軟件定義網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新的焦點(diǎn)

【編者按】OVUM是一家在世界電信產(chǎn)業(yè)界富有權(quán)威性的獨(dú)立/中立咨詢顧問公司； 從事信息通信技術(shù)（ICT）商業(yè)策略研究，研究領(lǐng)域涉及電信、IT、廣電及互聯(lián)網(wǎng)4大領(lǐng)域。OVUM擁有30年協(xié)助全球電信業(yè)制定策略、規(guī)劃及國家電信法規(guī)的豐富經(jīng)驗(yàn)。

OVUM全球電信研究報(bào)告在大量有關(guān)情報(bào)研究的基礎(chǔ)上從商業(yè)的角度對運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)投資及運(yùn)營、業(yè)務(wù)創(chuàng)新、營銷策略、 政策法規(guī)、客戶市場需求、新興技術(shù)和前景預(yù)測，幫助運(yùn)營商在不斷變化的政策環(huán)境和市場環(huán)境中穩(wěn)固地位的同時(shí)，更加有效地謀取潛在的商業(yè)價(jià)值; 并為運(yùn)營商的規(guī)劃設(shè)計(jì)單位提供不斷更新的全球電信市場動(dòng)態(tài)和戰(zhàn)略視野以幫助產(chǎn)品創(chuàng)新。

本刊設(shè)置OVUM觀察專欄，定期發(fā)表OVUM的研究成果，包括翔實(shí)的相關(guān)信息，供信息通信業(yè)有關(guān)管理、規(guī)劃、決策人士參考。

OVUM觀點(diǎn)

軟件定義網(wǎng)絡(luò)沒有公認(rèn)的定義。廠商、開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)（ONF）、大型數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商、電信運(yùn)營商、媒體，甚至分析師都采用不同的SDN定義，以滿足他們各自的目的。短短幾年，SDN已成為像云、體驗(yàn)質(zhì)量或虛擬化一樣定義模糊的通信詞匯。廠商并沒有坐等SDN開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和定義變得清晰，而是在SDN的旗號下采取各種措施來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可編程性。一些IT廠商（如IBM和惠普）已經(jīng)開發(fā)出SDN解決方案，將它作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的可選增強(qiáng)選項(xiàng)。這些SDN解決方案遵循ONF架構(gòu)，將數(shù)據(jù)和控制平面分離，并納入OpenFlow協(xié)議。它們通常面向數(shù)據(jù)中心部署。其他SDN方案基于專有的應(yīng)用程序編程接口（API）來為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的交換機(jī)和路由器提供可編程訪問——比如思科便采取了這種辦法。一些光傳輸設(shè)備廠商紛紛推出集成光層和分封層的SDN解決方案，從而提供應(yīng)用程序感知的端到端連接。還有其他一些SDN解決方案專注于在軟件領(lǐng)域提供虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能，運(yùn)用一批靈活的虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)資源來替代硬件設(shè)備。雖然方法各有不同，但SDN在每個(gè)實(shí)例中都啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和物理基礎(chǔ)架構(gòu)之間的智能交互，以使網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)地適應(yīng)特定應(yīng)用的需要。

雖然2012年才開始被部署在服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)，但SDN架構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)注入了新的活力，對通信行業(yè)產(chǎn)生了重大影響。SDN架構(gòu)為徹底重新審視網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、引入虛擬化技術(shù)、提供真正具有創(chuàng)新性的解決方案帶來了契機(jī)；同業(yè)界任何新技術(shù)的情況一樣，它亦導(dǎo)致了一些混亂。SDN使重心從數(shù)據(jù)平面的供給和速度向控制平面和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的智能化轉(zhuǎn)移。SDN使得通信網(wǎng)絡(luò)能夠動(dòng)態(tài)地提供更好滿足應(yīng)用需求的連接服務(wù)，而不是在受約束的網(wǎng)絡(luò)中制作能夠進(jìn)行操作的應(yīng)用程序。通過廠商和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的共同努力，能夠更加靈活地提供新服務(wù)（實(shí)現(xiàn)創(chuàng)收）和更有效地運(yùn)用資源（符合成本效益）的網(wǎng)絡(luò)終將產(chǎn)生。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新的焦點(diǎn)，同時(shí)也是服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)新方向。

應(yīng)用和服務(wù)的動(dòng)態(tài)性質(zhì)，以及流量的不斷增長繼續(xù)挑戰(zhàn)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的靈活性和可擴(kuò)展性。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一種新方法，為服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)帶來了可編程性，可擴(kuò)展性和虛擬化概念（針對IT行業(yè)基于云的服務(wù)而開發(fā)）等許多優(yōu)勢。因此，廠商正在重新審視網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并打著SDN的旗幟向市場推出一系列創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。

SDN發(fā)展還處于初期階段。首次SDN在服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中的商業(yè)部署剛剛于去年宣布；SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)仍在不斷發(fā)展。然而，如果瀏覽一下制定SDN相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的工作組成員，我們便清楚地發(fā)現(xiàn)SDN是一個(gè)真正的網(wǎng)絡(luò)模式轉(zhuǎn)變，并已經(jīng)引起服務(wù)提供商，硬件和軟件廠商，以及企業(yè)的關(guān)注。

