云架構和云業務對傳輸網絡的影響
隨著云計算、大數據等技術的發展，可以預見，在未來幾年，運營商會通過SDN技術讓其城域網和廣域網承載云業務，因此需要一個多層的SDN架構來優化路由網絡和傳輸能力，從而增加城域網和廣域網的靈活性、擴展性與效率。
傳送網正在因“云”而變
允許應用按需使用IT計算和存儲能力，云計算已經徹底改變了人們設計和運營數據中心(IDC)的模式。SDN技術將這一按需使用的概念引入到網絡中：允許應用像使用虛擬計算和存儲能力一樣消耗網絡傳輸資源。當云計算技術跨越城域網和廣域網擴展到多個數據中心時，基于分布式云架構的新式應用需要運營商采用SDN技術來升級網絡。
整個通信產業已經開始了向SDN演進的步伐，相應的技術建議包括網絡抽象化以及通過OpenFlow協議把私有的數據和傳輸層面能力開放給外部控制等。雖然這個起點不錯，但是運營商需要一個更加拓展的SDN架構來實現更大的價值，這個架構需要跨越多個層面(包括光層、電層、以太網層、IP層和IP VPN業務層)部署并改變拓撲、傳輸資源和物理掣肘信息的相互關聯。只有多層的SDN架構才有全網視圖和統一控制能力，實現SDN的美好愿景——增加城域網和廣域網的靈活性、擴展性與效率。
為何在城域網和廣域網中部署SDN?
在傳統的城域網和廣域網中，網絡業務的部署一般通過復雜的IT/OSS系統使用低層不同廠商的API來實施，并經由命令行界面或腳本文件進行人工配置，這要花費幾天甚至幾周時間。而現在，分布式云架構的出現必將對這一網絡運營模式產生巨大的影響。比如，一旦基礎傳輸網絡設施投入使用，企業用戶要求城域網和廣域網的傳輸業務要像數據中心一樣在幾秒鐘內動態建立與刪除。這就要求運營商能夠保證快速按需提供滿足延遲、抖動和帶寬要求的傳輸業務。為此，需要摒棄耗時的手工業務部署模式，并以標準化的高層APIs來抽象化網絡。
當網絡流量模式開始變得更加動態后，原來動輒幾個月的網絡規劃周期將不再適用。為了保證網絡業務的QoS，運營商需要更加頻繁地重新審視網絡資源調配和進行流量工程決定。
值得一提的是，在把網絡業務要求映射到傳輸資源時，運營商需要進行實時網絡分析，從而既能夠選擇滿足客戶的SLA(服務等級協議)要求，也能夠保證傳輸資源以最經濟的方式使用。為了協助實時路由選擇和計算，運營商需要具備實時全網視圖的能力和按需部署傳輸資源的能力，而這些多層全網視圖和控制能力在今天卻由于種種原因而不能實現。
為云業務而優化的傳送網
為了承載云業務，運營商需要一個多層的SDN架構來把網絡劃分成兩個主要構件：網絡虛擬化自動化構件以及可編程的傳輸網絡。
上海貝爾認為可編程傳輸網絡構件的主要功能是提供高可靠和高性能的傳輸資源，包括跨越光層、電層、以太網層、IP層和IP業務層，并具備以下特點：一、專用NPUs和光傳輸器件提供從1層到3層最經濟的梳理、交換和轉發能力;二、業界證明的分布式控制協議嵌入到網絡硬件中保證網絡的擴展性、穩定性和保護性;三、開放式南向API接口(比如OpenFlow、NetConf、SNMP、RADIUS和DIAMETER)允許基于標準接口的應用與SDN控制器監測及控制任意層面不同廠商的網絡資源;四、新的網絡能力，比如分段路由，可以通過離線路由計算支持新式的云業務。
面向云時代，網絡虛擬化和自動化構件須為應用提供高層抽象化的網絡視圖，并且具有實時全網視圖和控制能力。同時，這兩個構件能夠在普通的CPU平臺上以最低的成本實現最大限度的擴展：首先，SDN控制器被用來在一個或多個網絡層面配置網元;其次，策略驅動的業務部署允許網絡任務和業務被定義成策略，這樣網絡業務可以更加快速和更大規模部署;最后，策略可以把許多低層的網絡任務集成為高層的網絡功能，從而把不同廠商傳輸的復雜性隱藏起來。通過網絡抽象化，運營商能夠實現更快的創新和更好的競爭。另外，資源管理和控制包括資源管理器、ALTO和PCE。
