SDN在傳送網絡的引入與應用分析

湯進凱　張奇　徐昕

摘要：認為軟件定義網絡（SDN）引入傳送網可以較為顯著地提升資源利用、運維管理等能力，在基站業務、集客業務、家寬業務、光纜網絡等應用場景中可通過軟件定義網絡+分組傳送網（SDN+PTN）、軟件定義網絡+分組傳送網+光傳送網（SDN+OTN）、軟件定義網絡+分組傳送網+光傳送網+無源光網絡（SDN+PON）、智能光配線網絡（ODN）等實現網絡與SDN的結合，實現業務的靈活調度、資源利用率的有效提升、全局性的資源配置。針對每張網絡的特點和技術成熟度，對傳送網引入SDN的路徑進行了分析，尤其針對SPTN（即SDN+PTN）的網絡結構和技術要求展開了分析，并對試點情況進行了介紹。最后，對比了SDN引入前后網管的組織架構，并提出SDN引入后各層功能的變化。

關鍵詞： 軟件定義網絡；控制器；分組傳送網；網管組織架構光網絡

Abstract： In this paper， we propose that software-defined network （SDN） applied in transmission network can increase the usage of network resources and enhance OAM. The different transmission networks combined with SDN technology will evolve into SDN+PTN， SDN+OTN， SDN+PON and intelligent ODN. When SDN is deployed in some scenarios， such as base station backhaul， business private line transmission， broadband access and ODN， the network can realize the scalability of service routing， the increase of resources usage， and the network global configuration. Regarding the feature of different transport networks and the maturity of SDN， this paper analyses the roadmap of SDN application and introduces the basic environment of SDN test bed. Finally， the structures of network management with SDN applied are compared， and the change of multi-layered after SDN introduced is also proposed.

Key words： SDN； controller； packet transport network （PTN）； network management organizational structure

軟件定義網絡（SDN）是近年來網絡通信領域非常重要的創新，它起源于大學，最早商用于互聯網公司，代表了從分布式控制再走向集中控制的技術趨勢。SDN不僅對互聯網、數據中心互聯等網絡產生重要的影響，也將會對傳送網絡產生深遠的影響。

1 SDN定義及發展

1.1 SDN起源與定義

2006年，斯坦福大學一科研團隊發明OpenFlow協議，通過Controller集中管控，應用于校園網絡的試驗創新；2009年，該研究團隊首次提出了SDN軟件定義網的概念，OpenFlow 1.0規范發布，獲得了學術界和工業界的廣泛認可和大力支持；2011年3月，開放網絡基金會ONF成立，主要致力于推動SDN架構、技術的規范和發展工作。

SDN是一種網絡組織方式的新方法，其主要特性包括：網絡控制與數據傳送平面的分離；控制平面與數據平面接口的統一；邏輯集中化的控制平面架構；網絡資源的可切片式及虛擬化管理。

狹義SDN：基于ONF組織發布的Openflow標準協議構建，由軟件Controller、Openflow交換機組成的軟件定義網絡。

廣義SDN：基于開放接口實現應用軟件可編程的各種基礎網絡架構，是軟件定義思想在網絡領域的延伸。

1.2 SDN引入傳送網的必要性

傳送網是一張全程全網的網絡，引入SDN可以較為顯著地提升資源利用、運維管理等能力。對于基站業務，可增強實現統計服用、流量感知、帶寬資源的動態調配，實現流量的多方向轉發和控制。對于集客業務，實現多廠家環境下，跨地市、跨省專線互聯協調配置；實現業務擴容和路徑調整等自動化規劃調整；提高業務響應時間，縮短業務開通周期；增強網絡-用戶交互界面，提升用戶對網絡資源的直接使用感知。對于家寬業務，實現集中業務發放，提高業務發放效率，進一步縮短業務受理/開通時間，感知用戶接入需求。簡單地說，SDN引入傳送網的價值體現在一是智能管理，提高效率；二是彈性管道，流量經營；三是業務快速響應，提升用戶感知。

2 傳送網引入SDN的應用

場景分析

2.1 基站業務應用場景

隨著LTE、LTE-A等技術的演進，基站業務呈現高帶寬、低時延、橫向流量需求增加等趨勢，且隨著用戶的流動性，接入帶寬彈性變動。

面向基站業務，采用SDN+PTN即SPTN的方式，可實現PTN網絡集中化智能控制、高效多業務傳送能力、端到端運維管理（OAM），充分發揮PTN的可規劃能力，提高網絡資源使用效率。通過該技術實現了基站業務統計復用，流量感知、帶寬資源的動態調配；從全局的角度，用集中化的視角獲取最佳路徑，保證低時延；采用集中控制，實現流量的多方向轉發和控制?；緲I務SDN應用場景及特點如圖1所示。