李光+王延松+范成法

摘要：軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）集中控制、控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離、網(wǎng)絡(luò)能力開放的特點(diǎn)將使其成為未來網(wǎng)絡(luò)的主要支撐技術(shù)，以應(yīng)對(duì)萬物移動(dòng)互聯(lián)、業(yè)務(wù)復(fù)雜多變、帶寬飛速增長(zhǎng)等挑戰(zhàn)。重點(diǎn)介紹了中興通訊融合云計(jì)算和開放網(wǎng)絡(luò)思想在SDN技術(shù)方面的實(shí)踐和創(chuàng)新，相關(guān)場(chǎng)景包括數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、廣域網(wǎng)、5G網(wǎng)絡(luò)切片、云網(wǎng)融合的隨選網(wǎng)絡(luò)等，同時(shí)指出了未來需要進(jìn)一步重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)方向。

關(guān)鍵詞： SDN；網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化；網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)；數(shù)據(jù)中心；廣域網(wǎng)；5G網(wǎng)絡(luò)切片；隨選網(wǎng)絡(luò)

Abstract： Due to the advantages of centralized control， forwarding and control separation， and open network capability， soft defined network （SDN） will be the main supporting technology of future network to deal with major challenges， such as Internet of everything， complex and various business， continuously increasing bandwidth， etc. ZTE focus on the practice and innovation of SDN technology which is combined with cloud computing and open network technology. Major related application scenarios such as data center network， wide area network （WAN）， 5G network slices， on-demand network （fusion of cloud and network） are discussed. Meanwhile， we propose the key technology development direction in the future.

Key words： SDN； NFV； network reconfiguration； data center； WAN； 5G network slice； network on-demand

1 新時(shí)代網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)

M-ICT時(shí)代是一個(gè)前所未有的巨變新時(shí)代，一個(gè)面向移動(dòng)、萬物互聯(lián)、全面跨界融合的信息時(shí)代。隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G的發(fā)展，將產(chǎn)生隨時(shí)隨地的海量連接，預(yù)計(jì)到2020年將超過500億移動(dòng)連接。生活與工作也會(huì)難分彼此，消費(fèi)者和企業(yè)需要在日常生活和工作中即時(shí)按需接入應(yīng)用和獲取信息。虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）的興起將使虛擬與現(xiàn)實(shí)合二為一，物理與數(shù)字世界的關(guān)聯(lián)更加緊密，人工智能讓數(shù)字世界變得更智慧。因此，要求互聯(lián)網(wǎng)變得更加靈活、更加迅捷地服務(wù)于生活，需要幫助客戶在信息的收集、分發(fā)、處理、存儲(chǔ)、傳輸、消費(fèi)等各環(huán)節(jié)挖掘更多的價(jià)值。

M-ICT時(shí)代是一個(gè)以“人”為本的時(shí)代。 圍繞著用戶需求，業(yè)務(wù)層出不窮、復(fù)雜多變。隨著豐富而便捷的各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)（OTT）對(duì)用戶習(xí)慣的培養(yǎng)，用戶要求的不斷提高和多元化，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理也提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)成為了業(yè)務(wù)的管道，內(nèi)容不可知、不可控、不可觀。各類技術(shù)的不斷疊加，大量獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的“煙囪群”使得網(wǎng)絡(luò)管理變得異常復(fù)雜。用戶定制網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)快速開通的呼聲愈發(fā)強(qiáng)烈[1]。

M-ICT時(shí)代是一個(gè)寬帶飛速增長(zhǎng)、流量模型多樣化的時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)需要支持跨域和多樣化的帶寬、性能保證。過去7年，網(wǎng)絡(luò)流量增長(zhǎng)了10倍。預(yù)計(jì)未來2～3年城域網(wǎng)總流量將增長(zhǎng)3～7倍，超過6 000 Gbit/s，未來5年將增長(zhǎng)10倍或更多。各種業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時(shí)延、并發(fā)用戶數(shù)提出了不同的要求。同時(shí)，業(yè)務(wù)的流量模型也在發(fā)生變化，淘寶“雙11”搶購(gòu)、春晚直播等產(chǎn)生的流量具有事件性、突發(fā)性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶來了巨大的壓力。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)僵化、封閉的缺陷被逐漸放大。

