SDN技術和產(chǎn)業(yè)分析及運營商應對策略建議
樊勇兵，黃志蘭
（中國電信股份有限公司廣州研究院廣州510630）
摘要：軟件定義網(wǎng)絡(SDN)提出了一種全新的網(wǎng)絡設計理念，強調(diào)控制與轉(zhuǎn)發(fā)的分離以及網(wǎng)絡的可編程，實現(xiàn)網(wǎng)絡架構(gòu)的開放。SDN正和云計算一道重塑互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡模型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。介紹了SDN的基本概念、本質(zhì)及特征，分析了SDN核心技術體系及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，從運營商視角探討了SDN對未來網(wǎng)絡的影響，并給出了相應的應用建議。
1 SDN的概念、本質(zhì)及特征
1.1 SDN的概念和本質(zhì)
SDN（software defined networking，軟件定義網(wǎng)絡）是一種全新的網(wǎng)絡通信技術，顛覆了傳統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)，被視為下一代互聯(lián)網(wǎng)的核心技術，業(yè)界對其寄予厚望。SDN是適應云計算在計算虛擬化后對網(wǎng)絡虛擬化的需求而發(fā)展起來的，是云計算網(wǎng)絡的重要組成部分，代表著ICT產(chǎn)業(yè)整體軟件化的發(fā)展趨勢。其本質(zhì)是ICT產(chǎn)業(yè)鏈“逆源化”，用戶意志通過軟件自定義實現(xiàn)，標志著網(wǎng)絡正式進入“用戶定義市場”的時代。SDN體現(xiàn)開放性、靈活性、自主性與核心價值，正重塑互聯(lián)網(wǎng)基礎設施架構(gòu)乃至產(chǎn)業(yè)格局。
在產(chǎn)業(yè)各方彼此博弈，不斷營銷、放大的作用下，SDN形成流派眾多、缺乏統(tǒng)一定義的局面。狹義SDN是指ONF（Open Network Foundation，開放網(wǎng)絡基金會）定義的基于OpenFlow的SDN。ONF認為，SDN是一種將網(wǎng)絡控制功能與轉(zhuǎn)發(fā)功能分離、實現(xiàn)控制可編程的新興網(wǎng)絡架構(gòu)。這種架構(gòu)將控制層從網(wǎng)絡設備轉(zhuǎn)移到了外部計算設備，使得底層基礎設施對于應用和網(wǎng)絡服務而言是透明抽象的，網(wǎng)絡可被視為一個邏輯的或虛擬的實體。OpenFlow SDN強
調(diào)控制面與轉(zhuǎn)發(fā)面的分離，強調(diào)網(wǎng)絡的邏輯集中控制和開放可編程，很大程度上代表著用戶對未來網(wǎng)絡的訴求：開放、標準、可編程、低成本、廠商中立。這些要求與傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備廠商一直奉行的“私有化、定制化”原則是沖突的，給傳統(tǒng)通信廠商帶來了巨大的沖擊。在這種情況下，網(wǎng)絡設備商通過IETF對SDN重新定義，形成SDN的另外兩個分支：overlay和I2RS。前者強調(diào)通過軟件的方式在現(xiàn)有網(wǎng)絡架構(gòu)上疊加邏輯網(wǎng)絡，實現(xiàn)業(yè)務與承載分離；后者強調(diào)
現(xiàn)有網(wǎng)元在設備級控制平面的開放，維持現(xiàn)有路由體系架構(gòu)不變。顯然，IETF(Internet Engineering Task Force，國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務組)定義的SDN更強調(diào)現(xiàn)有網(wǎng)絡基礎上的控制能力開放。
現(xiàn)在，業(yè)界對SDN的理解已遠超ONF定義的范疇，越來越多的其他技術被納入SDN，如前文提到的overlay和I2RS以及ForCES、PCE和NFV等。廣義的SDN泛指向上層應用開放接口，實現(xiàn)軟件編程控制的各類基礎網(wǎng)絡架構(gòu)。
1.2“理想”SDN的特征
