劉臺 楊林 劉進軍 張宣和

【摘? 要】SDN具有轉(zhuǎn)控分離的架構(gòu)特點，骨干網(wǎng)具有帶寬資源大、鏈路穩(wěn)定的優(yōu)勢，SDN在骨干網(wǎng)中的應(yīng)用研究案例較多，但由于接入網(wǎng)先天性帶寬較低的不足，SDN在低帶寬戰(zhàn)術(shù)通信方面的研究還較少。主要研究在戰(zhàn)術(shù)接入網(wǎng)環(huán)境下SDN的應(yīng)用，提出了一種針對戰(zhàn)術(shù)接入網(wǎng)拓撲條件下的SDN架構(gòu)應(yīng)用方案以及在低帶寬戰(zhàn)術(shù)通信場景下應(yīng)用SDN需要突破的關(guān)鍵技術(shù)，對戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)從傳統(tǒng)純分布式封閉網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)到SDN開放式架構(gòu)的全面應(yīng)用的平滑過渡具有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】SDN;接入網(wǎng);低帶寬;戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)

0? ?引言

由于戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)的特殊應(yīng)用場景，具有機動性強、抗毀性要求高、帶寬資源有限的特點，針對這些特點研制了眾多的路由協(xié)議和業(yè)務(wù)控制方式，針對不同的鏈路設(shè)計了種類繁多的接口，設(shè)備軟件越來越臃腫，硬件越來越復(fù)雜，隨著用戶的需求逐漸增多，設(shè)備種類也越來越多樣化，面對未來用戶需求的逐漸多樣化，現(xiàn)役網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)無法完全滿足未來戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)的需求。

SDN由于其具有控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面分離的特性，支持集中化的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)控制和底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)施對上層應(yīng)用透明的特點，目前已被應(yīng)用到多種網(wǎng)絡(luò)中，借助SDN的思想，未來戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，硬件逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化、小型化、低功耗、國產(chǎn)化方向發(fā)展，戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)逐漸向全IP時代演進。隨著SDN相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究的逐漸成熟，SDN在戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究也越來越多，但是，一般是針對帶寬資源較多的駐軍網(wǎng)絡(luò)，在接入網(wǎng)的應(yīng)用研究還較少，本文首先針對傳統(tǒng)架構(gòu)的不足及SDN的優(yōu)勢進行了說明，描述了SDN應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，然后基于SDN架構(gòu)在接入網(wǎng)的應(yīng)用進行了分析，提出了一種面向接入網(wǎng)的SDN應(yīng)用方案，提出了需要改進的南向接口協(xié)議以及軟件體系結(jié)構(gòu)。

1? ?傳統(tǒng)架構(gòu)的不足及SDN的優(yōu)勢

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是基于分布式的組網(wǎng)架構(gòu)，應(yīng)用層、控制層、轉(zhuǎn)發(fā)層都集中在設(shè)備中，設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)在設(shè)計時就已經(jīng)緊緊綁在一起，架構(gòu)封閉，缺乏靈活的調(diào)整和修改能力，為后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和功能二次開發(fā)帶來巨大的工作量，因此升級時間長。由于同一種類設(shè)備的軟硬件都是由同一家設(shè)備廠商獨立控制，缺乏開放性，用戶無法根據(jù)自身需要對網(wǎng)絡(luò)進行快速升級和優(yōu)化。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備針對不同場景、不同用戶研發(fā)出大量的協(xié)議，每種協(xié)議只解決特定場景下的特定網(wǎng)絡(luò)問題，不同場景下的網(wǎng)絡(luò)如果需要互聯(lián)互通，往往需要眾多協(xié)議之間進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)計，比如不同路由協(xié)議之間的重分布、路由聚合等功能，操作復(fù)雜、維護困難，需要技術(shù)支持人員或系統(tǒng)設(shè)計人員長期參與保障，極大地增加了網(wǎng)絡(luò)維護成本[1]。

