PTN网络的SDN演进
  摘要：本文针对SDN的起源和发展做出介绍，说明了PTN网络引入SDN的必要性及基于SDN的SPTN解决方案，同时对于PTN网络引入SDN后的网络架构进行分析，并给出应用场景。
        关键词：PTN（分组传送网络）；SDN（软件定义网络）；网络架构
        近年来，随着SDN在网络技术中的持续升温，这个从大学实验室中诞生的技术，已经成为整个通信行业瞩目的热点。特别是Google在近年率先将SDN技术引入IDC网络以后，软件定义网络便以不可阻挡之势迅猛发展，无线PS域、移动回传网、IP骨干网、运营商IDC网、固定宽带网等纷纷开始引入SDN。
        一、SDN的起源发展
        软件定义网络是由Clean Slate课题开发小组研究的一种创新型网络架构模型。它能够把控制平面和转发平面分离开来，底层网络设备完成数据转发处理，集中控制器控制转发方式和业务逻辑，实现将网络流量灵活控制，使网络作为管道更加智能。SDN最主要的三个特征就是：（1）控制层和转发层分离；（2）统一架构和开放的接口；（3）集中化、自动化网络控制。SDN技术在未来光传送网的应用价值如下：
        1.统一的北向接口和开放的API，改变传统的网管集中操作，随着手机等智能终端的普及和发展，通过预装各种管理维护APP，可实现对网络运维管理在线操作，提升效率。
        2.简化了网络部署，为客户带来全新的网络体验，借助SDN的集中式控制和控制转发分离，能够大量减少网络的部署开通环节，缩短了网络的运行维护时间，集中动态管控同时充分利用现有传送网络流量，提升带宽使用效率。
        3.针对不同网络的细致化运营，通过开放的、可编程的南向和北向接口实现更丰富的业务接入，便于运营商有针对性的开办业务，满足不同的客户需求，提升用户感知体验，扩大了运营商的服务经营范围，增加了运营商的经济收入。
影视资源站采集api接口数据        4.统一的网络架构和接口标准可以实现跨域、跨厂家设备的协同工作，打破原有网络种种技术壁垒，使管理维护更高效。
        二、SDN在PTN的应用场景
        1.业务应用场景。随着2G，3G往4G的演进以及无线载波聚合的发展和应用．业务向着更高带宽、更低时延以及横向流量需求增加等趋势发展：用户的流动性更强，接人带宽弹性变动的应用场景增多。面向以上业务的特征，将SDN引入PTN可实现PTN集中化智能控制、高效多业务传送能力、端到端OAM．从而更好实现对业务的统
计复用、带宽资源的动态调配以及流量感知；可通过集中化的视角得到最佳路径，对更低时延更为有利；通过集中控制，可实现流量的多方向转发与控制。此外，在应用场景中，SDN+PTN的方式能充分发挥PTN的可规划能力．提高网络资源使用效率。
        2．集客业务应用场景。集客专线业务呈现快速开通、可动态分配、差异化服务、用户感知敏感等特征。新建设的集客业务要求快速开通，更多的既有集客用户对高效业务调整提出了需求；可动态分配带宽资源的需求体现在集客专线业务潮汐效应的解决上：差异化服务主要是网络承载的差异化以及服务等级的差异化：用户感知敏感包括对网络质量的敏感以及对服务响应的敏感。面向集客业务的应用场景，与业务一样，可通过SDN+P1m的方式实现双跨专线在多厂商环境下的互联协调配置：业务扩容和路径调整等自动化规划调整；应对由于潮汐效应、地理分布不均等造成的网络资源利用效率低的问题。当然，面向大颗粒的集客业务，也可承载在OTN平台，通过SDN+OTN技术来实现。
        三、SDN在PTN网络的实现方案探讨
        1.SDN的网络架构。应用层：包括各种不同的业务和应用，可以管理和控制网络对应用转发、处理的策略，也支持对网络属性的配置，实现提升网络利用率、保障特定应用的安全和服务质量。API：面向应用的可编程北向接口，为标准接口。控制层：主要负责处理
数据转发面资源的抽象信息，可支持网络拓扑、状态信息的汇总和维护，并基于应用的控制来调用不同的转发面资源。控制、数据平面接口：控制平面和转发层面间数据交互的接口，可以为OpenFlow，也可以为其他。基础设施层（数据转发层）：负责基于业务的流表的数据处理、转发和状态收集。
