江中宇 常峻溪 朱繼軍 蘇煥哲

摘? 要：在網(wǎng)絡(luò)科技快速發(fā)展的當(dāng)今世界，信息化技術(shù)迎來(lái)了較大的發(fā)展?；诖朔N情況，作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)憑著自身能夠分類網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和控制層的特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用到了信息化技術(shù)當(dāng)中。軟件定義網(wǎng)絡(luò)不但能夠進(jìn)行集中化控制，還能夠在控制的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的架構(gòu)管理，并支撐網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用程序的動(dòng)態(tài)控制。

關(guān)鍵詞：流量工程? 軟件定義網(wǎng)絡(luò)? 網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)? 流量測(cè)量

中圖分類號(hào)：TP393.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）07（b）-0117-03

Abstract： In the rapid development of network technology in today's world， software defined network is a new network technology architecture， which separates the data layer of the network from the control layer of the network， and through the adoption of centralized control means， to simplify the current network technology architecture management， support the dynamic control of network service applications.

Key Words： Flow engineering;Software-defined networks; Network failure recovery; The flow measurement

自從改革開放以來(lái)，中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)也在快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)等設(shè)備的大數(shù)據(jù)接入設(shè)備的相關(guān)種類和接入設(shè)備的數(shù)目也在慢慢增加，而傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)則在網(wǎng)絡(luò)的管理問(wèn)題、擴(kuò)展性和網(wǎng)絡(luò)研究等相關(guān)方面的局限也在逐漸凸顯，具體表現(xiàn)為：互聯(lián)網(wǎng)研究者難以在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)研究驗(yàn)證;網(wǎng)絡(luò)管理人員無(wú)法根據(jù)自身需求進(jìn)行相關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化;互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)廠商不能有針對(duì)性地進(jìn)行快速研發(fā)部署[1]。

而作為新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)解決了過(guò)去互聯(lián)網(wǎng)于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展上的弊端。網(wǎng)絡(luò)控制層可以從信息邏輯上使各網(wǎng)絡(luò)科技的節(jié)點(diǎn)發(fā)揮集中信息的控制功能;網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層則通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制層提供的編程接口來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用;網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)層便負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流的運(yùn)行及轉(zhuǎn)發(fā)。

1? 軟件定義網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景

在信息化時(shí)代的大背景下，移動(dòng)終端和“云”技術(shù)應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生，并由此獲得了大發(fā)展。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)框架和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是遵循層次化原理的，整體形勢(shì)呈樹狀分布，比較契合C/S（客戶端與服務(wù)器）模式下的互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算框架。但是這種模式是具有一定的局限性的，它屬于靜態(tài)體系，不能很好地適應(yīng)現(xiàn)階段企業(yè)和社會(huì)的計(jì)算需求，逐漸成為了食之無(wú)味、棄之可惜的“雞肋”。基于此種情況，原有框架下的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代化建設(shè)的需求，進(jìn)而衍生出新的網(wǎng)絡(luò)定義[2]。其具體的產(chǎn)生背景主要體現(xiàn)在以下方面：

流量模式的大轉(zhuǎn)變。在現(xiàn)階段，企業(yè)的數(shù)據(jù)信息的流量模式已經(jīng)發(fā)生了較為明顯的變化。相較于之前傳統(tǒng)的C/S形式下的流量（即客戶端和服務(wù)器的數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，進(jìn)行傳輸行為時(shí)，會(huì)在這一過(guò)程中產(chǎn)生服務(wù)器對(duì)服務(wù)器之間的流量）模式，流量模式向著現(xiàn)代化和信息化轉(zhuǎn)變無(wú)疑是正確的。這主要是因?yàn)楝F(xiàn)在所需要的流量傳輸需要最大限度地突破時(shí)空間的限制，用戶和社會(huì)對(duì)流量模式的要求也更高。由此，軟件定義網(wǎng)絡(luò)在流量模式的轉(zhuǎn)變下誕生。