SDN將IT創(chuàng)新引入網(wǎng)絡(luò)

SDN的定義

SDN的定義取決于其應(yīng)用的領(lǐng)域。ONF認(rèn)為SDN擁有以下特征：不綁定控制平面與數(shù)據(jù)平面中基于硬件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能（ONF將OpenFlow作為連接控制平面和數(shù)據(jù)平面的一個(gè)開放協(xié)議）；網(wǎng)絡(luò)智能（由一個(gè)軟件控制器提供的功能）實(shí)現(xiàn)邏輯一體化；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從應(yīng)用程序中抽象出來（由控制器的北向API提供的功能）。根據(jù)ONF的定義，SDN專注于第2層和第3層網(wǎng)絡(luò)操作。

然而，OVUM認(rèn)為SDN已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出最初的定義，成為未來網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)視圖——引入了通過計(jì)算和存儲創(chuàng)新支撐 IT界改革的許多相同技術(shù)。同IT環(huán)境中的變革一樣，網(wǎng)絡(luò)焦點(diǎn)逐漸從分布式、嵌入式處理器轉(zhuǎn)向集中式多核心處理器，資源池功能虛擬化，以及API，從而提供支持可編程環(huán)境的抽象層和管理功能自動(dòng)化。所有這些進(jìn)展將促使網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新有效地支持未來的業(yè)務(wù)需求。

透過SDN，未來網(wǎng)絡(luò)將更有可能像抽象云（業(yè)界數(shù)十年來一直在PowerPoint演示文稿中使用）一樣進(jìn)行操作。當(dāng)前的大部分網(wǎng)絡(luò)都是不同獨(dú)立單元（必須進(jìn)行單獨(dú)配置，且缺乏應(yīng)用意識或網(wǎng)絡(luò)流量的全球性可視性）的集合。雖然SDN并不是為網(wǎng)絡(luò)帶來許多約定進(jìn)展的必要條件，但它確實(shí)為更容易地開發(fā)新網(wǎng)絡(luò)功能和特性提供了一個(gè)以軟件為中心的基礎(chǔ)。它將使網(wǎng)絡(luò)更具備可編程性、靈活性和響應(yīng)性。

SDN應(yīng)用于運(yùn)營商基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)

雖然數(shù)據(jù)中心是SDN部署的一個(gè)最初重點(diǎn)，但OVUM看到運(yùn)營商傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用SDN實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新的新趨勢正日益流行。與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)相比，運(yùn)營商擁有支持各種不同業(yè)務(wù)的大型網(wǎng)絡(luò)。因此，相較于數(shù)據(jù)中心所采用的SDN方案，面向運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的SDN解決方案很可能存在顯著不同；這將導(dǎo)致不同的使用案例和部署時(shí)間表。例如，服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)在遷移到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)之前將采用SDN。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商已經(jīng)在服務(wù)器上部署一些網(wǎng)絡(luò)功能（如基于流的流量路由、內(nèi)容過濾、分析和內(nèi)容交付）的軟件實(shí)現(xiàn)。伴隨SDN的成熟以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商熱切地參與針對網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的新SDN技術(shù)的試驗(yàn)，這些努力措施將進(jìn)一步擴(kuò)大。

服務(wù)提供商早期部署SDN的舉措始于2012年，由谷歌和NTT主導(dǎo)。OVUM預(yù)計(jì)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)部署SDN解決方案的節(jié)奏將在2013年加快。SDN的早期吸引力在于為服務(wù)提供商節(jié)約成本；但伴隨SDN市場的成熟，運(yùn)營商將探索基于軟件的解決方案，以鎖定新的收入機(jī)會(huì)，并提升面向企業(yè)和商業(yè)客戶的現(xiàn)有服務(wù)。

軟件正日益驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)功能

雖然就提供所需的性能而言，硬件對許多應(yīng)用來說仍然十分重要，但軟件在凸顯產(chǎn)品性能差異化和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)收等方面正發(fā)揮越來越重要的作用，這種變化發(fā)展遠(yuǎn)早于SDN的興起，但SDN將加速這種變化。運(yùn)營商將尋求一個(gè)完整的解決方案，而這將推動(dòng)硬件廠商擴(kuò)展他們的軟件功能并與軟件供應(yīng)商合作打造一個(gè)集成解決方案各個(gè)方面的生態(tài)鏈——從硬件組件到應(yīng)用軟件。這也將驅(qū)動(dòng)廠商將API（即使它是一個(gè)廠商特定的協(xié)議）整合至其平臺來為網(wǎng)絡(luò)資源提供一個(gè)編程的抽象層。

服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中的控制器將激增

SDN網(wǎng)絡(luò)中的控制器軟件可以集中于服務(wù)器或通過分布式的方式運(yùn)作。該控制器貫穿編排層或OSS/ BSS系統(tǒng)，并集成分析和策略功能；它提供一個(gè)北向接口來啟動(dòng)SDN應(yīng)用程序向網(wǎng)絡(luò)請求服務(wù)。通過這些北向接口，控制器在應(yīng)用程序和物理傳輸基礎(chǔ)設(shè)施之間創(chuàng)建出抽象層。網(wǎng)絡(luò)通過控制器響應(yīng)來自應(yīng)用程序的服務(wù)請求，以確定連接路徑并用程序指令基礎(chǔ)設(shè)施來創(chuàng)建一個(gè)物理拓?fù)洹?/p>

