软件定义网络：网络创新的焦点

软件定义网络：网络创新的焦点

【编者按】OVUM是一家在世界电信产业界富有权威性的独立/中立咨询顾问公司； 从事信息通信技术（ICT）商业策略研究，研究领域涉及电信、IT、广电及互联网4大领域。OVUM拥有30年协助全球电信业制定策略、规划及国家电信法规的丰富经验。

OVUM全球电信研究报告在大量有关情报研究的基础上从商业的角度对运营商的网络投资及运营、业务创新、营销策略、 政策法规、客户市场需求、新兴技术和前景预测，帮助运营商在不断变化的政策环境和市场环境中稳固地位的同时，更加有效地谋取潜在的商业价值; 并为运营商的规划设计单位提供不断更新的全球电信市场动态和战略视野以帮助产品创新。

本刊设置OVUM观察专栏，定期发表OVUM的研究成果，包括翔实的相关信息，供信息通信业有关管理、规划、决策人士参考。

OVUM观点

软件定义网络没有公认的定义。厂商、开放网络基金会（ONF）、大型数据中心运营商、电信运营商、媒体，甚至分析师都采用不同的SDN定义，以满足他们各自的目的。短短几年，SDN已成为像云、体验质量或虚拟化一样定义模糊的通信词汇。厂商并没有坐等SDN开发标准和定义变得清晰，而是在SDN的旗号下采取各种措施来实现网络可编程性。一些IT厂商（如IBM和惠普）已经开发出SDN解决方案，将它作为标准产品的可选增强选项。这些SDN解决方案遵循ONF架构，将数据和控制平面分离，并纳入OpenFlow协议。它们通常面向数据中心部署。其他SDN方案基于专有的应用程序编程接口（API）来为网络运营商的交换机和路由器提供可编程访问——比如思科便采取了这种办法。一些光传输设备厂商纷纷推出集成光层和分封层的SDN解决方案，从而提供应用程序感知的端到端连接。还有其他一些SDN解决方案专注于在软件领域提供虚拟化网络功能，运用一批灵活的虚拟网络服务资源来替代硬件设备。虽然方法各有不同，但SDN在每个实例中都启动网络服务和物理基础架构之间的智能交互，以使网络动态地适应特定应用的需要。

虽然2012年才开始被部署在服务提供商网络，但SDN架构为网络注入了新的活力，对通信行业产生了重大影响。SDN架构为彻底重新审视网络架构、引入虚拟化技术、提供真正具有创新性的解决方案带来了契机；同业界任何新技术的情况一样，它亦导致了一些混乱。SDN使重心从数据平面的供给和速度向控制平面和相关网络服务的智能化转移。SDN使得通信网络能够动态地提供更好满足应用需求的连接服务，而不是在受约束的网络中制作能够进行操作的应用程序。通过厂商和网络运营商的共同努力，能够更加灵活地提供新服务（实现创收）和更有效地运用资源（符合成本效益）的网络终将产生。

软件定义网络是网络创新的焦点，同时也是服务提供商网络的一个新方向。

应用和服务的动态性质，以及流量的不断增长继续挑战传统网络架构的灵活性和可扩展性。软件定义网络（SDN）是网络架构的一种新方法，为服务提供商网络带来了可编程性，可扩展性和虚拟化概念（针对IT行业基于云的服务而开发）等许多优势。因此，厂商正在重新审视网络架构，并打着SDN的旗帜向市场推出一系列创新网络产品。

SDN发展还处于初期阶段。首次SDN在服务提供商网络中的商业部署刚刚于去年宣布；SDN网络架构、标准和产品实现仍在不断发展。然而，如果浏览一下制定SDN相关标准的工作组成员，我们便清楚地发现SDN是一个真正的网络模式转变，并已经引起服务提供商，硬件和软件厂商，以及企业的关注。

SDN将IT创新引入网络

SDN的定义

SDN的定义取决于其应用的领域。ONF认为SDN拥有以下特征：不绑定控制平面与数据平面中基于硬件的数据转发功能（ONF将OpenFlow作为连接控制平面和数据平面的一个开放协议）；网络智能（由一个软件控制器提供的功能）实现逻辑一体化；网络架构从应用程序中抽象出来（由控制器的北向API提供的功能）。根据ONF的定义，SDN专注于第2层和第3层网络操作。

然而，OVUM认为SDN已远远超出最初的定义，成为未来网络的一个视图——引入了通过计算和存储创新支撑 IT界改革的许多相同技术。同IT环境中的变革一样，网络焦点逐渐从分布式、嵌入式处理器转向集中式多核心处理器，资源池功能虚拟化，以及API，从而提供支持可编程环境的抽象层和管理功能自动化。所有这些进展将促使网络创新有效地支持未来的业务需求。

透过SDN，未来网络将更有可能像抽象云（业界数十年来一直在PowerPoint演示文稿中使用）一样进行操作。当前的大部分网络都是不同独立单元（必须进行单独配置，且缺乏应用意识或网络流量的全球性可视性）的集合。虽然SDN并不是为网络带来许多约定进展的必要条件，但它确实为更容易地开发新网络功能和特性提供了一个以软件为中心的基础。它将使网络更具备可编程性、灵活性和响应性。

