現(xiàn)代交換技術(shù)-08章-新型網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)

第八章新型網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)第八章新型網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)本章內(nèi)容：光交換技術(shù)

SDN技術(shù)

NFV技術(shù)本章重點：

光交換系統(tǒng)、SDN體系架構(gòu)

NFV體系架構(gòu)光→電光→電光→電電交換電→光電→光電→光光交換光信號電信號電信號光信號光信號光信號8.1.1光交換概述當(dāng)交換設(shè)備采用電交換機(jī)時，光信號要先變成電信號才能送入到電交換機(jī)，從電交換機(jī)送出的電信號又要先變成光信號才能送上傳輸線路，因此如果采用光交換機(jī)，這些光電變換過程都可以省去了。8.1光交換技術(shù)半導(dǎo)體光放大器控制電流入射光出射光入射光控制電流出射光8.1光交換技術(shù)8.1.2光交換器件1．半導(dǎo)體光開關(guān)半導(dǎo)體光放大器用來對輸入的光信號進(jìn)行光放大，并且通過控制放大器的偏置信號來控制其放大倍數(shù)。當(dāng)偏置信號為“0”時，輸入的光信號將被器件完全吸收，使得器件的輸出端沒有任何光信號輸出，相當(dāng)于“關(guān)斷”。當(dāng)偏置信號不為“0”且具有某個定值時，輸入的光信號便會被適量放大而出現(xiàn)在輸出端上，相當(dāng)于“導(dǎo)通”。耦合波導(dǎo)開關(guān)光信號通道控制電極

交叉連接

平行連接8.1.2光交換器件2．光波導(dǎo)開關(guān)耦合波導(dǎo)開關(guān)是利用鈮酸鋰（LiNbO3）材料制作的。有一個控制電極、兩個輸入端和兩個輸出端。在鈮酸鋰基片上進(jìn)行鈦擴(kuò)散，以形成折射率逐漸增加的光波導(dǎo)（即光通道）；再焊上電極，它便可以作為光交換元件了。當(dāng)兩個很接近的波導(dǎo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)鸟詈蠒r，通過這兩個波導(dǎo)的光束將發(fā)生能量交換，并且其能量交換的強(qiáng)度隨著耦合系數(shù)、平行波導(dǎo)的長度和兩波導(dǎo)之間的相位差而變化。

硅襯底平面光波導(dǎo)開關(guān)2．光波導(dǎo)開關(guān)波導(dǎo)芯Si襯底薄膜倒相級(a)沿AB線截面B包層A4

交叉連接平行連接2(b)邏輯表示314231其交換原理是：基于硅介質(zhì)波導(dǎo)內(nèi)的熱—電效應(yīng)，平時偏壓為“0”時，器件處于交叉連接狀態(tài)。當(dāng)加熱波導(dǎo)臂時（0.4W），它可以切換到平行連接狀態(tài)。優(yōu)點是：插入損耗小、穩(wěn)定性好、可靠性高、成本低，適合于大規(guī)模集成；缺點是：響應(yīng)速度較慢。8.1.2光交換器件液晶光交換是利用液晶片、極化光束分離器或光束調(diào)相器等器件來實現(xiàn)光交換的技術(shù)。液晶光開關(guān)的原理是基于液晶材料的電光效應(yīng)。液晶片的作用是旋轉(zhuǎn)入射光的極化角，當(dāng)電極上沒有電壓時，經(jīng)過液晶片的光線的極化角（偏振態(tài)）為90°，當(dāng)有電壓加在液晶片的電極上時，入射光束將維持它的極化狀態(tài)不變。3．液晶光開關(guān)8.1.2光交換器件基本思想是依靠微型電磁鐵或者壓電器件驅(qū)動光纖或者反射光的光學(xué)元件發(fā)生機(jī)械移動，使得光信號改變光纖通道。典型做法是利用絕緣層上的硅片生長一層多晶硅，然后鍍金制成反射鏡，再通過化學(xué)刻蝕或者反應(yīng)離子刻蝕方法除去中間的氧化層，保留反射鏡的轉(zhuǎn)動支架，通過靜電力使微鏡發(fā)生轉(zhuǎn)動。特點是體積小、集成度高，并可像集成電路那樣大規(guī)模生產(chǎn)；但其插入損耗、隔離度、消光比、偏振敏感性等指標(biāo)較差。4．微機(jī)電系統(tǒng)光開關(guān)8.1.2光交換器件