由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)依賴于多級網(wǎng)關(guān)分層分域運行和維護，這種分層分域管理導(dǎo)致業(yè)務(wù)開通和響應(yīng)周期長，比如實施網(wǎng)絡(luò)參數(shù)規(guī)劃時，既要接收上級網(wǎng)管參數(shù)，又要兼顧本級或友鄰網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，這種分級參數(shù)規(guī)劃很難保證參數(shù)的一致性，主要設(shè)計理念為“網(wǎng)絡(luò)有什么你用什么”。此外，開通某項業(yè)務(wù)時往往需要配置大量分散在各個駐地的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這些工作通常會由用戶手動配置，當(dāng)業(yè)務(wù)或需求發(fā)生變化時，網(wǎng)絡(luò)無法自動變更以適應(yīng)變更后的業(yè)務(wù)需求，需要用戶再次重新變更配置，修改網(wǎng)絡(luò)配置會消耗大量的時間，而且很難保證配置的正確性。

SDN架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)相比傳統(tǒng)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)至少有網(wǎng)絡(luò)開通簡單化、高可編程性、網(wǎng)絡(luò)性能穩(wěn)定、易升級易維護等功能。

（1）開通簡單化

SDN網(wǎng)絡(luò)一般是由一個控制器控制多臺交換機的運行，因此在網(wǎng)絡(luò)開通時通?？梢栽谝粋€控制器上同時配置多臺交換機參數(shù)，極大地減少了參數(shù)配置量;用戶可以在控制器上手動設(shè)置需要運行的協(xié)議，從而實現(xiàn)協(xié)議的無關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，杜絕了傳統(tǒng)設(shè)備那種需要在每臺設(shè)備上配置大量的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的繁瑣工作，可以做到用戶根據(jù)自己的需求自行對網(wǎng)絡(luò)進行規(guī)劃。

（2）高可編程性

SDN架構(gòu)實現(xiàn)了轉(zhuǎn)發(fā)控制分離，設(shè)備簡單化，更加開放，更多的功能實體通過運行在通用計算機上，因此用戶可以隨時按需進行功能設(shè)計，降低了設(shè)備成本，分化了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只由少數(shù)幾家通信設(shè)備廠家壟斷的局面，而且將激發(fā)越來越多的用戶通過控制器編程，有利于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的創(chuàng)新性快速發(fā)展。

（3）網(wǎng)絡(luò)性能穩(wěn)定

SDN架構(gòu)可以通過控制器定義協(xié)議需求，實現(xiàn)協(xié)議無關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，減少了協(xié)議數(shù)量，SDN交換機硬件標(biāo)準(zhǔn)化后減少了接口種類，使得硬件簡單化，整個網(wǎng)絡(luò)的大腦在于通用計算機上的控制器，可以極大地提高戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)的整體性能。

從圖1可以看出[8]，開放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的依賴程度降低了，對軟件的設(shè)計有了更多的需求，有利于更多廠家參與到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究設(shè)計中來，有利于戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)在激烈的競爭中實現(xiàn)快速發(fā)展。

2? ?基于SDN架構(gòu)應(yīng)用分析

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

圖2為戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)中分層分域組網(wǎng)典型場景，整個網(wǎng)絡(luò)為樹狀結(jié)構(gòu)，樹干為骨干網(wǎng)域，樹枝為接入網(wǎng)域，主要應(yīng)用于惡劣環(huán)境下的戰(zhàn)場環(huán)境，無線信道帶寬資源低，將每個子網(wǎng)所控制的節(jié)點作為被控制節(jié)點，一級子網(wǎng)、二級網(wǎng)1和二級網(wǎng)2分別由一個SDN主控制器控制，控制各級網(wǎng)的各子節(jié)點。圖中一級網(wǎng)單獨由一個SDN主控制器控制，相比較下級節(jié)點而言，上級節(jié)點一般具有更穩(wěn)定的拓撲和更高的帶寬，將一級子網(wǎng)的主控制器放在節(jié)點1上，二級子網(wǎng)1的主控制器放在節(jié)點2上，二級子網(wǎng)2的主控制器放在節(jié)點3上，各SDN主控制器之間通過東西向協(xié)議進行通信，除了具有SDN主控制器的節(jié)點外，其他節(jié)點均設(shè)置有備份控制器，骨干網(wǎng)由于帶寬資源高，通過邏輯集中物理分布的SDN架構(gòu)實現(xiàn)應(yīng)用[2]。

通過以上方式：

（1）二級網(wǎng)中每個控制器一般控制數(shù)十個SDN交換機，除控制器所在交換機外，每個交換機上配備的SDN控制器都作為備份控制器，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實際情況，主控制器和備份控制器會預(yù)先設(shè)置一個優(yōu)先級順序。

（2）將每個主控制器所控制的SDN交換機子網(wǎng)作為一個集中控制域，主控制器之間采用類傳統(tǒng)路由協(xié)議的東西向協(xié)議進行分布式控制。

