在多层网络中使用SDN提高效率和可靠性

抽象化是软件定义网络（SDN）中的一大问题，它是简化和有效屏蔽网络内部属性的复杂性以实现快速服务的有效工具。

但是对于高效、可靠和安全的网络工程操作来说，抽象化毫无用处，反倒是透明度非常有价值。网络运营商及其支撑系统必须发现流量基础设施的全部特性，以便分析和使用这些基础设施。

真正的网络拓扑结构必须在物理层的所有层中发现，多层SDN控制器通过提供这种发现功能并利用发现的信息可以解决网络工程运营中的很多问题。

例如，在分布式云架构、数据中心互连和5G网络的情况下，新的服务机会正在不断出现，所有这一切都将得到IP/光传输和网络服务的支持，这些服务必须具备大规模、能够快速、安全、可靠地交付，并且具有QoS保障。

IP/光网络的这些和其他不断发展的要求正在推动IP/光集成的复兴，这种复兴主要在控制和管理层上看到，这是由网络和管理技术方面的一些发展和进步促成的，但其中有两点最为重要：

◆ 新一代光学硬件，在自动化和仪器功能方面取得重大进展

◆ SDN的引入带来了发展型、集中式、分集控制和管理软件架构

这些技术的发展进步使得我们能够发现流量基础设施的性质，可以解决和减轻很多运营商面临的挑战。

IP/光网络的挑战

在IP/光网络中，从零层到三层网络发现、捕获和精确可视化网络的组合拓扑和互连已经成为运营商面临的巨大挑战。随着时间的推移和技术的发展，带来了更加复杂的网络架构。这些复杂的网络架构带来了严重的运营问题，如不可预知的故障影响到关键的网络流量和次优级的延迟控制。

运营商需要可靠的工具来发现、可视化和探索多层拓扑和内部连接，这将使得它们能够更好地使用其网络资产。可以帮助运营商克服以下挑战：

◆ 低效的流量路由：运营商必须对其网络资产进行动态控制，以便更有效地运行网络并且服务可以充分利用带宽。业务提供和网络工程之间的差距必须弥合，以便运营商能够满足动态业务需求，同事最大限度地利用可用的IP/光纤资产

◆ 缺乏有效保护：在IP/光网络中，必须发现光传输层（零层，1层）的全套风险场景，以简化场景规划，提高网络的可靠性。例如，必须设计多层保护策略，以便在最具成本效益的层上保护流量，而不需要昂贵的1:1冗余。

◆ 繁琐的维护协调：需要采用自动化的多层维护程序，以最大限度地减少甚至防止维护中对用户流量造成的负面影响。

◆ 次最佳延迟：必须从光网络层收集延迟信息，以将传输层贡献与总体延迟预算相结合，以使优化达到SLA的目标。

多层SDN带来的福音

SDN是一种具有真正价值的革命性的技术，特别是在需要广泛的可视化和控制的应用中。在新兴的SDN架构中，多层SDN控制器似乎正在优化光网络和IP网络层的运行。

现在很多光学设备需要使用嵌入式的运营、管理（OAM）协议来可靠地检测拓扑结构和连接的细节，并与SDN控制器进行通信。链路层发现协议（LLDP）被网络设备用于通告其身份、能力和邻居。

LLDP窥探是数据中心互连应用程序和WAN架构的重要发现工具，LLDP窥探有很多好处，包括避免繁琐的手动配置和配置验证，还可以检测错误配置。例如，在传统安装直送，启发式技术可用于辨别LLDP不可用的网络层的拓扑和连接性。

这些发现功能可以使解决方案解决上述挑战。多层的SDN管理架构可以为IP/光网络的管理带来统一的视图。

集中的全局视图可以清楚地了解流量在网络路径上的设计方式，这能够促进以最高效率使用网络资源为目标进行综合路线计算。

典型的渲染架构显示IP层和光网络上的服务，详细的信息可以从IP和光域获得，并且可以合成对网络运行的新见解，特别是在风险评估领域。在IP层，路径多样性是显而易见的，但是对实际光学基础设施的深入了解可以揭示潜在的风险，如当两条明显不相交的光路经过普通光纤、管道或光层转发设备时。

可视化可用于确保在计划维护活动期间对IP服务的影响最小，IP层和光网络层的这些活动可以协调和编排，例如在实际维护期间保持IP流量远离受影响的光链路。

发现并累计流量网络延迟的能力带来了真正的竞争优势，尤其是在我们进入5G时代的时候。很多5G用例，如AR/VR和远程控制系统，都依赖于一致性和低延迟性。

SDN为通信网络的自动化和优化带来了一系列的工具，SDN内的多层发现可以深入可视化网络运营。