SDN技术发展前景展望与应用问题探讨 资料汇编.docx

简析“SDN”技术发展前景展望摘要：随着互联网技术的不断深化和发展，网络的使用人群和使用规模正在不断扩展，传统的网络管理监督手段已经不能够满足当下互联网发展进程中的需求，网络升级和优化的方式也在不断提升自身的难度，这样一来网络整体的运行成本就会不断提升。为了有效的解决网络运行成本较大的现象，出现了软件定义网络(SoftWareDefinedNetwork,SDN),能够对网络运行中出现的转发面与控制面进行控制和解耦，是当下网络互联网环境发展进程中的重要技术手段。关键词：网络运维;软件定义网络;网络管理。引言SDN技术在当今互联网的运行和优化过程中是一种全新的网络框架，也是下一代网络技术研发的内容之一。由于SDN技术的提出和发展时间较短，在当下的实践应用中取得了成效和反馈较少，自身的安全隐患和问题也不容忽视1。例如，在商业角度上要求多样化的网络服务者提供信息进行交换是很难实现的，对于OPenFlow协议的完善也需要大量的技术支持。以上的众多问题都需要随着SDN技术的不断完善和建设逐渐解决。1 SDN技术发展趋势1.1 更加开放灵活的数据平面虽然当下阶段中SDN技术已经在应用上取得了较高的成绩，并且能够在互联网互联网建设中得到广泛的应用，具有一定的合理性和便捷性，但是在互联网整体的互联网建设的过程中仍旧存在较多的机制框架设计，在进行释放和获取数据的过程中十分复杂，整体流程实行的过程中具有一定的困难性，需要不同专业技术的人才进行整合和确认，具有极强的专业性和极高的复杂性2。SDN技术在实际应用的过程中需要大量的转向技术人员，然而现实情况中这一方向的人员数量较少，即便是能够掌握一部分工作技能的人才也不一定能够胜任SDN技术在现实情况中的应用。另外，在互联网设计的过程中SDN技术是实时更新的，需要进行工作人员的强化培训，进而保证工作人员能够在自身的工作进程中得到有效的提升和整合，进而促进工作的顺利完成。实际工作中相关企业很少在工作进程中能够对相关人员进行有效的培训和教育，造成了SDN技术掌握的人才匮乏，不利于互联网互联网建设中的有效应用。1.2 更高性能的开源网络硬件SDN技术在建设和使用的过程中具有一定的复杂性和多样性，其中包括的参数较多，在进行数据调研和使用的过程中会涉及到众多的文件和项目，在平台设计的过程中也对相关的设计人员提出了较高的要求。在互联网发展设计的过程中基本上是掌握关键性的设计参数和内容，根据CAD系统进行相应的平面图纸设计，建立立体图像信息，其中还有一部分的剖面图设计内容，结合以上的众多建设内容展开对互联网发展的建设。在使用SDN技术的过程中应该还原互联网的自身特点，整合互联网结构和内容，充分确定其中的梁高位置特征。不容忽视的是互联网自身具有一定的特里占，复杂性和多样性是不能避免的，在进行施工的过程中会出现信息传递失衡的现象，三维信息失真状态下能够借助SDN手段展现信息的直观性和真实性，保证信息进行有效的传递和使用。SDN模型是以“模库一体化”的形式收集高度真实的数字信息，在此基础上能够有效的整合和完善相应的设备参数，实现对互联网建设和设备的有效监督监管。对于传统意义上的互联网发展设计，能够对SDN技术支持下的信息更新及时有效的上传到移动终端上，管理人员根据相应的信息能够进行安全风险识别和判定，并且有效的采取相应的处理和整合手段，保证互联网建设运行的稳定性和可操作性3。1.3 更加智能的网络操作系统使用SDN技术能够将工作流程与工作进度之间进行相应的对比和分析，加强互联网建设进行过程中的监督监管工作，保证互联网建设能够在合理的范围内进行，给予工作人员和技术人员更为安全详实的保障。