王蒙+徐顯達

[摘 要]近幾年來，為了適應國家的戰(zhàn)略發(fā)展，國家電網(wǎng)企業(yè)針對互聯(lián)網(wǎng)技術不斷進行探索和改革，目前已經(jīng)形成了小有規(guī)模的研究隊伍，同時還掌握了一些先進的研發(fā)技術。本文介紹了SDN技術，分析了目前通信網(wǎng)中的技術現(xiàn)狀，進一步探討了SDN技術在通信網(wǎng)中的適應性。

[關鍵詞]SDN；技術；通信網(wǎng)絡；適應性

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.08.084

[中圖分類號]TN915.853 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）08-0-02

在過去的幾十年里，光纖通信網(wǎng)絡發(fā)展飛快。伴隨DWDM、OTW等設備的成功運用，光纖通信網(wǎng)絡得到了前所未有的發(fā)展。伴隨著通信網(wǎng)絡規(guī)模的擴大化、網(wǎng)絡結構和路由的復雜化，PCE技術得到了廣泛的應用，解決了路徑計算和路由自動分配的問題。目前，通信網(wǎng)絡技術朝著革命性的方向發(fā)展，承載的業(yè)務變化較大，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡自動交換技術已然不能適應現(xiàn)代化的發(fā)展要求，亟待新技術系統(tǒng)來推動通信網(wǎng)絡的發(fā)展。

1 SDN技術概述

SDN屬于創(chuàng)新型網(wǎng)路技術，該技術的設計原理主要是針對傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡中的兩個平面，即控制層和轉發(fā)層，并使這兩者處于分離的狀態(tài)，進而可以對網(wǎng)絡的可編程進行控制，如圖1所示。

相關資料表明，SDN技術具有以下幾個方面的優(yōu)點。一是網(wǎng)絡效率高。通過分離控制平面和轉發(fā)平面，使控制器能夠在宏觀的角度對網(wǎng)絡的運作狀態(tài)進行觀察，并且結合規(guī)則和要求對相關網(wǎng)絡設備實行傳達操作命令，進一步提高通信網(wǎng)絡的傳輸效率。比如Google公司通過采用SDN技術，選擇具有適應性的B4網(wǎng)絡架構，使全球骨干網(wǎng)絡鏈路的帶寬使用率提高了3倍以上，幾乎接近100%。二是網(wǎng)絡集中部署。SDN的控制平面具有完整的網(wǎng)絡視圖，起到集中配置的功效，不再需要對整個網(wǎng)絡進行繁瑣性的逐一更改。另外，正是SDN網(wǎng)絡設備達到了開放性的協(xié)議要求，導致運營商或者企業(yè)在擴大網(wǎng)絡中，不再受到設備供應商的制約。三是虛擬化能力更強。在通訊網(wǎng)中，計算能力及儲存能力逐漸實現(xiàn)了虛擬化的目標。通過SDN技術的支持，推動了通訊網(wǎng)絡能力虛擬化的形成，達到了較佳的性能與安全性隔離效果，進而為多樣化的業(yè)務體系提供優(yōu)質差異性的服務。除此之外，SDN技術保證了通訊網(wǎng)絡的安全性，還提升了用戶的體驗值。具體視圖如圖2所示。

2 光纖通信網(wǎng)絡技術現(xiàn)狀

據(jù)調查，光纖通信網(wǎng)絡系統(tǒng)為多個單位提供了通信道基礎性服務，一般服務的對象以生產、銷售以及行政工作為主。目前，在電力光纖通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中，還是以SDH/M STP為重要技術體制，有些地區(qū)已經(jīng)選用了W DM/OTN組網(wǎng)技術，有的省級地區(qū)采用2.5/10 G SDH或者O TN+SD H技術創(chuàng)設骨干傳輸網(wǎng)。由此可以看出，大多數(shù)地區(qū)采取的組網(wǎng)方式仍然是以SD H環(huán)網(wǎng)技術為主。其中，在對環(huán)間業(yè)務進行調節(jié)中，通常利用大節(jié)點間設備的支路轉接功能來實現(xiàn)，一般情況下，其承載的業(yè)務類型較多，如行政電話、視屏監(jiān)控、會議電視、自動化裝置信息、管理信息系統(tǒng)等。

在當前的光纖通信網(wǎng)絡中，通信網(wǎng)絡設備種類多樣化，涉及SD H設備、PTN設備和OTN設備等，同時每個設備的組網(wǎng)方式比較獨立，很難對網(wǎng)絡資源進行統(tǒng)一調度，不利于形成有效的統(tǒng)一管理模式，并且不同的網(wǎng)絡通信設備在軟件與硬件方面，處于高度集中的狀態(tài)，從而形成較為封閉的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，導致其存在以下弊端。一是通信網(wǎng)業(yè)務缺乏更強的調度力及時效性。在通信網(wǎng)端到端業(yè)務配置中消耗的時間和精力多，要求投入大量的人力來進行合理的網(wǎng)絡資源分配，并且要求對光纖通信網(wǎng)絡的結構再次進行優(yōu)化設計。二是針對運行的網(wǎng)絡狀態(tài)，難以準確且迅速做出一定的反應。如果發(fā)生故障，很有可能會導致全網(wǎng)癱瘓，恢復時間較長，且無法對光纖網(wǎng)絡的邏輯結構進行實時性或者動態(tài)性的轉變。三是網(wǎng)絡的靈活性不強。在通信網(wǎng)端至端業(yè)務配置時，容易產生阻塞，針對特殊的業(yè)務信息缺乏一定的承載力，使光纖通信網(wǎng)絡利用效果不顯著，同時提高了后期數(shù)據(jù)種類的增加難度。四是可擴展范圍不大。伴隨環(huán)網(wǎng)數(shù)量的增多，網(wǎng)絡資源形成了瓶頸的狀態(tài)，在擴大和優(yōu)化網(wǎng)絡規(guī)模方面，需要大量的資金，應對復雜多樣的業(yè)務，光纖通信網(wǎng)絡難以滿足跨環(huán)大帶寬業(yè)務發(fā)展的要求。所以，如何解決傳統(tǒng)光纖通信網(wǎng)絡存在的問題，考察新技術的適應性，結合企業(yè)自身的發(fā)展情況采用SDN技術具有重要的意義。

