基于SDN的城域综合IP承载网络架构研究.docx

?

?

基于SDN的城域综合IP承载网络架构研究

?

?

【摘要】??移动通信和固网宽带是城域综合网络的两种关键性业务，在IP综合承载网络的环境，可以有效地将而且融合在一起，提高网络的通信速率，城域网络除了对带宽的刚性需求外，还需要将移动网络与固定网络进行深度的融合，要求网络能实现全方位的覆盖，要求同一区域内移动网络与固定网络实现业务全覆盖。通过对城域综合IP承载网络架构参考体系进行分析，探究了城域综合IP承载网络架构的关键特征与主要技术，为相关研究者提供借鉴与参考。

【关键词】??SDN??城域综合网络??IP承载网络

随着城域网通信业务不断增加的背景背景下，如何提高网络通信的传输速率与用户的体验，不仅需要服务商为用户提供多种业务，还需利用灵活多样的组网网络，才能满足通信的要求，在这种全业务运营的环境中，需要利用新技术来实现固定网络与移动网络的综合承载，发挥移动网络与固定网络资源的协同效应，实现二者的规模化发展，成为人们关注的热点问题。同时，随着网络数据的爆发式增长，网络通信的时延敏感业务也影响着用户的体验效果，在面对5G业务对移动通信边缘计算MEC技术的发展，也要求对城域网综合业务进行改造，以满足大量数据通信业务的需求。

一、城域综合IP承载网络架构参考体系

SDN（SoftwareDefinedNetrork，软件定义网络的简写）具有软件控制与资源转移的等特征，主要功能是利用软件控制方式实现网络管理，并能将移动网络通信中控制逻辑与固定网络有效地结合在一起。SDN技术的控制器，可以有效的捕捉整个通信网络的动态转发表、网络的全局静态拓扑、移动网络通信的故障状态以及移动通信网络中的资源利用效率等情况，并能结合网络通信的具体业务需求，可以对资源进行统一优化与配置。利用SDN的可编程技术，可以利用其来部署网络的通用硬件与高级软件来代替移动通信网络中的昂贵的通信设备，进而实现不同设备制造商之间的不兼容的状况，结合城域通信网络构建的需要，设计如图1所示的基于城域综合IP承载网络架构。

1、WebUI/服开系统/资源系统/综合网管。是对网络资源进行综合管理，系统的API北向接口与城域网编排器连接，优化城域网综合能力，系统采用第三方应用API编程接口，便于第三方业务接入到系统中，提高系统与外部网络的通信效率。

2、城域网业务编排器。它的功能是通过北向API接口与上层服务系统连接，实现网络资源的调用，提高用户之间的数据交换能力，通过南向API接口与城域综合IP承载网控制连接，合理地调用网络通信资源，以快速的实现城域网络内的资源实施调动与网络资源的自动分配管理。

3、城域综合IP承载网控制面。城域网的业务包括是多个层次，主要要有网关业务汇聚控制MSG-C系统、移网控制面设备S/PGW-C系统以及软件管理SDN控制器等，主要功能是对城域网络的资源调配与业务的集中控制。

4、城域综合IP承载网转发面。在SDN架构体系上，利用SDN的可编程功能，对IP承载网的数据转发与控制进行管理，在承载网的数据转发功能上，实现用户数据包的转发与处理控制，并能将多种设备连接在一起，提高网络承载能力。

5、城域综合IP承载网接入网。主要功能是负责对城域内的固定通信网络以及无线移动通信数据接入与控制。

6、CDN。它的功能主要是负责大数据业务的处理，例如视频、网络游戏、5G边缘计算等一些大数据量的传输。

二、基于SDN的城域综合IP承载网络技术特征

2.1承载网络扁平化

通过对城域IP综合网络进行扁平化的改造，在城域网的核心网中采用转发面下沉技术，将通信网络的S/PGW控制转发面下沉，便于不同数據之间进行快速的交换，网络的移动通信业务则是采用本地IPRAN接入环，将移动网络与固定网络通信汇聚在核心网层，实现城域IP承载网络的偏平化管理。

2.2CDN内容源下沉

在现有的城域通信网络中，省核心机房将CDN节点控制在机房内，导致网络通信的传输距离过长，数据转发多跳而且复杂，如果网络拥挤时还会出现丢包的情况，而且还会导致用户访问数据的出现延迟，网络通信的体验效果差等，采用城域网IP承载网络，可以将CDN由核心DC下沉至汇聚DC，用户可以通过本地节点来访问数据，降低通信时延，也能提高用户的体验效果。

2.3控制面和转发面解耦合

利用SDN和NFV技术可以实现通信网络的虚拟化技术，采用编程开发将同通信标准的网络硬件组合在一起，不仅便于服务商开发新的业务，实现网络软件的全面革新，使得网络摆脱了依赖传统软件的升级的方法，利用SDN和NFV技术提高了通信网络软件管理效率，也保证了通信网络架构创新的集中化管理。将SDN、NFV设备与网络边缘控制设备融合在一起，提高网络通信效率，满足复杂通信的要求。

三、基于SDN的城域综合IP承载网络架构技术要求