SDN助力新業務模式拓展
SDN技術的引入完全是出于經濟性的考慮。在進行任何投資決策前，運營商需要驗證SDN能夠帶來新的業務增加點，提升效率和靈活性，降低CAPEX和OPEX等。正如下面幾個應用案例所述，SDN能夠加速云業務部署并支持新的業務模式，而這一切的實現都不會對現有網絡業務的運營產生影響。
案例1：按需的數據中心互聯業務
問題：客戶需要他們的網絡和帶寬服務根據數據中心虛擬機的移動而動態調整。在遵守現有網絡策略和安全策略的同時，需要動態支持網絡流量形態的變化，比如夜晚的數據備份和數據突發。
解決方案：允許客戶可以動態管理數據中心之間的網絡連接服務。這種新的業務模式允許客戶重新分配數據中心之間已經購買的帶寬，或者根據網絡流量形態的變化提供按需的額外帶寬。這種新的業務模式也允許客戶定義具體的業務要求，比如帶寬、時間和網絡連接的時間長度。
SDN的作用：這種類型的新業務可以通過基于策略的抽象框架快速定義。客戶的需求可以被映射到業務策略中，然后被某種形式的事件激發，比如當負責備份的虛擬機被創建時。之后基于策略的業務部署框架開始自動調用網絡資源，比如增加光業務ODU顆粒的大小，并在需求消失時將傳輸業務關閉。資源管理器通過管理帶寬來保證傳輸業務沒有過度使用。
案例2：按需的業務鏈創建
問題：包括IT和網絡連接在內的端到端的云業務經常分布在多個不同的數據中心，這使得把端到端的云業務集成在一起提供給遠程用戶變得非常困難。因為需要人工改變路由，這樣的業務實施會占用幾周的時間。
解決方案：通過為每一業務組合動態創建業務連鎖來加速高級業務部署并降低運營成本。
SDN的作用：PCE可以用來在虛擬機中間計算出最優化的路由將網絡連接集成在一起，從而取消耗時的手工路由編輯工作。在這一過程中，可以使用網絡策略來把每個用戶映射到為他們優化的城域網和廣域網業務鏈中。業務鏈的網絡拓撲被保存在SDN的資源管理器中而不是傳輸設備中，這樣可以避免因為傳輸設備需要大量的CPU資源而進行網絡硬件升級。
案例3：動態路由選擇和流量定向
問題：網絡運營商與云業務提供商在決定怎樣定義流量和部署IT資源時必須考慮中間傳輸網絡的情況。這一信息可以用來幫助一組特定的用戶決定使用網絡中哪一個視頻緩存資源、虛擬機應該使用哪一個數據中心，或者在本地資源用盡時發現哪一個公共的視頻緩存器或數據中心可以提供額外的資源。
解決方案：允許用戶對兩個連接點網絡的連接要求作出聲明，比如延遲、抖動和帶寬。然后提供一種辦法來實時衡量并滿足這種網絡屬性的路徑和業務。
SDN的作用：多層網絡分析允許ALTO發揮最大的作用。比如從光傳輸的角度看，兩連接點之間一條直接的光通道也許是最好的選擇。然而，在IP層面看來，經過一個中間節點的路徑可能更好，因為它可以在滿足延遲需要的情況下提供更多的帶寬。對等點的堵塞和成本數據可以被用來決定哪一個對等點最適合于連接到公共的數據中心或者視頻緩存。這些映射關系可以在傳輸層面自動部署，或者傳遞給內容分發網絡(CDN)或云協同層面(Cloud Orchestration)。
云計算和云業務的出現正在改變運營商的建網模式。SDN開始只是被用來虛擬化和自動化數據中心網絡，現在也開始被用在城域網和廣域網中優化云承載。雖然一些關于通過OpenFlow來抽象傳輸網絡的工作已經開始，但是這并不是完整的SDN解決方案。只有跨越多層(L0~L3)的SDN構架才有全網視圖和統一控制能力，才能增加云時代城域網與廣域網的靈活性、擴展性和效率。
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