金良 周武 任冬冬

摘要

隨著IT與CT的不斷融合，智慧城市的建設(shè)中虛擬化的技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越普遍，通過(guò)虛擬化技術(shù)建設(shè)的云資源池，可以為任何服務(wù)提供支持，通過(guò)與虛擬化網(wǎng)絡(luò)以及在任何連接或服務(wù)中都可由軟件定義的ON相結(jié)合，ON技術(shù)的出現(xiàn)，使得網(wǎng)絡(luò)能力也實(shí)現(xiàn)了虛擬化，網(wǎng)絡(luò)不再是簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)設(shè)施，網(wǎng)絡(luò)也可以成為一種服務(wù)。在智慧城市中，部署在邊緣的海量智慧終端、探測(cè)器，組成了一張龐大的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)越來(lái)越多的信息化平臺(tái)應(yīng)用、各種信息資源也意味著新一代的智慧城市網(wǎng)絡(luò)需要承載越來(lái)越多的用戶、業(yè)務(wù)以及數(shù)據(jù)。引入SDN技術(shù)，可以完全實(shí)現(xiàn)以上需求，可以顯著提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率并且具備較高的可靠性、穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】SDN 虛擬化 智慧城市 ICT

1 背景

目前SDN在運(yùn)營(yíng)商中得到了較多的實(shí)踐，解決了運(yùn)營(yíng)商實(shí)際生產(chǎn)中遇到的很多問(wèn)題。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智慧城市大規(guī)模建設(shè)的普及，在智慧城市建設(shè)的過(guò)程中，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)不再是簡(jiǎn)單的鏈接需求，而是需要網(wǎng)絡(luò)在具備高帶寬的處理能力之外，還要具有“智慧”。

同時(shí)，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市中的廣泛應(yīng)用也對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源提出了更高的要求，需要有更高的穩(wěn)定性、靈活性等特點(diǎn)以面對(duì)海量數(shù)據(jù)的處理需求。

2 SDN在智慧城市數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用探討

智慧城市數(shù)據(jù)中心是目前智慧城市建設(shè)的核心，同時(shí)也是SDN部署的主要位置，此處SDN的組網(wǎng)方案應(yīng)該主要考慮滿足客戶私有云虛擬租戶、虛擬機(jī)智能部署、遷移、網(wǎng)絡(luò)集中化管理以及個(gè)性化增值業(yè)務(wù)等需求。

智慧城市云平臺(tái)要求數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)樽鈶籼峁┳詣?dòng)開(kāi)通、配置、管理的相對(duì)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。

SDN的轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離，控制器集中部署，可以收集數(shù)據(jù)中心內(nèi)部各種業(yè)務(wù)之間的流量需求，進(jìn)行統(tǒng)一的計(jì)算和調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)帶寬的靈活調(diào)配（按需）、網(wǎng)絡(luò)最大程度的優(yōu)化、提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

同時(shí)，SDN可以通過(guò)集中的邏輯部署實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)之間的安全隔離，可以根據(jù)各種業(yè)務(wù)、客戶的各種個(gè)性化需求進(jìn)行安全策略的部署。網(wǎng)絡(luò)虛擬化允許多個(gè)用戶組訪問(wèn)同一物理網(wǎng)絡(luò)，但從邏輯上對(duì)他們進(jìn)行一定程度的隔離。這種特點(diǎn)正適合如政務(wù)云平臺(tái)一類的業(yè)務(wù)場(chǎng)景：“很多平行部門(mén)，數(shù)據(jù)需要互通，但是業(yè)務(wù)需要隔離”。

3 SDN在智慧城市傳輸鏈路的應(yīng)用探討

未來(lái)的時(shí)代將是網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，萬(wàn)物互聯(lián)使得我們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的依賴達(dá)到了空前的高度。隨著網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越“寬”，需要管理、調(diào)度的不再僅僅局限于局域網(wǎng)內(nèi)部了。

SDN技術(shù)的出現(xiàn)，使得傳送網(wǎng)各層級(jí)資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配、統(tǒng)一優(yōu)化變成了可能。SDN集中控制的特點(diǎn)讓運(yùn)營(yíng)商在為智慧城市建設(shè)傳輸鏈路時(shí)可以掌握全網(wǎng)拓?fù)湟约傲髁啃畔ⅰ?/p>

同時(shí)，可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)資源的快速調(diào)度，使得網(wǎng)絡(luò)資源利用率達(dá)到最高，也有可能打破各層級(jí)設(shè)備之間不同廠家的壁壘，從而推進(jìn)智慧城市網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的開(kāi)放、最終真正提高網(wǎng)絡(luò)利用率、降低全網(wǎng)整體運(yùn)營(yíng)成本。

