基于SDN技术的数据承载网络研究 范文一：
摘要数据承载网络是实现信息化建设的重要基础支撑，是提升信息保障能力的关键途径。本文通过分析数据承载网络的现状，针对数据承载网络亟待解决的四个问题，提出了SDN的数据承载网络基础架构。
关键词SDN数据网络
1概述
数据承载网络主要用于接入各级各类企事业单位部门，连接各类信息系统、专用网络和通信业务的通用承载网络，是实现信息化办公的重要基础支撑，是提升信息保障能力的关键途径。传统IP网络架构过多的受制于硬件设备和网络协议，网络实现能力距离实际需求还有很大差距。伴随着互联网技术的迅猛发展，现代信息化办公应具备“随遇接入、即插即用、柔性重组、按需服务”的能力，能够统合各类网站、系统和信息资源，利用软件定义网络（SoftwareDefindedNetwork,SDN)，通过逻辑集中控制与数据转发分离、控制软件与专用转发设备分离，实现网络服务功能快速部署、灵活编排，正逐渐成为下一代网络架构发展的核心技术，其在信息化应用研究具有重要意义。
2数据承载网络现状问题
数据承载网络主按照“一网承载、多域隔离、分群保障”的原则，采用MPLSVPN技术在物理承载网中，建立逻辑隔离的多个网络域，适应不同应用业务隔离控制要求，但受限于传统IP网络架构技术体制缺陷，存在如下问题亟待解决：
一是网络组织采用分级架构，节点分多级、分区域组织，流量需要穿越较多路由交换设备，导致信息处理时效性差，难以为高时敏性业务提供有效保障；二是网络主要由大量功能单一、碎片化、昂贵、专用的硬件设备构成，采用“垂直集成”的分布式控制模式，网络的数据转发面和路由控制面深度耦合，难以实现网络服务功能灵活部署和快速调整；三是网络中存在大量复杂的网络协议（IGP、BGP、MPLS、组播协议等），导致网络一旦建成就很难变动，网络运维管理工作日趋艰难，网络服务功能部署周期长、效率低；四是传统策略路由和流量工程，局限性大，配置复杂，无法适应网络状态和应用需求变化，应对突发情况进行资源快速调配保障能力不足，以及难以满足针对特定人员、特定业务进行端到端精细化保障需求。
3SDN网络架构
SDN采用集中控制代替现有网络的分布式控制，并通过将网络控制平面和转发平面分离，利用开放和可编程接口达到底层网络设施对上层实践结构的透明化管控效果，灵活控制网络流量，为用户提供更加全面的网络服务模式。包括应用层、控制层、基础设施层，如图1所示。
基础设施负责数据包的处理、转发和状态收集；控制层负责处理转发平面的资源编排、网络拓扑维护和状态信息监控，以及基于应用的控制调用不同转发资源等；应用层包括各类不同行业领域业务应用。
4基于SDN架构的数据承载网络
在解决前述数据承载网络目前存在的问题，满足其集中管控、资源快速调配、精细化服务保障以及业务快速更新等需求方面，SDN架构的运用能够发挥很好的作用，具体表现在：
一是网络设备能够通过SDN控制和转发分离特征，实现操作简单化和通用化，剥离一些复杂的功能，提高各个设备融合效率；二是采取逻辑集中、物理分散的管理架构，能够统一管理全网设备，直接对网络设备的转发行为进行控制，控制指令并行下发，在极短时间内全网生效，同时运维管理人员可以更加直观、快速地查看网络实际使用情况，及时遏制网络恶意威胁，保障网络运行安全；三是通过SDN所具备的开放式编程接口特点能够实现网络虚拟化，促使网络中包含的海量存储资源、数据和计算功能得到高效整合，增强网络多元化应用功能；四是通过SDN自动化调控程序，实现减少手动操作，降低人为干预风险，通过流表调优，实现精细化服务保障。考虑数据承载网当前面临网元数量众多、分布范围广、网络拓扑复杂等问题，采用垂直多控制器的SDN架构，如图2所示。