3 SDN在通信網(wǎng)中的適應性研究

在光纖通信網(wǎng)絡中融入SDN技術的最重要目標是將控制層和傳達層分離，運用集中管理的手段、簡化復雜已有光纖網(wǎng)絡的方法以及管理私有控制協(xié)議的途徑，通過在應用層接口和開放網(wǎng)絡接口，使光纖網(wǎng)絡發(fā)揮可編程功能，進而實現(xiàn)“四個發(fā)展目標”，即促進未來數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、網(wǎng)絡虛擬化、承載的業(yè)務靈活化、網(wǎng)絡及業(yè)務創(chuàng)新。另外，實施“三集五大”和智能電網(wǎng)建設，采用云計算技術以及物聯(lián)網(wǎng)技術等，促進傳統(tǒng)光纖通信網(wǎng)絡技術的革新，同時為SDN技術的引用打下堅實的基礎，使SDN技術能夠適應新形勢通信網(wǎng)絡的發(fā)展要求。筆者結合有關研究，得出SDN技術適用于以下幾個方面。

3.1 適應于電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心層

目前，國家電網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)建好三大數(shù)據(jù)中心，并分布在北京、上海以及西安地區(qū)。而針對數(shù)據(jù)中心的內部，創(chuàng)新型技術SDN能夠對流量進行管理，并且可以利用虛擬化的手段對網(wǎng)絡進行切片，對多應用系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理監(jiān)控。然而在每個數(shù)據(jù)中心層面，都需要定期開展數(shù)據(jù)同步、進行備份以及推送流量。這時引用SDN技術，可以實現(xiàn)對每個數(shù)據(jù)中心虛擬化和智能化管控。具體來說，通過在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心出口處布置SDN網(wǎng)絡設備，管控帶寬利用率的狀態(tài)量，可以實時將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心控制設備，控制器會結合優(yōu)化知識，對不同數(shù)據(jù)中心的鏈路流量和業(yè)務流量進行統(tǒng)一調配，從而改善鏈路的利用效果。

3.2 適用于骨干網(wǎng)層

現(xiàn)階段，國建電網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)建好了非常大的行業(yè)專網(wǎng)，可以從多個方面對通信骨干網(wǎng)進行優(yōu)化，如企業(yè)通過優(yōu)化流量監(jiān)控、網(wǎng)絡資源虛擬化配置以及差異化處理等方面，提高通信骨干網(wǎng)的傳輸力及管控力，同時能對企業(yè)的網(wǎng)絡資源進行有效利用。例如：在通信骨干網(wǎng)邊緣的適應性場景中，相關人員可以選用SDN技術，對很多臺邊緣設備進行虛擬化，虛擬成一臺設備，由骨干網(wǎng)層面的控制設備對用戶的業(yè)務屬性進行統(tǒng)一管理，進而達到流量控制和差異化處理的目的，同時骨干網(wǎng)邊緣設備僅僅承擔轉發(fā)數(shù)據(jù)的任務，使骨干網(wǎng)的運行效率及管控能力得到了極大的提高。

3.3 適用于接入網(wǎng)層

通信網(wǎng)中的接入網(wǎng)，具有海量節(jié)點和大量數(shù)據(jù)的特點。通過引用SDN技術，能夠對接入節(jié)點進行統(tǒng)一的管理及維護，為新業(yè)務的迅速部署提供便利。比如，在OLT（Optical Line Terminal）和海量遠端節(jié)點進行連接的過程中，采用SDN技術，這些節(jié)點能夠變成較大的虛擬化節(jié)點，使遠端節(jié)點的控制層發(fā)生上移的變化，并且上移到接入網(wǎng)的控制設備中，使全部的參數(shù)分配能夠下達到相應的虛擬節(jié)點，進一步將參數(shù)配置順利進行內部分解。另外，當有新的業(yè)務或者新的特定要求部署時，接入網(wǎng)的控制設備能夠直接對虛擬節(jié)點的流表進行配置，逐漸提升接入網(wǎng)層面部署的效率。

4 結 語

SDN技術在通信網(wǎng)中具有一定的適應性，可以達到當下互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求。與此同時，還有利于國家電網(wǎng)構建先進、完善、科學、統(tǒng)一、合理的通信網(wǎng)絡技術系統(tǒng)，促進我國通信網(wǎng)絡技術朝著智能化、帶寬化以及靈活化的方向發(fā)展。

主要參考文獻

[1]劉川，黃輝，喻強，等.基于SDN的電力通信集中控制高可靠性業(yè)務支撐機制研究[J].電力信息與通信技術，2015（12）.