作為ICT領域熱門的技術之一,SDN/NFV正在全球范圍內掀起一股熱潮。不僅國外運營商積極部署SDN/NFV,國內三大運營商也正在將SDN/NFV引入自身網絡,推進網絡架構的變革,以帶來更高的網絡性能和更低的每比特傳輸成本,讓網絡更加適應未來業務發展的需要。目前,在運營商、網絡設備廠商、虛擬化廠商等各方的積極推動下,SDN/NFV正在加快產業化發展進程,不過需要看到的是,網絡架構的重構并不容易,其困難程度堪稱“一場大手術”,涉及方方面面,如何看到問題、解決問題,對于業界而言是挑戰也是機遇。
隨著物聯網、大數據、云計算和移動互聯網等技術的快速發展以及寬帶網絡普及率的快速提高,數據流量呈現爆發式增長,大帶寬傳輸和交換的需求越來越明顯,光網絡的作用也日益突出。針對當前網絡“重連接輕業務”的特點,以及煩冗、結構復雜和資源利用效率低等問題,SDN技術被引入光網絡,T-SDN的理念(Transport SDN)也應運而生并迅速得到產業界關注和青睞。
T-SDN進一步推進了傳送網架構的開放,具備提高網絡利用效率、降低網絡運營成本等諸多特點,在運營商和設備商的共同推動下其正在加快產業化步伐。不過需要看到的是,在T-SDN的實際部署中,仍然有不少的風險和挑戰。如何破除障礙、加快推進T-SDN產業發展?江蘇省郵電規劃設計院認為,打造T-SDN產業生態,加快標準化工作,建設互通測試平臺,構建SDN開源生態圈是重中之重。
什么是T-SDN
SDN的設計理念是將網絡的控制平面與數據轉發平面進行分離,并實現可編程化控制。由于各個技術領域的特點不同,在實際操作中對于SDN的理解也有所不同。經過近些年的發展,業界將SDN歸納為一種新的方法論或者架構,可以理解為:1.SDN實現了控制與轉發解耦以及智能控制集中化;2.在SDN架構中,底層網絡拓撲和功能的抽象化,對于上層應用實現了可視化;3.利用可編程接口,允許外部系統控制網絡的配置、業務部署、運維以及轉發行為。
在傳送網絡中,由于是大粒度的數據傳輸,管控平面和數據轉發平面已經是分離的,因而可編程性就成為T-SDN最為核心的訴求??傮w而言T-SDN的概念可以概括為:光網絡的結構和功能可根據用戶或運營商需求,利用軟件編程方式進行動態定制,從而實現快速響應請求、高效利用資源、靈活提供服務的目的。其核心在于光網絡元素可編程特性,包括業務處理可編程、管控策略可編程和傳輸器件可編程。
具體而言,T-SDN的主要特性有以下幾點。
軟件驅動的光路傳輸調節:光收發機波長、輸入輸出功率、調制格式、信號速率以及光放大器的增益范圍等參數可以在線調節的能力,使得光路成為物理性能可感知、可調節的動態系統。
軟件編程的光路靈活交換:波長間隔無關的可編程ROADM技術在全光交換過程中的應用打破了傳統波長通道固定柵格劃分,可支持全光匯聚與疏導,為實現高譜效率、速率靈活的光路配置和帶寬管理提供了全新思路。
軟件擴展的光路自動聯網:根據用戶和網絡狀態需求,利用可編程控制的器件、算法、策略與協議,定制內核可高度重構化的網絡系統,提供開放式管理與業務適配接口,實現異構網絡資源的歸一化調度與業務應用高質量保證。
此外,將傳送網納入使得SDN真正具備跨層的全網視野,從而實現L0/L2/L3的全網統一資源優化,集中管控便于掌握全網的拓撲和流量;簡化現有電路需要人工配置的煩瑣流程,可以通過軟件實施帶寬和電路資源的快速調度,最佳地利用全網帶寬資源,減小時延,確保路由和性能的可預測。最終,T-SDN將進一步推進傳送網架構的開放,提高網絡利用效率、降低網絡運營成本等。
產業化步伐加快
經過數年的思考和實踐,各大運營商在SDN上已經不再停留在概念層面,而是越來越聚焦,并逐步開展現網的測試與部署工作。中國電信科技委主任韋樂平對SDN抱有很大的期望,指出SDN是去電信化的重要突破,也是IT和軟件業突破電信業壁壘的重要機遇,預示了產業結構的大調整。中國移動研究院網絡研究所所長段曉東指出目前SDN已經在云數據中心網絡、廣域網、SPTN和移動核心網四個方面進行了開發和應用。
自2013年起,各大廠商推出各自傳送網SDN的解決方案,如華為的SoftCOM、中興的ElasticNet,運營商以AT&T推出的Domain2.0 計劃為代表,逐步開展現網的測試與部署工作,T-SDN也已經從概念逐步滲入實際的網絡構建中。
特別在2014年,三大運營商都加快了SDN商用化的進程。2014年3月,中國電信完成中國首個傳送網SDN解決方案測試,驗證了現有存量網絡向SDN演進的解決方案;4月,北京電信將SDN技術成功應用于IDC網絡;6月,四川聯通完成了SDN IP RAN(軟件定義的IPRAN網絡)商用部署,將SDN技術成功應用于IP RAN領域;8月,中國移動完成了SPTN SDN網絡商用部署,將SDN技術成功應用于政企專線網絡;9月,中國電信完成T-SDN跨廠商、多域組網測試,測試驗證了基于層次化控制器架構的多域T-SDN技術方案的可行性;11月,由工信部電信研究院聯合業界15家單位共同發起的SDN產業聯盟宣布成立,聚焦SDN商用實踐,推動SDN產業發展。