在SDN技术指导下的互联网发展设计的过程中能够将互联网中相关的水、电、暖等相关的设备和信息进行统一的配置，在三维直观的形势下进行信息获取和使用，进而获得互联网在自身参数、结构信息、能源需求等方面的关系，最大限度的满足互联网在互联网建设中的使用需求。使用SDN技术进行设计的过程中能够有效保障设计人员获得直观的第一手资料，并且在建设的过程中通过建模的形式直接获得互联网建设变化的情况，针对建设过程中出现的问题和变化进行有效的调整，及时发现互联网建设中的隐患和问题，保证设计流程与建设流程的高效性和稳定性，避免在互联网建设中造成消极影响与损失。1.4 网络设备的功能虚拟化SDN技术自身具备可视化、模拟化、信息整合等工作效能。互联网建设现场中能够给予大修工作更加完善的保障和监督监管，进行设备的结构整合、组装分析、施工顺序设定、安全监督监管等工作。有效保障互联网建设进行的稳定和高效。随着互联网的不断发展和进步，在电网互联网建设中也逐渐引进了具有现代化和科技化的技术和设备，南方电网已经在现阶段的工作进程中提出了“数字南网“（四大业务平台，三大基础平台，实现两个对接，建设完善一个中心）战略，而SDN互联网建设则是以上相关政策的重要保障，能够集中展现上述工作的成效和形式，实现“数字南网”的美好设想。在SDN技术的应用互联网环境下,能够构建有效的互联网互联网环境和平台，实现信息共享、团队工作、模型设计、互联网建设模拟等相应的工作职能，为电网大修创建多层次、多专业、多组织的可视化互联网建设，保障互联网建设进行中稳定有效的推进、工作环节的合理科学部署，降低互联网建设进行中的成本，建立健全相应的监督监管机制，进而有效提升整体工作的效率和质量。1.5 高度自动化的业务编排在SDN技术指导下的参数设计主要是指互联网发展中的信息数据建立，在SDN技术的使用过程中能够进行数据的整合和修改，有效实时更新参数信息。例如在某种互联网的互联网建设的过程中，应当首先进行互联网的参数设计图，并且结合互联网的具体情况和使用需求，布置互联网整体的互联网建设平面图，其中涵盖了互联网的互联网建设各项参数，在设计图完成之后将设计流程与互联网的具体情况进行对比和分析，能够明确设计流程与互联网自身之间的差异，进而进行有效的调整和完善。使用SDN技术能够对数据的变更进行及时有效的调整和充实，保证数据变化之后整体的设计流程有效性，并且能够根据参数的变化调节设计流程中的具体建设流程，更新原材料使用需求和内容，保障互联网发展设计的稳定性和准确性，提升互联网发展设计的水平和质量。2 SDN产业发展趋势2.1 数据中心场景下的创新应用在进行互联网建设的施工建设进程中，应当保证建设需求、使用设备、实际情况等因素能够相互适应，并且设备在运行和作业的过程中对互联网环境质量不会产生相应的影响。在方案设计的过程中应当明确建设的基本形式和主张，一方面保证在适当的成本条件下能够设计最具性价比的建设形式，避免施工质量影响互联网建设的整体效果。另一方面，在建设的过程中应当加工自然情况和建设流程相适应，在选择设备之前应当保证设备的型号和建设效果能够符合施工预期、气候互联网环境、土质条件等等相关因素，保证互联网建设能够符合国家相关规定和具体要求4。2.2 对运营商网络场景的创新应用(1)在SND技术的使用进程中应当建立智能分层结构，相关的信息能通过干线传输建立完整的传输流程和形式，并且一部分体积较大的网络水能够进行信息和食品的可靠性保障，相关设备的使用和技术的落实能够更具稳定性。(2)在互联网建设的建设进程中应当保证收费结算、监督监管、通信设施等能够具备相应完整的管理形式和流程，及时实现收费系统的稳定运行，信息的监督监管能够在第一时间实现，避免了信息的充分传递和资源浪费现象。