與IP、ATM等網(wǎng)絡技術不同，SDN并不是一項具體的網(wǎng)絡技術，而是一種網(wǎng)絡設計理念。它是人們針對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)設計的不足而提出的一種改進思路，希望從架構(gòu)、設備等層面對現(xiàn)有網(wǎng)絡作出深層次的變革，使其變得更加開放、通用、靈活和支持創(chuàng)新。
SDN對未來網(wǎng)絡的深遠影響可比肩于云計算、虛擬化技術對IT的影響。梳理出“理想”SDN的5個特征。
(1)開放性：縱向分層解耦，橫向分區(qū)互通
縱向分層解耦體現(xiàn)在業(yè)務與網(wǎng)絡分離、控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離、軟件與硬件分離，各層通過標準開放協(xié)議相互通信，層與層間松散耦合。
在現(xiàn)有網(wǎng)絡中，業(yè)務與網(wǎng)絡緊耦合，因為網(wǎng)絡智能集成在設備內(nèi)，業(yè)務對網(wǎng)絡的需求如連通性、QoS、租戶隔離等，最終以協(xié)議和配置的形式部署在網(wǎng)絡設備上，缺乏靈活性。在SDN中，業(yè)務和應用通過控制器開放的北向接口對網(wǎng)絡進行操作，由控制器完成外部業(yè)務請求到底層網(wǎng)絡行為（如路由規(guī)則和QoS限制等）的轉(zhuǎn)換�？刂茖酉蛏掀帘瘟说讓泳W(wǎng)絡的實現(xiàn)細節(jié)。
在網(wǎng)絡架構(gòu)層面，SDN要求控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離。只有打破傳統(tǒng)網(wǎng)絡控制與轉(zhuǎn)發(fā)一體的封閉模式．才有可能實現(xiàn)網(wǎng)絡架構(gòu)開放，釋放SDN創(chuàng)新的潛能。
在網(wǎng)絡設備方面，在開放計算項目(Open ComputeProject，OCP)以及芯片商、ODM廠商、互聯(lián)網(wǎng)用戶的聯(lián)合推動下，正在朝著模塊化、開放標準化方向演進，軟硬件分離已經(jīng)成為一種趨勢，SDN進一步加速了這一趨勢。SDN將復雜的網(wǎng)絡控制功能抽離出來，以軟件形式運行在通用服務器上，網(wǎng)絡設備被簡化成只需具有轉(zhuǎn)發(fā)功能的廉價通用商品化硬件。NFV對軟硬件分離進行了更徹底的詮釋，網(wǎng)絡功能被抽象成運行在通用服務器上的軟件實體。
橫向分區(qū)互通：SDN要求通過標準、開放的東西向接口實現(xiàn)SDN的橫向擴展，不同廠商的設備和控制器間可以相互操作、相互替換。
(2)資源池化
在傳統(tǒng)網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡作為一種靜態(tài)資源很難迅速響應業(yè)務的改變，必須在使用之前先規(guī)劃好容量，預設好規(guī)則。一旦業(yè)務發(fā)生變化，網(wǎng)絡的調(diào)整需要人為進行，可能因為涉及過多設備、配置過于繁瑣或流程過于復雜而難以實現(xiàn)。SDN支持網(wǎng)絡虛擬化和自動化部署，使得網(wǎng)絡變?yōu)榭沙鼗膭討B(tài)資源，能夠根據(jù)需求靈活調(diào)整，從而提升網(wǎng)絡效率。
(3)服務能力化并通過開放可編程方式提供給用戶
網(wǎng)絡本質(zhì)上提供的是連通性服務。當這種服務以能力化的方式對外提供時，意味著第三方或者最終用戶可以根據(jù)自己的意愿按需使用，這里的“需”包括使用時間、價格、能力參數(shù)、能力組合、商業(yè)模式等，具體的使用方式則是調(diào)用開放的API。理想SDN對外開放的接口應該盡可能涵蓋用戶所有需要的網(wǎng)絡能力、顆粒度與組合方式，是標準的、統(tǒng)一的、易于理解和可用的。
(4)轉(zhuǎn)發(fā)面抽象
在SDN中，網(wǎng)絡設備被抽象成簡單的轉(zhuǎn)發(fā)設備，無需理解和處理各種網(wǎng)絡協(xié)議，僅需聽從控制器的指令，根據(jù)控制器下發(fā)的規(guī)則進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。對于上層應用和網(wǎng)絡服務而言，轉(zhuǎn)發(fā)面僅僅是執(zhí)行上層指令而已，簡化了應用和服務的開發(fā)周期，有助于推動網(wǎng)絡業(yè)務創(chuàng)新。
