隨著云計算、大數(shù)據(jù)等技術的發(fā)展，可以預見，在未來幾年，運營商會通過SDN技術讓其城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)承載云業(yè)務，因此需要一個多層的SDN架構來優(yōu)化路由網(wǎng)絡和傳輸能力，從而增加城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的靈活性、擴展性與效率。

云架構和云業(yè)務對傳輸網(wǎng)絡的影響

　　傳送網(wǎng)正在因“云”而變

　　允許應用按需使用IT計算和存儲能力，云計算已經(jīng)徹底改變了人們設計和運營數(shù)據(jù)中心（IDC）的模式。SDN技術將這一按需使用的概念引入到網(wǎng)絡中：允許應用像使用虛擬計算和存儲能力一樣消耗網(wǎng)絡傳輸資源。當云計算技術跨越城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)擴展到多個數(shù)據(jù)中心時，基于分布式云架構的新式應用需要運營商采用SDN技術來升級網(wǎng)絡。

　　整個通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始了向SDN演進的步伐，相應的技術建議包括網(wǎng)絡抽象化以及通過OpenFlow協(xié)議把私有的數(shù)據(jù)和傳輸層面能力開放給外部控制等。雖然這個起點不錯，但是運營商需要一個更加拓展的SDN架構來實現(xiàn)更大的價值，這個架構需要跨越多個層面（包括光層、電層、以太網(wǎng)層、IP層和IP VPN業(yè)務層）部署并改變拓撲、傳輸資源和物理掣肘信息的相互關聯(lián)。只有多層的SDN架構才有全網(wǎng)視圖和統(tǒng)一控制能力，實現(xiàn)SDN的美好愿景--增加城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的靈活性、擴展性與效率。

　　為何在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中部署SDN？

　　在傳統(tǒng)的城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中，網(wǎng)絡業(yè)務的部署一般通過復雜的IT/OSS系統(tǒng)使用低層不同廠商的API來實施，并經(jīng)由命令行界面或腳本文件進行人工配置，這要花費幾天甚至幾周時間。而現(xiàn)在，分布式云架構的出現(xiàn)必將對這一網(wǎng)絡運營模式產(chǎn)生巨大的影響。比如，一旦基礎傳輸網(wǎng)絡設施投入使用，企業(yè)用戶要求城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的傳輸業(yè)務要像數(shù)據(jù)中心一樣在幾秒鐘內(nèi)動態(tài)建立與刪除。這就要求運營商能夠保證快速按需提供滿足延遲、抖動和帶寬要求的傳輸業(yè)務。為此，需要摒棄耗時的手工業(yè)務部署模式，并以標準化的高層APIs來抽象化網(wǎng)絡。

　　當網(wǎng)絡流量模式開始變得更加動態(tài)后，原來動輒幾個月的網(wǎng)絡規(guī)劃周期將不再適用。為了保證網(wǎng)絡業(yè)務的QoS，運營商需要更加頻繁地重新審視網(wǎng)絡資源調(diào)配和進行流量工程決定。

　　值得一提的是，在把網(wǎng)絡業(yè)務要求映射到傳輸資源時，運營商需要進行實時網(wǎng)絡分析，從而既能夠選擇滿足客戶的SLA（服務等級協(xié)議）要求，也能夠保證傳輸資源以最經(jīng)濟的方式使用。為了協(xié)助實時路由選擇和計算，運營商需要具備實時全網(wǎng)視圖的能力和按需部署傳輸資源的能力，而這些多層全網(wǎng)視圖和控制能力在今天卻由于種種原因而不能實現(xiàn)。

　　為云業(yè)務而優(yōu)化的傳送網(wǎng)

　　為了承載云業(yè)務，運營商需要一個多層的SDN架構來把網(wǎng)絡劃分成兩個主要構件：網(wǎng)絡虛擬化自動化構件以及可編程的傳輸網(wǎng)絡。

　　上海貝爾認為可編程傳輸網(wǎng)絡構件的主要功能是提供高可靠和高性能的傳輸資源，包括跨越光層、電層、以太網(wǎng)層、IP層和IP業(yè)務層，并具備以下特點：一、專用NPUs和光傳輸器件提供從1層到3層最經(jīng)濟的梳理、交換和轉(zhuǎn)發(fā)能力；二、業(yè)界證明的分布式控制協(xié)議嵌入到網(wǎng)絡硬件中保證網(wǎng)絡的擴展性、穩(wěn)定性和保護性；三、開放式南向API接口（比如OpenFlow、NetConf、SNMP、RADIUS和DIAMETER）允許基于標準接口的應用與SDN控制器監(jiān)測及控制任意層面不同廠商的網(wǎng)絡資源；四、新的網(wǎng)絡能力，比如分段路由，可以通過離線路由計算支持新式的云業(yè)務。

　　面向云時代，網(wǎng)絡虛擬化和自動化構件須為應用提供高層抽象化的網(wǎng)絡視圖，并且具有實時全網(wǎng)視圖和控制能力。同時，這兩個構件能夠在普通的CPU平臺上以最低的成本實現(xiàn)最大限度的擴展：首先，SDN控制器被用來在一個或多個網(wǎng)絡層面配置網(wǎng)元；其次，策略驅(qū)動的業(yè)務部署允許網(wǎng)絡任務和業(yè)務被定義成策略，這樣網(wǎng)絡業(yè)務可以更加快速和更大規(guī)模部署；最后，策略可以把許多低層的網(wǎng)絡任務集成為高層的網(wǎng)絡功能，從而把不同廠商傳輸?shù)膹碗s性隱藏起來。通過網(wǎng)絡抽象化，運營商能夠?qū)崿F(xiàn)更快的創(chuàng)新和更好的競爭。另外，資源管理和控制包括資源管理器、ALTO和PCE。

