SDN的主要技術(shù)特點(diǎn)
SDN的應(yīng)用場景與SDN技術(shù)本身的特點(diǎn)有很大的相關(guān)性，下面是小編帶來的SDN的主要技術(shù)特點(diǎn)。供大家參考。
SDN的主要技術(shù)特點(diǎn)體現(xiàn)在3方面：
● 轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離。SDN具有轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離的特點(diǎn)，采用SDN控制器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞氖占⒙酚傻挠嬎恪⒘鞅淼纳杉跋掳l(fā)、網(wǎng)絡(luò)的管理與控制等功能;而網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備僅負(fù)責(zé)流量的轉(zhuǎn)發(fā)及策略的執(zhí)行。通過這種方式可使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)面和控制面獨(dú)立發(fā)展，轉(zhuǎn)發(fā)面向通用化、簡單化發(fā)展，成本可逐步降低;控制面可向集中化、統(tǒng)一化發(fā)展，具有更強(qiáng)的性能和容量。
● 控制邏輯集中。轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離之后，使得控制面向集中化發(fā)展。控制面的集中化，使得SDN控制器擁有網(wǎng)絡(luò)的全局靜態(tài)拓?fù)洌W(wǎng)的動態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)表信息，全網(wǎng)絡(luò)的資源利用率，故障狀態(tài)等。因此，SDN控制器可實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)級別的統(tǒng)一管理、控制和優(yōu)化，更可依托全局的拓?fù)涞膭討B(tài)轉(zhuǎn)發(fā)信息幫助實現(xiàn)快速的故障定位和排除，提高運(yùn)營效率。
● 網(wǎng)絡(luò)能力開放化。SDN還有一個重要特征是支持網(wǎng)絡(luò)能力開放化。通過集中的SDN控制器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理、整合以及虛擬化后，采用規(guī)范化的北向接口為上層應(yīng)用提供按需分配的網(wǎng)絡(luò)資源及服務(wù)，進(jìn)而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力開放。這樣的方式打破了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)封閉的問題，是一種突破性的創(chuàng)新。
SDN控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的特點(diǎn)，使得設(shè)備的硬件通用化、簡單化，設(shè)備的硬件成本可大幅降低，可促進(jìn)SDN的應(yīng)用;但由于設(shè)備硬件的變化，轉(zhuǎn)發(fā)流表的變化也存在SDN設(shè)備與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的兼容問題，在一定時期內(nèi)可能限制SDN在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。
SDN控制邏輯集中的特點(diǎn)，使得SDN控制器擁有網(wǎng)絡(luò)全局拓?fù)浜蜖顟B(tài)，可實施全局優(yōu)化，提供網(wǎng)絡(luò)端到端的部署、保障、檢測等手段;同時，SDN控制器可集中控制不同層次的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的多層多域協(xié)同與優(yōu)化，如：分組網(wǎng)絡(luò)與光網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合調(diào)度。
SDN網(wǎng)絡(luò)能力開放化的特點(diǎn)，使得網(wǎng)絡(luò)可編程，易快捷提供的應(yīng)用服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)不再僅僅是基礎(chǔ)設(shè)施，更是一種服務(wù)，SDN的應(yīng)用范圍得到了進(jìn)一步的拓展。
關(guān)于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中SDN與NFV技術(shù)的應(yīng)用論文
【摘要】
在當(dāng)前的移動通信網(wǎng)絡(luò)之中，關(guān)鍵在于突破軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）的相關(guān)技術(shù)難題。在此之前，我們了解到如果在5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中運(yùn)用SDN和NFV技術(shù)，將產(chǎn)生很大程度上的便利；再者，對國際上SDN與NFV技術(shù)最前沿的研究狀況進(jìn)行了闡述，對以SDN/NFV的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為基礎(chǔ)的設(shè)計理念進(jìn)行了探究；最后，綜合各種因素對在SDN/NFV技術(shù)之上的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)展開了試探性的探討，并且對其中技術(shù)上的重難點(diǎn)進(jìn)行了剖析，提出了相應(yīng)的解決方案，希望能夠為行業(yè)發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞
軟件定義網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化；5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
一些市場研究機(jī)構(gòu)經(jīng)過調(diào)研得出這樣一個結(jié)論，第五代移動通信（以下簡稱為5G）網(wǎng)絡(luò)大概會在2017年左右把相關(guān)協(xié)議確立下來，實現(xiàn)商業(yè)化的時間暫定為2020年。然而，近年來互聯(lián)網(wǎng)流量消耗量不斷升高，市場方面需求緊迫，再加之第五代移動通信技術(shù)在未來戰(zhàn)略中占據(jù)著重要的位置，因此，市場上早已開始了對5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究，5G網(wǎng)絡(luò)的需求正變得越來越迫切。
在國內(nèi)市場，部分企業(yè)和組織也順應(yīng)時代的發(fā)展，接連開啟了對5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)攻關(guān)。國際上更是如此，各國電信運(yùn)營商爭相提出自己的5G設(shè)想，并且都在對自己的方案進(jìn)行技術(shù)論證。顯然，不管是國外還是國內(nèi)，無論是運(yùn)營商還是設(shè)備商，都開始了對5G技術(shù)研究的漫漫長路。各組織之間的較量對達(dá)成行業(yè)內(nèi)的技術(shù)共識是十分重要的，對于行業(yè)巨頭來說，這是獲取專利搶占技術(shù)高地，決勝未來的關(guān)鍵時期。現(xiàn)在的5G技術(shù)，還沒有在關(guān)鍵領(lǐng)域達(dá)成技術(shù)共識。也正因如此，移動通信領(lǐng)域?qū)⒂瓉砭薮蟮淖兏铮@也將帶來前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
一、將SDN和NFV引入5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所帶來的好處
SDN嚴(yán)格來說是一種網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，它有一些明顯的特點(diǎn)：
1）控制部分與轉(zhuǎn)發(fā)部分是隔離開的；
2）控制集中化；
3）用到的軟件接口都是被廣泛定義的。
核心要點(diǎn)在于，把控制面與數(shù)據(jù)面隔開，轉(zhuǎn)發(fā)的功能僅由硬件設(shè)備的下層實現(xiàn)，其上層則分離，用于集中實現(xiàn)控制，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與功能的可編程性。在集中化的控制系統(tǒng)中，可以掌握所有用戶的網(wǎng)絡(luò)使用情況，進(jìn)而在全局上對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行宏觀調(diào)控，合理配制網(wǎng)絡(luò)資源，提高對資源的利用率。
在未來的網(wǎng)絡(luò)中可以科學(xué)合理的利用SDN的這些優(yōu)勢，使其可以在網(wǎng)絡(luò)通信行業(yè)大展拳腳。正是由于SDN技術(shù)的合理運(yùn)用，才使得移動網(wǎng)絡(luò)的基本功能得到更加有效地發(fā)揮，這也使其縱向融合變成現(xiàn)實，簡化網(wǎng)絡(luò)的同時可以適應(yīng)逐漸增長的接入速率。追根溯源，SDN首創(chuàng)于斯坦福大學(xué)，而NFV的概念則來源于運(yùn)營商聯(lián)盟，他們的目的在于處理硬件設(shè)施笨重、傳統(tǒng)與難以拓展等問題的同時，可以更好地使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，使得投資利益最大化。
在不久前發(fā)布的NFV白皮書中可以了解到，他們對于SDN與NFV的關(guān)系是這樣定義的：首先，這兩者有著一種互補(bǔ)關(guān)系，他們是可以實現(xiàn)融合的，不過兩者并沒有依賴關(guān)系，換句話說，也就是NFV可以實現(xiàn)獨(dú)立的布置，而不用考慮SDN的影響。但是兩者是存在互補(bǔ)性的，其主要表現(xiàn)在SDN能使NFV具有更大的兼容性和操作簡便的特點(diǎn)，反過來，NFV的虛擬化等技術(shù)則可以提升SDN的靈活性。
二、目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)初探
就目前市場現(xiàn)狀來看，阿朗及中國的華為、中興等信息通訊公司、各大主要研究機(jī)構(gòu)與論壇等爭相提出自己設(shè)想的5G白皮書，這些白皮書分別承載了各大公司對5G網(wǎng)絡(luò)時代的展望，對市場供需關(guān)系的理解。當(dāng)今世界的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)并不成熟，幾乎所有構(gòu)想都處于剛剛提出，正在進(jìn)行技術(shù)認(rèn)證的階段。
在SDN與NFV等基礎(chǔ)思想的指導(dǎo)下，設(shè)計的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要有以下三種設(shè)計思路：
（1）對網(wǎng)元功能采用劃分處理
當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)有著封閉且無序的特點(diǎn)，甚至部分功能存在相互沖突的情況，這就需要重新定義網(wǎng)絡(luò)功能，進(jìn)行更加清晰地梳理和劃分。第一步要做的就是將控制端與轉(zhuǎn)發(fā)端進(jìn)行分離，以及實現(xiàn)軟件與硬件的解耦。通過分離可以實現(xiàn)將控制功能全部置于SDN控制器之上的目的，在轉(zhuǎn)發(fā)面使用合適的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，一般都是標(biāo)準(zhǔn)件，其優(yōu)勢在于成本低廉，他們在同一接口實現(xiàn)連接。在控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面上均可以實現(xiàn)擴(kuò)容或升級功能，這就使得設(shè)備愈發(fā)便捷高效。