架构主要组成部分为网络管理（NM）和区域管理（ZM）。逻辑层分为转发层、控制层和管理层3层。在底层转发层，逻辑上划分区域，每个区域由本地控制器控制，使控制器上的负载降低，允许控制器对流量进行细粒度管理。由于承载网的分散属性，可将控制器置于不同地理位置，有效降低延时。
在控制层中，ZM允许包含不同的控制器，与交换设备进行通信，对于上层，ZM则利用标准的控制协议，从NM中获取命令，并将其发送给控制器。在ZM的组件可以从控制器收集流量和拓扑信息，并将其定期发送给NM，从而把区域独立出来，分别进行汇总控制，减少开销。
在管理层中，存在多个组件用于管理ZM，其主要负责收集信息构建全网视图，验证可信的ZM信息，管理全局流量，统计监控网络并把ZM的相应信息传递给上层应用。最上层的应用包括各种网络管理工具，它们作为NM的插件或独立的组件来进行工作，上层应用为整体的网络提供更加健全的功能。
5结论
SDN架构相比传统分布式IP网络架构，能更好满足数据承载网网络管控、资源调配、服务保障、网络特性更新等能力需求，在数据承载网中的应用具有可行性和研究意义，但在安全性和稳定性等方面还面临很多困难，下步需针对技术发展及实际运用需求加大论证研究。
作者： 袁野
基于SDN技术的数据承载网络研究 范文一：
摘要：与传统的分布式IP网络体系结构相比，SDN体系结构能够更好地满足数据承载网络管理、资源分配、服务保障、网络特性更新等方面的容量需求。它在数据承载网中的应用具有可行性和研究意义，但在安全性和稳定性方面仍面临诸多困难。下一步是扩大对技术发展和实际应用要求的示范研究。
关键词：SDN技术；数据承载网络
1概述
数据承载网主要用于接入各级各类企事业单位，连接各种信息系统、专用网络和通信业务的一般承载网络。它是信息化建设的重要基础支撑，是提高信息保障能力的重要途径。传统的IP网络体系结构受到硬件设备和网络协议的限制，网络实现能力远远不能满足实际需求。随着互联网技术的飞速发展，现代信息办公室应具备“按需访问、即插即用、灵活重组和按需服务”的能力，整合各种网站、系统和信息资源，使用软件定义的网络SDN，通过逻辑集中控制和数据转发的分离，控制软件和专用转发设备的分离，实现网络服务功能的快速部署和灵活安排，逐步成为下一代网络体系结构开发的核心技术，对信息应用研究具有重要意义。
2数据承载网络现状问题
数据承载网按照“一网承载、多域隔离、群保护”的原则，采用MPLSVPN技术，在物理承载网中建立多个逻辑隔离的网络域，以满足不同应用业务隔离控制的要求，由于传统IP网络架构的技术缺陷，以下问题亟待解决：
首先，网络组织采用层次结构，将节点划分为多级组织和次区域组织；流量需要通过大量的路由和交换设备，导致信息处理的时效性差，难以为时效性高的业务提供有效的保障。其次，网络主要由大量功能单一、分散、价格昂贵、专用的硬件设备组成，采用“纵向一体化”的分布式控制模式，由于数据转发表面与网络路由控制表面的深度耦合，使得网络更加高效，难以实现网络服务功能的灵活配置和快速调整；第三，网络中存在大量复杂的网络协议(IGP、BGP、MPLS组播协议等)，使得网络一旦建成就难以改变，网络运行和维护管理变得越来越困难，网络服务功能的部署周期长，效率低下；第四，传统的路由和业务工程策略存在很大的局限性，配置复杂，无法适应网络状态和应用需求的变化，缺乏快速分配资源应对突发事件的能力，难以满足特定人员和特定服务的端到端精化支持需求。
3简析5G移动通信系统
3.1概述5G移动通信技术的应用场景
