SDN技术在运营商IP承载网中的运用

李晶晶，董晓娟

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

近年来，移动通信网络不断升级，为IP承载网络进一步发展奠定了良好基础。在此背景下，我国运营商也充分认识到了SDN技术的作用和价值，并基于SDN技术构建服务系统，旨在为提高网络灵活性提供保障，同时降低网络运营成本。为了充分发挥SDN技术在IP承载网络中的应用价值，运营商需要加大SDN技术开发力度，从而促进运营商网络架构持续发展。

1 SDN技术概述

SDN技术实际上就是建立在软件定义基础上的一种网络构架技术，主要由转发层和控制层组成，能够对网络状态进行统一管控。其采用开放编程接口，可以确保底层网络设施有效控制上层应用。作为网络组织中的一种全新网络构架技术，可以从广义和狭义两个方面对SDN技术进行概述[1]。从广义方面进行分析，SDN技术是通过开放编程接口完成应用软件可编程的一种网络构架，简单来说就是在网络领域内将软件定义进行有效延伸[2]。从狭义方面进行分析，SDN技术就是建立在ONF组织发布的相关标准协议基础上构建的网络构架，主要由应用层、网络层以及基础设施层组成。SDN网络构架如图1所示。

图1 SDN网络构架示意图

2 SDN技术对运营商IP承载网带来的影响

现阶段，我国运营商IP承载网络大多基于传统TCP、IP协议进行流量转发，在此过程中离不开分布式路由的准确计算。在网络协议规划和部署过程中，主要采用人工配置方式，工作人员需严格按照部署流程进行操作[3]。运营商IP承载网属于提前配置的静态网络，为了更好地适应网络流量变化情况，需要充分了解网络机构与设备运行能力，并在规划阶段考虑流量最大限度转发需求[4]。

在运营商传统IP承载网络中，分组传送网（Packet Transport Network，PTN）网络是典型代表。随着科技的不断进步，PTN网络也得到了一定优化和完善，并承担起了大量集客、基站等业务。该网络的主要优势在于集中网管和统计复用，能够为网络运营提供安全保障。SDN技术的广泛应用和普及为提升用户体验奠定了良好基础，其优势在于智能化、集中化控制，可以最大化提高网络盈利水平[5]。现阶段，SDN技术已经成为各大运营商在IP承载网上的首要选择，其为承载网创新发展带来的影响主要体现在以下几个方面。

（1）为网络维护管理提供便利。在运营商IP承载网中应用SDN技术能够全面掌握网络设备运行情况，同时将转发层状态调整为转发行为。如此不仅能够为网络维护管理提供便利，而且还能减轻人工工作强度，同时降低运维成本。

（2）减少网络建设不必要资金支出。将SDN技术应用到IP承载网中能够提高网络链路使用率，为网络建设投资进行精准预测，并且预测结果准确、可靠，在一定程度上减少了网络建设不必要的资金支出和浪费[6]。

（3）提高IP承载网综合能力。以SDN技术为支撑的运营商IP承载网是一个具有开放性特征的网络平台，相对于其他承载网络而言，开放网络平台的承载能力更高，用户可以结合自身需求提出服务要求。此外，SDN技术使承载网在非忙状态下的贷款成为新利润增长点，可以在特定时间内为特定用户提供网络承载服务，不仅能够提高网络盈利水平，而且还能够强化网络综合竞争力。当前，一些运营商在PTN承载网中应用SDN技术构建了SPTN网络，融合了SDN技术与PTN承载网的优势，实现了集中控制、智能管理以及资源高效利用等目标[7]。SPTN网络构架如图2所示。

图2 SPNT网络构架示意图

3 SDN技术在运营商IP承载网中的应用

当前，越来越多运营商认识到SDN技术在IP承载网中的应用价值，并将研究重点放在SDN应用场景探索方面，同时推进SDN应用场景与主流传输技术、现代化运维体制的深入结合[8]。

结合运营商网络构架搭建的实际情况来看，可以分为3个层次，分别是核心层、汇聚层以及接入层。在选择网络设备的过程中，要确保设备型号相同，同时保证软硬件设施的版本一致。结合SDN技术在IP承载网中的应用情况来看，基本能够达到预计目标，但在APP交互、业务发放功能等方面依然有待完善，目前来看存在路由策略智能化水平不高、需要导入场景特定路由策略等问题，这也意味着在SDN技术未来开发中需要朝着更加人性化的方向演进。结合SDN技术应用结果来看，其在提高IP承载网运行效率、动态管理等方面发挥重要作用，具备实用性、便捷性特点。

4 SDN构架演进思路

结合以上分析可以看出，将SDN技术应用到运营商IP承载网已经成为大势所趋。当前SDN技术标准依然处于发展阶段，相关产品也在不断创新，在网络构架演进过程中要慎重制定演进策略。结合SDN技术发展现状、发展规律综合分析其应用安全性、可靠性，并在此基础上提出分阶段演进策略，具体可以分为3个阶段。一是在现有技术基础上丰富SDN技术功能，二是SDN技术与IP协议共存，三是纯粹的SDN网络构架[9]。

4.1 在现有技术基础上丰富SDN技术功能

在运营商IP承载网核心层或骨干层现有网络设备的基础上，对BGP路由调度策略进行合理优化，从而实时监督管理链路流量，为链路流量动态化疏导奠定良好基础。在全局化因素制约下，路径计算的流量分布转发也会逐渐趋于均衡。

4.2 SDN技术与IP协议共存

相对于其他承载网而言，IP承载网对网络的安全性、可靠性要求更高。在SDN技术不断优化和完善的基础上，实现SDN技术与IP协议阶段性共存的基本目标[10]。与此同时，在传统路由分布计算方式得以保留的同时，对路由器性能的要求也会随之提高。

4.3 纯粹的SDN网络构架

在SDN技术不断发展的背景下，其技术标准也会逐渐完善。当达到某一阶段时，核心网路由器和集中控制器的接口相互兼容，此时仅通过集中控制器就能够实现节点业务流量转发。在SDN技术安全可靠的基础上，传统TCP、IP标准协议也会从基础网络构架中脱离出来。

5 结 语

综上所述，在运营商IP承载网中应用SDN技术已经成为提高网络安全运行水平、降低网络运行成本的必然趋势。然而现阶段我国SDN技术在应用和开发方面依然处于初期，研究人员需要进一步对技术进行探索，深入挖掘其功能。在此基础上构建更加高效、灵活的网络构架，有效提高网络服务敏捷性，为实现网络“提速降费”目标奠定良好基础，为广大网络用户提供更加良好的网络体验。