i放大器激光器探測器入射光(a)直接轉(zhuǎn)換控制(b)調(diào)制轉(zhuǎn)換外調(diào)制器出射光

j入射光出射光

i

j5．波長轉(zhuǎn)換器包括直接波長轉(zhuǎn)換和外調(diào)制器波長轉(zhuǎn)換兩種。直接波長轉(zhuǎn)換是將波長為

i的輸入光信號先由光電探測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后，再去?qū)動一個波長為

j的激光器，使得輸出波長成為

j的出射光信號。外調(diào)制器的方法是一種間接的波長轉(zhuǎn)換，即在外調(diào)制器的控制端上施加適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?，使得波長為

i的入射光被調(diào)制成波長為

j的出射光。8.1.2光交換器件6．光存儲器其原理是利用雙穩(wěn)態(tài)激光二極管對輸入光信號的響應(yīng)和保持特性來存儲光信號。當(dāng)雙穩(wěn)定激光器的輸入光信號強(qiáng)度超過閥值時，事先有適當(dāng)偏置的激光器可產(chǎn)生受激輻射，對輸入光進(jìn)行放大，其響應(yīng)時間小于10-9s；當(dāng)輸入光去掉后，其發(fā)光狀態(tài)也可以保持，直至有復(fù)位信號到來才停止發(fā)光，因受激輻射狀態(tài)和復(fù)位狀態(tài)都是可保持的，因此具有雙穩(wěn)定特性。

8.1.2光交換器件7．光調(diào)制器目前廣泛光調(diào)制器均采用強(qiáng)度調(diào)制-—直接檢波系統(tǒng)，其方法有兩類：直接調(diào)制和間接調(diào)制。直接調(diào)制（又稱為內(nèi)調(diào)制）就是直接對光源進(jìn)行調(diào)制，通過控制半導(dǎo)體激光器的注入電流的大小來改變激光器輸出光波的強(qiáng)弱。間接調(diào)制（又稱為外調(diào)制）就是不直接調(diào)制光源，而是在光源的輸出通路上外加調(diào)制器對光波進(jìn)行調(diào)制（實際上起到一個開關(guān)的作用）。

8.1.2光交換器件(c)2×2光開關(guān)1×2光開關(guān)分路器開關(guān)器件合路器(b)(a)8.1.3光交換網(wǎng)絡(luò)一、空分光交換網(wǎng)絡(luò)1．光纖型空分光交換其最基本單元是2×2的光交換模塊，在輸入端具有兩根光纖，在輸出端也具有兩根光纖，可以完成平行連接和交叉連接兩種狀態(tài)。這樣的光開關(guān)有三種實現(xiàn)方案。是一個2×2光開關(guān)，如基于鈮酸鋰（LiNbO3）晶體的定向耦合器。是四個l×2光交換開關(guān)（Y分叉器）用光纖互連起來組成的2×2光交換模塊。由四個1×2光耦合器和四個1×1光開關(guān)器件構(gòu)成。10°旋轉(zhuǎn)交叉連接狀態(tài)異常光束90°旋轉(zhuǎn)平行連接狀態(tài)雙折射片雙折射片偏振控制雙折射片雙折射片偏振控制正常光束212正常光束異常光束12121212正常光束異常光束正常光束異常光束1212一、空分光交換網(wǎng)絡(luò)2．自由空間型光交換8.1.3光交換網(wǎng)絡(luò)A輸入線輸出線BCD01230123把4個2×2基本交叉連接單元連接起來，就可組成一個4×4的交換單元。每一個輸入端到輸出端都有一條路徑、且只有一條路徑?？梢园凑湛辗諦anyan結(jié)構(gòu)的構(gòu)成過程把多個2×2交叉連接單元互連來實現(xiàn)更大規(guī)模的交換網(wǎng)絡(luò)。1時隙互換234143212341432二、時分光交換網(wǎng)絡(luò)光時分復(fù)用和電時分復(fù)用類似，也是把一條復(fù)用信道劃分成若干個時隙，每個基帶數(shù)據(jù)光脈沖流分配占用一個時隙，N個基帶信道復(fù)用成高速光數(shù)據(jù)流進(jìn)行傳輸。光時分交換是基于光時分復(fù)用中的時隙互換原理實現(xiàn)的，是指把N路時分復(fù)用信號中各個時隙的信號互換位置。