        2.传统PTN网络与SDN网络对比。按照SDN网络的关键特性，依次梳理和对比一下。控制转发分离：因为PTN网络主要运行的是静态信令和静态报文转发协议，协议参数通过标准接口由网管统一设置，属于半自动化控制，是控制和转发的分离架构。而SDN中定义的关键Openflow接口，也是希望转发面尽量简单，只需根据控制器下发的流表进行简单转发，如有不在流表中的报文，则上报控制器做进一步处理，以此实现网络硬件简单化、通用化，降低部署成本。所以在控制和转发平面上，PTN向未来SDN网络演进起来相对容易。集中管理（控制）：PTN的管理理念，来源于传统电信网络，PTN的网管系统（EMS/NMS）严格按照电信管理网（TMN）要求设计。网管系统独立于PTN网络，与PTN网络通过Qx/SNMP接口来接收电信网络的信息，并控制PTN网络的运行。同时提供丰富的标准北向接口，便于OSS集成，构筑了一个统一管控的网络。在ONF定义的SDN网络理念中，控制器Controller通过南向标准接口与设备连接，实现对抽象化转发网络的集中管
理和控制。Controller还提供北向标准的API接口，和PTN网管系统Cobar接口类似，只是Cobar接口只提供简单的OSS管理和数据采集功能，而API接口功能更加强大，支持APP应用平台，可以实现创新业务应用的快速部署。网络可编程和开放：对电信设备而言，这是一个全新的IT化诉求，传统的电信网络尽管规模也很大，但实质上是一个封闭自治的网络，不仅与互联网隔离，而且各厂家之间壁垒深严，私有协议和私有实现方式很多，开放程度很低。未来，PTN网络的可编程和开放，可以通过控制器Controller，同时配合设备本身的可编程设计来实现。业务/应用和网络快速对接：同样也是新颖的IT化理念，目的是通过IT应用平台与CT网络快速对接，实现新业务的快速创新和部署。对网络设备而言，通过前三点实现对网络架构的创新，支撑应用平台部署，就可以实现业务快速对接的需求。从设计理念上看，现有PTN网络向SDN时代的软网络演进是完全具备条件的。
        3.SDN化的PTN网络架构及实现方案探讨。参照SDN网络理念，未来PTN设备转发功能将可能进一步简化，部署成本进一步降低，设备通过可编程设计和全新设计的Controller；原网管的控制和管理功能逐步由控制器Controller和应用平台实现。Controller通过开放北向API接口，支持APP应用平台，整个网络逐步完成面向SDN架构的演进。同时，现网存量的PTN网络也应能够与未来面向SDN架构的PTN网络协同工作，可能的实现
方式则是在现有EMS网管和未来控制器之上，再增加一个协同层，实现统一的智能计算、业务协同、业务路由等高级功能，完成新老网络的协同。SDN控制器：SDN控制器相对传统的网管具备三大优势：第一，传统网管是由人工通过网管来查看单点的网络资源情况；SDN控制器可以自动收集现网资源情况，通过图形化界面将整网的资源呈现；第二，SDN可以根据设定的约束条件（SLA指标等），做自动的路径计算；第三，传统网管需要手工配置业务；SDN控制器可以自动将业务下发。SDN控制器在一个本地网部署一套。SDN控制器和设备间的南向接口类型多样，可以为OpenFlow，也可以为QX/SNMP等。SDN协同器：SDN协同器负责跨本地网/域的业务计算和SDN控制器的协同。南向和SDN控制器间的接口为标准接口，方便异厂家间SDN控制器的协同。同时北向APP服务器，提供公共开放的API，以实现网络能力的开放。
        SDN曾被认为是一项颠覆性的技术，被网络运营商大为赞叹，但是随着科技进步，总会产生SDN所不能满足的网络，也不是SDN能满足所有网络的需求，还将有更多基于SDN的架构理念出现。PTN网络引入SDN是符合科技的演化，是人类科技进步的象征。
        参考文献：
        [1]吴俊.PTN网络的SDN演进.2016
        [2]苗心爱.PTN规划建设与运维实战.2016
        [3]马强.基于SDN的城域传送PTN网络演进分析.2016

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