近年來,軟件定義的組網(wǎng)(SDN)打破了網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域多年來的沉寂,成為幾乎每個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的熱門議題。為什么SDN能夠引起那么多不同專業(yè)、不同背景人士的共同興趣?從戰(zhàn)略層面來看,SDN將為電信業(yè)帶來哪些全局性、顛覆性的變革?
1、電信業(yè)的探索
“治標(biāo)不治本的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)思路已經(jīng)難以為繼,需要突破性思路和根本性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變革。”
多年來,由于不斷借鑒計(jì)算機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新成果,電信網(wǎng)的功能和性能在不斷進(jìn)步。從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上看,電信業(yè)也在不同的專業(yè)領(lǐng)域不斷嘗試控制與交換/轉(zhuǎn)發(fā)/傳送的分離以及集中控制的思路,例如核心網(wǎng)中的SS/IMS、承載網(wǎng)中的MPLS、傳送網(wǎng)中的ASON等。
然而,從實(shí)際效果來看,電信業(yè)學(xué)習(xí)得始終不到位、不徹底。而且,這些探索都是各個(gè)專業(yè)自己的獨(dú)立探索,只涉及有限的專業(yè)領(lǐng)域或網(wǎng)絡(luò)層面,開放性極其有限、標(biāo)準(zhǔn)化程度很低,并沒有形成統(tǒng)一、跨網(wǎng)、跨層、跨域、跨技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、接口和協(xié)議,自然也沒有帶來全局性的影響和突破。
盡管電信業(yè)學(xué)習(xí)和借鑒了很多計(jì)算機(jī)技術(shù)的成果,但在技術(shù)思維方式上和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上卻一直在沿用傳統(tǒng)的軟硬件一體化的封閉架構(gòu)。
時(shí)至今日,這種進(jìn)展緩慢、昂貴、封閉的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與不斷創(chuàng)新、日益龐大的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的矛盾已經(jīng)日益尖銳,難以調(diào)和,這也成為電信網(wǎng)成本居高不下的根本原因。顯然,傳統(tǒng)的治標(biāo)不治本的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)思路已經(jīng)難以為繼,需要突破性思路和根本性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變革。
2、現(xiàn)有電信網(wǎng)的癥結(jié)
“現(xiàn)有封閉無序的體系架構(gòu)和封閉的網(wǎng)元架構(gòu)注定了網(wǎng)絡(luò)行為的不確定,也就難以支持QoS、擴(kuò)展性、安全性、可管可控可信任等要求。”
在蓬勃發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,現(xiàn)有電信網(wǎng)所暴露出來的主要問題可以歸納為以下四個(gè)方面。
第一,網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、剛性而昂貴。電信網(wǎng)通常由大量單一功能、專用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和碎片化、昂貴、專用的硬件構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)一旦建好,難以變動(dòng),無法快速配置資源和帶寬,支撐不了應(yīng)用層的新應(yīng)用、新使用方式、新商業(yè)模式。
第二,電信網(wǎng)的網(wǎng)元是軟硬件垂直一體化的封閉架構(gòu)。歷史上,電信網(wǎng)為了滿足不同業(yè)務(wù)、接入方式、質(zhì)量、安全等需求,引入了大量不同的控制協(xié)議,且綁定于特定轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議,構(gòu)成控制轉(zhuǎn)發(fā)一體化的封閉架構(gòu)。這種封閉的架構(gòu)導(dǎo)致設(shè)備本身日益臃腫、擴(kuò)展性受限、功耗很大、性能提升空間小、創(chuàng)新難、價(jià)格昂貴。一旦部署,就被廠家鎖定。從網(wǎng)絡(luò)角度來看,網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備種類和數(shù)目也越積越多,不僅造成硬件的大量重復(fù)和浪費(fèi),也帶來了網(wǎng)絡(luò)的高度復(fù)雜性,正越來越成為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維人員的噩夢。
