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SDN原理及场景应用分析

关键词：云计算；带宽利用率；控制器；分布式

随着云计算的发展，I如果内部元件存在严重磨损nternet 从最早承载海量文本/图片/视频，演变到高清直播占据主要流量。随着AR和VR的等新应用的到来，互联的流量还会持续高速增长。大部分的流量增长没有体现在运营商SP 的络中，而是速度快且精度高主要集中在OTT 络中。各OTT 都构建了全球规黑丝布模的骨干，OTT 的数据中心流量快速增长，带来OTT 络架构的快速迭代和升级。传统的设备形态和管工具无法适应流量和业务的快速发展。OTT 纷纷采用自研设备，引入SDN 来管理全球骨干。

引入SDN原因：1）链路带宽利用率低，WAN的出口设备有上百条对外链路负载均衡，为了避免很大的流量都被分发到同一个链路上导致丢包，不得不使用冗余链路，实际链路带宽利用率只有30%~40%，且仍不可避免有的链路很空，有的链路产生拥塞。2）路径不可控，从一个DC（数据中心）到另外一个DC，中间可以经过不同的DC，比如可以是 1 2 4，也可以是1 3 4，也许有的时候2很忙，3很闲，路径非最优。3）络可视，简化管理，增加络可见、稳定，用应用程序来控制络。通过SDN 控制器，搜集从BwE（带宽控制）汇聚来的各个 DC Cluster 主机流量请求，并接受允许host 发送流量。TE服务器跟关来通讯，采用混合SDN 模式，发现采用 IGP，对于 Tunnel 和 flow 的管理采用 OpenFlow，采用VFP/LPM 表。在每个 Site 有多个 SDN 控制器，一般一个控制器管理一个 building 里面的几十台交换机。

通过集中式流花鸟鱼虫量工程之后的络链路利用率在一天中的变化，链路利用率从原来的30%，提高到接近100%。而红色线代表高优先级的数据包与低优先级的比率，伊宁蓝线代表高优先级的丢包率，绿色标记了低优先级的丢包率，可以看出高优先级的数据包几乎保持着24小时的零丢包率，这样就可以满足那些对延迟要求较高的应用。

SDN络意义：1、通过分布式Controller的SDN应用，让更多的人了解到分布式Controller如何协同工作，以及工作的效果。2、用于数据中心互联的SDN实验，它证明了即使是在超大规模的络中，SDN也完全适用，尽管不能证明SDN在数据中心内部也能用，但至少可以证明它可以用于大型络。只要技术得当，可扩展性问题也完全可以解决。3、流量工程一直是很多数据中心以及运营商络的重点之一、 4、软件起到了决定性的作用，从应用程序到控制器，再到路由协议以及整个络的模拟测试平台，都离不开强大的软件能力。它充分展示了SDN时代，软件对络的巨大影响力以及它所带来的巨大（2）实验中注意运转声音价值。类比交通导航，需要中控控制，极大的提升交通效率。

目前各研发机构对于SDN的研发十分重视，随着传统CT向ICT转型的大趋势，目前主流设备供应商的控制器目前有SDON\SPTN\SIPRAN等，后续预研还包括IP+光协同、数据中心控制器、接入控制器等。设备控制器基于JAVA开发，模型定义参考ONF规范，采用OSGi模块化管理，提供CBB平台，南向采用OF+NETCONF。设备控制器平台层并发框架、集群等参考ONOS实现，己在移植到ONOS平台开发。其中已验证的场景包括业务发放和业务BOD，目前某移动SPTN已完成试点，络主要分为两类具体应用：小型化PTN和管改造控制彩瓦机械器。南方某联通完成跨地市跨厂家业务开通与发放。在某电信研究院完成了SDON现试点，各通信设备厂家的SDON设备VTS、BoD功能的进行成功测试，使设备电层业务完成了互通。

2012年业界已提出和部署了业界第一个流量工程调度，彻底颠覆了传统，基于大机和多机的运营商骨干建设思路。通过修改协议栈，转发机制，采用横向扩展路由器的方式支持流量5年增长 100 倍。虽然国外的方法不太适合中国 OTT（粗颗粒 SDN 方式更适合中国 OTT），但在解决实际架构问题中的思考和持续架构演进非常值得国内厂商学习。