(5)集中控制
網(wǎng)絡控制功能集中在外部控制器實現(xiàn)，集中控制容易獲得全局網(wǎng)絡視圖，有助于根據(jù)實際業(yè)務需求和網(wǎng)絡狀態(tài)對整網(wǎng)進行全局優(yōu)化，提高網(wǎng)絡效率。
2 SDN核心技術
2.1 SDN核心技術體系
圖1從概念級別給出了SDN的核心技術體系。
·最上層是解決方案層，以OpenFlow、overlay、I2RS為代表。這3種制式的特點不同，對底層承載網(wǎng)絡的要求也各不相同。OpenFlow SDN采用不同于TCP/IP的網(wǎng)絡架構(gòu)，強調(diào)控制轉(zhuǎn)發(fā)分離，轉(zhuǎn)發(fā)面根據(jù)控制器指令工作，完全不自主；overlay SDN通過軟件方式疊加邏輯網(wǎng)絡，對底層承載網(wǎng)絡無要求，不關心轉(zhuǎn)發(fā)如何實現(xiàn)；I2RS強調(diào)現(xiàn)有網(wǎng)元在設備級控制平面的開放，維持現(xiàn)有路由體系架構(gòu)不變，不關心外部控制器如何實現(xiàn)，網(wǎng)絡設備完全自主。不同的轉(zhuǎn)發(fā)面要求導致截然不同的控制器哲學。
·以OpenFlow為代表的傻瓜式轉(zhuǎn)發(fā)面，需要功能完備的主控型控制器。
·overlay對轉(zhuǎn)發(fā)面不做限制，其控制器介于主控型和代理型之間。
·以I2RS為代表的分布式轉(zhuǎn)發(fā)面對控制器的需求相對弱化，只需要代理型控制器。
中間軟件、網(wǎng)元功能NFV和網(wǎng)元硬件三大模塊展示了未來網(wǎng)絡承載層的演進趨勢。在軟硬件分離的趨勢下，網(wǎng)元硬件將向商品化硬件(commercial off-the-shelf，COTS，商用現(xiàn)成品或商用貨架產(chǎn)品）演進，網(wǎng)絡設備由”黑盒”設備向裸機( bare-metal)或“白盒”設備轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)由設備廠商主導的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)將從硬件中分離出來獨立存在，并向基于標準Linux的通用發(fā)行版演進，這意味著現(xiàn)有服務器領域的大量軟件資源及網(wǎng)絡功能協(xié)議組件等將成為可復用的標準中間軟件。網(wǎng)絡功能從一體化設備分離出來后，大量業(yè)務網(wǎng)元（目前主要針對轉(zhuǎn)發(fā)性能要求不高的網(wǎng)元）將以NFV的形式實現(xiàn)。
2.2 SDN技術發(fā)展現(xiàn)狀
作為一種革命性技術，SDN給ICT行業(yè)帶來了巨大的沖擊。雖然相關技術遠未成熟，但是業(yè)界已經(jīng)從標準、開源、商用解決方案、應用等方面對SDN展開了全面的探索。表1從技術成熟度和產(chǎn)品成熟度角度對SDN核心技術進行了分析，并給出了相應的技術適用性和發(fā)展判斷。
總體而言，SDN仍處于發(fā)展初期，相關技術和產(chǎn)品仍在不斷的發(fā)展和完善，標準遠未成熟。SDN各關鍵技術和技術制式間發(fā)展差異較大，成熟度和適用性各不相同。
OpenFlow SDN雖然已經(jīng)在Google等大型互聯(lián)網(wǎng)公司應用，但其技術門檻高，并且面臨算法、架構(gòu)、硬件等問題，在大規(guī)模復雜場景的應用還有很長的路要走。業(yè)界OpenFlow SDN商用解決方案還較少，總體仍處于觀望狀態(tài)，OpenFlow的未來發(fā)展還有很大的不確定性。
應用于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡虛擬化的overlay技術相對成熟，主流廠商的SDN商用產(chǎn)品主要集中在這個方向，其產(chǎn)品成熟度最高，前景看好。雖然業(yè)界已有不少overlay SDN商業(yè)解決方案，但這些方案在功能、性能、開放性和兼容性等方面都還有明顯缺陷，對虛擬化平臺和云管理平臺的適配能力也還不足。