8.1.3光交換網(wǎng)絡(luò)T/2T/41T/4T/22×2光開關(guān)1T/2T/2T/4T/4……(b)(d)t1T×1光開關(guān)或耦合器1×T光開關(guān)t1…tTt1…tT1×T光開關(guān)T×1光開關(guān)或耦合器t2tT…111…o1oo2ooo3oo…oT…(a)(c)…

1,…,

N光分束器光波復(fù)用器F-P濾波器波長轉(zhuǎn)換器F-P濾波器波長轉(zhuǎn)換器波長解復(fù)用…12N

1…

N

1

N…

i

j三、波分光交換網(wǎng)絡(luò)其工作原理為：首先由光分束器把輸入的多波長光信號功率均勻地分配到N個輸出端上，它可以采用熔拉錐型-—多耦合器件，或者采用硅平面波導(dǎo)技術(shù)制成的耦合器；然后，N個具有不同波長選擇功能的法布里—玻羅（F-P）濾波器或者相干檢測器從輸入的光信號中檢出所需的波長輸出，虛線框中的模塊組合相當(dāng)于波長解復(fù)用器的功能；再由波長轉(zhuǎn)換器把輸入波長光信號轉(zhuǎn)換成想要交換輸出的波長的光信號；最后通過光波復(fù)用器把完成波長交換的光信號復(fù)用在一起，經(jīng)由一條光纖輸出。8.1.3光交換網(wǎng)絡(luò)

1電接收機(jī)調(diào)諧電流星型耦合器單頻激光器光調(diào)諧接收器數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出

