殷 杰

（大慶油田信息技術公司規(guī)劃設計所，黑龍江大慶 163000）

軟件定義網(wǎng)絡（SDN，Software Defined Network），是Emulex網(wǎng)絡一種新型網(wǎng)絡創(chuàng)新架構，是網(wǎng)絡虛擬化的一種實現(xiàn)方式，SDN網(wǎng)絡的深入應用，對于實現(xiàn)面向網(wǎng)絡流量的深入靈活控制，構建起更為智能化的通信傳輸通路而言都有一定的積極作用。

1 SDN網(wǎng)絡的概念與架構

2006年斯坦福大學的Clean Slate在其研究項目中提出了Ethane架構，這一架構的提出，當時主要是希望能夠建立起一個能夠?qū)π录夹g、新應用保持良好開放狀態(tài)的體系，這被認為是SDN概念的原拓。而一直到2009年，Mckeown教授才正式提出了SDN的概念，即在分層思想的基礎之上，將網(wǎng)絡環(huán)境中的數(shù)據(jù)與控制相分離，從而實現(xiàn)在SDN網(wǎng)絡環(huán)境中有效降低設備負載，并且?guī)椭\營商實現(xiàn)面向基礎設施的更好控制，降低整體運營成本。

在SDN體系中，具體而言就是將具有邏輯中心化和可編程的控制器，可掌握全局網(wǎng)絡信息，以及方便運營商和科研人員管理配置網(wǎng)絡和部署新協(xié)議等全部聚集在控制層環(huán)境中；而在數(shù)據(jù)層，則是包括專門用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的啞交換構成，用于適應當前網(wǎng)絡環(huán)境中日益增長的流量需求。具體結構參見圖1。

在圖1中，整個SDN網(wǎng)絡自上而下分為三個平面，即應用平面、控制平面以及數(shù)據(jù)平面。其中應用層包括多種不同的面向業(yè)務的應用，用于實現(xiàn)管理和控制網(wǎng)絡對應用轉(zhuǎn)發(fā)以及處理策略。而控制層，則主要用于處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)職能，重點實現(xiàn)對于網(wǎng)絡拓撲、狀態(tài)信息的匯總和維護等相關功能的支持，以及面向應用層面的相關組件實現(xiàn)對于轉(zhuǎn)發(fā)資源的調(diào)用和合理安排。最后，對于數(shù)據(jù)平面而言，也會被稱作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層或者基礎設施層，主要實現(xiàn)基于業(yè)務的流表的數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)發(fā)和狀態(tài)收集。整個SDN網(wǎng)絡環(huán)境的三個層面，通過管理系統(tǒng)實現(xiàn)控制，不同層面遵從不同的協(xié)議并且實現(xiàn)不同的控制方式和功能。

2 SDN對于當前通信網(wǎng)絡的應用影響

從根本上看，SDN技術從誕生開始，并不是直接面向通信網(wǎng)絡運行效率提升目標的，而主要是通過分離控制與轉(zhuǎn)發(fā)面，來實現(xiàn)對于應用可編程的網(wǎng)絡能力開放的支持，并且加強應用本身對于網(wǎng)絡資源使用狀況的掌控力度。因此當SDN技術應用于當前的通信網(wǎng)絡環(huán)境的時候，必然會產(chǎn)生一定的影響。進一步考慮到其設計目標與應用目標本身的不一致，相應的影響力必然呈現(xiàn)出正反兩個方面的特征。

圖1 SDN網(wǎng)絡架構示意圖

首先，從SDN應用的正面影響角度考慮，SDN技術以及OpenFlow的引入，直接實現(xiàn)了網(wǎng)絡環(huán)境中軟硬件的分離進程，對于打破網(wǎng)絡設備產(chǎn)品本身僵化的邏輯垂直分布狀態(tài)有著一定的價值。同時，在SDN體系中，控制層面對整個網(wǎng)絡資源實現(xiàn)了集中虛擬，這對于整個網(wǎng)絡的運行以及維護工作的簡化都有一定的幫助作用，從成本角度看，運維工作支出得到了大大縮減，并且便于實現(xiàn)代運營維護，方便與應用實現(xiàn)協(xié)同工作。進一步深入控制層展開分析，可以發(fā)現(xiàn)控制層軟件本身的開源特征，為客戶在軟件需求層面的定制成為可能，同時開源本身也加強了整體網(wǎng)絡環(huán)境的安全特征與水平，調(diào)動了整個領域中相關頭腦的再開發(fā)能力，從而加速整體環(huán)境進步。這種狀態(tài)對于加速業(yè)務創(chuàng)新，縮短新業(yè)務的部署實施周期，以及提升市場競爭力的方面均大有裨益，不容忽視。如果將視線提升，從產(chǎn)業(yè)鏈的角度，就可以發(fā)現(xiàn)這種開放特征網(wǎng)絡能夠便于實現(xiàn)整個網(wǎng)絡環(huán)境各種資源的聚集，對于優(yōu)化總體設備成本以及網(wǎng)絡的建設成本都會有一定的幫助。

而從SDN應用表現(xiàn)的不足之處看，以谷歌為首的諸多應用提供商成功部署SDN的案例用于其數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，其本質(zhì)上是一種OTT流量的承載。這種應用狀況證明了SDN可以便利上層應用提供商的網(wǎng)絡組織和調(diào)度，來實現(xiàn)對于運營商網(wǎng)絡依賴程度的控制和降低，與之對應地，運營商網(wǎng)絡的管道化趨勢會隨著這種技術特征而日漸突出。另一個方面，控制層作為整個SDN網(wǎng)絡的核心部分，本身關系到整體SDN網(wǎng)絡能否展開有效和穩(wěn)定的工作。而這種集中式的控制方式，雖然加強了對于SDN網(wǎng)絡的整體協(xié)調(diào)和資源優(yōu)化力度，但是同時也會使得其安全可靠性成為需要重點關注的問題。這種需求從客觀上要求SDN的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)NOS必須有著更強的控制能力，需要運營商增加對控制層面的把握力度。

3 結論

SDN是當前網(wǎng)絡領域最熱門和最具發(fā)展前途的技術之一，具有極強的生命力，其具有諸多傳統(tǒng)網(wǎng)絡無法比擬的優(yōu)勢，諸如數(shù)據(jù)控制解耦合使應用升級與設備更新?lián)Q代相互獨立，以及抽象簡化了網(wǎng)絡模型等，都從客觀上實現(xiàn)了對于網(wǎng)絡的更為靈活控制。在實際工作中，唯有不斷深入研究其工作特征和應用中體現(xiàn)的不足，才能有的放矢對其發(fā)展加以優(yōu)化，使其成為引領網(wǎng)絡未來的互聯(lián)網(wǎng)技術。

[1]Software-Defined Networking: The New Norm for Networks.ONFWhitePaper.4, 2012.

[2]OpenFlow-Enabled Cloud Backbone Networks Create Global Provider Data Centers. ONF Solution Brief.11,2012.