控制器在自動(dòng)化管理網(wǎng)元方面發(fā)揮十分關(guān)鍵的作用；它避免了逐跳形式的基于CLI（命令行界面）的方法來配置設(shè)備。雖然沒有關(guān)于控制器北向接口的標(biāo)準(zhǔn)（ONF體系結(jié)構(gòu)和框架工作組正在考慮北向接口標(biāo)準(zhǔn)），但許多廠商都集中采用OpenStack中Quantum 元件的REST API來支持該接口。通過創(chuàng)建一個(gè)抽象層，用于指令物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口成為控制器中唯一最重要的元素；廠商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了使用OpenFlow/NETCONF/SNMP/專有CLI/甚至BGP和XMPP接口的控制器。

SDN部署

顧客購買服務(wù)，而不是SDN

OVUM預(yù)計(jì)SDN將圍繞專業(yè)網(wǎng)絡(luò)域解決方案發(fā)展，因?yàn)槊總€(gè)領(lǐng)域的服務(wù)都有專門的網(wǎng)絡(luò)要求。 SDN技術(shù)試驗(yàn)主要由大學(xué)和商業(yè)研究機(jī)構(gòu)，廠商和服務(wù)提供商等主導(dǎo)。在企業(yè)網(wǎng)中進(jìn)行的試驗(yàn)數(shù)量有限，主要是在金融服務(wù)行業(yè)。雖然數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)是SDN早期部署的候選選項(xiàng)，但有趣的是SDN的首次商業(yè)部署發(fā)生在服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)（盡管用于數(shù)據(jù)中心的互連應(yīng)用）。對服務(wù)提供商而言，由于SDN能夠進(jìn)行自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)管理，因此SDN最初的吸引力在于降低成本（主要是運(yùn)營成本）。隨著SDN發(fā)展的成熟以及服務(wù)提供商逐漸獲得把運(yùn)營規(guī)劃和BSS/ OSS流程與SDN網(wǎng)絡(luò)整合的經(jīng)驗(yàn)，服務(wù)提供商將開始利用SDN的能力來更好地支持網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)收。

伴隨服務(wù)提供商在網(wǎng)絡(luò)中部署SDN，OVUM認(rèn)為SDN在很大程度上對于用戶是不可見的?？蛻魧①徺I服務(wù)，而不是SDN；盡管如果服務(wù)正好通過SDN架構(gòu)提供，但這在很大程度上與客戶無關(guān)。谷歌在其骨干網(wǎng)中部署SDN旨在節(jié)省成本，但SDN對谷歌服務(wù)的用戶而言是不可見的。 NTT部署SDN旨在支持客戶數(shù)據(jù)配置工作流程和用于數(shù)據(jù)備份的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，遷移服務(wù)，以及數(shù)據(jù)中心之間靈活的帶寬控制。

數(shù)據(jù)中心互連驅(qū)動(dòng)SDN在服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的早期部署

數(shù)據(jù)中心顯然是OpenFlow和SDN部署的焦點(diǎn)，甚至是在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中。 AT＆T，NTT，T-Systems/ DT和Verizon都進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，并在其數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了早期的SDN試用。雖然SDN為數(shù)據(jù)中心內(nèi)部帶來了許多好處（例如更高的資源利用率；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理等），但SDN的首次生產(chǎn)部署（在2012年由谷歌和NTT宣布）是用于支持?jǐn)?shù)據(jù)中心的廣域網(wǎng)互連。

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)早期SDN目標(biāo)

OVUM認(rèn)為服務(wù)提供商得益于SDN的下一個(gè)領(lǐng)域是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在典型的移動(dòng)核心網(wǎng)由每個(gè)網(wǎng)元分別完成特定功能， 由一組長服務(wù)鏈網(wǎng)元串行而成。將許多這些功能轉(zhuǎn)化成虛擬化軟件功能有助于實(shí)現(xiàn)較高的網(wǎng)絡(luò)靈活性和資源利用率，使得移動(dòng)運(yùn)營商在降低資本支出和運(yùn)營支出的同時(shí)提高交付新服務(wù)的能力。單個(gè)功能轉(zhuǎn)換已經(jīng)取得一些進(jìn)展，但網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）標(biāo)準(zhǔn)工作組目前正著手制定多個(gè)功能的協(xié)調(diào)和管理事項(xiàng)。幾家運(yùn)營商正在開展相關(guān)試驗(yàn)以評估協(xié)調(diào)方法。鑒于應(yīng)用感知與策略和收費(fèi)系統(tǒng)，用戶數(shù)據(jù)，網(wǎng)關(guān)，會(huì)話和移動(dòng)管理緊密集成，SDN的可編程性與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化相結(jié)合將有助于控制網(wǎng)絡(luò)性能。