* 本文介紹了愛立信首先提出的Service Provider SDN概念，以及其在運營商網(wǎng)絡運維方面的兩個主要用例，并且詳細闡述了概念驗證原型機的實現(xiàn)。
* 運營商軟件定義網(wǎng)絡，業(yè)務鏈，運維用例
愛立信Service Provider SDN – 方案介紹
近兩年業(yè)界對SDN的關注和探討持續(xù)升溫，主要都專注在數(shù)據(jù)中心的應用。愛立信作為早期SDN概念和OpenFlow標準的主要貢獻者，和全球頂級運營商緊密合作，從降低成本和擴展業(yè)務機會的角度共同研究和開發(fā)SDN技術在核心網(wǎng)的應用。例如，愛立信和Telstra從2012年開始合作，開發(fā)了業(yè)務鏈動態(tài)調(diào)度方案，首先提出了運營商SDN的概念。
目前移動運營商在Gi/SGi口搭建不同的應用平臺提供增值業(yè)務，但是采用的技術只能靜態(tài)配置用戶的業(yè)務路徑，而且一般只能基于APN對用戶/流量進行粗略劃分，幾乎不感知用戶、應用和網(wǎng)絡信息，只能提供有限的業(yè)務組合，存在業(yè)務單一的問題、網(wǎng)絡節(jié)點低效的問題和擴展性難題。如果要提供個性化的服務，網(wǎng)絡架構調(diào)整極其復雜，集成周期長，成本高昂，將大幅增加網(wǎng)絡復雜度和運營成本。在這種情況下，運營商只能尋找個性化業(yè)務的“甜點”——給用戶提供有限的業(yè)務選擇。
動態(tài)業(yè)務鏈方案通過策略匹配可以基于精細的策略屬性來控制用戶數(shù)據(jù)的交換路徑，不同路徑提供不同的增值業(yè)務。例如，可以基于用戶簽約決定是否提供內(nèi)容過濾業(yè)務，根據(jù)用戶訪問體驗決定是否通過本地緩存進行加速，根據(jù)目的網(wǎng)站決定是否要插入用戶號碼，根據(jù)網(wǎng)絡擁塞情況決定是否調(diào)整視頻編碼。并且可以前后鏈接對多種業(yè)務進行組合，提供個性化服務。
通過采用動態(tài)業(yè)務鏈方案，業(yè)務多樣性和網(wǎng)絡復雜性之間的矛盾大大緩解，可以給運營商帶來了如下好處：
·降低投資成本：業(yè)務平臺只服務有訂購的用戶，更加有效地利用增值服務節(jié)點的硬件、軟件投資
·減少運營成本：集中化的控制可以更加簡單快速地進行網(wǎng)絡配置、故障處理，故障時也易于自動切換到備份系統(tǒng)
·增加靈活性：新功能新業(yè)務可以更快投入市場，業(yè)務鏈可以動態(tài)實時修改
目前，動態(tài)的業(yè)務鏈可以靈活高效地提供各種增值業(yè)務組合：
·內(nèi)容過濾/綠色上網(wǎng)
·殺毒和垃圾郵件過濾
·防火墻/IDS（入侵檢測系統(tǒng)）/IPS（入侵保護系統(tǒng)）
·視頻優(yōu)化
·緩存和加速
·內(nèi)容插入
·QoS控制
·…
此外，運營商SDN還擴展了業(yè)界對SDN的定義：
·集成的網(wǎng)絡控制：運營商SDN在網(wǎng)絡的各個層面全面采用SDN，對接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡根據(jù)業(yè)務要求進行統(tǒng)一的動態(tài)控制，靈活快捷地部署新功能，為用戶提供卓越的業(yè)務和體驗。
·統(tǒng)一的網(wǎng)絡和云管理：在網(wǎng)管中引入新的云管理和SDN管理功能，實現(xiàn)網(wǎng)絡、業(yè)務、管理一體化整合。
·網(wǎng)絡能力開放：除了受愛立信的業(yè)務鏈控制器、傳輸網(wǎng)絡控制器、云網(wǎng)絡控制器等方案的控制，運營商SDN網(wǎng)絡還可以通過北向接口將網(wǎng)絡能力開放給其他應用和服務， 使得應用開發(fā)者能夠最大化地利用網(wǎng)絡的能力，而不需要深入了解網(wǎng)絡拓撲和功能。
擁有了上述要素，運營商現(xiàn)有的網(wǎng)絡可以逐步演進以擴展業(yè)務能力和提升用戶體驗，從而強化基于網(wǎng)絡控制能力的競爭優(yōu)勢，擺脫“啞管道”的標簽。
除了在增值業(yè)務方面的應用，愛立信也一直在思考和探索SDN技術對運營商的日常運維工作的助益。
SDN動態(tài)業(yè)務鏈在運維方面的應用
運維工作是運營商最重要的日常工作之一，它直接決定了運營商網(wǎng)絡和其所提供的服務的質(zhì)量，同時也是最影響運營商網(wǎng)絡成本的一個關鍵因素。前面講述了SDN技術的動態(tài)業(yè)務鏈方案在核心網(wǎng)的應用，那么如何采用SDN技術來幫助運營商優(yōu)化運維工作流程，減小網(wǎng)絡影響，提升運維效率，從而降低運維成本呢？