12RS完全依賴于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈，可有限用于現(xiàn)網(wǎng)改造，標準和商品化進展緩慢。目前，除思科的OnePK外，業(yè)界基本沒有I2RS商用方案。
NFV在很大程度上代表未來業(yè)務網(wǎng)元的發(fā)展方向，獲得業(yè)界的普遍認可，但相關標準和技術還不成熟，成熟的商用產(chǎn)品欠缺。
在網(wǎng)元硬件和中間軟件方面，裸機交換機、白牌(whitebox)機等基于商品化硬件(COTS)的廉價網(wǎng)絡設備已經(jīng)出現(xiàn)，并呈現(xiàn)良好的市場態(tài)勢，獲得越來越多的主流廠商以及初創(chuàng)公司的關注。ONIE中間件已經(jīng)成型。但是，部分核心組件如基于Linux的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、ASIC硬件編程抽象標準及硬件設備規(guī)范等仍然缺失�；谏唐坊布木W(wǎng)元硬件仍處于發(fā)展的起步階段，相關的標準和技術遠未成熟，規(guī)模應用尚需時日。
“拿來即用”的SDN -攬子解決方案尚不存在，SDN距離規(guī)模商用還有點遠。對用戶而言，中短期業(yè)務部署應更關注overlay、NFV和I2RS，中長期演進應更關注overlay、NFV、COTS、中間軟件和OpenFlow。
2.3 SDN面臨的主要技術問題
OpenFlow SDN是一種全新的網(wǎng)絡設計理念，相對其他SDN制式而言，對網(wǎng)絡的影響更為深刻，將改變網(wǎng)絡的架構(gòu)模型和設備形態(tài)。
從架構(gòu)層面看，OpenFlow采用集中控制的模型，網(wǎng)絡指令由控制器統(tǒng)一下發(fā)給交換機。規(guī)模應用面臨的首要問題是，控制器和交換機之間用于下發(fā)指令的信令網(wǎng)如何建設。OpenFlow規(guī)范本身并沒有規(guī)定控制器和交換機間通過何種網(wǎng)絡通信，只是要求兩者間的通信要按照OpenFlow協(xié)議規(guī)定對消息進行封裝，OpenFlow信令通道可以采用TLS加密，也可以直接基于TCP傳輸。由于信令網(wǎng)的質(zhì)量直接影響網(wǎng)絡的可靠性、效率以及規(guī)模，因此，在OpenFlow網(wǎng)絡設計過程中，需要合理考慮信令網(wǎng)的構(gòu)建方式，例如采用異種網(wǎng)絡還是OpenFlow網(wǎng)絡，帶內(nèi)控制還是帶外控制。
雖然OpenFlow網(wǎng)絡的控制是集中實現(xiàn)的，但底層轉(zhuǎn)發(fā)平面還是分布式系統(tǒng)。那么，將集中的控制指令下發(fā)到分布式的轉(zhuǎn)發(fā)平面時，如何保證網(wǎng)絡狀態(tài)的一致性，包括保證指令的接收順序和安裝順序以及相同規(guī)則在不同轉(zhuǎn)發(fā)設備間的時效性。此外，集中控制雖然更容易實現(xiàn)復雜算法，但實際上，很多算法如流量工程、虛擬網(wǎng)絡映射、虛機放置問題等都是NP難的，這對期待SDN解決的問題給出了一個規(guī)模上的“天花板”。集中控制的方式也容易導致控制器因頻繁響應網(wǎng)絡事件而成為網(wǎng)絡的性能瓶頸。
在設備形態(tài)方面，OpenFlow通過流表抽象，將路由器、交換機等網(wǎng)絡設備統(tǒng)一為OpenFlow交換機。OpenFlow交換機不再具有復雜的網(wǎng)絡智能，只需要接收指令并根據(jù)指令快速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡設備由智能轉(zhuǎn)發(fā)硬件轉(zhuǎn)變成傻瓜轉(zhuǎn)發(fā)硬件，帶來的最大好處是硬件成本的降低以及解除廠商鎖定的風險。對于OpenFlow交換機而言，在去除復雜的網(wǎng)絡協(xié)議后，主要考慮的問題是如何在成本和靈活性之間進行折中，使得網(wǎng)絡設備的轉(zhuǎn)發(fā)功能更為強大。
與傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備根據(jù)路由表按照IP地址前綴轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組不同，OpenFlow交換機根據(jù)流表規(guī)則處理數(shù)據(jù)分組。流表支持任意定義匹配字段和處理方式，是無語義、無狀態(tài)的。雖然流表給OpenFlow網(wǎng)絡帶來了更大的靈活性，允許實現(xiàn)可變粒度的網(wǎng)絡控制，但是無語義、粒度不受限制的流表規(guī)則生成方式可能導致流表規(guī)模不可控，進而降低OpenFlow網(wǎng)絡的可用性。為了提高轉(zhuǎn)發(fā)速度、提高網(wǎng)絡可靠性，在設計OpenFlow網(wǎng)絡時，需要合理設計控制粒度，以有效控制流表規(guī)模。轉(zhuǎn)發(fā)硬件也需要盡可能在合理成本和集成度下實現(xiàn)硬件線速查找、去重、去沖突等復雜功能。
當前商業(yè)芯片協(xié)議固定、流程固定的處理方式也無法很好地適配OpenFlow靈活定義匹配字段、靈活定義執(zhí)行動作、支持流水線任意跳轉(zhuǎn)和流水線長度可變等需求。在OpenFlow專有芯片出現(xiàn)以前，OpenFlow的應用能力將受轉(zhuǎn)發(fā)芯片限制。
OpenFlow SDN通過開放轉(zhuǎn)發(fā)設備的編程能力，使得用戶得以靈活編程網(wǎng)絡的行為。雖然通過控制器抽象能夠在一定程度上簡化網(wǎng)絡開發(fā)的難度，但是，由于應用開發(fā)直接面向流表，需要生成和安裝流表，因此編程者還要直接面對網(wǎng)絡，甚至涉及原理和細節(jié)，對開發(fā)者的要求較高。
這些問題嚴重限制了OpenFlow的網(wǎng)絡規(guī)模，亟需解決。在解決這些問題之前，更重要的是選擇合適的應用場景。
overlay SDN構(gòu)建在現(xiàn)有網(wǎng)絡上，對網(wǎng)絡的影響最小。它通過隧道的方式在物理網(wǎng)絡上疊加虛擬的邏輯網(wǎng)絡，為用戶構(gòu)建虛擬專網(wǎng)，使得多個用戶能夠共享同一物理網(wǎng)絡架構(gòu)。本質(zhì)上，overlay SDN與傳統(tǒng)的MPLS VPN都是隧道，但是它們在協(xié)議類型、協(xié)議層次、控制方式和UMB實現(xiàn)方式上均有所不同：傳統(tǒng)MPLS VPN采用分布式控制方式，隧道的建立、標簽分發(fā)均由設備間通過標準協(xié)議完成：overlay SDN則在轉(zhuǎn)發(fā)層之外通過控制器對疊加層進行集中控制，由控制器完成隧道端點和標簽信息的維護。兩者的控制范圍也不同，overlay SDN對于疊加層的控制不需要像LDP那樣作用于所有網(wǎng)絡節(jié)點，而僅需作用于網(wǎng)絡邊緣（即隧道終點）。overlay SDN實現(xiàn)了業(yè)務與網(wǎng)絡的完全解耦，對業(yè)務而言，承載網(wǎng)絡似乎根本不存在。
對overlay SDN而言，最大的問題在于疊加網(wǎng)和承載網(wǎng)的脫離。雖然疊加層非常靈活，但是由于缺乏中間層，以致疊加層與承載層完全脫節(jié)，二者無法互感知、配合，帶來的最直接問題是，無法根據(jù)疊加層的實際業(yè)務情況優(yōu)化底層承載。此外，overlay SDN也面臨性能、同時管理兩張網(wǎng)絡的復雜性等問題。在應用overlay SDN解決方案時，重點要解決的是疊加網(wǎng)和承載網(wǎng)的感知和配合問題，以優(yōu)化網(wǎng)絡承載和運營。
NFV面臨的主要技術問題是性能問題，限于篇幅，這里不展開討論。
12RS不是本文關注點，COTS和中間軟件目前主要面臨的不是技術問題而是產(chǎn)業(yè)鏈支持問題，在此也不贅述。
3 SDN產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析
(1)ICT全面跨界融合與競爭，SDN產(chǎn)業(yè)鏈仍未發(fā)展成型