2 SDN技術(shù)綜述

軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）的出現(xiàn)帶來了新一輪的產(chǎn)業(yè)變革，它正逐漸成為解決未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展問題的關(guān)鍵技術(shù)之一。

SDN的思想最早來自于學(xué)術(shù)界，2006年為了更好地實(shí)現(xiàn)控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離并加快網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新，由斯坦福大學(xué)主導(dǎo)，在美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)（NSF）以及工業(yè)界的支持下啟動(dòng)了Ethane項(xiàng)目，這是SDN技術(shù)的雛形。2008年，Nick McKeown在SIGCOMM會(huì)議上首次提出了將OpenFlow協(xié)議用于校園網(wǎng)絡(luò)的試驗(yàn)創(chuàng)新，SDN呼之欲出。2011年初，成立了開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)（ONF），并在2012年4月發(fā)布了SDN白皮書，其中網(wǎng)絡(luò)三層架構(gòu)模型獲得了業(yè)界的廣泛認(rèn)同。2012年谷歌宣布其主干網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面運(yùn)行在OpenFlow上，通過10 G網(wǎng)絡(luò)鏈接分布在全球各地的12個(gè)數(shù)據(jù)中心，使廣域網(wǎng)線路的利用率從30%提升到接近100%。SDN的快速部署引起了業(yè)界廣泛關(guān)注，它向人們證明了SDN具有解決網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)存問題的能力，同時(shí)也增強(qiáng)了業(yè)界對(duì)于SDN技術(shù)可行性的信心。

SDN關(guān)鍵技術(shù)包括幾個(gè)方面的內(nèi)容：控制與轉(zhuǎn)發(fā)解耦，實(shí)現(xiàn)控制集中化和網(wǎng)絡(luò)能力開放化。其架構(gòu)分為轉(zhuǎn)發(fā)平面、控制平面和應(yīng)用平面?？刂破矫婕碨DN控制器是整個(gè)架構(gòu)的核心，進(jìn)行集中的管理與控制，并提供網(wǎng)絡(luò)能力開放接口。一個(gè)SDN控制器可以對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)平面多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備與控制器之間通過南向接口進(jìn)行通信，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備僅僅進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與轉(zhuǎn)發(fā)。除了對(duì)下層轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備進(jìn)行控制外，SDN控制器還提供了一系列的開放編程接口，提供給應(yīng)用層對(duì)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)靈活加載及控制。應(yīng)用程序（APP）提供通過控制器北向接口，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的定制與創(chuàng)新。

SDN商用部署明顯加快。預(yù)計(jì)2016年，SDN在云服務(wù)提供商和通信服務(wù)提供商數(shù)據(jù)中心的部署比例將從2015年的20%提高到60%，同時(shí)，SDN的企業(yè)采用率預(yù)計(jì)將從6%提升至23%。預(yù)計(jì)至2019年，應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心和企業(yè)局域網(wǎng)SDN領(lǐng)域的以太網(wǎng)交換機(jī)和控制器收入將達(dá)到122億美元，其中交換機(jī)占82億美元，SDN控制器占40億美元。

3 SDN實(shí)踐與創(chuàng)新

3.1 未來網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)

云時(shí)代基于“云”來構(gòu)建全新的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，突破傳統(tǒng)垂直分割、封閉網(wǎng)元的剛性結(jié)構(gòu)，引入水平分層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，重塑彈性開放、云網(wǎng)協(xié)同的一體化網(wǎng)絡(luò)。SDN/網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）為這個(gè)變革提供了技術(shù)支撐和前進(jìn)動(dòng)力。中興通訊創(chuàng)新性地提出了以“云”為中心的未來網(wǎng)絡(luò)ElasticNet2020，如圖1所示?？傮w思想是“一個(gè)中心，雙輪驅(qū)動(dòng)，三層重構(gòu)”?！耙粋€(gè)中心”是指將以虛擬數(shù)據(jù)中心（VDC）為中心重新構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，云將成為新網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的核心。“雙輪驅(qū)動(dòng)”是指SDN、NFV兩種技術(shù)相互促進(jìn)?！叭龑又貥?gòu)”是指網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、業(yè)務(wù)重構(gòu)和運(yùn)營(yíng)重構(gòu)[2-3]。

