拥抱云时代，T-SDN铺设光传输未来之路

 

云架构和云业务对传输网络的影响

随着云计算、大数据等技术的发展，可以预见，在未来几年，运营商会通过SDN技术让其城域网和广域网承载云业务，因此需要一个多层的SDN架构来优化路由网络和传输能力，从而增加城域网和广域网的灵活性、扩展性与效率。

传送网正在因“云”而变

允许应用按需使用IT计算和存储能力，云计算已经彻底改变了人们设计和运营数据中心(IDC)的模式。SDN技术将这一按需使用的概念引入到网络中：允许应用像使用虚拟计算和存储能力一样消耗网络传输资源。当云计算技术跨越城域网和广域网扩展到多个数据中心时，基于分布式云架构的新式应用需要运营商采用SDN技术来升级网络。

整个通信产业已经开始了向SDN演进的步伐，相应的技术建议包括网络抽象化以及通过OpenFlow协议把私有的数据和传输层面能力开放给外部控制等。虽然这个起点不错，但是运营商需要一个更加拓展的SDN架构来实现更大的价值，这个架构需要跨越多个层面(包括光层、电层、以太网层、IP层和IP VPN业务层)部署并改变拓扑、传输资源和物理掣肘信息的相互关联。只有多层的SDN架构才有全网视图和统一控制能力，实现SDN的美好愿景——增加城域网和广域网的灵活性、扩展性与效率。

为何在城域网和广域网中部署SDN?

在传统的城域网和广域网中，网络业务的部署一般通过复杂的IT/OSS系统使用低层不同厂商的API来实施，并经由命令行界面或脚本文件进行人工配置，这要花费几天甚至几周时间。而现在，分布式云架构的出现必将对这一网络运营模式产生巨大的影响。比如，一旦基础传输网络设施投入使用，企业用户要求城域网和广域网的传输业务要像数据中心一样在几秒钟内动态建立与删除。这就要求运营商能够保证快速按需提供满足延迟、抖动和带宽要求的传输业务。为此，需要摒弃耗时的手工业务部署模式，并以标准化的高层APIs来抽象化网络。

当网络流量模式开始变得更加动态后，原来动辄几个月的网络规划周期将不再适用。为了保证网络业务的QoS，运营商需要更加频繁地重新审视网络资源调配和进行流量工程决定。

值得一提的是，在把网络业务要求映射到传输资源时，运营商需要进行实时网络分析，从而既能够选择满足客户的SLA(服务等级协议)要求，也能够保证传输资源以最经济的方式使用。为了协助实时路由选择和计算，运营商需要具备实时全网视图的能力和按需部署传输资源的能力，而这些多层全网视图和控制能力在今天却由于种种原因而不能实现。

为云业务而优化的传送网

为了承载云业务，运营商需要一个多层的SDN架构来把网络划分成两个主要构件：网络虚拟化自动化构件以及可编程的传输网络。

上海贝尔认为可编程传输网络构件的主要功能是提供高可靠和高性能的传输资源，包括跨越光层、电层、以太网层、IP层和IP业务层，并具备以下特点：一、专用NPUs和光传输器件提供从1层到3层最经济的梳理、交换和转发能力;二、业界证明的分布式控制协议嵌入到网络硬件中保证网络的扩展性、稳定性和保护性;三、开放式南向API接口(比如OpenFlow、NetConf、SNMP、RADIUS和DIAMETER)允许基于标准接口的应用与SDN控制器监测及控制任意层面不同厂商的网络资源;四、新的网络能力，比如分段路由，可以通过离线路由计算支持新式的云业务。

面向云时代，网络虚拟化和自动化构件须为应用提供高层抽象化的网络视图，并且具有实时全网视图和控制能力。同时，这两个构件能够在普通的CPU平台上以最低的成本实现最大限度的扩展：首先，SDN控制器被用来在一个或多个网络层面配置网元;其次，策略驱动的业务部署允许网络任务和业务被定义成策略，这样网络业务可以更加快速和更大规模部署;最后，策略可以把许多低层的网络任务集成为高层的网络功能，从而把不同厂商传输的复杂性隐藏起来。通过网络抽象化，运营商能够实现更快的创新和更好的竞争。另外，资源管理和控制包括资源管理器、ALTO和PCE。