（3）整個系統(tǒng)可以通過主控制器節(jié)點接入傳統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)，主控制器節(jié)點在接入傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時運行路由表與流表的同步算法實現(xiàn)傳統(tǒng)路由表與流表的同步。

（4）主控制器戰(zhàn)毀，即圖1中節(jié)點2戰(zhàn)毀情況下，系統(tǒng)將節(jié)點4、節(jié)點5、節(jié)點6中的某一個節(jié)點通過電臺接入一級子網(wǎng)，二級網(wǎng)1通過在節(jié)點2中預(yù)先設(shè)計的二級網(wǎng)1中各節(jié)點的優(yōu)先級選擇一個優(yōu)先級最高的節(jié)點作為主控制器節(jié)點，此主控制器節(jié)點又作為被控制節(jié)點被一級子網(wǎng)主控制器節(jié)點控制，從而實現(xiàn)快速組網(wǎng)。

（5）葉子節(jié)點戰(zhàn)毀不影響葉子節(jié)點所在子網(wǎng)的運行。

2.2? 理論情況下性能分析

假設(shè)接入網(wǎng)中由交換機組成的樹的度為m，有n1個度為1的節(jié)點，n2個度為2的節(jié)點，……，nm個度為m的節(jié)點，總共有n個節(jié)點，則：

n=n0+n1+n2+…+nm ? ? ?（1）

其中，n0表示葉子節(jié)點，除了根節(jié)點外每個節(jié)點都由別的節(jié)點引出，則：

n-1=0×n0+1×n1+2×n2+…+m×nm? ? （2）

聯(lián)立（1）、（2）等式得：

n0=1+n2+2×n3+…+（m-1）nm? ? ? ? （3）

（4）

將（3）帶入（4）得：

（5）

根據(jù)戰(zhàn)術(shù)無線分層分域組網(wǎng)特點，可以假設(shè)末端子網(wǎng)控制器節(jié)點數(shù)為度最大的末端父節(jié)點數(shù)，也即nm=s，因此帶入（5）得：

S=1+n2+2×n3+…+（m-2）nm-1? ? （6）

理論上講，在戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)中總的交換機數(shù)量一定的情況下，主控制器越少則控制的交換機越多，SDN的優(yōu)勢體現(xiàn)的更加明顯，從公式（6）可看出度為2、3、4、…、（m-1）的節(jié)點數(shù)越少則主控制器節(jié)點數(shù)s越小，極限情況下n2=n3=…=nm-1=0，則s=1，也即n=1+m，所以極限情況下只有一個控制器控制1+m個節(jié)點此種情況下SDN效率最高。當(dāng)出度為2、3、4、…、（m-1）的節(jié)點數(shù)越多則s越大，也即m=2時，s=1+n2，這時葉子節(jié)點最少，為n0=2，這時全網(wǎng)拓撲演變成一顆最簡二叉樹，n2=1，而n=n0+n1+n2=2+n1+1=3+n1，所以全網(wǎng)拓撲需要n-2個控制器，當(dāng)n足夠大時，全網(wǎng)SDN拓撲逐步演變成傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分布式架構(gòu)。

根據(jù)上述分析，在戰(zhàn)術(shù)無線接入網(wǎng)環(huán)境下應(yīng)用SDN，最好情況下為只有一個接入子網(wǎng)，一個控制器控制接入子網(wǎng)中所有交換機。最差情況下每個控制器控制一個SDN交換機，這種情況下接入網(wǎng)實際上已變成傳統(tǒng)分布式組網(wǎng)，各控制器之間通過東西向協(xié)議交互，實際上相當(dāng)于傳統(tǒng)的路由交換，這種拓撲下宏觀上表現(xiàn)出分布式組網(wǎng)控制，微觀上仍然屬于SDN架構(gòu)，不影響SDN的應(yīng)用。

2.3? 基于低帶寬的戰(zhàn)術(shù)通信協(xié)議

在傳統(tǒng)低帶寬鏈路分布式組網(wǎng)架構(gòu)中，由于鏈路帶寬較低，一般運行經(jīng)過改進的輕量級的路由協(xié)議，最大可能地減少帶寬資源的占用，表1為假設(shè)在2.4 k、4.8 k、9.6 k、19.2 k四種速率情況下根據(jù)某種改進后的路由協(xié)議計算出來的路由開銷情況。