SDN在ElasticNet中的位置在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中，目的是改造傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施層，形成云網(wǎng)融合的新基礎(chǔ)設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)后，云網(wǎng)融合的基礎(chǔ)設(shè)施重點(diǎn)使能基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）云能力。以“云”為核心的網(wǎng)絡(luò)可以分為云接入、云內(nèi)網(wǎng)、云互聯(lián)3個(gè)部分[4]。

云接入是指終端到云的網(wǎng)絡(luò)連接，其中包括寬帶接入網(wǎng)、移動(dòng)回傳網(wǎng)等。5G BackHaul的SDN化已成為業(yè)界共識(shí)，用戶定制業(yè)務(wù)的隨選網(wǎng)絡(luò)也離不開SDN技術(shù)，它將使接入網(wǎng)變得更加靈活、按需接入、用戶可定制。

云內(nèi)網(wǎng)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，在邊緣、區(qū)域、中心3級(jí)數(shù)據(jù)中心，云計(jì)算、SDN、NFV等得到了充分的應(yīng)用。通過將計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全方位的虛擬化改造，在SDN控制器和NFV協(xié)調(diào)層的統(tǒng)一調(diào)度下，流量不再經(jīng)L4～L7層設(shè)備中轉(zhuǎn)，避免了流量的迂回，大大降低了轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，虛擬機(jī)業(yè)務(wù)的添加、刪除也變得異常靈活、快捷，網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化管理、敏捷性和資源利用效率都將大為提升。

云互聯(lián)對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）骨干網(wǎng)。隨著數(shù)據(jù)中心逐步成為網(wǎng)絡(luò)上的核心節(jié)點(diǎn)，骨干網(wǎng)的流量特點(diǎn)也發(fā)生了變化。數(shù)據(jù)中心分布式部署、虛擬機(jī)（VM）遷移等帶來的東西向流量對(duì)骨干網(wǎng)帶寬、時(shí)延、服務(wù)質(zhì)量（QoS）等提出了更高要求。廣域網(wǎng)IP和光的技術(shù)融合也對(duì)聯(lián)合調(diào)度、路徑選擇提出了新的挑戰(zhàn)。基于集中控制、控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離的SDN-廣域網(wǎng)（WAN）解決方案可以很好地解決上述問題。

隨著網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，將出現(xiàn)3類新興的云網(wǎng)關(guān)：首先，基于NFV的虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能放置在數(shù)據(jù)中心，形成了業(yè)務(wù)增值網(wǎng)關(guān)。其次，進(jìn)入數(shù)據(jù)中心的流量要有效地分配到每個(gè)VM上，以做到負(fù)載均衡、用戶功能定制等，因此產(chǎn)生了分流網(wǎng)關(guān)的設(shè)備形態(tài)。另外，為了幫助客戶獲得云時(shí)代更好的體驗(yàn)，前端設(shè)備需要運(yùn)用SDN和NFV最新技術(shù)，形成具有“智能”的微云網(wǎng)關(guān)。這3類云網(wǎng)關(guān)設(shè)備既有分工，又有協(xié)作，共同促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變，用戶體驗(yàn)的提升，如圖2所示。

中興通訊基于對(duì)SDN技術(shù)的深入理解，融合云計(jì)算和開放網(wǎng)絡(luò)的思想，在ElasticNet架構(gòu)下，開展了多項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)踐。

3.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)

隨著云計(jì)算的興起，云數(shù)據(jù)中心成為未來電信網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)，其承載各類NFV云化軟件及IT系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息通信技術(shù)（ICT）融合，同時(shí)也成為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)了“云”和網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一規(guī)劃部署和調(diào)度。云數(shù)據(jù)中心是ElasticNet架構(gòu)應(yīng)用的最典型場(chǎng)景，SDN/NFV技術(shù)在其中充分融合，目前已經(jīng)開始商用部署。