SDN应用于运营商基础设施网络

虽然数据中心是SDN部署的一个最初重点，但OVUM看到运营商传输网络运用SDN实现网络创新的新趋势正日益流行。与数据中心网络相比，运营商拥有支持各种不同业务的大型网络。因此，相较于数据中心所采用的SDN方案，面向运营商网络的SDN解决方案很可能存在显著不同；这将导致不同的使用案例和部署时间表。例如，服务提供商网络在迁移到企业网络之前将采用SDN。网络运营商已经在服务器上部署一些网络功能（如基于流的流量路由、内容过滤、分析和内容交付）的软件实现。伴随SDN的成熟以及网络运营商热切地参与针对网络功能虚拟化的新SDN技术的试验，这些努力措施将进一步扩大。

服务提供商早期部署SDN的举措始于2012年，由谷歌和NTT主导。OVUM预计运营商网络部署SDN解决方案的节奏将在2013年加快。SDN的早期吸引力在于为服务提供商节约成本；但伴随SDN市场的成熟，运营商将探索基于软件的解决方案，以锁定新的收入机会，并提升面向企业和商业客户的现有服务。

软件正日益驱动网络功能

虽然就提供所需的性能而言，硬件对许多应用来说仍然十分重要，但软件在凸显产品性能差异化和实现网络创收等方面正发挥越来越重要的作用，这种变化发展远早于SDN的兴起，但SDN将加速这种变化。运营商将寻求一个完整的解决方案，而这将推动硬件厂商扩展他们的软件功能并与软件供应商合作打造一个集成解决方案各个方面的生态链——从硬件组件到应用软件。这也将驱动厂商将API（即使它是一个厂商特定的协议）整合至其平台来为网络资源提供一个编程的抽象层。

服务提供商网络中的控制器将激增

SDN网络中的控制器软件可以集中于服务器或通过分布式的方式运作。该控制器贯穿编排层或OSS/ BSS系统，并集成分析和策略功能；它提供一个北向接口来启动SDN应用程序向网络请求服务。通过这些北向接口，控制器在应用程序和物理传输基础设施之间创建出抽象层。网络通过控制器响应来自应用程序的服务请求，以确定连接路径并用程序指令基础设施来创建一个物理拓扑。

控制器在自动化管理网元方面发挥十分关键的作用；它避免了逐跳形式的基于CLI（命令行界面）的方法来配置设备。虽然没有关于控制器北向接口的标准（ONF体系结构和框架工作组正在考虑北向接口标准），但许多厂商都集中采用OpenStack中Quantum 元件的REST API来支持该接口。通过创建一个抽象层，用于指令物理网络设备的接口成为控制器中唯一最重要的元素；厂商已经实现了使用OpenFlow/NETCONF/SNMP/专有CLI/甚至BGP和XMPP接口的控制器。

SDN部署

顾客购买服务，而不是SDN

OVUM预计SDN将围绕专业网络域解决方案发展，因为每个领域的服务都有专门的网络要求。 SDN技术试验主要由大学和商业研究机构，厂商和服务提供商等主导。在企业网中进行的试验数量有限，主要是在金融服务行业。虽然数据中心网络是SDN早期部署的候选选项，但有趣的是SDN的首次商业部署发生在服务提供商网络（尽管用于数据中心的互连应用）。对服务提供商而言，由于SDN能够进行自动化网络管理，因此SDN最初的吸引力在于降低成本（主要是运营成本）。随着SDN发展的成熟以及服务提供商逐渐获得把运营规划和BSS/ OSS流程与SDN网络整合的经验，服务提供商将开始利用SDN的能力来更好地支持网络创收。

伴随服务提供商在网络中部署SDN，OVUM认为SDN在很大程度上对于用户是不可见的。客户将购买服务，而不是SDN；尽管如果服务正好通过SDN架构提供，但这在很大程度上与客户无关。谷歌在其骨干网中部署SDN旨在节省成本，但SDN对谷歌服务的用户而言是不可见的。 NTT部署SDN旨在支持客户数据配置工作流程和用于数据备份的数据中心互联，迁移服务，以及数据中心之间灵活的带宽控制。

数据中心互连驱动SDN在服务提供商网络的早期部署

数据中心显然是OpenFlow和SDN部署的焦点，甚至是在运营商网络中。 AT＆T，NTT，T-Systems/ DT和Verizon都进行了实验室试验，并在其数据中心进行了早期的SDN试用。虽然SDN为数据中心内部带来了许多好处（例如更高的资源利用率；实现自动化管理等），但SDN的首次生产部署（在2012年由谷歌和NTT宣布）是用于支持数据中心的广域网互连。

移动网络是一个早期SDN目标

OVUM认为服务提供商得益于SDN的下一个领域是移动网络。现在典型的移动核心网由每个网元分别完成特定功能， 由一组长服务链网元串行而成。将许多这些功能转化成虚拟化软件功能有助于实现较高的网络灵活性和资源利用率，使得移动运营商在降低资本支出和运营支出的同时提高交付新服务的能力。单个功能转换已经取得一些进展，但网络功能虚拟化（NFV）标准工作组目前正着手制定多个功能的协调和管理事项。几家运营商正在开展相关试验以评估协调方法。鉴于应用感知与策略和收费系统，用户数据，网关，会话和移动管理紧密集成，SDN的可编程性与移动网络的网络虚拟化相结合将有助于控制网络性能。