2

N……

1…

N

1′

2′

N′N×N陣列型波長交換系統(tǒng)：從各個單路的原始信號開始，先用各種不同波長的單頻激光器將各路輸入信號變成不同波長的輸出光信號，把它們復(fù)合在一起，構(gòu)成一個波分多路復(fù)用信號，然后再由各個輸出線上的處理部件從該多路復(fù)用信號中選出各個單路信號來，從而完成交換處理。1TSITSIST→T′(a)TST結(jié)構(gòu)(b)STS結(jié)構(gòu)T′→T2N…NNTSITSITSITSI12N…12N…12N…STSITSITSIST→T′11N′N′四、混合型光交換網(wǎng)絡(luò)8.1.3光交換網(wǎng)絡(luò)四、混合型光交換網(wǎng)絡(luò)（c）波分+空分+波分把輸入信號波分解復(fù)用，再對每個波長的信號分別應(yīng)用一個空分光交換模塊，完成空間交換后再把不同波長的信號波分復(fù)用起來，從而完成空分+波分光交換功能。8.1.3光交換網(wǎng)絡(luò)四、混合型光交換網(wǎng)絡(luò)（d）聲光可調(diào)諧濾波器根據(jù)控制信號的不同，將一個或多個波長的信號從一個端口濾出，而其他波長的信號從另一端口輸出。8.1.3光交換網(wǎng)絡(luò)1．光電路交換機(jī)制（OCS）光交換系統(tǒng)：由控制單元、交換單元、輸入接口和輸出接口四部分組成。交換單元：一般有光電路交換、光分組交換和光突發(fā)交換等交換機(jī)制。8.1.4光交換系統(tǒng)1．光電路交換機(jī)制（OCS）8.1.4光交換系統(tǒng)OCS交換機(jī)制分為三個階段：（1）光鏈路建立階段，需要經(jīng)過請求與應(yīng)答確認(rèn)兩個處理過程來完成雙向的帶寬申請；（2）光鏈路保持階段，鏈路始終被該通信雙方占用，不允許其他通信方共享該鏈路；（3）光鏈路拆除階段，通信的任意一方首先發(fā)出斷開信號，另一方收到斷開信號后進(jìn)行確認(rèn)，鏈路資源就被真正釋放。2．光分組交換機(jī)制（OPS）8.1.4光交換系統(tǒng)OPS：每個分組的信頭中都必須包含自己的選路信息，分組交換的信息傳遞如下：首先由控制單元對分組的信頭信息進(jìn)行處理；然后根據(jù)信頭信息向交換單元發(fā)送控制信號；其他信息（數(shù)據(jù)凈荷）則不需要由控制單元處理，直接送給交換單元進(jìn)行交換。2．光分組交換機(jī)制（OPS）8.1.4光交換系統(tǒng)輸入接口主要完成對輸入數(shù)據(jù)信號的整形、定時和再生；檢測信號的漂移和抖動；檢測分組的信頭和有效載荷；分組同步及交換時隙對準(zhǔn)；分組信頭的分離，并傳送給控制單元處理；外部傳輸至內(nèi)部交換光時延（或者波長）的轉(zhuǎn)換。2．光分組交換機(jī)制（OPS）8.1.4光交換系統(tǒng)控制單元主要完成對信頭信息處理，并進(jìn)行信頭更新（標(biāo)記交換）；借助網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)及時更新信息轉(zhuǎn)發(fā)表，將新的信頭控制信息傳給輸出接口。2．光分組交換機(jī)制（OPS）8.1.4光交換系統(tǒng)交換單元按照控制單元的控制信號指示對信息有效載荷進(jìn)行交換操作。2．光分組交換機(jī)制（OPS）8.1.4光交換系統(tǒng)輸出接口主要完成對輸出數(shù)據(jù)信號的整形、定時和再生；接收來自控制單元控制信息，給數(shù)據(jù)信息有效載荷添加新的信頭；分組描繪和再同步；根據(jù)需要將內(nèi)部交換至外部傳輸?shù)臅r延（或者波長）轉(zhuǎn)換；調(diào)整均衡輸出功率，以便適應(yīng)不同交換通路及插入損耗的需要。3．光突發(fā)交換機(jī)制（OBS）8.1.4光交換系統(tǒng)OBS：基本信息單元（突發(fā)）由控制分組（BCP相當(dāng)于分組交換中的分組頭）與突發(fā)數(shù)據(jù)（BDP即凈載荷）兩部分組成。突發(fā)數(shù)據(jù)與控制分組的傳輸相分離，每個控制分組對應(yīng)于一個突發(fā)數(shù)據(jù)?？刂品纸M占用一個或幾個波長，突發(fā)數(shù)據(jù)則占用所有其它波長，實現(xiàn)了物理傳輸信道的分離。3．光突發(fā)交換機(jī)制（OBS）8.1.4光交換系統(tǒng)控制分組可以先于突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸，為隨后的突發(fā)數(shù)據(jù)預(yù)留資源和建立傳輸通路，以彌補(bǔ)控制分組在OBS交換節(jié)點的處理過程中O-E-O轉(zhuǎn)換及電處理造成的時延。ASON網(wǎng)絡(luò)從邏輯上劃分為三個平面：控制平面、傳送平面和管理平面?？刂破矫嬷饕陕酚蛇x擇、信令轉(zhuǎn)發(fā)以及資源管理等功能模塊組成，各個控制單元相互聯(lián)系共同構(gòu)成信令網(wǎng)絡(luò)，用于傳送控制信令信息，各個功能模塊和信令系統(tǒng)協(xié)同工作，實現(xiàn)連接的自動化和有效的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制。傳送平面由一系列實體組成，就是OTN網(wǎng)絡(luò)（各節(jié)點包括OXC和OADM等設(shè)備），是業(yè)務(wù)傳送的通道，可以提供用戶信息端到端的單向或者雙向傳輸；具有分層特點，包括光信道層（OCH）、光復(fù)用層（OMS）和光傳輸段層（OTS）。