SDN重塑ICT產(chǎn)業(yè)格局，推動IT和CT產(chǎn)業(yè)全面跨界融合與競爭：CT產(chǎn)業(yè)封閉壁壘消除，面臨IT全面侵蝕；網(wǎng)絡價值由硬件向軟件轉(zhuǎn)移：產(chǎn)業(yè)鏈各角色跨界融合，相互進入，競爭日趨激烈；網(wǎng)絡門檻下降，行業(yè)更加開放，傳統(tǒng)運營商、設備商對網(wǎng)絡控制力下降，中小、初創(chuàng)公司獲得更多機會。
目前，SDN產(chǎn)業(yè)鏈仍在快速發(fā)展中，尚未成型。產(chǎn)業(yè)主要參與者包括芯片廠商、傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備商、傳統(tǒng)IT設備商、軟件商、集成商、新興公司、互聯(lián)網(wǎng)公司、電信運營商和學術界。產(chǎn)業(yè)角色總體分為SDN使能者和SDN使用者。在云業(yè)務驅(qū)動下，運營商和OTT公司成為SDN的主要使用者。
產(chǎn)業(yè)各方對待SDN的態(tài)度呈現(xiàn)積極推動和保守應對兩極分化，總體表現(xiàn)為重視SDN發(fā)展。
·運營商和OTT公司基于明確的業(yè)務發(fā)展需求對SDN態(tài)度積極。研究表明，約93%的運營商將在未來5年陸續(xù)部署SDN。部分OTT企業(yè)已率先實現(xiàn)SDN商用，成為SDN應用的先行者。兩者呈現(xiàn)新的競合關系，orT比以前掌握更多的網(wǎng)絡話語權(quán)，運營商則面臨進一步管道化風險。
·IT和CT設備商全面拉開競爭序幕。網(wǎng)絡設備商奏響市場防衛(wèi)樂章，態(tài)度由保守變?yōu)楸粍臃e極，兼顧傳統(tǒng)和新興領域，主推現(xiàn)有轉(zhuǎn)發(fā)面開放或網(wǎng)絡邊緣的有限開放。IT設備商借機侵蝕，開拓新市場空間，態(tài)度激進，主推軟硬分離和轉(zhuǎn)發(fā)面標準化。
·芯片商、軟件商、新興公司希望獲得更大市場空間，成為新技術的主要驅(qū)動力。
(2)產(chǎn)業(yè)競爭格局日趨明朗，SDN圈地競賽圍繞三大解決方案展開OpenFlow、overlay和I2RS 3類解決方案對網(wǎng)絡的變革程度依次降低，為產(chǎn)業(yè)各角色布局SDN提供了可選籌碼。傳統(tǒng)設備廠商總體希望固守分布式智能網(wǎng)絡設備，主推I2RS類SDN解決方案，變相影響用戶對SDN的認識（如思科OnePK，ACI）。overlay類解決方案技術相對成熟，對現(xiàn)有網(wǎng)絡沖擊較小，更易于被SDN使用者接受，成為產(chǎn)業(yè)各方競爭的焦點。overlay類解決方案中VNE (virtualnetwork edge，虛擬網(wǎng)絡邊緣，即隧道封裝端點(如VTEP)）部署位置決定著網(wǎng)絡控制權(quán)歸屬何方，是軟件商和網(wǎng)絡設備商的核心爭奪點。配合廉價白牌機／裸機交換機使用的OpenFlow SDN解決方案成為初創(chuàng)公司突破云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡市場的利劍，并且隨著標準的發(fā)展(TTP/NDM)和產(chǎn)業(yè)支持度的提升(OF-DPA)，逐漸找到市場空間。出于整體解決方案的可預見性、可管理性、兼容性和性能考慮．overlay類和OpenFlow類解決方案將互相借鑒，最終控制器統(tǒng)一管理物理網(wǎng)絡和虛擬網(wǎng)絡。
(3)市場持續(xù)火爆，SDN成為未來網(wǎng)絡增長點
2013-2015年，SDN資本及商業(yè)市場持續(xù)走熱，融資、收購動態(tài)頻現(xiàn)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備廠商、IT設備廠商、大型軟件公司通過收購、合作、自我革新等方式迅速完善SDN產(chǎn)業(yè)布局。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅在2012-2013年，就有約20家不同規(guī)模的SDN公司被收購，總金額近百億美元。SDN初創(chuàng)公司持續(xù)獲得資本市場青睞，2014年，Arkin Net、Plexxi、vArmour Networks、GuardiCore和Pica8等公司都獲得了百萬甚至千萬美元級別的融資，并且保持節(jié)節(jié)攀升的發(fā)展勢頭。2015年，將有更多的SDN初創(chuàng)公司被收購或者融資，預計由融資或上市帶來的SDN市場估值超過200億美元。預計到2018年，全球運營商SDN/NFV市場規(guī)模將從2013年的不足5億美元飆升至110億美元。SDN已經(jīng)被整個行業(yè)接受，將成為未來網(wǎng)絡新的增長點。
