城域和核心路由器的SDN发展道路探讨

　　城域和核心路由器组建的Internet基础网络彻底改变了人类沟通的方式，SDN概念的出现则给网络带来的新的应用模式和选择可能。SDN概念如何与路由器结合，使得基础网络对应用提供更好的能力，是一个非常值得探讨的方向。

　　1.路由基础网络的特点

　　路由基础网络是一个全球性的分层次的分布式网络。分层次意味着局部网络内部的路径计算是独立的，计算完成的路径通过边界路由器向其他边界路由器通告。分布式意味着无论域内还是域间路径都是由单个路由器在与其他路由器交互信息后独立计算的。这两个特点使得路由基础网络具有全球扩展的能力。分布式使得网络部署不依赖于其他网络而可独立建设，层次化使得大网的路径计算可以分层次进行。

　　通过多年的发展，IP和MPLS基本上可以满足封装任何业务的要求，但是在路径计算上，由于分布式计算的特点，缺乏一些全局优化的能力，虽然引入了MPLS-TE等计算，但计算模式也较为单一，演进较为缓慢，对需求的响应速度较慢。

　　2.SDN对基础路由网络的改进

　　SDN具有全局信息，可以基于全局信息对路径做优化，使得响应比较缓慢的全局性需求可以较快通过新算法实现。SDN具有统一的计算实体和算法，可以避免路由器逐台升级带来的对网络冲击过大的问题。SDN通过软件化的定义，提供更好的应用程序接口，使得应用对网络的管理得以较好地实现。同时，通过SDN可以简化对设备控制面和管理面的复杂要求，使设备可集中精力于转发，从而加快技术革新速度。总之，SDN带来的较多好处对路由基础网络也是适用的。

　　3.SDN改造路由器基础网络的方式

　　局部替代

　　由于基础路由网络全球性的特征，不可能全球的网络统一整齐地切换为SDN网络。SDN改造的网络必须与原有网络100%兼容。一种合理的方式是SDN改造网络局限于一定域内，对外表现与现有网络一致，而对内进行网内优化。

　　针对域内和域间分别优化

　　针对域内，通过SDN对控制平面路径计算的接管，可以实现完全可控、可视和可调的域内路由网络。域内的规模与SDN控制器可管规模是匹配的，独立优化是可行的。对于域间，通过SDN的集中调度控制，可以替代BGP和RR的路径计算，使得保护、负载均衡等策略更容易实施。选准这两个模型，容易把目标和要解决的问题聚焦，一步一步将SDN带来的好处在实际网络中展示出来。

　　转发面继承使用

　　现有路由器的转发面，支持IP和MPLS，基本上可满足主要转发和封装需求，就是说，转发面功能和性能不是关键问题，如果再加上一定的扩展就是没有问题，问题在于分布式的控制面限制太大。因此SDN针对路径优化的策略，可以通过现有转发面来研究支撑和实践，而不必等OpenFlow成熟，做得好的话可以使网络上大部分的投资得到保护。当然，由于现有路由器的转发面一般都是由NP或多核处理器来实现的，对OpenFlow支撑转发面的研究也可以同步进行，在寻找控制面优化道路的同时寻找转发的优化道路。近期，针对OpenFlow过于灵活、设备难以匹配的问题，业界有人提出了在控制器侧抽象出与大多数设备侧转发匹配的模型，在保持集中控制、可编程的SDN优点前提下，通过增加模型约束，大大提高OpenFlow流表下发的匹配度，使OpenFlow可商用程度大幅提高，是一个非常值得考虑的方向。