管理平面完成傳送平面、控制平面和整個系統(tǒng)的維護(hù)功能，是控制平面的一個補(bǔ)充，包括性能管理、故障管理、配置管理和安全管理功能。8.1.5光交換在ASON中的應(yīng)用ASON可以提供三種類型的連接：永久連接（PC）、交換連接（SC）和軟永久連接（SPC）。8.1.5光交換在ASON中的應(yīng)用PC路徑：由管理平面根據(jù)連接請求及網(wǎng)絡(luò)資源利用情況預(yù)先計算；然后通過NMI-T向各網(wǎng)元發(fā)送交叉連接命令進(jìn)行統(tǒng)一指配；最終由傳送平面各網(wǎng)元設(shè)備的動作完成通路的建立過程。ASON可以提供三種類型的連接：永久連接（PC）、交換連接（SC）和軟永久連接（SPC）。8.1.5光交換在ASON中的應(yīng)用SC路徑：SC的連接請求首先由終端用戶向控制平面發(fā)起；然后在控制平面內(nèi)通過信令和路由消息的動態(tài)交互，在連接終端A和B之間計算一條可用的通路；最終通過控制平面與傳送平面各網(wǎng)元的交互完成連接的建立過程。ASON可以提供三種類型的連接：永久連接（PC）、交換連接（SC）和軟永久連接（SPC）。8.1.5光交換在ASON中的應(yīng)用SPC：介于永久和交換之間的一種分段的混合連接方式，由管理平面和控制平面共同完成。用戶到網(wǎng)絡(luò)的部分由管理平面直接配置；網(wǎng)絡(luò)部分的連接則通過管理平面向控制平面發(fā)起請求，然后由控制平面控制完成。8.2.1SDN概述SDN是一種新型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計理念，通過將網(wǎng)絡(luò)控制與網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)解耦合，構(gòu)建開放可編程的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；將部分或全部網(wǎng)絡(luò)功能軟件化，更好地開放給用戶，讓用戶更好地使用和部署網(wǎng)絡(luò)，以適應(yīng)快速變化的云計算業(yè)務(wù)。SDN認(rèn)為不應(yīng)無限制地增加網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象以屏蔽底層復(fù)雜度，為上層提供簡單的、高效的配置與管理。SDN旨在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)行為的定義和開放式的接口，支持未來各種新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和新型業(yè)務(wù)的創(chuàng)新。8.2SDN技術(shù)8.2.1SDN概述8.2SDN技術(shù)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、路由器）的固件是由設(shè)備制造商鎖定和控制。SDN將網(wǎng)絡(luò)控制與物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞窒?，可擺脫硬件對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的限制。8.2.1SDN概述SDN具有三個顯著特征：轉(zhuǎn)控分離、集中控制、開放可編程。從架構(gòu)的角度出發(fā)，SDN需要實現(xiàn)控制平面與數(shù)據(jù)平面分離，控制邏輯集中管理；從業(yè)務(wù)的角度上看，低層網(wǎng)絡(luò)資源被集中控制，抽象成服務(wù)，實現(xiàn)了應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備解耦；從網(wǎng)絡(luò)運營的角度看，網(wǎng)絡(luò)可以通過編程的方式來訪問，實現(xiàn)應(yīng)用程序?qū)W(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和配置，節(jié)約運營成本。8.2SDN技術(shù)（1）轉(zhuǎn)控分離傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制與轉(zhuǎn)發(fā)是不分離的，設(shè)備之間通過控制協(xié)議交互轉(zhuǎn)發(fā)信息。SDN：解耦傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中耦合的控制平面（CP）與轉(zhuǎn)發(fā)平面（DP）；轉(zhuǎn)發(fā)平面（DP）依舊由分布式的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上只保留轉(zhuǎn)發(fā)平面（轉(zhuǎn)發(fā)表項）；控制平面（CP）被抽象集中到了控制器，通過控制器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一部署和網(wǎng)絡(luò)自動化。轉(zhuǎn)控分離是SDN最核心的設(shè)計理念，為控制與轉(zhuǎn)發(fā)的處理實體提供了獨立部署的能力。8.2.1SDN概述（2）集中式控制SDN控制器集中了所有的網(wǎng)絡(luò)控制功能。