SDN技术实现数据网业务优化研究

王蕾 赵彤林 翟海霞

摘要：在ICT融合的浪潮中，电信运营商改变“哑巴流水线运营”的格局，构建统一的云计算基础设施，提供以计算、存储、网络和安全为主要功能特征的服务能力，是必然选择。作为T和CT融合的产物，MEC是运营商数字化转型的有力工具，使运营商能够快速与OTT或应用开发者建立桥梁。电信运营商不仅可以向应用开发者和内容提供商开放MEC平台的存储和计算能力，为他们提供新的业务开发环境和用户体验，还可以将无线端eNodeb信息封装成各种服务（如RNIS）。定位服务、带宽管理服务等），运行在MEC平台上，面向企业和垂直行业开放，从而提供更多的增值服务，实现网络价值的最大化。

关键词：SDN技术；实现数据网；业务优化

1 引言

Mec(mobile edge computing)通过部署在ran边缘的IT服务环境提供基于位置的云计算能力和实时内容信息。这个开放的资讯科技服务环境，将使流动服务营办商及内容服务供应商所提供的应用程式及服务，能够整合到更多供应商的MEC平台。这一共同架构将促进在更广泛的领域快速部署更多创新应用程序，并为相关参与者提供更多价值。通过MEC的实时网络连接和内容获取，终端用户可以获得极快的个性化用户体验;移动运营商可以将MEC平台的计算能力向第三方提供商或应用程序开发商开放，并向移动用户、企业和垂直行业提供服务，从而重新定义其在整个产业链中的角色，带来新的收入，提供更多的高附加值服务，并开拓新的市场机会；提供商和独立应用程序开发商可以快速开发新的应用程序，缩短开发周期，并通过MEC开放标准平台为终端用户提供接近零延迟。

2 概述

数据承载网主要用于连接各级各类企事业单位和部门，连接各种信息系统、专用网和通信业务的通用承载网。它是实现信息化办公的重要基础支撑，是提高信息化支撑能力的关键途径。传统的IP网络体系结构受硬件和网络协议的限制，网络实现能力与实际需求相差甚远。随着互联网技术的飞速发展，现代信息办公室应具备“随机存取、即插即用、灵活重组、按需服务”的能力，能够整合各种网站、系统和信息资源，软件定义网络（SDN），它将逻辑集中控制与数据转发分离，控制软件与专用转发设备分离，实现网络服务功能的快速部署和灵活安排，正成为下一代网络体系结构的核心技术。

3 数据承载网络现状问题

数据承载网按照“一网承载、多域隔离、集群保障”的原则，采用MPLS VPN技术在物理承载网中建立多个逻辑隔离的网络域，能够适应不同应用业务的隔离控制要求。然而，由于传统IP网络架构的技术体系缺陷，需要解决以下问题。

首先，网络组织采用层次结构，节点被划分为多层次、区域性组织，流量需要经过多个路由和交换设备，导致信息处理的时效性差，难以为高时效性的业务提供有效保障。其次，网络主要由大量功能单一、支离破碎、价格昂贵的专用硬件设备组成。采用“垂直一体化”的分布式控制模式。网络中的数据转发面和路由控制面是深度耦合的，难以实现网络服务功能的灵活部署和快速调整。三是网络中存在大量复杂的网络协议（IGP、BGP、MPLS、组播协议等），使得网络一旦建成就很难改变，网络运维管理越来越困难，网络服务功能部署周期长，效率低。四是传统的策略路由和流量工程，局限性大，配置复杂，不能适应网络状态和应用需求的变化，缺乏快速部署资源应对突发事件的能力，难以满足特定人员和特定业务的端到端精确保障需求。

4 数据通信网应用SDN需求及场景分析

数据通信网作为一种特殊的网络，主要实现内部信息服务的高速传输。随着网络规模的不断扩大和各种新应用的部署，用户根据应用需求提供灵活的网络服务，实时调度网络资源，实现网络资源的可视化管理，是数据通信网络的发展方向。SDN技术在数据通信网络中的应用应注意实现以下功能特性。

4.1 引入Netconf协议，实现网络配置和业务开通可视化

目前数据通信网采用的简单网络管理协议（SNMP）是由IETF在20世纪80年代设计，主要用于检测网元设备的状态和性能特性。由于SNMP是基于二进制编码，而且大部分厂商也没有提供通过SNMP实现完全配置设备的选项，因此SNMP通常只支持对于设备通用信息的“只读”操作。各厂家对于设备底层信息的获取，依赖于专有MIB（管理信息库）；而对于设备的配置，依赖于各厂家的CLI接口，无法实现网络配置和业务开通的可视化操作。Netconf协议基于可扩展标记语言（XML）编码，定义了客户端获取数据模型，允许应用程序或SDN控制器动态的发现支持Netconf的设备所具有的能力，有利于动态的、数据驱动的应用程序代码创建。

4.2 集中化控制和管理平面，实现网络的灵活扩展和网络拓扑的抽象展现

数据通信网络采用分布式控制平面。随着网络规模的扩大和各种IP/MPLS协议栈的增加，网络的复杂度与日俱增，路由和转发表的规模迅速增大，网络的收敛速度越来越慢。由于网络中制造商和设备的多样性，网络的灵活性和用户控制手段的缺乏（如路由选择的精细控制），不同制造商的不同协议之间的协商难度越来越大。

在南向接口上，集中控制平面承载整个网络的路由转发表计算功能，并由控制器向网元设备发送转发表表项。控制器采用高可用性、弹性扩展架构，可根据网络规模灵活扩展。网络的路由处理能力不再受网元设备的路由引擎和交换矩阵的限制。

北向的界面、视图和控制器为客户提供了抽象的网络简化编程控制界面，用户不需要直接操作设备、网络元件而是与控制器进行交互，通过控制器提供了网络拓扑的抽象和设备操作的标准界面，网络元件和集成开发为应用系统的构建和网络条件提供了基础。

4.3 PCE结合TE技术，实时优化带宽，提高网络效率

在目前经典的RSVPTE网络环境中，业务标签交换路径（LSP）的规划通常是根据业务的流向模型，通过路由设备的命令行接口（Cli）来创建TELSP，而规划TELSP的成功则是通过轻载的方法来保证的。通过在SDN中引入路径计算元素（PCE），使得TELSP计算可以托管在外部服务器上，TE-LSP计算和下载可以通过自动化工具实时完成，大大减少了人们参与网络管理的工作量，提高了网络效率。

5 结语

SDN技术的优势在于网络结构的开放性和灵活性。在网络建设和维护过程中，通过重新编程，可以实现网络的弹性扩展和优化。应用SDN技术优化现有网络，建设新的网络。技术路线或策略不应依赖于现有的厂商或标准，而应开放、灵活、面向用户，以最简洁高效的方式满足用户的需求为最高目标。本文只讨论数据通信网络的一两个实际需求，如何发现新的需求，如何不断优化和升级网络，是每一个设计人员、开发人员和运维人员应该深入思考的问题。

参考文献：

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