2? 軟件定義網(wǎng)絡(luò)中流量工程的相關(guān)內(nèi)容

2.1 流量工程定義

流量工程，也稱流量管理工程，是指優(yōu)化互聯(lián)網(wǎng)性能的一些方法，即針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)流進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分析預(yù)測(cè)以及進(jìn)行有目的的網(wǎng)絡(luò)管理。對(duì)于不同的互聯(lián)網(wǎng)類型，流量管理工程的相關(guān)技術(shù)都在不斷發(fā)展，以滿足廣大人民群眾的不同網(wǎng)絡(luò)需求。于20世紀(jì)80年代開始，ATM網(wǎng)絡(luò)開始流行，流量管理工程技術(shù)則用來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)擁堵問(wèn)題;而在90年代末興起的IP網(wǎng)絡(luò)中，流量管理工程就用來(lái)優(yōu)化IP網(wǎng)絡(luò)中的流量路徑，并提供給相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施應(yīng)用設(shè)備技術(shù)性的服務(wù)保證管理[4]。但是，IP網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)控制層面的應(yīng)用過(guò)于復(fù)雜，并且難以操作，此時(shí)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概念提出則解決了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)科技技術(shù)所存在的問(wèn)題。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)的提出及應(yīng)用引起了學(xué)術(shù)界以及研發(fā)界的轟動(dòng)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)為流量管理工程的應(yīng)用開展提供了更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，表現(xiàn)為：首先，軟件定義網(wǎng)絡(luò)為流量管理工程提供了集中控制的全局視圖，全局控制器可以得到實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)全局狀態(tài)、互聯(lián)網(wǎng)信息以及相關(guān)應(yīng)用的需求信息;其次，軟件定義網(wǎng)絡(luò)為流量管理工程提供了可編撰的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)層接口，網(wǎng)絡(luò)操作者可根據(jù)實(shí)時(shí)狀況對(duì)互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)行分配;最后，大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)制造廠商可以使用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)編程接口，并提供充分的互聯(lián)網(wǎng)開放性?？偠灾?，軟件定義網(wǎng)絡(luò)對(duì)于流量工程的優(yōu)勢(shì)可以進(jìn)行如下概括：

（1）流量的測(cè)量相關(guān)方面，軟件定義網(wǎng)絡(luò)不僅可以靈活部署互聯(lián)網(wǎng)的全局實(shí)時(shí)任務(wù)，還可以進(jìn)行測(cè)量收集互聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)信息，并對(duì)流量工程進(jìn)行集中監(jiān)控及統(tǒng)計(jì)管理。（2）流量的管理相關(guān)方面，在對(duì)網(wǎng)絡(luò)科技狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)相對(duì)應(yīng)的應(yīng)用需求軟件進(jìn)行綜合考慮的基礎(chǔ)上，以流量為單位，進(jìn)行靈活動(dòng)態(tài)的流量調(diào)度，從而使互聯(lián)網(wǎng)流量負(fù)載均衡。（3）網(wǎng)絡(luò)資源的利用及維護(hù)相關(guān)方面，軟件定義網(wǎng)絡(luò)支持存儲(chǔ)、寬帶等互聯(lián)網(wǎng)資源的實(shí)時(shí)分配，從而實(shí)現(xiàn)合理的網(wǎng)絡(luò)資源利用。

2.2 軟件定義網(wǎng)絡(luò)流量管理工程研究

流量管理工程的相關(guān)工作可從不同角度進(jìn)行分析研究。本篇文章按功能將流量工程的研究劃分為流量工程測(cè)量、流量工程管理以及流量的故障恢復(fù)三部分[5]。

對(duì)于流量管理工程的研究來(lái)說(shuō)，可靠性是構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)管理的一項(xiàng)重要因素。流量的測(cè)量部分主要任務(wù)在于負(fù)責(zé)監(jiān)督監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)流量，并將準(zhǔn)確的、實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)信息反饋到流量的管理調(diào)整模塊中心進(jìn)行相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)科技流量決策和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的流量控制，而流量工程的故障恢復(fù)與流量管理模塊并行，通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)信息，從而發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)救和處理。