(3)SND技术在建设和实行的进程中应当建立与区域交通建设吻合的形式，保证自身设备的运行能够符合区域互联网建设的发展需求，将大量的通信范畴均纳入到SND技术的建设进程中，实现区域内互联网建设的有效发展。(4)在SND技术建设的过程中应当将人工工作与智能化工作相结合，实现全程的监督监管和服务体系，并且能够将二者之间的工作信息实现全方位的整合和共同。使用3G视频标准技术，通过相应的信息整合和接入能够实现稳定的双线传输，保证信息获取和传递的稳定性和有效性5。2.3 实现产业界大规模商用部署SDN技术技术指的是将机械技术、电子信息技术、自动控制技术以及电子电力技术等等多种形式的技术进行整合，进而保障技术的综合发展。在内部控制方面进行研究指的是能够对系统进行有效的控制和整合，使用多种形式的作用力组成完善的系统，对于其中的各个要素进行相应的处理，进而保障系统的整体性和优化性，发挥众多因素的最大化能力。在程序运行的过程中能够有效调节其中的精准度，降低程序使用进程中的误差，减少程序运作的消耗，提升程序作业的稳定性和质量等等，进而能够实现复杂化的建设需求和形式。3结语SDN技术不断运行和完善的重要目标就是促进网络的发展和个性，能够帮助互谅网的发展框架建立健全，进而转变传统互联网发展进程中的封闭性和独立性，能够降低网络研发的标准和门槛，引导网络社会的开放性和包容性，促进网络市场的发展和繁荣。根据文章的论述能够明确，当下的网络社会发展中SDN技术正在逐渐进行自身的完善，随着网络社会的进步而逐渐进步，必将会给予中国互联网乃至世界范围内的网络发展一次整体性的变革，创建更为完善充实的网络社会。参考文献Ul杨阳.论SDN技术及其应用状况和发展J.通讯世界，2018(2)：27-28.12蒋林涛.SDNNFV与网络技术的发展方向J.中兴通讯技术，2016(6)：2-6.3王延松，李为朴，李海燕，等.“互联网+”时代SDN/NFV技术发展与实践J.信息通信技术，2016(5)：20-27.4沈灌，李文宇，张俊霞，等.SDNNFV专利态势与技术发展趋势J.信息通信技优2016(1)：17-21.5姜夏英，徐佳.浅谈“SDN”技术发展趋势J.中国新通信，2015(13)：11.浅析SDN网络技术的发展前景与应用问题应用阻HJ_.共应用商业区“JtLJ柠制坟*. .VM 软 FlGoogleSDN案例将分布于全球的11个数层中心用SDN技术互襄201蜂侬，20在加蛭对黜广域网带宽利用率骞升至接近Io0%«»侬曲目从9s理JlS图1SDN架构图2谷歌SDN案例本文系统地研究了SDN网络架构内容，对SDN中的关键技术和设备进行了分析，介绍了SDN技术的优势，并分析了当前SDN网络发展面临核心问题，对SDN网络的发展进行了展望。通过对SDN新型网络架构研究，其功能特性实现网络转发功能和控制功能彻底分离，在数据中心、广域网、WVLAN等组网领域具有明显优势，该技术是未来网络技术发展主流方向，逐渐受到用户青睐。随着大笳据时代的来临，云计算和大数据业务对网络的智能化、敏捷性要求越来越高，当今主流传统网络架构逐渐难以满足相关的业务需求，为了适应业务对快速网络部署的要求，SDN（软件定义网络）新一代网络架构的热度持续升温。通过SDN网络的部署，管理人员通过向设备内输入网络命令实现对网络中路由器和交换机等设备的控制。网络中的设备不但要具备数据的转发能力，还要具备网络的控制能力。网络部署人员能实现统架构进行重新规划和布局，将网络功能模块化，将设备的控制能力和对数据信息的转发能力进行分离，实现对功能的集中管理。从控制层面从全局掌控网络，成为网络的大脑与核心，转发层面只负责数据流的转发，对整个网络而言只作为透明的传输介质，具有实质意义。