全面透视光网络的下一站SDON

7/15/2015，目前，软件定义光网络SDON的架构实现了由控制功能与传送功能的紧耦合到控制功能与运营功能的紧耦合、由以连接过程为核心的闭合控制到以组网过程为核心的开放控制的模式转变，代表了光网络技术与应用有了新的发展方向。
　　近年来，软件定义光网络SDON技术成为SDN与光网络结合的热门技术。2014年，光互联论坛（OIF）与开放网络基金（ONF）联合组织开展了基于SDN的光传送网OTN原型和互操作性测试与演示。在此次演示，由中国电信主导联合中兴、华为、烽火完成了中国首次SDON跨厂商、多域组网测试，验证了基于层次化控制器架构的多域SDON技术方案的可行性，SDON商用化进程取得了突破性进展。
　　SDON技术的优势和特点
　　SDON技术有三大优势。其一，能够有效地解决异构网络之间的互联互通。通过对OpenFlow等相关协议进行扩展，开发面向对象的交互控制接口，可以实现异构网络信息抽象化和跨层网络控制集成化，从而在接入网与核心网、数据网与光网络、有线网和无线网之间建立起具备统一控制能力的新型异构网络架构体系。其二，其可以满足用户对光网络编排的需求。在网络设备的使用、操作和销售方式上实现灵活性，并能够使用户以更快的速度获得想要的服务功能。其三，SDON能够带来对光网络资源的虚拟化管理。其网络设备范围可覆盖全部OTN产品，更好地发挥网络基础设施资源的优势，通过开放的统一资源管理平台，使网络资源的利用达到最优化。层次化控制器架构的多域SDON技术方案的特点主要表现为：
　　1、整个架构分为四个层面：APP应用层、Orchestrator总控制器层、单域控制器层和Optical Network设备层。
　　2、APP应用层与Orchestrator总控制器之间的NBI接口重点采用Restful接口机制。Restful机制借鉴了WEB服务的架构风格，具备无状态、实现简单高效、松耦合、可伸缩等技术优势，从而为北向接口NBI实现SDON的开放控制、可编程、可定义等技术特点，提供了天然的技术支撑。
　　3、单域控制器层与OpticalNetwork设备层之间的SBI接口尽量兼容WASON及较早部署的OTN网络，确保SDON网络与这些网络设备的互联互通，更好地满足运营商对业务部署的平滑升级、渐进式演进思路。

　　光网络的虚拟化
　　随着SDON技术研究的不断深入，业界逐步发现光网络的虚拟化是实现基于SDON开放控制的基础和前提，也是SDON控制器内部不可缺失的主要部分。对于SDON技术而言，网络虚拟化是支持网络结构多样化的重要部分，是支持多运营商同时存在的网络架构。它支持使用一系列的开放可编程的网络接口，并针对物理层的网络设备创建一个虚拟的抽象层。允许用户对抽象层进行控制、改变相应的网络状态，并对用户屏蔽物理层网络的操作和使用复杂性，使用户在抽象层上部署新的应用更加容易，从而提高应用的灵活性。
　　SDON中的网络虚拟化与广义网络虚拟化的主要区别在于能够实现虚拟化的主体。通常，人们认为SDN将数据网络功能从单机、分散的硬件平台分离出来，并以虚拟机的形式管理这些部件。而SDON中的网络虚拟化将会使这些简化、通用化。例如：屏蔽物理平面细节及实现自动化规划、配置、管理、优化以及保护恢复。人工操作和规划过程也在向虚拟化演变，自动化程度与灵活性的提高使运营商降低高层级工作负载，将其置于较低层级，包括光电子层面。
　　在SDON架构体系中，对光网络进行虚拟化的主要目的在于：将光网络的物理层基础设施进行虚拟化，进而完成对光网络服务的抽象和封装，将提供的服务与物理层网络设施分离，为上层用户提供可编程、可定义的光网络虚拟层。可对未来光网络发展产生深刻的影响，运营商能够通过向应用层用户开放的接口等，把对光网络基础设施的控制权交给应用层用户。根据用户的等级权限，开放部分或全部光网络虚拟层的网络资源，允许用户在可获得的虚拟光网络资源基础上，根据自身需要进行访问和控制—让用户自己整合、定义网络资源，从而实现 “将光网络资源作为一种服务” OAAS的技术理念。
　　SDON面临的技术难点
　　2014年以来，光网络虚拟化技术及应用的研究得到了业界普遍重视，包括中兴、ADVA、华为等厂商都将下一代光网络中部署“支持光网络虚拟化的SDON系统”作为光网络服务技术发展的重点。光网络作为数据中心互联的基础资源，其虚拟化后的应用场景被普遍认为将大大简化网络运营商们的工作。
　　各数据中心有各自特定的QoS和SLA需求，因此网络运营商需要专用的OTN网络，通过虚拟光网络在共享统一物理OTN网络设备的基础上，满足不同的业务需求。目前，光网络虚拟化面临着诸多技术难点。主要包括：

　　1、如何提供可扩展的、灵活的、可配置的网络应用服务，包括：跨多个管理域实现对端到端业务连接及OVPN的控制；如何根据用户请求提供动态连接服务，即BoD业务；如何提供端到端的连接以保证低抖动、低延迟等QoS；如何在网络资源之间进行协调，如CPU、存储和可视化的显示设备等。
　　2、对光网络资源实现抽象封装，即如何将光网络物理层资源模型进行数学模型抽象化的提取，特别需要考虑光网络资源与传输模式有自身的物理特性限制，比如区别于其他网络的物理层损耗：由于光信号传输本身的特性，色散以及增益抖动等各种物理层光信道损伤的累积等，如何将这些光网络物理层损耗抽象提取到光网络虚拟层中。
　　3、虚拟化的光网络资源映射问题为虚拟光网络服务VONS中的虚拟节点和虚拟链路分配运行时所需的物理资源，设计出针对不同映射分配策略的优化求解目标函数（如基础设施资源负载均衡、网络货币收益最大化、可服务质量最优化、终端用户量最大化等）、优化数学模型及优化算法等，满足用户对光网络使用的个性化、性能、效益等需求。光网络虚拟化技术研究任重道远，但它所能带来的价值是不可估量的，代表了SDON技术发展的前进方向，随着中兴通讯对其关注程度和研究深度的不断提高，相信在不久的将来必将实现飞跃性的进展。

来源： 中兴通讯