431
自2012年刮起的SDN（软件定义网络）收购潮，到今天依然没有止歇。最近的一项收购是今年4月初，AMD宣布以19亿美元（121亿人民币）的价格买网络供应商Pensando，用来增强面向超大规模提供商、小型云和5G的SDN智能。
去年也有多项收购事关SDN。2021年5月，思科宣布收购了以色列SDN控制软件开发商Sedona系统公司，Sedona的NetFusion软件是分级控制器HCO领域的市场领导者，HCO是实现5G切片、可路由光网络的关键；2021年9月，Extreme Networks收购了Infovista的SD-WAN（软件定义广域网）业务，而Infovista在该领域与华为、中兴都有合作。如果这两项收购还是两家公司对其SDN能力的补足，那么2021年11月，爱立信斥资62亿美元收购美国云通信厂商Vonage，则是对网络功能可编程在企业级网络应用的重大投资，毕竟这笔收购费用接近于爱立信2021年一个季度的收入。
网络软件支撑着包括路由、信令等多种协议的完善和发展，网络设备的性能，很大程度上是由网络软件的性能所决定。而这些收购也说明，SDN技术思想已深入人心，采用SDN架构理念，实现网络集中控制和能力开放，成为了全球各大电信运营商和云服务商一致拥抱的网络转型方向。
掌握SDN就是掌握网络主导权
“软件是硬件之魂，这毫无疑问非常适用于网络领域。”新华三集团副总裁、智能管理与运维产品线总经理王斌对《中国电子报》记者表示，“与软件定义存储、软件定义计算相比，软件定义网络在技术层面是最复杂的，因为网络是点状、网状分布结合的一个系统，是一个复杂的组合体。IT基础设施的计算、存储、网络是比较关键的三大部件，现在又增加了边缘和终端。如果没有网络的连接性，其他的实体单元很难发挥功效。在信息化建设中，软件定义网络的重要性是不言而喻的。”
无论是固定网络、移动网络还是IP网络，迄今几乎所有的通信设备商都采用了软硬件一体化模式，设备商基于标准研制一体化专用设备，运营商采购这些设备建设网络，提供标准化服务。一旦技术升级和标准换代，设备商需要重新研制新设备，运营商又需要重新采购新设备和建设新网络，这导致运营商级网络周期长、投资大、灵活性差。
“软硬解耦的计算机为网络设备树立了榜样。10多年前，美国斯坦福大学的Nick Mckeown教授团队在研究中意识到传统网络的问题，提出了软件定义网络SDN概念，其初始动机就是希望打破传统网络设备软硬件一体化的僵化局面，让网络设备重演计算机软硬件分离的开放之路，从而激发网络产业的创新活力。”中国联通研究院副院长、首席科学家唐雄燕说。
斯坦福大学的Nick McKeown教授在2008年4月提出SDN概念时，首先论述了实现SDN的OpenFlow原理。OpenFlow提出一个很好的理念，就是把网络的转发和控制分离，转发的部分其实就是硬件部分，控制的部分则以软件部分为主。
中国移动研究院基础网络资深专家程伟强告诉《中国电子报》记者：“这个理念有两个非常大的价值。一是网络的转发功能和控制功分离后，就有机会把产业链分成软件和硬件解耦的两部分，硬件的部分让它足够的通用化，降低成本，而软件能够进行大规模的软件工业化生产，进行开发，提升系统的灵活性。二是能给整个网络的调度和运维带来极大的便利。以前网络是每一台设备都有自己的控制，这种网络的流量调度是基于每一个节点进行，‘只见局部，不见整体’，引入SDN后，因为控制集中化，控制器系统能看到整网的资源分布情况，能从全局视角对网络进行优化调度。”
谷歌在2012年实现了对SDN方案的规模应用, 整个网络领域都受到了非常大的鼓舞。谷歌基于Openflow完成其数据中心的互联网络B4，引入SDN后，谷歌B4链路利用率能从原来的30%~40%，提高到90%以上接近100%。应该说这是软件定义网络走向工业化的起点。
互联网企业在SDN的成功激励着运营商。2013年，中国移动在ONF（开放网络论坛）中率先提出电信级SDN的理念。ONF对SDN的定义是一种新型的网络架构，其设计理念是将网络的控制平面与数据转发平面进行分离，并实现可编程化控制。这一定义突显了SDN的三大特征：控制和转发分离，网络控制集中，网络开放与可编程。
程伟强说：“谷歌作为一个互联网厂商，它的网络规模、网络需求和运营商电信级网络是完全不一样的，中国移动提出建设电信级SDN的同时，也在ONF中发起成立了相应的工作组，聚集了全球最大的运营商，如AT&T、德国电信、日本NTT、国内的三大运营商等，我当时作为电信级SDN工作组的主席，见证了运营商真正引入 SDN最初的设想以及基础技术的构建。”