SDN應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)首先體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)海量用戶的支持。數(shù)據(jù)中心存在大量的租戶，需要網(wǎng)絡(luò)層唯一標(biāo)識(shí)租戶，并實(shí)現(xiàn)租戶的安全隔離，保障用戶的獨(dú)立性和數(shù)據(jù)安全；同時(shí)，租戶租用了VDC服務(wù)，需要與其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，需具備自助管理功能。通過SDN的集中控制器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化，結(jié)合虛擬可擴(kuò)展局域網(wǎng)（VXLAN）技術(shù)等，可以很好地解決上述問題。

其次，使用SDN可以實(shí)現(xiàn)多路徑轉(zhuǎn)發(fā)與負(fù)載均衡。SDN控制器上有全局的網(wǎng)絡(luò)視圖、資源信息和利用率信息等，可以預(yù)設(shè)用戶策略、負(fù)載均衡策略，通過統(tǒng)一計(jì)算和流表下發(fā)控制轉(zhuǎn)發(fā)路徑，顯著提升了轉(zhuǎn)發(fā)效率。

另外，SDN可帶來網(wǎng)絡(luò)能力的開放。網(wǎng)絡(luò)虛擬化后，網(wǎng)絡(luò)資源可以作為一種基礎(chǔ)資源進(jìn)行開放和增值，用戶可以編程來定制網(wǎng)絡(luò)，并可以與計(jì)算、存儲(chǔ)資源一起，形成完整的IaaS服務(wù)，增加收益，高效運(yùn)維。當(dāng)然，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)管理、診斷，及綠色節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)[5]，也是SDN在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用得到業(yè)界廣泛認(rèn)可的重要原因。

中興通訊VDC解決方案基于SDN的Overlay架構(gòu)，在VXLAN隧道端點(diǎn)（VTEP）/網(wǎng)關(guān)（GW）之間建立VXLAN隧道，無需升級(jí)原有硬件交換機(jī)。Underlay網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)提供底層網(wǎng)絡(luò)連通性。Overlay網(wǎng)絡(luò)在不改變底層網(wǎng)絡(luò)的前提下實(shí)現(xiàn)多租戶、大二層、按需自動(dòng)化部署、配置等網(wǎng)絡(luò)功能。SDN控制器負(fù)責(zé)控制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化配置。VTEP點(diǎn)可以選擇在虛擬交換機(jī)（vSwitch）上或者架頂（TOR）交換機(jī)上。數(shù)據(jù)中心南北向流量和東西向流量在VXLAN網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一分流，出數(shù)據(jù)中心的流量在網(wǎng)關(guān)處做VXLAN終結(jié)和網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）等。對(duì)于小型私有云，既可以采用服務(wù)器VM做網(wǎng)關(guān)，也可以采用交換機(jī)，以降低建網(wǎng)成本。對(duì)于大型私有云，推薦采用大型交換機(jī)做網(wǎng)關(guān)，單位成本流量最低。對(duì)于大型公有云，建議采用路由器形態(tài)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，支持和NAT、VPN的合一部署，大大提升了設(shè)備集成度，如圖3所示。

中興通訊實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)：支持分布式路由，同租戶跨子網(wǎng)的流量就近轉(zhuǎn)發(fā)；基于Intel數(shù)據(jù)面開發(fā)工具集（DPDK），實(shí)現(xiàn)了虛擬機(jī)出向的流量一次查表，零報(bào)文拷貝，可達(dá)到線速轉(zhuǎn)發(fā)；SDN控制器可以支持完善的分布式集群功能，支持?jǐn)?shù)據(jù)切片；SDN控制器基于高性能消息機(jī)制，組件之間完全隔離、異步并發(fā)；TOR將OpenFlow流表映射為芯片流表，實(shí)現(xiàn)硬件級(jí)高性能流轉(zhuǎn)發(fā)；通過OpenStack的Ironic技術(shù)和控制器配合提供裸金屬服務(wù)器部署能力，實(shí)現(xiàn)虛擬化和非虛擬化環(huán)境統(tǒng)一管理。

3.3 廣域網(wǎng)

廣域網(wǎng)涉及多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次，不同的網(wǎng)絡(luò)層次和區(qū)域一般是獨(dú)立的，處于不同的控制管理域。傳統(tǒng)的廣域網(wǎng)是封閉的，從應(yīng)用和業(yè)務(wù)的角度來看，網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)黑盒子。使用SDN技術(shù)，通過北向接口實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力對(duì)上層應(yīng)用開放，讓上層應(yīng)用獲得其所需的網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)，可以真正實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)”[6]。