4 SDN對未來網(wǎng)絡發(fā)展的影響
短期來看，SDN將以新型云計算數(shù)據(jù)中心為突破點，在全網(wǎng)則呈現(xiàn)點狀應用、局部部署的態(tài)勢，對現(xiàn)有網(wǎng)絡架構(gòu)的影響是滲透式的：長遠來看，SDN與云計算結(jié)合，將對整個互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)產(chǎn)生深遠的影響，甚至重構(gòu)網(wǎng)絡模型。
(1)和云計算一道，改變互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡模型，形成以數(shù)據(jù)中心為中心的網(wǎng)絡架構(gòu)
①未來數(shù)據(jù)中心將成為用戶業(yè)務處理中心和互聯(lián)網(wǎng)流量集散中心
云計算改變IT使用模式和互聯(lián)網(wǎng)流量模型，與SDN兩者結(jié)合共同推動數(shù)據(jù)中心核心地位。未來的數(shù)據(jù)中心不僅和最終用戶交互流量，用戶的業(yè)務系統(tǒng)也會駐留其中，數(shù)據(jù)中心間還需要大量交互流量，從而形成獨立于傳統(tǒng)骨干網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡（DCI網(wǎng)絡）；進一步，不同的云服務提供商可以通過第三方或直接交換、交易流量，從而使傳統(tǒng)上通過骨干網(wǎng)承載的流量轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)中心這個“黑洞”中；數(shù)據(jù)中心作為一個整體，自身也將形成大區(qū)和
邊緣兩層架構(gòu)，分別承載東西向和南北向流量：大區(qū)數(shù)據(jù)中心集中實現(xiàn)計算、存儲、災備能力，承載資源類、平臺類等業(yè)務，通過DCI網(wǎng)絡互聯(lián)，疏導數(shù)據(jù)中心間東西向流量；邊緣數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)用戶接入和業(yè)務本地化，承載分布式、交互型、地域性業(yè)務。大區(qū)中心通過各種方式靈活輻射邊緣節(jié)點。
②未來數(shù)據(jù)中心將成為互聯(lián)網(wǎng)智能管控中心
在SDN控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的架構(gòu)下，網(wǎng)絡智能集中到數(shù)據(jù)中心，轉(zhuǎn)發(fā)面普遍傻瓜化。以城域網(wǎng)為例，管控、業(yè)務功能將集中到數(shù)據(jù)中心，邊緣轉(zhuǎn)發(fā)設備由廉價交換機組成，只需根據(jù)集中計算的結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā)。
③未來數(shù)據(jù)中心將成為跨專業(yè)的業(yè)務網(wǎng)元承載中心
在SDN/NFV的推動下，不同專業(yè)的業(yè)務網(wǎng)元將統(tǒng)一由云數(shù)據(jù)中心的資源池承載，如4G/LTE、傳輸網(wǎng)絡、IMS、防火墻等。
(2)網(wǎng)絡價值因SDN的開放性而得到提升，但產(chǎn)業(yè)鏈不同角色損益程度不一
①網(wǎng)絡價值因SDN的開放性而得到提升
傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡是一個全封閉的網(wǎng)絡，IP網(wǎng)絡是業(yè)務和承載分離的網(wǎng)絡。歷史證明，IP網(wǎng)絡產(chǎn)生的價值遠大于電話網(wǎng)絡。“軟件定義”的網(wǎng)絡則進一步使承載中的控制功能和轉(zhuǎn)發(fā)功能分離，SDN必將產(chǎn)生比傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡更大的價值，并且網(wǎng)絡能力能夠以服務的形式對外提供。