第三,網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)形成了大量獨(dú)立的“煙囪群”。隨著技術(shù)與業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,新業(yè)務(wù)、新功能、新性能的提供往往需要開發(fā)新協(xié)議和新設(shè)備,造成設(shè)備種類和數(shù)量的大量繁衍,外加運(yùn)營商上下分割和部門間左右分割的格局和現(xiàn)狀,形成大批獨(dú)立封閉的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)“煙囪群”,成本高、資源不能共享、利用率低、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)難以協(xié)同和融合,無法以互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間快速支撐業(yè)務(wù)和應(yīng)用及使用模式的快速變化。
第四,電信網(wǎng)的運(yùn)營成本和建設(shè)成本居高不下。隨著網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,運(yùn)營商尤其是中國的電信運(yùn)營商不得不面對大量不同的廠家及不同設(shè)備的采購、設(shè)計(jì)、集成、互操作測試、部署配置、維護(hù)運(yùn)行、升級改造,導(dǎo)致居高不下的運(yùn)營成本和建設(shè)成本。特別是面對云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)變化對資源和容量的要求,以手工配置為主的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)根本無法快速支撐這些新技術(shù)、新業(yè)務(wù)的發(fā)展。
不難看出,上述這些問題多半與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有關(guān)。現(xiàn)有封閉無序的體系架構(gòu)和封閉的網(wǎng)元架構(gòu)注定了網(wǎng)絡(luò)行為的不確定,也就難以支持QoS、擴(kuò)展性、安全性、可管可控可信任等要求。云計(jì)算所需的靈活動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)資源配置、高效資源利用率、公平的資源分配均受制于這種網(wǎng)絡(luò)剛性架構(gòu)?梢,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的突破才是根本性突破,而這正是SDN的珍貴之處。因此,對于SDN的認(rèn)識絕不能僅僅停留在OpenFlow協(xié)議或網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的技術(shù)層面上,而要有系統(tǒng)的未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的整體思維和戰(zhàn)略認(rèn)識。
3、SDN的主要驅(qū)動(dòng)力
“隨著網(wǎng)絡(luò)量收剪刀差的持續(xù)擴(kuò)大,技術(shù)進(jìn)步的步伐已經(jīng)難以跟上流量的攀升和成本的上升,降低網(wǎng)絡(luò)成本已經(jīng)成為應(yīng)對量收剪刀差的基本出路。”
首先是為了降低網(wǎng)絡(luò)成本,特別是運(yùn)行、管理和維護(hù)(OAM)成本。隨著網(wǎng)絡(luò)量收剪刀差的持續(xù)擴(kuò)大,技術(shù)進(jìn)步的步伐已經(jīng)難以跟上流量的攀升和成本的上升,降低網(wǎng)絡(luò)成本已經(jīng)成為應(yīng)對量收剪刀差的基本出路,而現(xiàn)有僵硬的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)阻礙了這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。某著名咨詢公司甚至預(yù)計(jì)SDN架構(gòu)有可能降低30%~40%的總體擁有成本(TCO)和60%~80%的運(yùn)行、管理和維護(hù)(OAM)成本,而筆者以為即便能達(dá)到上述目標(biāo)的一半也是了不起的成就。
其次是為了業(yè)務(wù)靈活和創(chuàng)新能力。期望通過開放、靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶來業(yè)務(wù)創(chuàng)新和業(yè)務(wù)提供的靈活性與速度以及資源分配靈活性的根本改觀,從而適應(yīng)新的競爭形勢、新的應(yīng)用、新的使用方式、新的商業(yè)模式、新的用戶。
再次是因?yàn)楝F(xiàn)在已經(jīng)有廉價(jià)的商用IT平臺可用。五年來,隨著IT業(yè)在適度性能要求和寬松可靠性要求的前提下,持續(xù)不斷地降低成本,使得目前大容量服務(wù)器、存儲器和交換機(jī)等已經(jīng)基本具備支撐大量電信和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的能力。
最后,近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步,先是存儲技術(shù)和服務(wù)器的虛擬化已經(jīng)成熟并廣泛應(yīng)用,現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)也基本可用,從而允許抽象和屏蔽底層的硬件,使得網(wǎng)絡(luò)更有彈性和擴(kuò)展性、更高效和經(jīng)濟(jì),也更易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。