中国运营商互联网 SDN 部署实践

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1、中国运营商互联网SDN部署实践作者思科网络服务公司高级服务部SDN网络、软件架构师：王逊，肖鹏，常贺，石琳江苏电信网络操作维护中心高级工程师：束栋摘要SDN（SoftwareDefinedNetwork）思想方兴未艾，各种新型技术架构、标准组织、协议规范不断产生、发展、完善，为“软件操控网络”奠定了基础。与此同时，传统网络设备正在逐步更新体系架构和软、硬件，增强对SDN的支持。在应用领域，SDN已经在一Google为代表的OTT进行部署，引起了广泛关注。OTT通过操控数据中心产生的业务流量，大幅提高骨干网链路利用率，节省了可观的带宽租用费用。但

2、是在传统运营商互联网领域，由于流量成分复杂、网络规模庞大，鲜见成功先例。本文介绍了基于SDN方式在运营商网络上对互联网流量调度的一次尝试，使用的是BGP流量调度控制器（BGPTEcontroller）。BGPTEcontroller融合了SDN理念，针对运营商互联网流量调度的特点和需求，以开源架构OpenDayLight为基础，实现了对BGP流量的调度。该控制器已经在国内某运营商骨干网成功部署，实现网络和特定业务的平稳运行。这是国内首次通过SDN技术对互联网流量进行调度，是SDN在运营商骨干网商用的一次成功实践。背景2009年MartinCas

3、ado领导的项目组定义了Openflow协议，掀起了SDN的浪潮。随着近些年蓬勃发展，SDN思想已经超越了Openflow协议本身，向可编程设备、可编程网络的方向演进。可编程设备是指支持编程语言（python、java等）通过API控制其正常运行的一类设备。这里的API也称为SDN控制器南向接口（设备北向接口），可以是设备厂商自定义的API（如：ARISTA公司EAPI，或者思科公司的OnePK等），可以是开放SDN协议（如：Openflow1.0/1.3、OpFlex、Netconf/YANG）访问接口，也可以是设备命令行接口（CLI）或标准

4、路由协议（如BGP、IGP）会话等等。可编程网络是指使用SDN控制器对整个网络进行抽象、仿真、调度、监测的网络。业务应用通过调用SDN控制器北向接口对整体网络进行操控，实现业务保障、流量优化等目的。近年来SDN控制器发展十分迅速，其中开源控制架构ODL（OpenDayLight）便是其中的主要代表。ODL成立于2013年4月，由LinuxFoundation管理，其成员包括IBM、思科、华为、中兴等30多家公司。ODL可以支持包括Openflow、Ovsdb、Netconf、BGP、PCEP等多种控制器南向接口。Internet流量调度需求和挑

5、战通过SDN的部署，运营商可以实现快速、灵活业务部署,加速业务创新，优化流量模型，操控关键业务流量，充分利用运营商的管道资源，大幅提高运营商竞争力。在流量调度方面，运营商通常采用BGP策略实现。常用的做法是运维人员登录到路由器上手工调整BGP路由策略，改变特定业务的流量流向。这样做费时、费力、实时性差、可靠性低。为了实现复杂网络环境中的实时、自动流量调度，必须使用专用的流量调度系统。在SDN场景下，可以利用网络的可编程特性实现上述功能。通过部署流量调度系统，将运营商、OTT的互联网出口带宽资源池化，根据调度策略灵活、高效的进行流量分配，从而最大

6、化利用现有的带宽资源，从运维向运营转变。在SDN应用场景中，运营商对互联网流量调度的需求可以总结为如下几点：采用灵活、敏捷的调度方法，支持实时、动态流量调度使用开放、成熟的技术体系，尽量兼容现有设备，减少软、硬件升级和二次开发风险具备横向扩展能力，支持大规模网络可用高，避免单点故障，控制器对网络的影响可控具备可视性，方便运维人员维护、排障操作可回溯，发生异常之后可以快速回退SDN在运营商骨干网部署过程中也存在诸多挑战：部署难度大运营商骨干网规模大、设备类型和数量多，对SDN支持水平不一致。诸多新型协议栈如Openflow、OVSD

7、B、Netconf等，需要对现网设备进行硬件更新、软件升级才能支持。而且SDN发展迅猛，新技术层出不穷，协议版本快速迭代，对设备的兼容性、互操作性要求很高。因此，全网实施SDN难度大，而且会进一步推高设备部署、维护成本。可靠性、扩展性要求高运营商骨干网设备数量多，涉及厂商多，国内三大运营商Internet骨干网及其海外网络设备数量从100到300台不等；大量的网间互联导致BGPpeer数量多，电信、联通网内互联、运营商网间互联的BGPpeer数量约为500左右；Internet骨干网路由表项逐年增加，目前已经突破55万条。SDN技术必须实现在

8、如此大规模路由条目和设备数量条件下的可靠、平稳操控。运维体系压力大网络运维体系是保证运营商服务提供的关键。运维体系由三个主要元素组成：人、工具、流程