SDN可以通過其內(nèi)部的各種程序控制網(wǎng)絡(luò)資源管理、路徑計算，然后下屬以路由表給轉(zhuǎn)發(fā)器就可以了。SDN控制器實現(xiàn)了對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的抽象，屏蔽了底層硬件的復(fù)雜性；SDN控制器既是管理控制者的角色，又是服務(wù)提供者的角色。轉(zhuǎn)控分離是實現(xiàn)集中式控制的先決條件，SDN把網(wǎng)絡(luò)流量的管理層與底層控制流量的數(shù)據(jù)層分隔開來，但保持著管理層與數(shù)據(jù)層之間的聯(lián)系。這種分隔意味著在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的整體設(shè)計時，可以不用考慮底層物理資源，而是只在管理層進(jìn)行靈活、智能的調(diào)整。8.2.1SDN概述SDN網(wǎng)絡(luò)分為應(yīng)用、控制、轉(zhuǎn)發(fā)三層分離的架構(gòu)?？刂乒δ鼙晦D(zhuǎn)移到了服務(wù)器，上層應(yīng)用、底層轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)施被抽象成多個邏輯實體。8.2.2SDN的整體架構(gòu)一、SDN網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)8.2.2SDN的整體架構(gòu)應(yīng)用層應(yīng)用層（也稱業(yè)務(wù)層）主要是體現(xiàn)用戶意圖的各種上層應(yīng)用程序。應(yīng)用層中不同的應(yīng)用邏輯通過控制層開放的API管理能力來控制設(shè)備的報文轉(zhuǎn)發(fā)功能。一、SDN網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)8.2.2SDN的整體架構(gòu)控制層控制層由SDN控制軟件組成，與下層可用OpenFlow協(xié)議通信。負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部交換路徑和邊界業(yè)務(wù)路由的生成，并負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化事件。控制層為應(yīng)用提供的編程接口（北向接口NBI）?？刂频讓釉O(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)行為通過南向接口（SBI）。一、SDN網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)8.2.2SDN的整體架構(gòu)轉(zhuǎn)發(fā)層由轉(zhuǎn)發(fā)器和連接器的線路構(gòu)成基礎(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)。負(fù)責(zé)執(zhí)行用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)過程中所需要的轉(zhuǎn)發(fā)表項是由控制層生成的。二、SDN架構(gòu)下的接口8.2.2SDN的整體架構(gòu)北向接口NBI介于控制器與上層APP之間。主要提供Restful、netconf協(xié)議功能。是一種開放的API、設(shè)備私有接口。二、SDN架構(gòu)下的接口8.2.2SDN的整體架構(gòu)南向接口SBI介于控制器與下層轉(zhuǎn)發(fā)器之間。提供OpenFlow、BGP、PCEP等協(xié)議功能。二、SDN架構(gòu)下的接口8.2.2SDN的整體架構(gòu)東西向接口用于SDN控制器跨域互聯(lián)的接口，運行BGP協(xié)議。一是通過簡單的修改或升級控制器程序就能提供新業(yè)務(wù)。二是為SDN控制器跨域互聯(lián)及SDN控制器分層部署提供了接口。一、數(shù)據(jù)中心場景8.2.3SDN的應(yīng)用場景在數(shù)據(jù)中心物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，對不同的數(shù)據(jù)中心資源進(jìn)行虛擬化，單個數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)能力可以合成為一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)能力池（云數(shù)據(jù)中心）?？尚械慕鉀Q方案：在數(shù)據(jù)中心出口部署支持SDN技術(shù)的路由器設(shè)備，可實時監(jiān)控鏈路的帶寬利用率和應(yīng)用流量，并將監(jiān)控結(jié)果提交給數(shù)據(jù)中心控制器；數(shù)據(jù)中心控制器集中控制各個數(shù)據(jù)中心出口的路由器設(shè)備，統(tǒng)一調(diào)配多個數(shù)據(jù)中心出口的鏈路和業(yè)務(wù)的流量流向，以便根據(jù)當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求和鏈路情況進(jìn)行鏈路資源調(diào)整，提升鏈路帶寬資源的利用率。二、城域骨干網(wǎng)場景8.2.3SDN的應(yīng)用場景在城域骨干網(wǎng)中，可以將邊緣的接入控制設(shè)備功能（除路由轉(zhuǎn)發(fā)之外）都提升到城域網(wǎng)控制器中實現(xiàn)，并可以采用虛擬化的方式實現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活快速部署。