4 SDN在智慧城市邊緣節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用探討

從根本上講，智慧城市中的邊緣節(jié)點(diǎn)，其實(shí)更接近于遠(yuǎn)離核心節(jié)點(diǎn)的邊緣移動(dòng)計(jì)算，如，智能手機(jī)、智能穿戴設(shè)備、智能終端等等具有獨(dú)立計(jì)算、存儲(chǔ)能力的設(shè)備，這些終端替智慧城市的核心分擔(dān)了一部分計(jì)算能力，各種傳感器收集到的數(shù)據(jù)不是發(fā)送到智慧城市的核心處理，而是利用本地智能設(shè)備處理器進(jìn)行處理，最后只把處理結(jié)果發(fā)送到云端。

將計(jì)算資源轉(zhuǎn)移到邊緣節(jié)點(diǎn)的好處如下：

可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集、就近處理;

可以減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān);

分擔(dān)大量的原始數(shù)據(jù)處理工作，減輕數(shù)據(jù)中心壓力等。

這些邊緣節(jié)點(diǎn)在未來(lái)的發(fā)展的一種極大的可能也是“云化”，即所謂的邊緣云，在未來(lái)，各種智慧的終端都可能成為一個(gè)云終端，而各個(gè)云終端在共享數(shù)據(jù)的同時(shí)又要實(shí)現(xiàn)相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境。

因此，SDN技術(shù)在邊緣節(jié)點(diǎn)的部署也顯得尤為重要，在更加靠近客戶側(cè)的邊緣節(jié)點(diǎn)部署SDN，可以使得網(wǎng)絡(luò)資源更加扁平化、可以極大的減輕終端網(wǎng)絡(luò)的壓力，在邊緣節(jié)點(diǎn)與智慧城市云數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的過(guò)程當(dāng)中，需要對(duì)流量進(jìn)行智能化的“分揀”，將不同數(shù)據(jù)流量進(jìn)行分類，以區(qū)分哪些流量需要在本地處理、哪些流量需要傳送到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理。

對(duì)于現(xiàn)階段，SDN技術(shù)需要向更靠近底層的接入設(shè)備進(jìn)行演進(jìn)，需要兼容更多的設(shè)備以及協(xié)議、使得越來(lái)越多的前端探測(cè)器可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)/軟件進(jìn)行管理、控制。

5 SDN在智慧城市運(yùn)維體系中的應(yīng)用探討

SDN將不僅從根本上改變現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，還會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的運(yùn)維模式產(chǎn)生巨大影響。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可控，不得不增加一些專業(yè)的網(wǎng)元、網(wǎng)管等軟硬件設(shè)備對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不間斷的監(jiān)管。在SDN技術(shù)應(yīng)用以后，傳統(tǒng)運(yùn)維模式將得到改變，原有的物理網(wǎng)元、網(wǎng)管等硬件設(shè)備，均可以采用虛擬網(wǎng)元、虛擬網(wǎng)管等設(shè)備進(jìn)行代替。

這一系列的改變勢(shì)必將導(dǎo)致SDN運(yùn)維體系中組織架構(gòu)的變革。對(duì)運(yùn)維人員的要求也趨于簡(jiǎn)化。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著SDN技術(shù)的不斷完善，對(duì)后續(xù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的搭建將產(chǎn)生革命性的變化，SDN技術(shù)在運(yùn)營(yíng)商中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，其價(jià)值也在不斷的研討與應(yīng)用實(shí)踐中得到了基本的證明。

在智慧城市的建設(shè)中，邊緣節(jié)點(diǎn)的傳統(tǒng)通信機(jī)房正在向DC化的方向進(jìn)行演進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)房為SDN的部署也提供了基本條件。

引入SDN技術(shù)能以較小的成本實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的彈性分配，顯著提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率，更好地服務(wù)于智慧城市中各應(yīng)用系統(tǒng)，真正讓我們的城市充滿智慧。

參考文獻(xiàn)

[1]顧戎，王瑞雪，李晨，黃璐.云數(shù)據(jù)中心SDN/NFV組網(wǎng)方案、測(cè)試及問(wèn)題分析[J].電信科學(xué)，2016，32（01）：126-130.

[2]梁琦.SDN技術(shù)在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中心的應(yīng)用分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2018（02）.

[3]許淵.SDN和NFV的思考與實(shí)踐[J].電信快報(bào)，2017（10）：38-40.

[4]張鶴然.SDN在智慧交通云中的應(yīng)用探討[J].中國(guó)交通信息化，2014（07）：116-117.

[5]吳強(qiáng)，徐鑫，劉國(guó)燕.基于SDN技術(shù)的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建[J].電信科學(xué)，2013，29（01）：130-133.