廣域網(wǎng)SDN應(yīng)用涉及多個(gè)場(chǎng)景。有移動(dòng)BackHaul的基于IP的無線接入網(wǎng)（IPRAN）虛擬化和軟件定義的分組傳送網(wǎng)（SPTN），也有數(shù)據(jù)中心之間的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（DCI），還有光傳輸?shù)能浖xOTN（SD-OTN）等。而最終，整個(gè)大網(wǎng)將統(tǒng)一為SDN化的IP和光協(xié)同的大網(wǎng)。

SDN IPRAN實(shí)現(xiàn)了IPRAN網(wǎng)絡(luò)的集中管理控制和接入虛擬化，海量的IPRAN接入設(shè)備被虛擬為匯聚設(shè)備的遠(yuǎn)端板卡進(jìn)行管理。其中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墨@取、路徑的計(jì)算和選擇、業(yè)務(wù)通道的建立均由SDN控制器完成，無需在IPRAN設(shè)備上運(yùn)行復(fù)雜的IP/無縫多協(xié)議標(biāo)記交換協(xié)議（MPLS），降低了專業(yè)技術(shù)門檻。同時(shí)，IPRAN虛擬化支持端到端、多段拼接的L2虛擬專網(wǎng)（VPN）、L3VPN業(yè)務(wù)以及L2+L3的VPN業(yè)務(wù)。在管理方式上，可采用Web Portal，實(shí)現(xiàn)IPRAN接入層業(yè)務(wù)一鍵式部署，并提供擴(kuò)縮環(huán)APP業(yè)務(wù)，可快速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的彈性調(diào)整。整個(gè)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化的南北向接口，利于互通和擴(kuò)展。隨著SDN技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，以IPRAN接入層為起點(diǎn)的技術(shù)逐漸被擴(kuò)展延伸，增加了多層多域的概念，增加了對(duì)MPLS的管理，使其可以應(yīng)用到IP/MPLS全網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的SDN化。

SPTN是將SDN網(wǎng)絡(luò)控制與分組傳送網(wǎng)（PTN）轉(zhuǎn)發(fā)面結(jié)合的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了集中化智能控制、網(wǎng)絡(luò)可編程與PTN高效多業(yè)務(wù)傳送能力。端到端操作維護(hù)管理和電信級(jí)高可靠性的結(jié)合，提升了PTN網(wǎng)絡(luò)的資源利用率和開放性，打破了垂直組網(wǎng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)智能、動(dòng)態(tài)的重組，同時(shí)有利于跨域業(yè)務(wù)協(xié)同等。PTN網(wǎng)絡(luò)虛擬化后，可感知網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化網(wǎng)絡(luò)調(diào)優(yōu)，打破網(wǎng)絡(luò)資源電商化銷售模式?？刂破鞑捎梅謱蛹軜?gòu)，域控制器D-Controller負(fù)責(zé)一個(gè)管理域內(nèi)的業(yè)務(wù)分發(fā)，跨域控制器H-Controller負(fù)責(zé)跨域業(yè)務(wù)分發(fā)，如圖4所示。

隨著數(shù)據(jù)中心逐漸成為網(wǎng)絡(luò)流量的起點(diǎn)和終點(diǎn)，以及數(shù)據(jù)中心承載的業(yè)務(wù)類型增多，跨數(shù)據(jù)中心間流量交互（即東西向流量）快速增長(zhǎng)。DCI骨干網(wǎng)為上述流量提供快速、自動(dòng)、多樣化、差異化的承載服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)基于租戶級(jí)別的流量調(diào)度和優(yōu)化。目前DCI常用的是可以感知到租戶流量的松耦合方案：業(yè)務(wù)編排器支持租戶建立端到端的自定義網(wǎng)絡(luò)；租戶網(wǎng)絡(luò)在骨干網(wǎng)邊緣路由器和GW之間通過VXLAN標(biāo)識(shí)隔離；在DCI邊緣設(shè)備上，支持VXLAN-虛擬VPN（EVPN）功能，并可以把租戶流量映射到IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)，而對(duì)DCI核心設(shè)備無特殊要求。骨干網(wǎng)邊緣路由器上只需支持通過邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議傳遞域內(nèi)鏈路狀態(tài)（BGP-LS）、路徑計(jì)算單元通信協(xié)議（PCEP）和基于XML的網(wǎng)絡(luò)配置協(xié)議（NetConf），就可以和SDN控制器協(xié)同實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)的流量調(diào)度和優(yōu)化。