3? 軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的流量測(cè)量

流量管理工程的順利開展取決于對(duì)互聯(lián)網(wǎng)流量對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息的實(shí)時(shí)測(cè)量，軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的流量測(cè)量主要解決部署、設(shè)計(jì)和支持測(cè)量任務(wù)，并為相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供實(shí)時(shí)有效的信息?？梢詮囊韵聨讉€(gè)角度進(jìn)行分類：

（1）從流量實(shí)現(xiàn)角度來(lái)看，基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的流量工程為集中分配互聯(lián)網(wǎng)任務(wù)提供了良好的渠道，但是，傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng)測(cè)量方法會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)流量管理的壓力，因此需要軟件定義網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量方法對(duì)這種問(wèn)題加以解決。（2）從流量測(cè)量角度看，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確以及實(shí)時(shí)正確的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量方式，在路由配置以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)則兼容方面會(huì)存在相關(guān)問(wèn)題。（3）從流量開銷控制角度看，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，有效的互聯(lián)網(wǎng)資源管理大部分會(huì)用于流量測(cè)量的計(jì)算，然而，由于互聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)有限，因此需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間進(jìn)行充分合理的利用[6]。

4? 軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的流量調(diào)度

隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化升級(jí)以及中國(guó)網(wǎng)絡(luò)科技的不斷擴(kuò)展，當(dāng)今世界的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用則越來(lái)越依賴于高效便捷的網(wǎng)絡(luò)工程管理，以便在更高效、成本更低、質(zhì)量更高的基礎(chǔ)上提供服務(wù)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)不但為當(dāng)前迅速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供優(yōu)異的平臺(tái)，并且完善了網(wǎng)絡(luò)工程管理的方式，取代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的片狀式管理。軟件定義網(wǎng)絡(luò)工程通過(guò)集中互聯(lián)網(wǎng)布局進(jìn)行實(shí)時(shí)策略部署，同時(shí)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)收集互聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。與此同時(shí)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)為處理網(wǎng)絡(luò)事件提供了更加快捷的反應(yīng)能力，從而降低了網(wǎng)絡(luò)事件管理的時(shí)間延遲。

5? 軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的故障恢復(fù)

軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的故障管理主要是指面向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)制造企業(yè)進(jìn)行的修復(fù)網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)中的基本問(wèn)題和故障。高效的互聯(lián)網(wǎng)故障管理需要實(shí)時(shí)響應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)的組件故障，并對(duì)修復(fù)可用的互聯(lián)網(wǎng)資源進(jìn)行重整分配，來(lái)保證互聯(lián)網(wǎng)故障服務(wù)的實(shí)用性。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，一般在大多數(shù)情況下都會(huì)通過(guò)使用互聯(lián)網(wǎng)傳輸層及網(wǎng)絡(luò)層相對(duì)應(yīng)的分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)故障及問(wèn)題恢復(fù)，這種協(xié)議會(huì)及時(shí)針對(duì)可能出現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)故障計(jì)算出相應(yīng)的資源分配方式，并在出現(xiàn)相應(yīng)的故障以后，及時(shí)采用提前設(shè)置好的消息恢復(fù)機(jī)制激活互聯(lián)網(wǎng)中備份的網(wǎng)絡(luò)修復(fù)方案。因此，軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的故障恢復(fù)可分為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)層故障恢復(fù)以及網(wǎng)絡(luò)控制層故障恢復(fù)兩種方式。

6 結(jié)語(yǔ)

軟件定義網(wǎng)絡(luò)工程具有控制邏輯分離和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)兩種特性，在促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新以及新型互聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展的同時(shí)，還可以有效采用互聯(lián)網(wǎng)流量管理工程，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量在整體上進(jìn)行動(dòng)態(tài)合理的調(diào)整。在當(dāng)前的新型網(wǎng)絡(luò)中，例如移動(dòng)群感知、D2D等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，都可以將互聯(lián)網(wǎng)控制和轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過(guò)采用集中的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)視圖決策，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流的合理調(diào)整需求。因此，基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的流量工程對(duì)于發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)軟件優(yōu)勢(shì)、驅(qū)動(dòng)新型網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)創(chuàng)新及科技發(fā)展具有無(wú)比重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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