②用戶成為網(wǎng)絡創(chuàng)新的主導者
軟件定義技術改變網(wǎng)絡創(chuàng)新格局，網(wǎng)絡創(chuàng)新從供應商巨頭壟斷轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩糁鲗В脩粢庵就ㄟ^軟件方式實現(xiàn)，網(wǎng)絡進入用戶定義市場時代。
③運營商對網(wǎng)絡的控制力下降
雖然運營商網(wǎng)絡的價值也因為SDN的開放性而受益，但如第3節(jié)所述，從長遠看，以數(shù)據(jù)中心為中心的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)會降低運營商對網(wǎng)絡的控制力。如果不具備SDN的自主研發(fā)能力，不能從數(shù)據(jù)中心和云業(yè)務獲取足夠收益，運營商的網(wǎng)絡價值總體上會下降。
5電信運營商SDN應用建議
對運營商而言，SDN更像一把雙刃劍。引入SDN能夠帶來顯而易見的價值，包括降低硬件投資成本、提高業(yè)務部署速度、提升運維效率、優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)等。但SDN帶來的挑戰(zhàn)也不容忽視：如前文所述，SDN和云計算相結(jié)合將重塑網(wǎng)絡競爭格局，運營商對網(wǎng)絡的控制力下降，甚至可能被客戶架空：網(wǎng)絡價值從硬件轉(zhuǎn)移到軟件之后，要求運營商相應提升集成開發(fā)能力。為此，對電信運營商建議如下。
(1)正確認識，把握節(jié)奏，努力挖掘新的價值增長點
SDN是網(wǎng)絡發(fā)展的大勢所趨，運營商需順應技術發(fā)展潮流，按照有利于自身的節(jié)奏推進SDN。但應認識到，SDN所能直接創(chuàng)造的價值是很難超越網(wǎng)絡本身的，要想獲得更多，需另行尋找SDN所能支持的價值點，一個顯然的價值點是網(wǎng)絡服務的能力開放。
(2)提升集成創(chuàng)新、自主研發(fā)能力，深耕開源
傳統(tǒng)運營商不需要太多的自主研發(fā)能力，集成也更多是基于現(xiàn)成的商業(yè)組件進行粗顆粒度的組裝。在云計算時代，在SDN領域，如果仍然沿用這個套路，運營商不僅難以享受到SDN本應帶來的好處，更會深陷新的廠商鎖定困境，錯過自我革新的時間窗口，喪失競爭能力。開源存在于軟硬件領域，已經(jīng)成為推動云計算和SDN發(fā)展的核心動力�；陂_源的二次開發(fā)有助于降低啟動成本和獲得強大的社區(qū)及產(chǎn)業(yè)鏈支持。電信運營商需有選擇、有重點地持續(xù)深度參與開源項目，借助開源構(gòu)建體現(xiàn)核心競爭力的平臺和產(chǎn)品。
(3)形成研究、開發(fā)、運營一體化的新型運作模式
運營商傳統(tǒng)上以管道為中心，基于標準化、規(guī)模化和業(yè)務可預見特性，按照“前端提需求→研究機構(gòu)規(guī)劃→集成公司建設一后端運維”閉環(huán)運營網(wǎng)絡的模式不再適合SDN，需要從組織形態(tài)方面作出調(diào)整，引入研究、開發(fā)、運營一體化的模式，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)協(xié)同工作，無縫對接。
(4)加強頂層設計，長短結(jié)合、以點帶面逐步推進
SDN技術發(fā)展尚不成熟，網(wǎng)絡的演進涉及面廣泛，是一個長期過程，不可能一蹴而就。運營商應加強頂層設計及與研發(fā)實踐的對接，以解決現(xiàn)網(wǎng)問題和業(yè)務需求、提升用戶價值為出發(fā)點，視技術適用性及成熟度，按需點狀引入。初期可以數(shù)據(jù)中心、接入網(wǎng)、無線網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、IP網(wǎng)絡邊緣等為突破點，并結(jié)合能力開放，深挖SDN價值。
