SDN的应用场景分析与探讨
SDN控制与转发分离的特点,使得设备的硬件通用化、简单化,设备的硬件成本可大幅降低,可促进SDN的应用;但由于设备硬件的变化,转发流表的变化也导致了设备与现有网络设备的兼容问题,在一定时期内限制了SDN在大规模网络中的应用。
SDN控制逻辑集中的特点,使得SDN控制器拥有网络全局拓扑和状态,可实施全局优化,提供网络端到端的部署、保障、检测等手段;同时,SDN控制器可集中控制不同层次的网络,实现网络的多层多域协同与优化,如分组网络与光网络的联合调度。SDN网络能力开放化的特点,使得网络能力虚拟化、服务化,网络不再仅仅是基础设施,更是一种服务,SDN的应用范围得到了进一步的拓展。
我们对网络的主要参与实体进行梳理后,基本聚焦到电信运营商、政府及企业客户、数据中心以及互联网公司。我们主要关注的SDN应用场景包括:数据中心网络、数据中心互联、政企网络、电信运营商网络、互联网公司业务部署。
1. SDN在数据中心网络的应用
数据中心网络的需要主要表现在海量的虚拟租户、多路径转发、VM的智能部署和迁移、网络集中自动化管理、绿色节能、数据中心能力开放等方面的需求。SDN控制逻辑集中的特点,可充分满足网络集中自动化管理,多路径转发,绿色节能等方面的要求;SDN网络能力开放化的特点,可充分满足数据中心能力开放,VM的智能部署和迁移,海量虚拟租户的需求。并且数据中心的建设和维护一般统一由数据中心运营商或ICP/ISP维护,具有相对的封闭性,可统一规划、部署和升级改造,SDN部署的可行性高。数据中心网络是SDN目前最为明确的应用场景,也是最有前景的应用场景。
2. SDN在数据中心互联的应用
数据中心之间互联网的网络具有流量大、突发性强、周期性强的特点,需要网络具备多路径转发与负载均衡、网络带宽按需提供、绿色节能、集中管理和控制的需求。SDN转发与控制分离,控制逻辑集中,网络虚拟化、开放化的特点,可通过部署统一的控制器,收集各数据中心之间的流量需求,进行统一的计算和调度,实施带宽的灵活按需分配,最大程度优化网络,提高资源利用率。目前Google已经在其数据中心之间应用了SDN技术,将数据中心之间的链路利用率提升至接近100%,成效显著。
3. SDN在政企网络中的应用
政府及企业网络业务类型多,网络设备功能复杂、类型多,对网络的安全性要求高,需要集中的管理和控制,网络灵活、定制化需求多。SDN转发与控制分离的架构,使得网络设备通用化、简单化,将复杂的业务功能剥离,由上层应用服务器实现,不仅可以降低设备硬件成本,更可使得企业网络更加简化,层次更加清晰。同时,SDN控制的逻辑集中,可以实现企业网络的集中管理与控制,企业的安全策略集中部署和管理,更可以在控制器或上层应用灵活定制网络功能,更好满足企业网络的需求;由于企业网络一般由企业自己的信息化部门建设、管理和维护,具有封闭性,可统一规划、部署和升级改造,SDN部署的可行性高。
4. SDN在电信运营商网络的应用
电信运营商网络包括宽带接入层、城域层、骨干层,具体的网络还可分为有线网络和无线网络,存在多种方式,如传输网、数据网、交换网等。总的来说,电信运营商网络具有覆盖范围大、网络复杂、网络安全可靠性要求高、网络制式多、多厂商共存等特点。SDN的转发向控制分离特点,可有效实现设备的逐步融合,降低设备硬件成本。SDN的控制逻辑集中特点,可逐步实现网络的集中化管理和全局优化,有效提升运营效率,提供端到端的网络服务;SDN的网络能力虚拟化和开放化,也有利于电信运营商网络向智能化、开放化发展,发展更丰富的网络服务,增加收入。
但是,SDN技术目前尚不够成熟,标准化程度也不够。大范围、大量网络设备的管理问题、超大规模SDN控制器的安全性和稳定性问题、多厂商的协同和互通问题、不同网络层次/制式的协同和对接问题等均需得到解决。目前SDN技术在电信运营商网络大规模应用还难以实现。然而,可在局部网络或特定应用场景逐步使用,如移动回传场景、分组与光网络的协同场景等。
5. SDN在互联网公司业务部署中的应用
SDN即软件定义网络,然而笔者认为SDN的研究重点不应放在软件如何定义网络,而应在于如何开放网络能力,网络的终极意义在于为上层应用提供网络服务,承载上层应用,NaaS是网络的最终归宿。互联网公司业务基于SDN架构部署,将是SDN的重要应用场景。
SDN具有网络能力开放的特点,通过SDN控制器的北向接口,向上层应用提供标准化、规范化的网络能力接口,为上层应用提供网络能力服务。ICP/ISP可根据需要获得相应的网络服务,有效提升最终用户的业务体验。SDN转发和控制分离的特点可有效降低设备硬件成本;控制逻辑集中的特点可使得网络具有全局的视图实现全局优化,实现多网融合和集中管控;网络能力开放化可促进更多的业务创新和网络服务创新。这三大驱动力推动着SDN的发展,也使得SDN有着众多的应用场景。
后记:目前,SDN技术尚不成熟,适合在相对简单、封闭的网络中,如数据中心网络、企业网络中应用,后续随着技术的成熟和标准化,预计将会在电信运营商网络中规模应用,相信在传统网络厂商及初创公司的共同努力下,SDN定能够发展的更好。