　　SDN助力新業(yè)務模式拓展

　　SDN技術的引入完全是出于經(jīng)濟性的考慮。在進行任何投資決策前，運營商需要驗證SDN能夠帶來新的業(yè)務增加點，提升效率和靈活性，降低CAPEX和OPEX等。正如下面幾個應用案例所述，SDN能夠加速云業(yè)務部署并支持新的業(yè)務模式，而這一切的實現(xiàn)都不會對現(xiàn)有網(wǎng)絡業(yè)務的運營產(chǎn)生影響。

　　案例1：按需的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)業(yè)務

　　問題：客戶需要他們的網(wǎng)絡和帶寬服務根據(jù)數(shù)據(jù)中心虛擬機的移動而動態(tài)調(diào)整。在遵守現(xiàn)有網(wǎng)絡策略和安全策略的同時，需要動態(tài)支持網(wǎng)絡流量形態(tài)的變化，比如夜晚的數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)突發(fā)。

　　解決方案：允許客戶可以動態(tài)管理數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡連接服務。這種新的業(yè)務模式允許客戶重新分配數(shù)據(jù)中心之間已經(jīng)購買的帶寬，或者根據(jù)網(wǎng)絡流量形態(tài)的變化提供按需的額外帶寬。這種新的業(yè)務模式也允許客戶定義具體的業(yè)務要求，比如帶寬、時間和網(wǎng)絡連接的時間長度。

　　SDN的作用：這種類型的新業(yè)務可以通過基于策略的抽象框架快速定義。客戶的需求可以被映射到業(yè)務策略中，然后被某種形式的事件激發(fā)，比如當負責備份的虛擬機被創(chuàng)建時。之后基于策略的業(yè)務部署框架開始自動調(diào)用網(wǎng)絡資源，比如增加光業(yè)務ODU顆粒的大小，并在需求消失時將傳輸業(yè)務關閉。資源管理器通過管理帶寬來保證傳輸業(yè)務沒有過度使用。

　　案例2：按需的業(yè)務鏈創(chuàng)建

　　問題：包括IT和網(wǎng)絡連接在內(nèi)的端到端的云業(yè)務經(jīng)常分布在多個不同的數(shù)據(jù)中心，這使得把端到端的云業(yè)務集成在一起提供給遠程用戶變得非常困難。因為需要人工改變路由，這樣的業(yè)務實施會占用幾周的時間。

　　解決方案：通過為每一業(yè)務組合動態(tài)創(chuàng)建業(yè)務連鎖來加速高級業(yè)務部署并降低運營成本。

　　SDN的作用：PCE可以用來在虛擬機中間計算出最優(yōu)化的路由將網(wǎng)絡連接集成在一起，從而取消耗時的手工路由編輯工作。在這一過程中，可以使用網(wǎng)絡策略來把每個用戶映射到為他們優(yōu)化的城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)業(yè)務鏈中。業(yè)務鏈的網(wǎng)絡拓撲被保存在SDN的資源管理器中而不是傳輸設備中，這樣可以避免因為傳輸設備需要大量的CPU資源而進行網(wǎng)絡硬件升級。

　　案例3：動態(tài)路由選擇和流量定向

　　問題：網(wǎng)絡運營商與云業(yè)務提供商在決定怎樣定義流量和部署IT資源時必須考慮中間傳輸網(wǎng)絡的情況。這一信息可以用來幫助一組特定的用戶決定使用網(wǎng)絡中哪一個視頻緩存資源、虛擬機應該使用哪一個數(shù)據(jù)中心，或者在本地資源用盡時發(fā)現(xiàn)哪一個公共的視頻緩存器或數(shù)據(jù)中心可以提供額外的資源。

　　解決方案：允許用戶對兩個連接點網(wǎng)絡的連接要求作出聲明，比如延遲、抖動和帶寬。然后提供一種辦法來實時衡量并滿足這種網(wǎng)絡屬性的路徑和業(yè)務。

　　SDN的作用：多層網(wǎng)絡分析允許ALTO發(fā)揮最大的作用。比如從光傳輸?shù)慕嵌瓤?，兩連接點之間一條直接的光通道也許是最好的選擇。然而，在IP層面看來，經(jīng)過一個中間節(jié)點的路徑可能更好，因為它可以在滿足延遲需要的情況下提供更多的帶寬。對等點的堵塞和成本數(shù)據(jù)可以被用來決定哪一個對等點最適合于連接到公共的數(shù)據(jù)中心或者視頻緩存。這些映射關系可以在傳輸層面自動部署，或者傳遞給內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（CDN）或云協(xié)同層面（Cloud Orchestration）。

　　云計算和云業(yè)務的出現(xiàn)正在改變運營商的建網(wǎng)模式。SDN開始只是被用來虛擬化和自動化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡，現(xiàn)在也開始被用在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中優(yōu)化云承載。雖然一些關于通過OpenFlow來抽象傳輸網(wǎng)絡的工作已經(jīng)開始，但是這并不是完整的SDN解決方案。只有跨越多層（L0~L3）的SDN構架才有全網(wǎng)視圖和統(tǒng)一控制能力，才能增加云時代城域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的靈活性、擴展性和效率。