SDN（软件定义网络）的架构方式能够将设备的控制能力和对数据信息的转发能力进行有效分离，作为一种新型网络架构能够将数据信息的转发功能和设备的控制能力进行彻底分离，该架构为未来网络技术革新指明了方向，并逐渐受到各大企业信息管理人员的认可。在中国各个行业积极参与SDN技术应用与部署对我国网络技术发展与创新增强国家科技竞争力有着深远影响。二、SDN网络技术概要和认识SDN是SoftwareDefinedNetwork的缩写，软件定义网络，SDN并不是一个具体的技术，它是一种网络设计理念，最早起源于美国斯坦福大学实验室的研究项目，由MCKeoWn教授提出SDN最早的概念，设计初衷是为了解决无法利用现有网络中的大规模真实流量和丰富应用进行试验，以便研究如何提高网络的速度、可靠性、能效和安全性等问题。其基本思想是把当前IP网络互连节点中决定报文如何转发的复杂控制逻辑从交换机/路由器分离出来，以便通过软件编程实现硬件对数据转发规则的控制，最终达到对流量进行自由操控的目的。随着SDN的发展，越来越多的厂商加人SDN的研究行列。由于不同行业、不同应用对SDN有着各自不同的需求，因此在谈论SDN时通常也有着不同的理解。（）SDN架构图1SDN架构SDN是一种新型的网络架构，它的设计理念是将网络的控制平面与数据转发平面进行分离，并实现可编程化控制。其中，应用层包括各种不同的业务和应用;控制层主要负责处理数据平面自有的编排，维护网络拓扑，状态信息等;基础设施层（数据转发层）负责基于流表的数据处理、转发和状态收集。（二）SDN技术内涵SDN是为了应对当前网络中面临的扩展困难，灵活性不够等发展瓶颈问题,其主要目的是简化网络配置、管理，促进网络向动态灵活的方向演化，通过对网络进行高度抽象、虚拟化后，虽然会造成网络部分性能的能的下降。但带来了网络配置、管理的简化，和更加灵活高效的发展方向与新的管控策略。网络资源的配置就像在手机上安装应用程序一样，方便快捷。（三）SDN主要特征与优势SDN最主要的特征就是数据转发和控制分离，同时还具有网络虚拟化和开放接口等特征。数据转发和控制分离：将基础硬件与业务实现分离，其硬件仅负责数据转发和存储，将控制与转发分离后，更利于网络的集中控制，使得控制层获得网络资源的全局信息，并根据业务需求进行资源的全局调配和优化，整个网络可在逻辑上，被视作是一台设备进行运行和维护，无需对物理设备进行现场配置，从而提升了网络控制的便捷性。网络虚拟化:通过南向接口的统一和开放,屏蔽了底层物理转发设备的差异,实现了底层网络对上层应用的透明化。逻辑网络和物理网络分离后，逻辑网络可以根据业务需要进行配置、迁移，不再受具体设备物理位置的限制。开放接口：通过开放的南向和北向接口，能够实现应用和网络的无缝集成，使得应用能告知网络如何运行，才能更好的满足鹰用的需求，比如网络的带宽、时延需求，计费对路由的影响等。实现，用户自行开发网络业务并调用资源，加快新业务的上线周期。SDN的优势与价值明显实现了网络资源的使用效率，提升了网络虚拟化能力并加速了网络创新。还具有如下优势：无缝的版本升级解决设备版本升级对业务的影响;网络数据可视化;整体的流量调度。三、SDN技术发展趋势与存在的主要问题由于计算虚拟化驱动由静态到动态的网络变化，需要网络开放出来，能与虚拟化业务互通起来随需而动;二是云计算对资源的垂直整合驱动网络技术从独立演进到协同，网络作为一种资源被云计算整合到基础架构中，提供快速连接的服务趋势;三是云计算时代IT业务变化驱动由固定到可编程网络越来越快的变化导致网络资源需要随业务跨地域整合，驱动SDN技术不断的发展。（一）SDN国外应用案例Google的网络分为数据中心内部网络（IDCNetwork）及骨干网（BaCkbOneNetwork,也可以称为WAN网）。