SDN技术特征、现状和未来前景分析

谢毅++刘宇轩++谢静怡++李佩琳++蓝鸿森

[摘 要]随着社会的发展及科技的不断进步，现如今已经有各种全新先进的技术形成，该文章中提到的SDN技术最初是由美国一大学实验室研究而成的，主要是通过利用集中式控制器，让管理人员能够更清楚的了解在网络基础上所形成的安全控制策略，以便能够更好的运用到各种网络设备控制中，实现网络通信的安全控制。现阶段SDN的运用越来越广泛，正逐步向着商用化阶段迈进，这就标志着该技术将向着全新的发展层面不断前进。

[关键词]SDN；软件定义网络；Open？Flow

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0152-01

1 引言

早在2008年期间，就有人曾针对新型网络交换模型发表了相应的论文，详细的针对网络交换模型的概念进行了论述，该模型就是将传统的网络设备数据平面与控制平面的功能模块进行分割，通过集中式控制器并采用标准化的接口对网络设备实施管理和配置，该网络架构的形成为管理、使用和设计网络资源时提供了更多的可能性，从而将其推向了全新的发展和改革阶段。

2 SDN （Software Defined Network）软件定义网络

2.1 SDN技术特征

SDN技术是由多个部分组成，具体分为了基础设施层、控制层及应用层等。基础设施层主要是转发设备，能够进行信息的转发；而控制层则是一标准化协议为基础与下层进行通信，从而有效的控制基础设施层；应用层则是针对各种应用逻辑通过开放式的管理能力控制设备实现对报文的转发。

2.2 SDN技术流派

当前社会将SDN技术分为了不同的三个类型，首先，是以网络交换模型（OpenFlow）为基础的SDN技术，在进行控制和转发的分离时主要从包帧底层开始，转发层是由OpenFlow交换机形成的，控制层是由安装在计算设备中的SDN控制器软件形成的，以OpenFlow协议为基础与下层通信，在进行流表控制转发平面行为的展开，实现各种类型网络功能的形成；其次，以IETF定义为基础的I2RS是以设备厂商为主导，在网络设备上提供相应接口供用户开发应；而Overlay主要是以虚拟化厂家为主，是建立在隧道技术及叠加网络基础上所形成的网络虚拟化。目前，很多企业在实际发展过程中大力的采用以OpenFlow协议为基础的SDN技术，是因为其兼容性良好，有着非常显著的优势。

3 SDN的发展现状

随着SDN技术的形成，现如今已经被广泛运用到多个领域中，并加深了对该技术的研究力度，希望能够在不断的探索和尝试中推进其商用的进程。目前，SDN技术被广泛运用到了企业内部的组网和数据中心组网中。

3.1 互联网企业的SDN技術发展现状

多个领域以OpenFlow为基础理念，创建了相应的数据中心WAN网络，能够借助其优势可以对在全球各个领域的数据进行自动创建和重新配置，之后在进行相应的连接，通过自身周密的流量工程以及优先次序的工作方式，使得资源利用率有了非常大的提升，在一定程度上也减少了成本的投入。

3.2 电信运营商的SDN技术发展现状

当前社会上的电信运营企业随着长时间的发展，已经进入到了项目测试及试商用的阶段，我国三大通信运营商已经在多个地区进行了两次大规模的测试，这一过程中针对不同厂家的控制器及OpenFlow交换机搭建测试环境，进行了相应的测试，从一定程度上证实了产品的标准性及成熟度，同时还与芯片厂家共同研发了全新的芯片，成功的演示了以OpenFlow为基础的SDN化PTN原型系统。

3.3 网络设备厂商的SDN技术发展现状

当前社会上多家主流设备厂商都制造生产SDN交换机，还有不少公司推出了以OpenFlow为基础的交换机，同时还制造了运行在标准硬件上的开源软件，能够为客户提供执行搭建和管理SDN虚拟交换机的服务。目前，所推出的OF交换机主要采用的芯片类型为ASIC，可是存在着一定的缺陷，如：支持程度有限，具体为流表宽度受限、流表容量小、不支持一些字段的修改行动等等。很少厂家推出了以FPGA或NPU为基础的交换机，多是因为其价格非常昂贵，很难有人可以接受，但针对这一问题有人也进行了深入研究，希望能够妥善的进行处理。正是由于需求量一直得不到提升，所以很多芯片厂家一直针对OF专用芯片的研发停留在考虑阶段，有人开发了一套工具支持对通用ASIC芯片进行编程，使其支持OpenFlow协议。？而控制器的发展速度比较稳定，多个厂家已经相应的研发了适合商用的控制器，这在一定程度上带动了商用控制器的发展进程。

可是，由于很多厂家并没有针对SDN有一个统一的解释，而且其中的控制器以及交换机等产品对SDN标准的支持程度也各有千秋，所以会发生交换机职能与少数固定的控制器相通的问题产生，所以，需要加大对SDN技术的研究力度，对其不断的更新和完善，以此促进SDN产业的稳定发展。

4、 SDN 未来前景

随着科学技术的不断发展和变革，当前SDN技术已经成为引领网络变革的热门技术，世界上很多企业针对SDN商用进程也做出了深入的研究和预判。据了解，SDN技术在2014年期间运营商实验室技术以发展成熟，并在一些领域开始了试商用；到了2015年已经由多数领域开始了试商用，少数转为了商用部署；到了2016年SDN技术已经在全球大部分领域得到了 广泛的商用部署。从今年截止到2020年期间，SDN技术将逐渐向着网络基础架构发展，会经历一个长时间的变革和发展的历程。

最近两年来SDN在发展过程中主要经历的是对其应用的不断尝试集商用部署，多以数据中心领域为主。传统的SDN技术在部署方面存在着管理复杂、配置周期长、业务迁移困难、质量及可靠性低等问题，所以应从数据中心对其进行全新的部署。我国运营商的主流观念是SDN技术比较适用于范围小且相对独立的网络中，如：园区网、企业网数据中心、运营山网络的业务边缘等等。

5、结束语

SDN的发展使得其在我国受到了非常广泛的关注，尤其是运营商给予的关注更高。可是，运营商在衡量一个产品和技术时，主要是针对其能不能减少运营成本，为企业创造更多的经济利益进行考虑的，基于这一因素提出了对SDN进行路由器设备的更换。如何进行平滑的演进，在确保现有资产得到保护的同时解决其中各项问题，是目前我国运营商需要重点思考的问题。另外，SDN网络控制器在逻辑上是比较集中的，与核心网的网元非常的接近，有着非常重大的意义，需要对其进行不断的更新。企业目前在对SDN技术运用时所困扰的问题是，在运用该技术创建网络后会不会被控制器或应用开发商“敲诈”，继而付出更加沉重的成本代价。

参考文献

[1] ONF White Paper. Software-Defined Networking：The New Norm for Networks[S]. 2012.

[2] ONF. OpenFlow Switch Specification Version 1.3.1[S]. 2012.

[3] 孟娟. 谷歌SDN部署经验：如何渐进部署到现有数据中心[EB/OL]. （2013-10-17）.

[4] SDN联合播报.SDN商用进程的一些思考[EB/OL]. （2014-07-15）.