網(wǎng)絡(luò)控制器需要支持各種遠(yuǎn)端設(shè)備的自動發(fā)現(xiàn)和注冊，支持遠(yuǎn)端節(jié)點與主控節(jié)點間的?；罟δ?，并能夠?qū)⒔y(tǒng)籌規(guī)劃之后的策略下發(fā)給相應(yīng)的遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。邊緣的接入控制設(shè)備只實現(xiàn)用戶接入的物理資源配置。多臺邊緣設(shè)備可以虛擬成一臺接入控制設(shè)備，將同一個城域網(wǎng)（或者分區(qū)域）虛擬化成為單獨的網(wǎng)元，網(wǎng)管人員如同配置一臺邊緣路由器一樣，實現(xiàn)統(tǒng)一配置和業(yè)務(wù)開通，并進(jìn)行批量的軟件升級。三、接入網(wǎng)場景8.2.3SDN的應(yīng)用場景可行的解決方案：將與光線路終端（OLT）相連的遠(yuǎn)端節(jié)點（包括MDU、DSLAM等）變成只保留數(shù)據(jù)面的簡單設(shè)備，實現(xiàn)流轉(zhuǎn)發(fā)，將這些節(jié)點的控制面上移到獨立的控制器或者OLT當(dāng)中，遠(yuǎn)端節(jié)點的參數(shù)配置均由控制器來下發(fā)。遠(yuǎn)端節(jié)點支持流轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)有新的業(yè)務(wù)或需要在接入節(jié)點中啟用新的特性時，很大一部分特性可以直接通過對流表的配置來實現(xiàn)，而不需要進(jìn)行軟件升級，這樣大大加快了業(yè)務(wù)的部署速度；即使有些新業(yè)務(wù)在現(xiàn)有的控制面不能支持，也只是需要升級控制面，而不需要升級大量的遠(yuǎn)端節(jié)點。四、數(shù)據(jù)中心安全8.2.3SDN的應(yīng)用場景SDN支持更有針對性的保護(hù)并簡化防火墻管理，可以通過添加虛擬防火墻來創(chuàng)建分布式防火墻系統(tǒng)，以便實現(xiàn)虛擬機(jī)保護(hù)。該額外的防火墻安全層有助于防止一個虛擬機(jī)中的漏洞跳轉(zhuǎn)到另一個虛擬機(jī)。SDN集中控制和自動化使得管理員能夠查看、修改和控制網(wǎng)絡(luò)活動，以降低違規(guī)風(fēng)險。8.3.1NFV概述網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）于2013年在ETSI由13家運營商發(fā)起研究，是云計算在IT業(yè)取得巨大成功的大背景下提出的。NFV工作目標(biāo)是增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的快速部署、靈活擴(kuò)容和縮容。NFV的關(guān)鍵核心是通過虛擬化技術(shù)、基于通用IT硬件實現(xiàn)電信功能節(jié)點的軟件化，被認(rèn)為是未來通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)技術(shù)。NFV試圖打破傳統(tǒng)電信設(shè)備的豎井式體系，將通信網(wǎng)元功能分層解耦并引入新的管理與編排（MANO）管理體系實現(xiàn)網(wǎng)元全生命周期管理。8.3NFV技術(shù)8.3.1NFV概述NFV具有四個顯著特征：虛擬化：指將一臺物理計算機(jī)系統(tǒng)虛擬化為一臺或多臺虛擬計算機(jī)系統(tǒng)。每個虛擬計算機(jī)系統(tǒng)都擁有自己的虛擬硬件，來提供一個獨立的虛擬機(jī)執(zhí)行環(huán)境。通信IT基礎(chǔ)設(shè)施：采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化IT計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)硬件。云化管理：NFV使設(shè)置在一個數(shù)據(jù)中心機(jī)房中的各虛擬通信網(wǎng)元，通過統(tǒng)一的虛擬資源層，部署到共享的通信云資源池（服務(wù)器、存儲系統(tǒng)等）中，實現(xiàn)應(yīng)用和業(yè)務(wù)的生命周期管理，以及虛擬資源配置等功能。網(wǎng)絡(luò)自動化：與SDN結(jié)合，使用SDN技術(shù)自動化配置網(wǎng)絡(luò)。8.3NFV技術(shù)8.3.2NFV的整體架構(gòu)8.3NFV技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施（NFVI）由通用硬件資源和云操作系統(tǒng)一起構(gòu)成，包括硬件資源、虛擬化層和虛擬機(jī)。提供虛擬化和計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、I/O通用資源池化的能力。NFVI支持上層VNF的運行，為上層VNF提供運行環(huán)境。8.3.2NFV的整體架構(gòu)8.3NFV技術(shù)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能塊（VNFs）VNFs包括虛擬網(wǎng)絡(luò)功能（VNF）、網(wǎng)元管理系統(tǒng)（EMS）、運維和商業(yè)