表中最大傳輸字節(jié)數(shù)表示在各數(shù)據(jù)速率條件下無線信道每包所能攜帶的最大字節(jié)數(shù)，每包路由數(shù)表示每包所能承載的最大的路由條目，理論極限容量是根據(jù)相應(yīng)的協(xié)議在相應(yīng)的速率條件下計算出來的理論值，分片數(shù)是理論極限容量所需要的分片數(shù)，處理時延是根據(jù)營連網(wǎng)拓撲計算的時延值，單位為毫秒，因此在低帶寬鏈路情況下如果應(yīng)用SDN架構(gòu)，必須進行SDN控制器與SDN交換機之間的協(xié)議輕量化設(shè)計。

在保持傳統(tǒng)架構(gòu)底層鏈路帶寬及資源不變的情況下，控制器與交換機的南向接口協(xié)議開銷設(shè)計成與傳統(tǒng)路由協(xié)議耗費開銷一致或低于傳統(tǒng)架構(gòu)下無線路由協(xié)議開銷的協(xié)議作為二級子網(wǎng)的南向控制協(xié)議（暫且取名為ArmyFlow），交換機節(jié)點上ArmyFlow協(xié)議根據(jù)鏈路類型進行區(qū)分，不同的鏈路類型采用不同的策略與主控制器進行通信，主控制器通過ArmyFlow協(xié)議控制本控制域中的交換機的流表轉(zhuǎn)發(fā)策略。主控制器之間通過SDN東西向協(xié)議EwestFlow實現(xiàn)組網(wǎng)控制，在SDN架構(gòu)的戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)中，EwestFlow協(xié)議類似于傳統(tǒng)架構(gòu)中的路由協(xié)議。

南向接口協(xié)議以O(shè)penFlow協(xié)議為基礎(chǔ)。在OpenFlow的基礎(chǔ)上實現(xiàn)符合戰(zhàn)術(shù)通信組網(wǎng)需求的南向接口協(xié)議ArmyFlow，以ArmyFlow實現(xiàn)對系統(tǒng)資源的統(tǒng)一描述與管理。ArmyFlow與OpenFlow的差異如下。

（1）OpenFlow采用TCP傳輸機制，會有慢啟動問題，導(dǎo)致帶寬利用率低，ArmyFlow借用UDT傳輸機制，避免慢啟動、快下降問題，減少確認報文數(shù)量和帶寬占用。

（2）OpenFlow使用了一些冗余字段，增加了帶寬占用，ArmyFlow對報文結(jié)構(gòu)進行了最佳優(yōu)化更新，使之更加適合于戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)環(huán)境。

（3）OpenFlow只考慮了集中式控制，ArmyFlow滿足邏輯上集中物理上分布的架構(gòu)特點，更加適合戰(zhàn)術(shù)通信環(huán)境。

（4）OpenFlow采用帶內(nèi)管理，ArmyFlow可根據(jù)帶寬資源情況實現(xiàn)帶內(nèi)帶外結(jié)合應(yīng)用。

圖3描述帶內(nèi)與帶外控制場景，帶外由于占用了更多的信道設(shè)備，一般情況下只在無線信道帶寬無法同時承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及控制數(shù)據(jù)時采用帶外形式，同時在戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)中除了純SDN集中控制組網(wǎng)，還需要考慮兼容現(xiàn)役戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)以及SDN控制器之間的通信情況。

圖4中，將ArmyFlow協(xié)議運行的主控制器的集中控制域抽象為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一個路由器，主控制器之間運行的EwestFlow東西向協(xié)議設(shè)計成基于SDN的分布式控制協(xié)議，因此整體無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為局部集中全局分布式的SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

3? ?軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于SDN架構(gòu)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)區(qū)別較大，需要重新考慮軟件功能實體在SDN架構(gòu)中的布局。

圖5為戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)場景下基于SDN架構(gòu)的軟件體系結(jié)構(gòu)，將服務(wù)層與控制層從傳統(tǒng)設(shè)備中分離出來，分為了三部分：服務(wù)層、控制層、轉(zhuǎn)發(fā)層。

（1）服務(wù)層

服務(wù)層主要包括各類通信業(yè)務(wù)及服務(wù)，有虛擬化服務(wù)、戰(zhàn)術(shù)傳輸服務(wù)、融合通信服務(wù)、戰(zhàn)術(shù)云服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)運維管理服務(wù)、安全管理服務(wù)等。

