SDN技术在智慧城市建设中的应用

2018-02-28金良周武任冬冬

电子技术与软件工程 2018年21期

金良周武任冬冬

摘要

随着IT与CT的不断融合，智慧城市的建设中虚拟化的技术应用越来越普遍，通过虚拟化技术建设的云资源池，可以为任何服务提供支持，通过与虚拟化网络以及在任何连接或服务中都可由软件定义的ON相结合，ON技术的出现，使得网络能力也实现了虚拟化，网络不再是简单的基础设施，网络也可以成为一种服务。在智慧城市中，部署在边缘的海量智慧终端、探测器，组成了一张庞大的网络，同时越来越多的信息化平台应用、各种信息资源也意味着新一代的智慧城市网络需要承载越来越多的用户、业务以及数据。引入SDN技术，可以完全实现以上需求，可以显著提升网络运行效率并且具备较高的可靠性、稳定性。

【关键词】SDN 虚拟化智慧城市 ICT

1 背景

目前SDN在运营商中得到了较多的实践，解决了运营商实际生产中遇到的很多问题。随着物联网的发展，智慧城市大规模建设的普及，在智慧城市建设的过程中，基础网络的建设不再是简单的链接需求，而是需要网络在具备高带宽的处理能力之外，还要具有“智慧”。

同时，云计算、大数据技术在智慧城市中的广泛应用也对网络资源提出了更高的要求，需要有更高的稳定性、灵活性等特点以面对海量数据的处理需求。

2 SDN在智慧城市数据中心中的应用探讨

智慧城市数据中心是目前智慧城市建设的核心，同时也是SDN部署的主要位置，此处SDN的组网方案应该主要考虑满足客户私有云虚拟租户、虚拟机智能部署、迁移、网络集中化管理以及个性化增值业务等需求。

智慧城市云平台要求数据中心的网络能够为租户提供自动开通、配置、管理的相对独立的网络。

SDN的转发与控制分离，控制器集中部署，可以收集数据中心内部各种业务之间的流量需求，进行统一的计算和调度，可以实现带宽的灵活调配（按需）、网络最大程度的优化、提高网络资源利用率。

同时，SDN可以通过集中的逻辑部署实现各业务之间的安全隔离，可以根据各种业务、客户的各种个性化需求进行安全策略的部署。网络虚拟化允许多个用户组访问同一物理网络，但从逻辑上对他们进行一定程度的隔离。这种特点正适合如政务云平台一类的业务场景：“很多平行部门，数据需要互通，但是业务需要隔离”。

3 SDN在智慧城市传输链路的应用探讨

未来的时代将是网络信息时代，万物互联使得我们对于网络的依赖达到了空前的高度。随着网络越来越“宽”，需要管理、调度的不再仅仅局限于局域网内部了。

SDN技术的出现，使得传送网各层级资源进行统一调配、统一优化变成了可能。SDN集中控制的特点让运营商在为智慧城市建设传输链路时可以掌握全网拓扑以及流量信息。

同时，可以通过软件实现全网资源的快速调度，使得网络资源利用率达到最高，也有可能打破各层级设备之间不同厂家的壁垒，从而推进智慧城市网络架构的开放、最终真正提高网络利用率、降低全网整体运营成本。

4 SDN在智慧城市边缘节点的应用探讨

从根本上讲，智慧城市中的边缘节点，其实更接近于远离核心节点的边缘移动计算，如，智能手机、智能穿戴设备、智能终端等等具有独立计算、存储能力的设备，这些终端替智慧城市的核心分担了一部分计算能力，各种传感器收集到的数据不是发送到智慧城市的核心处理，而是利用本地智能设备处理器进行处理，最后只把处理结果发送到云端。

将计算资源转移到边缘节点的好处如下：

可以实现数据的实时收集、就近处理;

可以减轻网络传输的负担;

分担大量的原始数据处理工作，减轻数据中心压力等。

这些边缘节点在未来的发展的一种极大的可能也是“云化”，即所谓的边缘云，在未来，各种智慧的终端都可能成为一个云终端，而各个云终端在共享数据的同时又要实现相对独立的运行环境。

因此，SDN技术在边缘节点的部署也显得尤为重要，在更加靠近客户侧的边缘节点部署SDN，可以使得网络资源更加扁平化、可以极大的减轻终端网络的压力，在边缘节点与智慧城市云数据中心互联的过程当中，需要对流量进行智能化的“分拣”，将不同数据流量进行分类，以区分哪些流量需要在本地处理、哪些流量需要传送到数据中心进行处理。

对于现阶段，SDN技術需要向更靠近底层的接入设备进行演进，需要兼容更多的设备以及协议、使得越来越多的前端探测器可以通过网络/软件进行管理、控制。

5 SDN在智慧城市运维体系中的应用探讨

SDN将不仅从根本上改变现有的网络架构，还会对传统的运维模式产生巨大影响。

传统网络系统中，为了保证系统稳定、可控，不得不增加一些专业的网元、网管等软硬件设备对系统网络进行不间断的监管。在SDN技术应用以后，传统运维模式将得到改变，原有的物理网元、网管等硬件设备，均可以采用虚拟网元、虚拟网管等设备进行代替。

这一系列的改变势必将导致SDN运维体系中组织架构的变革。对运维人员的要求也趋于简化。

6 结束语

随着SDN技术的不断完善，对后续网络架构的搭建将产生革命性的变化，SDN技术在运营商中已经得到了广泛的应用，其价值也在不断的研讨与应用实践中得到了基本的证明。

在智慧城市的建设中，边缘节点的传统通信机房正在向DC化的方向进行演进，标准化的机房为SDN的部署也提供了基本条件。

引入SDN技术能以较小的成本实现网络资源的弹性分配，显著提升网络资源利用率，更好地服务于智慧城市中各应用系统，真正让我们的城市充满智慧。

参考文献

[1]顾戎，王瑞雪，李晨，黄璐.云数据中心SDN/NFV组网方案、测试及问题分析[J].电信科学，2016，32（01）：126-130.

[2]梁琦.SDN技术在数据中心网络中心的应用分析[J].数字技术与应用，2018（02）.