中興通訊 | 曾召軍

IP+SDN構(gòu)筑開(kāi)放的電信網(wǎng)絡(luò)

中興通訊 | 曾召軍

SDN因其開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)博得數(shù)據(jù)中心廠商青睞的同時(shí)，在電信網(wǎng)絡(luò)也掀起一股熱潮，這反映了SDN理念正從云端向管端蔓延。SDN究竟有什么魔力可以撬動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)，SDN給電信網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)怎樣的改變，其影響是循序漸進(jìn)式還是革命性的？

封閉是傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的特征

相對(duì)于數(shù)據(jù)中心的百花齊放、百家爭(zhēng)鳴，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)是較為封閉的。一是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)封閉。電信網(wǎng)絡(luò)采用了很多專(zhuān)有技術(shù)，如xDSL/X.25/FR/PDH/SDH/ATM等，專(zhuān)有技術(shù)完成了特定歷史時(shí)期語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸使命，但是始終與通用的開(kāi)放的IP技術(shù)脫節(jié)。二是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)封閉。電信設(shè)備集轉(zhuǎn)發(fā)功能與控制功能于一體，轉(zhuǎn)發(fā)與控制耦合度高，對(duì)外只提供少量的接口，大大限制了上層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的快捷開(kāi)發(fā)與部署。另外由于接口大多是私有的，需要通過(guò)SNMP等協(xié)議轉(zhuǎn)換來(lái)管理異廠商設(shè)備，大大增加了網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜度。

封閉導(dǎo)致電信運(yùn)營(yíng)商困難重重

封閉給電信運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)諸多困難，這在電信網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展期被掩蓋了，但隨著電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨于穩(wěn)定，封閉衍生的問(wèn)題凸顯出來(lái)。主要表現(xiàn)在3個(gè)方面。

首先是建網(wǎng)成本高。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，新功能需求層出不窮，而封閉的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上新功能加載對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性有影響，也會(huì)造成設(shè)備復(fù)雜度大幅提高，尤其是設(shè)備控制層面，比如要支持更多的協(xié)議等，從而導(dǎo)致設(shè)備成本上升。設(shè)備成本上升最終轉(zhuǎn)嫁到電信運(yùn)營(yíng)商頭上，導(dǎo)致電信運(yùn)營(yíng)商資本性支出增大。另外由于設(shè)備更新?lián)Q代快，電信運(yùn)營(yíng)商原有投資難以得到有效保護(hù)。

其次是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維難。封閉技術(shù)造成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)眾多，電信運(yùn)營(yíng)商需要根據(jù)具體的設(shè)備形態(tài)安排具有相應(yīng)技術(shù)背景的運(yùn)維人員，這直接增加了運(yùn)維人力成本。此外，隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，設(shè)備數(shù)目越來(lái)越多，功能越來(lái)越雜，又來(lái)自不同的設(shè)備商，封閉的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，運(yùn)維與設(shè)備強(qiáng)相關(guān)，運(yùn)維工作量巨大，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)性支出增大。

最后是應(yīng)用部署慢。封閉的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，新應(yīng)用部署需要經(jīng)過(guò)“電信運(yùn)營(yíng)商提出需求-設(shè)備商分析需求-設(shè)備商開(kāi)發(fā)功能-電信運(yùn)營(yíng)商反饋效果-設(shè)備商改進(jìn)”等多個(gè)環(huán)節(jié)，部署周期通常長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，乃至數(shù)年。新應(yīng)用部署慢會(huì)導(dǎo)致電信運(yùn)營(yíng)商錯(cuò)失市場(chǎng)時(shí)間窗，自身被削弱。

IP+SDN構(gòu)筑開(kāi)放的電信網(wǎng)絡(luò)