SDN化光傳送網(wǎng)（SD-OTN）的控制器采用層次化的設(shè)計(jì)，具有全局網(wǎng)絡(luò)視圖、轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)等信息，并將傳輸資源虛擬化后開放給上層應(yīng)用。通過SDN改造，實(shí)現(xiàn)了組件可編程、節(jié)點(diǎn)可編程、網(wǎng)絡(luò)可編程，方便運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)開展和網(wǎng)絡(luò)調(diào)度等。

中興通訊在廣域網(wǎng)SDN上大膽創(chuàng)新，取得多項(xiàng)先進(jìn)成果：實(shí)現(xiàn)了IP和光的統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)多個(gè)場(chǎng)景的統(tǒng)一部署；基于路徑計(jì)算單元（PCE）實(shí)現(xiàn)分組和光聯(lián)合調(diào)度，實(shí)現(xiàn)跨層業(yè)務(wù)自動(dòng)配置，降低了路由器投資；支持多種南向接口；支持多域分層控制，通過H-Controller實(shí)現(xiàn)跨域的路徑計(jì)算、業(yè)務(wù)編排。

3.4 5G網(wǎng)絡(luò)切片

國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）確定了5G的3個(gè)主要應(yīng)用場(chǎng)景：一是面向4K/8K超高清視頻、全息技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)等應(yīng)用，需要支持0.1～1 Gbit/s的用戶體驗(yàn)速率，此場(chǎng)景下的主要需求是高帶寬；二是面向大規(guī)模機(jī)器通信、物聯(lián)網(wǎng)的海量傳感器接入，每平方公里將有一百萬的連接，此場(chǎng)景需要支持海量的并發(fā)連接；三是面向無人駕駛、遠(yuǎn)程機(jī)器人控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)等實(shí)時(shí)應(yīng)用領(lǐng)域，要求超低的端到端時(shí)延，通常不能超過幾毫秒，此場(chǎng)景的主要需求是高可靠、低延時(shí)。上述應(yīng)用需要5G網(wǎng)絡(luò)以靈活的方式構(gòu)建，形成5G網(wǎng)絡(luò)的中的“三朵云”。運(yùn)營(yíng)商則可以對(duì)速率、容量和覆蓋率等網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)進(jìn)行靈活動(dòng)態(tài)的調(diào)整和合理的部署，從而滿足不同應(yīng)用的個(gè)性化需求?；诰W(wǎng)絡(luò)切片的5G將使運(yùn)營(yíng)商服務(wù)于小眾定制化的需求成為可能[7]。

中興通訊采用SDN/NFV的平臺(tái)技術(shù)實(shí)現(xiàn)新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，解決物聯(lián)網(wǎng)等多樣化場(chǎng)景的問題。新型“三朵云”5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通過引入NFV和SDN等技術(shù)，將未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面分離，將作為上層應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)控制功能與底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施分離，這是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片的基礎(chǔ)。5G網(wǎng)絡(luò)將呈現(xiàn)“一個(gè)邏輯架構(gòu)、多種組網(wǎng)架構(gòu)”的形態(tài)，通過網(wǎng)絡(luò)切片，實(shí)現(xiàn)基于統(tǒng)一基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)按需構(gòu)建不同的邏輯網(wǎng)絡(luò)實(shí)例。

中興通訊的5G網(wǎng)絡(luò)切片方案采用統(tǒng)一控制平臺(tái)，支持有線和無線的統(tǒng)一編排和調(diào)度，支持分組與光深度融合，聯(lián)合調(diào)度，以適應(yīng)5G高帶寬、低延時(shí)的要求。