虛擬化服務(wù)主要包括各類通信網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化即管理，實現(xiàn)物理資源到虛擬資源的映射，為網(wǎng)絡(luò)資源的靈活高效利用和按需動態(tài)調(diào)度提供支撐。

戰(zhàn)術(shù)傳輸服務(wù)模塊支持通過網(wǎng)絡(luò)資源的按需調(diào)度，靈活構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)業(yè)務(wù)需求提供多優(yōu)先級服務(wù)，實現(xiàn)可變長度報文、實時報文、大文件等數(shù)據(jù)的傳輸。

融合通信服務(wù)提供基于不同終端的數(shù)據(jù)、話音、視頻等各類業(yè)務(wù)的混合互通，實現(xiàn)用戶無感的實時通信服務(wù)。

戰(zhàn)術(shù)云服務(wù)主要包括結(jié)合網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)提供云計算、云存儲等功能，構(gòu)建基于低帶寬無線鏈路條件下的戰(zhàn)術(shù)云服務(wù)平臺。

網(wǎng)絡(luò)運維管理服務(wù)主要實現(xiàn)態(tài)勢監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃配置、網(wǎng)絡(luò)開通、全網(wǎng)視圖、故障管理等功能。

安全管理服務(wù)為服務(wù)層的各類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、話音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、北向接口提供安全服務(wù)功能，提供應(yīng)用防火墻功能。

（2）控制層

控制層包括網(wǎng)內(nèi)態(tài)勢維護、網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)控制、網(wǎng)間路徑計算、網(wǎng)間分布式維護等模塊。

網(wǎng)內(nèi)態(tài)勢維護主要包括主控制器控制的子網(wǎng)內(nèi)的各SDN交換機通過南向接口協(xié)議ArmyFlow與主控制器之間進行交互的鏈路類型信息、鏈路帶寬信息、在線狀態(tài)信息等鏈路信息，實現(xiàn)控制器對本子網(wǎng)內(nèi)的SDN交換機的集中管理維護，同時實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)各交換機上的備份控制器同步功能。

網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)控制實現(xiàn)SDN主控制器與本網(wǎng)內(nèi)的各交換機的流表下發(fā)策略控制，網(wǎng)內(nèi)路徑計算功能。

網(wǎng)間路徑計算模塊提供SDN主控制器之間的轉(zhuǎn)發(fā)策略計算功能，主控制器之間的信息交互類似于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的路由協(xié)議交互，是傳統(tǒng)分布式架構(gòu)應(yīng)用在SDN架構(gòu)上的一種新方式。

網(wǎng)間分布式維護實現(xiàn)主控制器之間的狀態(tài)信息交互，主要包括鏈路類型、鏈路帶寬、流量信息等信息的搜集與維護。

控制安全管理主要是控制層的安全防護功能模塊，實現(xiàn)SDN控制器架構(gòu)、南向接口協(xié)議的安全防護和入侵檢測功能。

（3）轉(zhuǎn)發(fā)層

轉(zhuǎn)發(fā)層包括ArmyFlow控制模塊、同步算法模塊、鏈路接入管理模塊等功能模塊。

ArmyFlow控制模塊主要負責(zé)與SDN控制器進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)流表的控制存儲。

同步算法模塊主要是為了實現(xiàn)傳統(tǒng)路由轉(zhuǎn)發(fā)表與SDN流表的同步，當(dāng)SDN交換機接入傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)情況下，由SDN下發(fā)的流表經(jīng)由同步算法處理后生成路由轉(zhuǎn)發(fā)表，當(dāng)有多個傳統(tǒng)鏈路接口時，如果接收到的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)出接口為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口，則數(shù)據(jù)直接根據(jù)傳統(tǒng)路由表轉(zhuǎn)發(fā)。如果接收到的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)出接口為SDN交換機的SDN類型接口，則經(jīng)過轉(zhuǎn)換成SDN類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后經(jīng)過流表轉(zhuǎn)發(fā)。

鏈路接入管理模塊主要負責(zé)鏈路信息的上報和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與SDN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，主要包括無線鏈路接入、有線鏈路接入、本地控制管理等。