其中WAN网按照流量方向由两张骨干网构成,分别为：第一，数据中心之间互联的网络（Inter-DCWAN,&PG-scaleNetwork）,用来连接Google位于世界各地之间的数据中心，属于内部网络Google选择使用SDN来改造数据中心之间互联的WAN网（即G-scaleNetwork）促使Google使用SDN改造WAN网的最大原因是当前连接WAN网的链路带宽利用率很低。GoogleWAN网的出口设备有上百条对外链路，分成很多的ECMP负载均衡组,在这些均衡组内的多条链路之间用的是基于静态Hash的负载均衡方式，最主要的应用是流量工程，最主要的控制手段是软件应用程序。（二）厂商的技术不断投入由于SDN架构下，交换机功能简单且同质化，缺少市场价值。因此，对于以思科、华为技术为代表的传统设备商而言，SDN将使它们目前的优势地位面临巨大挑战。同时，由于SDN代表了网络虚拟化这一必然趋势，传统设备商也无法拒绝或回避。因此，它们多采用“两条腿走路”的方式：一方面，通过收购SDN初创公司、对原有设备进行SDN升级等手段密切跟踪SDN的发展;另一方面，则积极推出自己的SDN战略，力图利用现有优势地位掌握SDN发展的主导权，将之融人现有网络架构之中。这也就是设备要积极推动SDN与OPenFlOW解藕合的深层原因。（三）SDN面临的核心问题由于SDN的出现打破现有网络设备市场格局，为竞争者带来绝佳的机会，因而获得了大批创业者和各利益相关方的关注与积极参.大型互联网公司希望SDN提供掌握网络深层信息的可编程接口，以优化和提升业务体验;云服务提供商希望SDN提供网络虚拟化和自动配置，以适应其扩展性和多租户需求;ISP希望利用SDN简化网络管理以及实现快速灵活的业务提供;企棠网用户希望SDN实现私有云的自动配置和降低设备采购成本。大量的SDN技术的应用导致产生如下问题：软件复杂度高、系统稳定性存在隐患：SDN架构下，控制器需要为每一条流制定优化的路由策略，其运算压力之大可想而知，且这一压力会随控制网元数量的增加呈几何级上升。此外，由于不同应用会在SDN系统建立不同的逻辑网络，各应用程序彼此会妨碍对方的功能，资源竞争将会非常激烈。而从计算机程序的发展历史来看，为了协调各程序的运行，提高资源利用效率，往往会导致资源分配算法的复杂度和运算量呈指数级上升，进而存在成为系统瓶颈的可能。如何在软件复杂度和运算效率之间取得平衡是SDN面临的一大挑战。不同SDN产品间的兼容问题：目前，ONF仅定义了控制器连接交换机的南向接口，而尚未定义控制器之间的接口及控制器开放给应用程序的北向接口。原因是该组织认为现在标准化这些接口为时尚早，且可能会扼杀网络基础架构中关键组件的创新。但这也无疑增加了各厂商设备间互通的难度，导致各SDN产品存在兼容性问题，导致产品间的排他性严重，无法实现多网融合，阻碍了SDN规模应用。四、总结与展望长期以来，网络技术总是以被动方式进行演变，并且大量的技术革新都落地在网络设备本身，如带宽不断提升，从千兆到万兆、再到40G和IOOG;设备体系架构变化，也是为了性能地不断提升，从交换能力几十GbPS提升到T级别以致IooT级别;组网变化，网络设备的N：1集群性质的虚拟化，在一定范围内和一定规模上优化了网络架构，简化了网络设计。新的技术应用，总会引起设备的升级换代，并且随着流量的巨大变化。SDN的出现和理念演进，开始改变网络被动性的现状，使网络具备较大灵活程度的“定义”能力。这种可定义性，是网络主动“处理”流量而不仅仅是被动“承载”流量，并使得网络与计算之间的关系不仅仅是“对接”，而是"交互其技术理念体现网络智能管理能力，通过业务需求对资源快速进行调整，实现网络资源的重构，在更高层面满足业务需求，才是其技术发展的原生动力。