中兴通讯 | 曾召军

IP+SDN构筑开放的电信网络

中兴通讯 | 曾召军

SDN因其开放的网络架构博得数据中心厂商青睐的同时，在电信网络也掀起一股热潮，这反映了SDN理念正从云端向管端蔓延。SDN究竟有什么魔力可以撬动电信网络，SDN给电信网络带来怎样的改变，其影响是循序渐进式还是革命性的？

封闭是传统电信网络的特征

相对于数据中心的百花齐放、百家争鸣，传统的电信网络是较为封闭的。一是网络技术封闭。电信网络采用了很多专有技术，如xDSL/X.25/FR/PDH/SDH/ATM等，专有技术完成了特定历史时期语音和数据传输使命，但是始终与通用的开放的IP技术脱节。二是网络架构封闭。电信设备集转发功能与控制功能于一体，转发与控制耦合度高，对外只提供少量的接口，大大限制了上层网络应用的快捷开发与部署。另外由于接口大多是私有的，需要通过SNMP等协议转换来管理异厂商设备，大大增加了网络管理复杂度。

封闭导致电信运营商困难重重

封闭给电信运营商带来诸多困难，这在电信网络高速发展期被掩盖了，但随着电信网络发展趋于稳定，封闭衍生的问题凸显出来。主要表现在3个方面。

首先是建网成本高。随着网络的发展，新功能需求层出不穷，而封闭的网络架构上新功能加载对网络稳定性有影响，也会造成设备复杂度大幅提高，尤其是设备控制层面，比如要支持更多的协议等，从而导致设备成本上升。设备成本上升最终转嫁到电信运营商头上，导致电信运营商资本性支出增大。另外由于设备更新换代快，电信运营商原有投资难以得到有效保护。

其次是网络运维难。封闭技术造成异构网络众多，电信运营商需要根据具体的设备形态安排具有相应技术背景的运维人员，这直接增加了运维人力成本。此外，随着网络的发展，设备数目越来越多，功能越来越杂，又来自不同的设备商，封闭的网络架构下，运维与设备强相关，运维工作量巨大，导致运营性支出增大。

最后是应用部署慢。封闭的网络架构下，新应用部署需要经过“电信运营商提出需求-设备商分析需求-设备商开发功能-电信运营商反馈效果-设备商改进”等多个环节，部署周期通常长达数月，乃至数年。新应用部署慢会导致电信运营商错失市场时间窗，自身被削弱。

IP+SDN构筑开放的电信网络

拥抱开放是电信运营商克服困境创造未来的变革之道，而选用开放的网络技术、开放的网络架构是电信网络实现开放的必要手段。近些年来，电信网络ALL-IP趋势愈演愈烈，业务层面，除了数据业务天然的IP特性外，语音业务也转换成IP包格式传输，如TDM over IP，ATM over IP；转发层面，基于IP/MPLS分组交换取代了传统的电路交换、信元交换等，开放的IP技术最终实现了业务和转发的无缝集成。

网络架构的开放是更深层次的开放，网络架构开放意味着网络主导权从设备转移到用户，用户能够更多地参与到网络控制中，SDN给网络架构开放带来了新思路。

SDN把网络分成三层：设备层、控制层和应用层。设备层是硬件层，专注于业务的物理转发；控制层和应用层是软件层，控制层通过控制设备层管理整个网络，控制层具有网络的全局视图；应用层在控制层之上，通过控制层提供的接口对网络进行编程。相比传统封闭的电信网络架构，SDN开放网络架构有诸多优势，主要体现在以下几个方面。

首先是降低设备复杂度，提高设备转发效率。SDN网络中，控制平面和转发平面分离，这延续了电信网络ASON的设计理念，但ASON只是实现了转发平面和控制平面的逻辑分离，两者实际上还是集成在设备上，而SDN把控制平面从设备物理上分离出来，形成独立的控制层，由此带来的是设备功能大幅简化，设备只专注于物理转发及与控制层的安全通信，设备转发效率大大提高。

其次是降低运维难度，提高网络利用率。SDN控制层集中管理网络中所有设备，对设备的操作在控制器上完成，运维人员只需掌握控制器便能控制整个网络，降低了运维难度。控制层还能虚拟整个网络为资源池，根据用户不同的需求灵活动态分配资源，大大提高网络利用率，另外控制器为不同的用户提供不同的网络视图，是VPN的另一种实现方式。

再次是利于网络应用多样化、敏捷化的实现。传统电信网络应用多集中在L1-L3，SDN是可编程的网络，应用层通过控制层提供的编程接口对底层设备进行编程，编程可以覆盖网络的L1-L7，丰富的编程接口把网络的控制权交换给用户，使用户参与到网络设计中来，极大地改变了用户体验，并推动网络应用蓬勃发展。

IP和SDN结合起来可构筑开放的电信网络。IP统一了业务流的格式，SDN设备层转发流表可按照纯IP，IP+波长/子波长，IP+MPLS等形成多个流匹配条件，通用的流匹配扩大了业务端到端传输范围。比如在传统电信网络，业务从接入到城域到骨干网，需要经过多次落地，而基于IP的SDN可实现业务不落地端到端传输。IP也可作为SDN控制层与设备层通信方案，成熟的IP协议可保证通信的即时性、可靠性与安全性。IP与SDN结合也可使基于IP的应用能够方便移植到SDN架构的电信网络中，给SDN产业的发展带来好处。

IP和SDN分别从业务和承载架构两个层面实现了网络的开放，但是网络的开放并非一蹴而就，而是循序渐进的过程。IP+SDN构筑开放电信网络的同时，需要与现有网络保持兼容，以保护用户投资，进而保护运营商的利益最大化。