当前，在我国社会市场经济快速发展的过程中，物联网日益成熟的发展，以及智能终端设备的不断升级，都促使移动通信技术适应时代的发展，做出自我升级的决定。目前，在我国广泛应用的4G移动通信技术具有相当的优势，虽然在一定程度上提高了信息的传输速率，有效地扩展了信息的存储容量，但在信息传输的稳定性、容量等方面还存在许多不足用户终端的安全问题，甚至在区域覆盖密度上出现一些问题，这一方面不利于信息安全，另一方面也影响到最终的用户体验。在这种情况下，5G移动通信技术的出现，可以有效地消除传输过程中的约束，并能增强信息传输的安全性，其应用前景十分广阔。
目前，作为移动通信网络最基本的覆盖形式，持续的广域覆盖情景不仅可以稳定信号传输，而且可以有效地提高网络覆盖密度。现阶段5G移动通信技术面临的最大挑战之一是能否在相对恶劣的环境下为用户提供100Mbit/s左右的传输速度，但是为了保证传输速度始终处于高质量状态，必须能够开发出更高容量的场景区。在局部地区，只有提高信息传输的能力，才能提高信息传输的容量和速度，这对保证移动通信技术的高质量传输速度具有一定的积极作用，对物联网和智能终端的发展具有推动意义。
3.2概述5G关键技术
其实，5G移动通信技术支持的不同应用场景性质不同，不同应用场景下的用户服务指标也不同。所以如何在现有技术的过程中进行优化和创新，发展成一种更新型的关键技术，移动通信已经成为人们非常关注的焦点。目前,5G移动通信技术通常是通过关键技术升级和合并,确保信号传输总是在一个高质量的情况下,和5G移动通信技术,使用天线阵技术的过程中,它提高了信号传输的效率光谱,扮演着一个重要的角色在提高移动终端的信号传输质量。同时，作为5G的关键技术之一，多址接入技术也可以在信号传输环境非常不利的情况下使用，有效提高其信号接收能力，保证信号传输质量。此外，5G移动通信技术在与SDN有效架构的过程中，一方面解决了信号传输设备的不足，另一方面也有效保证了信号传输的稳定性。
4基于SDN下5G移动通信技术网络架构
4.15G多控制器架构
目前，我国网络传输设备存在诸多问题，主要表现为信息传输的滞后性和信息传输的不稳定性，主动输入和基于SDN的5G多控制器体系结构的研发。这种网络架构主要由云架构和网络传输两部分组成，可以实现不同容量之间的动态信息传输和接入，特别是在我国高频信息覆盖的地区，这种5G多控制器网络架构，它可以独立完成信息集成，简化网络资源，充分利用资源，实现网络连接的灵活性，进一步推动新业务的研发。
在5G多控制器网络体系结构的设计中，基站作为一种控制器，其主要功能是对信息资源进行虚拟切片，然后优化这些虚拟切片网络资源的调度，使资源传输更加高效。无线接入网控制器的主要功能是充当上下级控制器的管理连接，能够高度统一和协调信息传输和信息设备保障的管理效率，有利于保证信息传输的稳定性，避免信息混乱的弊端。
4.25G云架构
随着信息技术的飞速发展，中国的云计算技术、SDN和NFV也面临着巨大的发展机遇。在开发和设计5G移动通信技术网络体系结构的过程中，有效地整合SDN和云计算技术已成为当今世界移动通信技术发展的主要方向。这种模式的设计主要是简化分组核心网络，从而实现高效的网络管理。它主要由集中式本地云、访问云和分布式本地云组成。分布式本地云主要依靠访问云的不同数据形成一个或多个数据中心，然后对用户的移动终端设备进行有序的分布式管理。
5结语
SDN技术的优势在于网络结构的开放性和灵活性。在网络建设和维护过程中，通过重新编程，可以实现网络的弹性扩展和优化。应用SDN技术优化现有网络，建设新的网络。技术路线或策略不应依赖于现有的厂商或标准，而应开放、灵活、面向用户，以最简洁高效的方式满足用户的需求为最高目标。本文只讨论数据通信网络的一两个实际需求，如何发现新的需求，如何不断优化和升级网络，是每一个设计人员、开发人员和运维人员应该深入思考的问题。
参考文献：
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作者： 陈红红