首先，我們通過運維工作中的兩個例子，來看看目前這些工作中存在的問題，和一些潛在的需求。
比如說，在日常的運維工作中，我們經(jīng)常會對網(wǎng)絡節(jié)點（如Gi接口處的增值業(yè)務節(jié)點）進行軟件升級，目前的升級方案存在以下問題和訴求：
1.需要大量的人工交互操作--- 能否將安裝/升級步驟盡最大可能自動化？
2.有的節(jié)點升級后，一旦出現(xiàn)問題，需要回退到原版本，排查故障后再重新升級。這一系列操作需要大量的手工操作，而且造成大約10分鐘以上的業(yè)務中斷 -- 能否在新版本正式啟用前，首先在現(xiàn)網(wǎng)中用少量友好商業(yè)用戶進行測試，在驗證功能正常后，再將商業(yè)用戶分階段逐步導入到新版本的節(jié)點上來？一旦出現(xiàn)問題，可以方便靈活的將用戶業(yè)務倒回原版本節(jié)點？
再比如說，在運營商進行故障排查（Trouble Shooting）的過程中，出現(xiàn)問題時需要人工來抓包分析；缺少有效的端到端的跟蹤功能，需要大量的時間才能從對多個端口的追蹤中提取出一個用戶流的完整的蹤跡。如何仿真出現(xiàn)故障的用戶業(yè)務流，重現(xiàn)該故障并對追蹤的業(yè)務流進行分析，從而快速有效的定位故障所在并解決？
上述兩個典型的運維工作場景，如果采用SDN技術來實現(xiàn)，會是怎樣的解決方案并帶來什么好處呢？愛立信東北亞區(qū)技術創(chuàng)新部研發(fā)了針對上述兩種場景的概念驗證原型（PoC），驗證了應用SDN技術可以使運營商在以上日常維護的工作中有全新的靈活的解決方案，提高運維效率。
第一個SDN PoC -- 基于SDN的軟件升級，驗證了使用SDN方案可以靈活方便的解決上述問題。具體方案如下：在現(xiàn)網(wǎng)中使用一些友好商用用戶的業(yè)務流，通過OpenFlow的鏡像功能，將特定用戶流復制一份到新版本所在的節(jié)點進行處理，由測試設備接收該節(jié)點處理后的數(shù)據(jù)包；同時保留用戶正常業(yè)務流的原有路徑和用戶業(yè)務不受任何影響，將用戶正常業(yè)務流（由舊版本處理的）也鏡像一份到測試設備。通過比較測試設備接收到的兩個分別由新舊版本節(jié)點處理的流，來驗證新版本的功能是否符合要求。
當反復驗證確認新版本功能一切正常后，決定切換至新版本使用時，由SDN動態(tài)業(yè)務鏈方案將所有商用用戶的流按照運營商制定的策略，逐步地引導到新版本所在的路徑上來。這樣一方面提供了在正式升級商用之前，可以在現(xiàn)網(wǎng)驗證而不影響任何用戶業(yè)務，避免了軟件升級后才發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)網(wǎng)中有任何問題而回退機制繁雜且引起業(yè)務中斷；另一方面在正式切換時也可以按策略分批逐步進行，確保平穩(wěn)過渡和緊急情況下的及時有效的回退。
第二個SDN PoC -- 基于SDN的故障排查，驗證了使用SDN方案可以根據(jù)故障類型，快速靈活的生成仿真的問題業(yè)務流插入到網(wǎng)絡中，使測試流經(jīng)過與問題用戶業(yè)務流同樣的路徑的處理，最終由測試設備接收并分析，送交業(yè)務支撐系統(tǒng)做相應的分析定位和解決（如更改配置等）。SDN方案提供了在網(wǎng)絡中動態(tài)靈活引入各種測試業(yè)務流的可能，使得在故障排查過程中可以快速重現(xiàn)問題，快速定位并最終解決故障。
上述兩個PoC充分驗證了SDN的確可以為運營商在日程運維工作中提供更有效靈活的解決方案，從而極大地提升運維效率，降低OPEX。
總結
愛立信一直在積極研究和探索SP-SDN技術能夠為運營商提供的新的應用場景和解決方案。每一個新方案的提出，都會和一些主要運營商進行反復探討和驗證，不僅驗證技術方案的可行性，而且分析其商業(yè)價值，以確保新方案貼近客戶，能為客戶帶來真正的價值。以SDN軟件升級方案為例，經(jīng)過對東北亞區(qū)一個運營商的網(wǎng)絡及業(yè)務分析得出，該方案能簡化現(xiàn)有網(wǎng)絡節(jié)點的升級流程，減少宕機時間，優(yōu)化節(jié)點的負載均衡方案；SDN的集中控制使運維人員易于操作，易于發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，最終會為該運營商降低大約30%的OPEX。事實證明，愛立信軟件定義網(wǎng)絡方案能有效助力運營商提升運維效率，降低運維成本。
關于作者
符安華 愛立信東北亞區(qū)客戶方案部 客戶方案專家
李娜 愛立信東北亞區(qū)技術部 高級經(jīng)理