擁抱開(kāi)放是電信運(yùn)營(yíng)商克服困境創(chuàng)造未來(lái)的變革之道，而選用開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是電信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)開(kāi)放的必要手段。近些年來(lái)，電信網(wǎng)絡(luò)ALL-IP趨勢(shì)愈演愈烈，業(yè)務(wù)層面，除了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)天然的IP特性外，語(yǔ)音業(yè)務(wù)也轉(zhuǎn)換成IP包格式傳輸，如TDM over IP，ATM over IP；轉(zhuǎn)發(fā)層面，基于IP/MPLS分組交換取代了傳統(tǒng)的電路交換、信元交換等，開(kāi)放的IP技術(shù)最終實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)和轉(zhuǎn)發(fā)的無(wú)縫集成。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的開(kāi)放是更深層次的開(kāi)放，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)開(kāi)放意味著網(wǎng)絡(luò)主導(dǎo)權(quán)從設(shè)備轉(zhuǎn)移到用戶(hù)，用戶(hù)能夠更多地參與到網(wǎng)絡(luò)控制中，SDN給網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)開(kāi)放帶來(lái)了新思路。

SDN把網(wǎng)絡(luò)分成三層：設(shè)備層、控制層和應(yīng)用層。設(shè)備層是硬件層，專(zhuān)注于業(yè)務(wù)的物理轉(zhuǎn)發(fā)；控制層和應(yīng)用層是軟件層，控制層通過(guò)控制設(shè)備層管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，控制層具有網(wǎng)絡(luò)的全局視圖；應(yīng)用層在控制層之上，通過(guò)控制層提供的接口對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編程。相比傳統(tǒng)封閉的電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，SDN開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有諸多優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

首先是降低設(shè)備復(fù)雜度，提高設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)效率。SDN網(wǎng)絡(luò)中，控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面分離，這延續(xù)了電信網(wǎng)絡(luò)ASON的設(shè)計(jì)理念，但ASON只是實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面的邏輯分離，兩者實(shí)際上還是集成在設(shè)備上，而SDN把控制平面從設(shè)備物理上分離出來(lái)，形成獨(dú)立的控制層，由此帶來(lái)的是設(shè)備功能大幅簡(jiǎn)化，設(shè)備只專(zhuān)注于物理轉(zhuǎn)發(fā)及與控制層的安全通信，設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)效率大大提高。

其次是降低運(yùn)維難度，提高網(wǎng)絡(luò)利用率。SDN控制層集中管理網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備，對(duì)設(shè)備的操作在控制器上完成，運(yùn)維人員只需掌握控制器便能控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，降低了運(yùn)維難度?？刂茖舆€能虛擬整個(gè)網(wǎng)絡(luò)為資源池，根據(jù)用戶(hù)不同的需求靈活動(dòng)態(tài)分配資源，大大提高網(wǎng)絡(luò)利用率，另外控制器為不同的用戶(hù)提供不同的網(wǎng)絡(luò)視圖，是VPN的另一種實(shí)現(xiàn)方式。

再次是利于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用多樣化、敏捷化的實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用多集中在L1-L3，SDN是可編程的網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用層通過(guò)控制層提供的編程接口對(duì)底層設(shè)備進(jìn)行編程，編程可以覆蓋網(wǎng)絡(luò)的L1-L7，豐富的編程接口把網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)交換給用戶(hù)，使用戶(hù)參與到網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中來(lái)，極大地改變了用戶(hù)體驗(yàn)，并推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用蓬勃發(fā)展。

IP和SDN結(jié)合起來(lái)可構(gòu)筑開(kāi)放的電信網(wǎng)絡(luò)。IP統(tǒng)一了業(yè)務(wù)流的格式，SDN設(shè)備層轉(zhuǎn)發(fā)流表可按照純IP，IP+波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)，IP+MPLS等形成多個(gè)流匹配條件，通用的流匹配擴(kuò)大了業(yè)務(wù)端到端傳輸范圍。比如在傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)從接入到城域到骨干網(wǎng)，需要經(jīng)過(guò)多次落地，而基于IP的SDN可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)不落地端到端傳輸。IP也可作為SDN控制層與設(shè)備層通信方案，成熟的IP協(xié)議可保證通信的即時(shí)性、可靠性與安全性。IP與SDN結(jié)合也可使基于IP的應(yīng)用能夠方便移植到SDN架構(gòu)的電信網(wǎng)絡(luò)中，給SDN產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)好處。

IP和SDN分別從業(yè)務(wù)和承載架構(gòu)兩個(gè)層面實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放，但是網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放并非一蹴而就，而是循序漸進(jìn)的過(guò)程。IP+SDN構(gòu)筑開(kāi)放電信網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，需要與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)保持兼容，以保護(hù)用戶(hù)投資，進(jìn)而保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的利益最大化。