2015年,三大運營商都在進一步加速推進SDN在現網中的“落地”,T-SDN的部署規模不斷擴大。天津聯通開通了全球首個基于ONOS開源架構的SDN IP RAN企業專線業務,實現IP RAN專線業務的快速部署;中國移動完成了業界首次SDN+NFV的數據中心商用測試;中國電信多廠商、多域T-SDN架構在現網成功部署。
在標準化方面,ONF成立了光傳送網工作組OTWG,完成了T-SDN的架構與用例,并發布了基于OpenFlow協議T-SDN的需求分析。ITU-T SG15組啟動了T-SDN的研究,IETF主要針對基于PCE擴展支持的SDN方案進行了探討,OIF主要對于T-SDN的南向/北向接口開展了標準化工作。參照SDN的概念,CCSA對照性地開始了相關標準的制定工作。
引入T-SDN的障礙
將SDN引入傳送網中具有眾多好處,但是依然存在諸多風險與障礙。
一方面,SDN技術自身還在不斷發展與完善之中。其中SDN商用仍然存在著接口/協議標準化、互操作性、安全、關鍵性能、控制器實現這五方面的挑戰。T-SDN面臨著安全漏洞、誤配置、侵犯隱私的風險,過去在硬件上不太可能修改而現在能夠被改動、誤配置或出現功能失靈。
另一方面,SDN由于徹底顛覆了現有電信網絡的架構,因此對運營商的網絡演進也帶來了巨大挑戰?;A網絡的虛擬化和軟件控制SDN化還需要運營商在標準化、系統和控制器研發、試驗驗證等方面加大力度,逐漸明確SDN在網絡中引入的思路和步驟,逐漸將SDN以及虛擬化應用到骨干網和城域網中。
結合國內傳送網絡現狀,由于各個廠商提供的設備仍具一定的封閉特性,各設備間的互通、運營商內部體制問題,都使得SDN引入仍存在問題。同時,國內傳輸網絡由于網絡技術更新較慢,Roadm與OXC等可編程器件應用較少,光網絡調度不夠靈活,傳輸線路的設定基本上還是依靠人工配置,使得即使引入SDN,網絡效能的提升可能也無法達到理想的效果。
推進SDN產業發展的四大關鍵
圍繞當前T-SDN技術和產業發展面臨的主要問題,業界應將關注重點放在關鍵技術、標準化、互聯互通以及測試等方面,促進SDN技術應用與業務創新,推進T-SDN產業化與標準化進程,實現開放的SDN解決方案,并通過互通性測試推動商用場景下多廠商解決方案的互通。在產業推進方面,可以考慮從以下幾個方面著手。
第一,強化應用與業務創新,積極打造自主開放的產業生態。以開放為核心,積極引導和鼓勵各廠商加強技術和產業合作,緊密圍繞國內網絡發展的實際需求,整合資源,形成合力,共同推動T-SDN技術研發與產業化進程,推動T-SDN產業生態的繁榮,打造自主開放的產業生態。
第二,加快標準化工作,為SDN應用部署提供技術依據。針對當前SDN北向接口缺少統一標準、南向接口控制協議多以及部分協議和接口尚未定義的特點,建議加強統籌協調,同時加快SDN相關安全技術研究,探索基于SDN架構的安全解決方案,制定SDN相關安全標準。
第三,建設互通測試平臺,推動解決方案的成熟落地。聚焦T-SDN商用場景,制定T-SDN解決方案的基準測試規范,加快建設T-SDN互通測試平臺,推動商用場景下多廠商解決方案的互聯互通,為T-SDN大規模商用部署奠定基礎。
第四,構建SDN開源生態圈,提供SDN技術人員的培育環境。鼓勵和支持SDN開源生態建設,吸引全球智慧參與,形成以技術為紐帶的創新模式,培育開放共享的開源社區,為SDN技術人才的培養提供良好環境。
參照近年來SDN的技術曲線可以看到,SDN從剛開始被認為是解決當前網絡發展困境的完美方案,到后來在實踐運用中發現SDN技術運營的局限,市場對于SDN的感知也越來越理性。在未來一段時間,SDN技術會進入實質性技術應用階段,主要探索如何將SDN與已有傳統技術進行對接融合。
未來T-SDN應該是一種混雜部署的模式,例如針對云計算、數據中心等新興業務構建高效靈活的傳送網。對于傳統業務,為保證投資和網絡安全,依舊使用傳統技術。同時,T-SDN的實現方式,也應該是多樣的,根據網絡特點,按需構建。
總工點評:
國內運營商的SDN戰略與具體產品已經發布,在SDN領域的創新工作已經走到了以現網業務為導向、可商用部署的階段。未來,新業務的運營與盈利模式在業界不斷的探索中將逐漸清晰,SDN技術的引進平穩而不激進。在破除技術發展的制約后,運營模式變革將會更直接地影響運營商的發展,建議運營商未雨綢繆,提早規劃。
——江蘇省郵電規劃設計院總工程師袁源