和網絡服務創新。這三大驅動力推動著SDN 的發展，也使得SDN 有著眾多的應用場景。