3.5 云網(wǎng)融合的隨選網(wǎng)絡(luò)。

隨選網(wǎng)絡(luò)是SDN/NFV新的發(fā)展階段。針對(duì)最終用戶，隨選網(wǎng)絡(luò)可以讓用戶根據(jù)自身的需要進(jìn)行靈活定制，可快速提供專線服務(wù)，可靈活調(diào)整業(yè)務(wù)套餐，更可按需增加相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)等，如圖5所示。針對(duì)運(yùn)營(yíng)商，隨選網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)了運(yùn)營(yíng)商大量的基礎(chǔ)設(shè)施及系統(tǒng)，如業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)（BOSS）、業(yè)務(wù)編排、網(wǎng)絡(luò)控制、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源等，可更加有效地利用閑置資源。同時(shí)，隨選網(wǎng)絡(luò)也重構(gòu)了運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)提供模式，實(shí)現(xiàn)從運(yùn)營(yíng)商定義業(yè)務(wù)到用戶自定義業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變。

相比一般只重視連接隨選的思路，中興通訊創(chuàng)新性地把應(yīng)用隨選和連接隨選放到同等重要的地位。利用SDN最新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到互聯(lián)網(wǎng)、點(diǎn)到數(shù)據(jù)中心三類專線服務(wù)。通過SDN的調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)、帶寬、服務(wù)質(zhì)量（QoS）的端到端保證，以實(shí)現(xiàn)用戶定制網(wǎng)絡(luò)。 同時(shí)，通過NFV技術(shù)最新，構(gòu)建微型虛擬化環(huán)境，基于此環(huán)境，用戶可以定制NAT、防火墻、WAN加速等業(yè)務(wù)，提升應(yīng)用體驗(yàn)。上層通過業(yè)務(wù)編排層和SDN控制器實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化部署，快速提升用戶感知。

在具體的演進(jìn)過程中，可以結(jié)合城域網(wǎng)的中心機(jī)房（CO）重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的協(xié)同。企業(yè)個(gè)體的應(yīng)用，可以放在微云系統(tǒng)中，多企業(yè)可共享的大型的應(yīng)用可放在云端。兩者有機(jī)的配合可極大地提升用戶的體驗(yàn)。

中興通訊獨(dú)有的微云一體機(jī)產(chǎn)品具有分布式智能，這些分布式智能是隨選網(wǎng)絡(luò)的必備功能。微云一體機(jī)和可作為企業(yè)級(jí)客戶終端設(shè)備（CPE）設(shè)備，除了具有高性能轉(zhuǎn)發(fā)的特點(diǎn)以外，支持本地虛擬化，支持云平臺(tái)統(tǒng)一管理，可配合云平臺(tái)和SDN控制器實(shí)現(xiàn)本地的防火墻、NAT和WAN加速等。

4 結(jié)束語

SDN作為一種新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與架構(gòu)，其核心價(jià)值已經(jīng)得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛認(rèn)可。中興通訊在SDN應(yīng)用方面做了大量的實(shí)踐和創(chuàng)新，總體來看，SDN技術(shù)還在不斷演進(jìn)[8]，以下幾點(diǎn)值得重點(diǎn)關(guān)注。

（1）基于SDN和NFV融合的E2E業(yè)務(wù)鏈技術(shù)，成為電信網(wǎng)絡(luò)全面開放化，業(yè)務(wù)部署敏捷化的殺手锏。

（2）建立包含運(yùn)營(yíng)商、電信設(shè)備商、互聯(lián)網(wǎng)公司、IT廠商、軟件開發(fā)商、芯片和器件廠商在內(nèi)的新型ICT產(chǎn)業(yè)鏈。

（3）開源平臺(tái)也帶來了一些全新的商業(yè)模式。OpenDayLight、ONOS等開源平臺(tái)的崛起將重新定義設(shè)備廠商的角色，產(chǎn)生新的機(jī)遇和商業(yè)模式。

（4）新型路由優(yōu)化技術(shù)（如BIER、分段路由等）幫助路由器向SDN的方式遷移。

2016年軟件定義網(wǎng)絡(luò)將仍然保持快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商等對(duì)SDN的探索與應(yīng)用不會(huì)停止，隨著越來越多的產(chǎn)業(yè)相關(guān)方參與到SDN的發(fā)展中，將會(huì)帶來整個(gè)SDN市場(chǎng)的繁榮。

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