“SDN一是可以增强网络弹性，提升网络对新业务适配的灵活性和敏捷性；二是通过分层解耦的模式，可以更好把握产业链的堵点和卡点，管控供应链风险；三是通过网络软件的自主研发和开放网络设备的核心技术攻关，可以更好的将网络技术发展的主导权掌握在运营商自己手中。”唐雄燕说。
SDN像一场网络运动，不仅将运营商卷入其中，通信设备商在跟进。“2010年的时候，我们去了几趟斯坦福大学，和Nick McKeown教授有过多次交流。”王斌说，“新华三SDN研发的启动比较早、比较全面，做的是多场景的SDN解决方案，我们把它命名为‘应用驱动网络AD-NET解决方案’。从2016年到现在，新华三的SDN软件在国内的市场占有率始终保持在第一。”
SDN始于互联网兴于运营商
互联网企业拉开了软件定义网络规模应用的序幕，但将软件定义网络向全网推进的，是电信运营商。唐雄燕表示，在网业分离的形势下，寄生在运营商网络之上的互联网业务日新月异，尤其是在业务迁移到云计算后，业务动态性进一步加大，僵化的底层网络已无法适应上层业务创新的需要，传统电信网络变革势在必行。
2013年美国运营商AT&T发布的Domain２.0战略是其中的典范，AT&T提出到2020年网络软件化率要达到75%的目标。Verizon发布了SDN/NFV（NFV,网络功能虚拟化,与SDN相伴而生）参考架构白皮书，引入统一的端到端网络编排和业务编排，从顶层设计对网络进行升级。Telefonica提出UNICA架构，使用SDN将分散在各地的数据中心统一管理。全球顶级运营商相继开始引入SDN技术进行试点。
我国三大运营商在2015年开始启动SDN。2015年，中国移动提出Novonet项目引入SDN/NFV和编排技术，并于2019年启动全球规模最大的网络云八大区构建，其中包括了5G核心网的NFV、数据中心SDN等内容，目前已经广泛应用。这一项目让中国移动构成了全球最大的网络云基础设施，提出了以ONAP为核心的智能化编排管理体系，中国移动主导的ONAP开源社区已经发布EI AIto版。
2015年中国联通启动CUEB-Net2.0，并于2016年首次提出构建基于SDN的产业互联网CUII（China Unicom Industrial Internet），现在已经实现了国内首个大规模广域网SDN商用部署，自主研制了适用于超大规模异构网络的网络控制和协同器。唐雄燕说：“通过SDN集中控制极大提升了网络服务的灵活性和敏捷性，并通过能力开放实现了与公有云服务的集成，提供了云联网等业界领先的云网一体化服务产品。”
中国电信则发布CTNet2025网络架构白皮书，重点强调了新型OSS系统的重要性以及O域与B域的协同。
未来十年SDN理念将贯穿云网
从2012年到2022年，SDN工业化进程已经走过十多年，未来向哪里去？中国电信在2019年提出面向2030年的云网融合之路，中国移动和中国联通在云网融合的基础上，进一步提出面向2030年的算力网络，算力网络是云网融合的深化，而且目前算力网络已经被看成是第六代移动通信的支撑网络。
“在云网融合中，SDN起到了云网信息互通、网络感知云服务和云资源的作用。而SD-WAN（软件定义广域网）可以看做是云的触角，是云互联的外延，这代表着网络联接将会与各种云服务更加深度的整合，这也是SDN技术的发展趋势。”唐雄燕说。
目前，阿里、腾讯、谷歌、亚马逊等云厂商都在做SD-WAN，利用SD-WAN技术，云厂商可以在互联网上实现POP点（网络提供点）的连接。一个全国都有分支机构的企业，每个分支机构可以看作是一个POP点，云服务商可以将这些POP点灵活快速地连接起来，为客户提供云网结合的服务。如果说SDN的应用主要体现在数据中心的互联，那么SD-WAN则是将软件定义扩展到了整个互联网中。
但运营商实现SD-WAN并不像云厂商这么简单。
“业务快速变化，对网络的敏捷性要求就比较高。要定义网络这种网状结构，要做业务切片，SDN就需要做到全网多点协同联动，这个难度就大了很多。”王斌说，“SD-WAN的目标是让上层应用更好地去调用底层的网络资源，可以说SD-WAN是云网融合非常关键的技术之一，也是推进云网快速发展的关键要素。”
运营商传统的网络协议IPv4/MPLS是按照网络节点一跳一跳地做网络资源的管理和控制的，这种方式与SDN希望的便捷灵活是矛盾的。“是时候引入全新设计的网络协议支持SDN了，在制定互联网连接标准的国际组织IETF中，讨论最热烈的是SRv6协议，它最大的好处是极大地减少了网络的跳数。在SRv6网络中，SDN控制器只要和源地址的节点‘打交道’，就能够实现整条业务流的配置和管控。”程伟强说。