（2）網(wǎng)絡(luò)功能抽象
在對各部分網(wǎng)元功能進(jìn)行分開處理之后，還需要做共性提取的工作，經(jīng)過一定規(guī)律的封裝，將具有不同功能的模塊分離出來，對各模塊之間使用的連接口均采用標(biāo)準(zhǔn)件。對比于未劃分之前的網(wǎng)絡(luò)功能，經(jīng)過分解的網(wǎng)絡(luò)功能模塊將變得越來越多，這就將使得接口和協(xié)議變得極為復(fù)雜。
經(jīng)過抽象處理實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的模塊化，在各功能模塊之間使用API接口，使得他們更加具有開放性，在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行重組，讓重組后的網(wǎng)元功能具有全網(wǎng)視圖，同時盡量滿足用戶的需求，為客戶帶來最佳的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流傳送與整合方法，進(jìn)而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的合理利用，強(qiáng)化互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)能力。
當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展日新月異，基于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的創(chuàng)新實踐多如牛毛，這一切的一切都與其使用公共硬件平臺，讓客戶使用開放的API接口，簡化民眾創(chuàng)新環(huán)節(jié)，減少創(chuàng)新要求有著極為重要的聯(lián)系。故而，將API公布給開發(fā)者，使其隨意使用，互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計與開發(fā)突破傳統(tǒng)的只針對運(yùn)營商，轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蚋鼮閺V大的用戶群體，讓運(yùn)營商有著更加靈便的網(wǎng)絡(luò)能力，進(jìn)而解決已有的因硬件問題而引發(fā)的升級困難、擴(kuò)展性差等缺點(diǎn)。
（3）網(wǎng)絡(luò)功能重構(gòu)
將已經(jīng)開放接口的各功能子模塊分選出來，按照一定的需求進(jìn)行組合使用，這樣一來不但可以擁有基礎(chǔ)的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基本功能，更重要的是可以讓各組件相互獨(dú)立，甚至實現(xiàn)動態(tài)性的伸縮，與此同時，可以結(jié)合未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行快速研發(fā)、調(diào)試和合理布置，體現(xiàn)全新的功能。因此，在這個基礎(chǔ)之上網(wǎng)絡(luò)資源就能夠?qū)崿F(xiàn)共享，而且還能在實際業(yè)務(wù)的要求下進(jìn)行按需編排和故障隔離等。這其實也就是進(jìn)行重新劃分并抽象的目的所在。
眾所周知，IT技術(shù)具有靈活快速的優(yōu)點(diǎn)，這一點(diǎn)也被電信網(wǎng)絡(luò)所學(xué)習(xí)，在即將到來的5G時代，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將不可能是以往的固定、封閉的架構(gòu)，取而代之的將是一個全新的依托于虛擬化技術(shù)的構(gòu)架。對現(xiàn)有的模塊進(jìn)行劃分及重組之后，不但可以實現(xiàn)最為基本的現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)功能，而且更重要的是可以減持冗余。舉例說明，比如一些模塊的功能或業(yè)務(wù)已然超過了使用壽命，而且也達(dá)到了退出市場的條件。但實際真的如此嗎？根據(jù)測算其現(xiàn)有電路交換機(jī)的兩千余個功能使用率甚至不超過百分之一，在模塊化的基礎(chǔ)之上，運(yùn)營商就能夠根據(jù)自己的實際需求進(jìn)行選擇，在最大限度利用投資資源的同時做到省去無用花費(fèi)的目標(biāo)。
三、結(jié)束語
文章在SDN和NFV技術(shù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的解耦、抽象和重構(gòu)，提出了一些創(chuàng)造性的使用設(shè)想，比如控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面實現(xiàn)分離、控制集中化、可編程的未來移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并對未來移動通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采取了試探性的摸索。經(jīng)過總結(jié)分析可以知道，基于SDN和NFV的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，不但能解決傳統(tǒng)架構(gòu)固有的一些缺點(diǎn)，還能夠滿足未來不斷增多的新業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)可編程和快速響應(yīng)的要求。
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