SDN助力新业务模式拓展

SDN技术的引入完全是出于经济性的考虑。在进行任何投资决策前，运营商需要验证SDN能够带来新的业务增加点，提升效率和灵活性，降低CAPEX和OPEX等。正如下面几个应用案例所述，SDN能够加速云业务部署并支持新的业务模式，而这一切的实现都不会对现有网络业务的运营产生影响。

案例1：按需的数据中心互联业务

问题：客户需要他们的网络和带宽服务根据数据中心虚拟机的移动而动态调整。在遵守现有网络策略和安全策略的同时，需要动态支持网络流量形态的变化，比如夜晚的数据备份和数据突发。

解决方案：允许客户可以动态管理数据中心之间的网络连接服务。这种新的业务模式允许客户重新分配数据中心之间已经购买的带宽，或者根据网络流量形态的变化提供按需的额外带宽。这种新的业务模式也允许客户定义具体的业务要求，比如带宽、时间和网络连接的时间长度。

SDN的作用：这种类型的新业务可以通过基于策略的抽象框架快速定义。客户的需求可以被映射到业务策略中，然后被某种形式的事件激发，比如当负责备份的虚拟机被创建时。之后基于策略的业务部署框架开始自动调用网络资源，比如增加光业务ODU颗粒的大小，并在需求消失时将传输业务关闭。资源管理器通过管理带宽来保证传输业务没有过度使用。

案例2：按需的业务链创建

问题：包括IT和网络连接在内的端到端的云业务经常分布在多个不同的数据中心，这使得把端到端的云业务集成在一起提供给远程用户变得非常困难。因为需要人工改变路由，这样的业务实施会占用几周的时间。

解决方案：通过为每一业务组合动态创建业务连锁来加速高级业务部署并降低运营成本。

SDN的作用：PCE可以用来在虚拟机中间计算出最优化的路由将网络连接集成在一起，从而取消耗时的手工路由编辑工作。在这一过程中，可以使用网络策略来把每个用户映射到为他们优化的城域网和广域网业务链中。业务链的网络拓扑被保存在SDN的资源管理器中而不是传输设备中，这样可以避免因为传输设备需要大量的CPU资源而进行网络硬件升级。

案例3：动态路由选择和流量定向

问题：网络运营商与云业务提供商在决定怎样定义流量和部署IT资源时必须考虑中间传输网络的情况。这一信息可以用来帮助一组特定的用户决定使用网络中哪一个视频缓存资源、虚拟机应该使用哪一个数据中心，或者在本地资源用尽时发现哪一个公共的视频缓存器或数据中心可以提供额外的资源。

解决方案：允许用户对两个连接点网络的连接要求作出声明，比如延迟、抖动和带宽。然后提供一种办法来实时衡量并满足这种网络属性的路径和业务。

SDN的作用：多层网络分析允许ALTO发挥最大的作用。比如从光传输的角度看，两连接点之间一条直接的光通道也许是最好的选择。然而，在IP层面看来，经过一个中间节点的路径可能更好，因为它可以在满足延迟需要的情况下提供更多的带宽。对等点的堵塞和成本数据可以被用来决定哪一个对等点最适合于连接到公共的数据中心或者视频缓存。这些映射关系可以在传输层面自动部署，或者传递给内容分发网络(CDN)或云协同层面(Cloud Orchestration)。

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云计算和云业务的出现正在改变运营商的建网模式。SDN开始只是被用来虚拟化和自动化数据中心网络，现在也开始被用在城域网和广域网中优化云承载。虽然一些关于通过OpenFlow来抽象传输网络的工作已经开始，但是这并不是完整的SDN解决方案。只有跨越多层(L0~L3)的SDN构架才有全网视图和统一控制能力，才能增加云时代城域网与广域网的灵活性、扩展性和效率。