目前的核心工作是让SRv6更好用，中国移动正在牵头做的G-SRv6,在不损失SRv6特点的同时，进一步优化SRv6的结构，提高网络利用率。目前，G-SRv6已经被IETF接纳，是SRv6国际标准发展的方向。
“从云网融合的发展趋势看，大家比较公认会经过三个阶段，首先是云网协同阶段，下一步即将进入的就是云网融合阶段，最后是云网一体的阶段。在这三个阶段里，软件定义网络的理念始终贯穿其中。”王斌告诉记者，这三个阶段各有侧重点，在云网协同阶段，重点是统一云网资源，实现资源的可视化，推动云和网的无缝对接；在云网融合阶段，重点是实现云网资源的集中管理、协同调度，目前要实现这个目标还需要做技术创新和突破；在云网一体阶段，重点是实现云网操作系统，在这一阶段，SDN在边缘云、行业云等应用场景中会起到不可替代的作用。
“面向5G演进网络、6G以及算力网络，在网络的转发面节点，类似固网的BRAS(宽带接入服务器)、移动网络的UPF（边缘接入网关）等都会变得更加关键，因为网络需要具备通信-感知-计算-智能相融合的能力，这些都需要软件化进行管控，软件化的服务将在其中发挥更大的作用。”唐雄燕说。
SDN行至半程，网络在开放和封闭间折中
SDN提出伊始，就是希望建设一个开放的网络生态。这包涵两重意义：一是软件与硬件解藕，二是网络通过软件实现开源开放。
SDN相关的开源社区非常活跃，从SDN部署层次看，主要包括云内操作系统OpenStack,SDN控制器ODL、ONOS、Open Contrail、Floodlight、RYU(开源控制器)，以及转发层OVS。其中,ODL和ONOS是控制器的开源组织，OpenStack是北向接口模块的开源组织，OVS是转发模块的开源组织。作为SDN概念和架构的创始组织，ONF在制定架构、北向接口和网络模型方面的标准，目前已经拥有140多家会员,包括运营商、设备商、芯片商，覆盖全产业链。
活跃的开源社区加快了SDN的落地速度，谷歌、亚马逊等云服务厂商通过SDN增强了对网络的掌控力。但运营商在落地SDN时，这种掌控力打了对折。
“因为不同于学术界的狭义SDN，工业界实际上是在发展广义SDN，网络的南向接口不局限于OpenFlow协议，也可以不对底层网络设备大动干戈，只是在网络管理控制和能力开放上增强。这其实是开放与封闭的折中，网络的可编程和开放性局限于网络控制平面，转发平面依然采用功能固定的包处理硬件。”唐雄燕表示。
为推动转发平面的可编程，Nick Mckeown教授等SDN先驱们2015年又发明了用于数据平面的新一代编程语言P4，解决了OpenFlow编程能力不足和扩展性差等问题，推动SDN迈向下一代。P4产业化今天还处于发展初期，谷歌率先在其商用网络中采用P4技术，AT＆T也在网络中安装了基于P4的白盒交换机，P4可编程芯片初创公司Barefoot Networks在2019年6月被英特尔收购。
为了推动软硬件的解耦，运营商在部署SDN的同时也引入了NFV（网络功能虚拟化），NFV的特点是软硬件解耦、硬件通用化和设备功能软件化。NFV的理想状态是实现虚拟网络功能层、云虚拟化层和硬件设备层的三层解耦，各层可独立发展和创新，尤其是希望与应用关联度最大的网络功能层能彻底开放，让更多的创新者参与研发和提供VNF，激发网络业务创新活力。但在实践中，三层解耦更复杂，系统集成的高难度，许多运营商又退而求其次，仅追求软硬件两层解耦，所以网络开放的效果大打折扣。
这导致为运营商做SDN的企业，只做纯软件的比较少，大部分都是软硬结合，而且都是以ICT厂商为主导。国外企业以思科为龙头，国内企业以新华三、华为等为主导。而纯软件的SDN企业的结果往往是被收购，最后融入ICT厂商的方案中。
但SDN“软硬件解藕、网络开源开放”的思想就像一粒种子，推动电信全领域的网络转型。
移动基站一直是封闭设备，近年火热的O-RAN(开放的无线接入网) 则希望基于通用硬件平台和软硬解耦模式研制白盒化基站。5G网络也与之前的几代移动通信网络有了巨大的变化，实现了云化的核心网，引入了边缘云实现边缘计算，支持网络切片。在后5G和6G时代，5G核心网的云化、NFV化、边缘计算会更普遍。“从移动网的角度看，从3G到5G的演进，很明显的体现了整个网络的云化、虚拟化、软件化的趋势。”程伟强说。
作者丨刘晶
编辑丨连晓东
美编丨马利亚