轉(zhuǎn)發(fā)層安全管理提供SDN交換機的安全防護功能，包括防止拒絕服務(wù)攻擊、預(yù)防計算機病毒和木馬等。

4? ?系統(tǒng)性能分析

針對戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)環(huán)境，假設(shè)每個子網(wǎng)10個節(jié)點，整個系統(tǒng)節(jié)點數(shù)為x，控制節(jié)點數(shù)為y，則傳統(tǒng)架構(gòu)下y=m，理論情況下，運用SDN架構(gòu)時，每個子網(wǎng)由一個SDN控制器控制，則，當(dāng)m=10時帶入，繪制曲線結(jié)果如圖6所示：

從圖6可以看出，每個子網(wǎng)中的節(jié)點數(shù)一定時，對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來講，控制節(jié)點數(shù)與系統(tǒng)節(jié)點數(shù)個數(shù)相同，即系統(tǒng)中每個節(jié)點均需要一個控制模塊控制。在SDN架構(gòu)上控制節(jié)點數(shù)與子網(wǎng)中的節(jié)點數(shù)有關(guān)，極限情況下，m=x時整個系統(tǒng)由一個控制器控制，當(dāng)m=2時，整個系統(tǒng)的控制節(jié)點數(shù)也比系統(tǒng)總節(jié)點數(shù)小1，針對戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)場景，拓撲較好時SDN架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制優(yōu)勢較明顯，即使在拓撲最差情況下控制能力仍強于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

5? ?結(jié)束語

SDN作為未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)發(fā)展的必然趨勢，已在民用領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用，在戰(zhàn)術(shù)骨干網(wǎng)中也已經(jīng)進行了較多的研究，但是由于戰(zhàn)術(shù)無線接入網(wǎng)帶寬資源較低的先天性劣勢，因此，在戰(zhàn)術(shù)無線接入網(wǎng)方向還未有較多的研究，本文基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的特點，將SDN架構(gòu)思想應(yīng)用在接入網(wǎng)中，將分布式與集中式特點進行了很好的結(jié)合，不僅沒有降低戰(zhàn)術(shù)移動性及抗毀性的硬性要求，還對網(wǎng)絡(luò)的開通及使用進行了簡化配置，傳統(tǒng)架構(gòu)上眾多的有關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的關(guān)鍵技術(shù)均可以在通用PC上進行研究，網(wǎng)絡(luò)不再封閉，有利于網(wǎng)絡(luò)的快速升級及創(chuàng)新應(yīng)用，可以為SDN在戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)中更大范圍的全面應(yīng)用提供探索方向。

參考文獻：

[1]? ? 李石兵，康靖，鄧定成，等. 基于SDN構(gòu)建指控通信網(wǎng)絡(luò)[C]//第四屆中國智慧控制大會論文集， 2016： 293-296.

[2]? ? 王俊，陳志輝，田永春，等. 軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)中的應(yīng)用研究[J]. 通信技術(shù)， 2014，39（69）： 1392-1399.

[3]? ? 費寧，陳春玲，毛燕琴. ASIC芯片OpenFlow交換機

設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 北京郵電大學(xué)學(xué)報， 2016： 13-98.

[4]? ?S S， S H S， C P K， et al. Are we ready for SDN？ Implementation challenges for softwaredefined networks[J]. IEEE Communications Magazine， 2013，51（7）： 36-43.

[5]? ? 周東. SDN交換機與傳統(tǒng)交換機的架構(gòu)與性能比較[J]. 電子技術(shù)與軟件工程， 2017，39（69）： 37-39.

[6]? ? 徐賓偉. SDN與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 成都： 電子科技大學(xué)， 2015.

[7]? ? 張斌，羅東森. 云計算數(shù)據(jù)中心SDN部署研究[J]. 通信技術(shù)， 2014（12）： 1424-1428.

[8]? ? 張衛(wèi)鋒. 深度解析SDN[M]. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2014： 66-77.

作者簡介

劉臺（orcid.org/0000-0002-4597-7849）：工程師，畢業(yè)于武漢大學(xué)，現(xiàn)任職于武漢中原電子集團有限公司，研究方向為通信工程。

楊林：工程師，畢業(yè)于裝甲兵工程學(xué)院，現(xiàn)任職于陸軍裝備部駐武漢地區(qū)第一軍事代表室，研究方向為通信工程。

劉進軍：工程師，畢業(yè)于中國人民解放軍裝備學(xué)院，現(xiàn)任職于陸軍裝備部駐廣州地區(qū)軍事代表室，研究方向為通信工程。

收稿日期：2020-06-10