SDN：网络技术的构架创新

　　在现代创新科技和强大市场需求的双重推动下，互联网的发展非常迅速，并开始逐渐融入各行各业中。现有网络架构已经越来越难以应对快速动态变化的互联网发展，SDN的出现为网络构架的根本性变革提供了一个难得的机遇，为解决现有网络的诸多问题提供了一条全新的技术途径。相对于传统网络构架来说，软件定义(software-definednetworking，SDN)是一种颠覆性的网络技术构架创新，这种网络架构打破了该领域多年来的沉寂，逐渐被各个专业领域的人士津津乐道。

　　SDN缘为何处？

　　SDN是美国斯坦福大学于2007年提出的一种创新网络架构，其核心是借助Open Flow协议将网元控制面与数据转发分离，利用软件编程实现网络连接，集中控制与网络资源开放等，为网络及其应用的创新提供了一个开放平台。这一思想的问世很快引起业界的广泛反响，不同专业背景的人根据自己专业所面临的问题开始按照个人的理解发展和充实这一概念，短短几年，业界已经从狭义的基于Open Flow协议的SDN扩展到更加广义的、不限于Open Flow协议的开放且创新的网络构架。SDN的基本目标是体系结构开放并能快速创新，其核心思想是控制与转发分离、软件编程实现网络连接、集中控制、网络资源开放，最终通过IT创新把封闭的电信网网络转变为开放的电信创新平台。

　　尽管不同组织的网络架构在细节方面会有一些差异，但是共有的特点主要有几方面集中控制。首先，通过集中控制来实现网络资源全局视图调配以及优化，从而达到网络设备集中运维和管控。其次采用虚拟化网络可以屏蔽底层差异，实现网络对应用的透明化。第三，通过开放编程接口，让应用与网络无缝集成实现用户可编程，加快新业务上线。

　　SDN对运营商的核心价值

　　SDN对于运营商而言既是一次重大挑战，又是一次难得的网络变革机遇，归纳来看，至少有以下五方面核心价值。SDN能显著降低网络成本，主要体现在降低运营和建设成本。这不仅能大幅度减少设备的采购、集成、互操作和运维升级的成本，而且能够有效减少硬件种类和数量及连带的建设和运营成本；硬件IT化、标准化和规模化后，对设备成本的降低也会有显著影响；最后，体现在提高网络资源利用率的提升。因SDN具有跨网、跨层、跨域、跨技术和跨厂家的全局视野，有望最佳地利用全网资源，即动态地、实时地按需分配资源。

　　SDN有望增加业务收入，主要体现在可以加快新业务部署，无需涉及费时耗力的硬件配置变化，靠软件编程即可快速完成网络业务的自动化部署，快速推出新业务；在业务创新方面，有了开放的标准接口、软硬件解耦和软件可编程后，为创新提供了广阔的想象空间，有可能实现运营商多年来不断讨论却从未实过的夙愿。

　　SDN还可以使网络简单化，主要体现在网络硬件简化，硬件种类和数量有望大幅度减少。硬件被控制器屏蔽和抽象化、模块化后，运营商可以顺利摆脱复杂频繁的硬件配置和升级工作；在软件决定网络功能和网络连接上，SDN利用软件编程就能很快决定网络功能及其组网部署和参数设置；从性能多样化角度出发，在实际应用中，80%的应用无需所谓的电信级高质量，20%的高质量业务到底需要怎样的高质量也是值得商榷的。人们脑子里根深蒂固的电信级性能的标志性指标就是业务保护倒换时间50ms以及网络节点99.999%的可用性，这种过高的性能指标并没有得到市场的认可，反而运营商自己也因此包袱沉重，步履艰难。

　　互联网时代对于网络的基本要求就是足够灵活，SDN为此带来了三重灵活性，即网络扩展灵活性、网络和业务演进灵活性、业务创新灵活性。有望实现从传统业务应用被迫适应网络，向网络能够快速灵活适应业务应用的根本性转变；在快速多变的互联网时代，网络部署的风险也大大增加，而SDN允许在软件测试环境下以较低的风险来试验和部署网络新业务，有效规避了在大网络上直接试验和商用部署的风险。

　　互联网最核心的精神就是开放。SDN开放架构是以激发创新为主要目标，而开放的生态系统显然更容易激发网络和业务的创新；同时，SDN也有助于建立更加丰富和扁平的生态链，例如电信业主要由传统的运营商、设备制造商和互联网公司扩展(包括纯软件开发商、纯IT厂家及芯片和器件开发商)构成；SDN还有利于规避风险，一个开放的网络可以使运营商规避锁定于单一供应商风险。SDN所面临的主要挑战

　　SDN确实给我们提供了十分美好的前景，但是真正实施和实现预订的目标将面临很多现实的挑战。尽管电信业在过去也曾经面临过各种挑战，但这次挑战的性质及其涉及的广度和深度是前所未有的。

　　集中控制和管理的扩展性、弹性和安全性挑战。大型IDC有数千台交换机和数万台虚拟交换机，大型电信网有数百万台设备。这样大规模网络的集中管理、配置、故障定位、弹性和安全性是一个很大的挑战。

　　网络构架/接口/协议的标准化和互操作挑战。目前，SDN/NFV的标准体系还不全，例如NFV的协同器功能、各层管理功能的分配、业务数据模型等都还没有细致统一规定。即便有标准规定也太过宽泛，例如控制器架构有多种、接口也不完全统一、容许多种模型/模板等，这些都将会延误SDN/NFV的实施。

　　对网络规划建设和运维体系、流程和人才的挑战。面对这么多不同来源和不同版本的新老软件、硬件、网管，怎样规划、采购、集成、故障定位，怎样使得公司市场、规划建设、运维和IT部门能够协同一致，而非各行其是，这些已经涉及企业体制、流程与文化的挑战，比纯技术挑战还难应对。

　　通用硬件的性能和可靠性挑战。网络对芯片性能的要求高于计算机，目前通用硬件性能是否能满足高性能网元的要求，主要涉及流表容量、学习速度、转发速率和延时性能不够等问题，目前的通用硬件(例如服务器)的可靠性也还达不到传统电信级设备的可用性要求。

　　软件的复杂性和有效性的挑战。SDN控制器需要为进来的每一条流选择一条数据通道，对于大型电信网来说及其复杂。上述挑战，特别是技术类挑战已经有一些解决方案，例如近来国际标准组织提出的分层和分域的控制器和协同器架构就在相当程度上化解了大型网络所面临的集中控制的困难和风险。但是，毕竟SDN是一个新生事物，需要足够的时间和实践来完善、充实和发展。

　　对于SDN我们应该有足够的宽容心和积极的态度，避免其发展陷入“高性能、高可靠性、高成本”的传统电信思维。

　　中国电信集团科技委主任 韦乐平