SDN技術架構的適用性研究

陳顯輝，蔡怡挺，陳夢嫻，王佑

工程與應用

SDN技術架構的適用性研究

陳顯輝，蔡怡挺，陳夢嫻，王佑

（國網浙江省電力有限公司溫州供電公司，浙江 溫州 325700）

首先，介紹了幾種軟件定義網絡（software defined network，SDN）架構及其關鍵技術；然后，就網絡分層和網絡抽象、南向接口協議選擇、路徑計算單元（path computation element，PCE）功能集成等幾個關鍵方面對這幾種SDN架構在光傳送網絡（optical transport network，OTN）中的適用性進行了技術性研究和分析；最后，對現有OTN向SDN技術架構遷移給出了指導性意見和建議。

OTN；SDN；適用性

0 引言

傳統的因特網把控制平面和數據平面緊緊連接在傳統的網絡設備上，使得網絡控制平面的管理變得復雜煩瑣，同時網絡控制平面的技術發展和更新也受到了束縛。這與當下對網絡擴展性與靈活性的要求相違背。為了解決這些現有網絡體系所面臨的難題，美國斯坦福大學研究組針對這些問題提出了一種解決方案，即設計一種新型網絡創新架構——軟件定義網絡（software defined network，SDN）架構[1-3]，這種新型的網絡架構以OpenFlow[4]協議為核心技術，創造性地提出了將網絡控制平面與數據平面分離，數據轉發功能由網絡設備在高層策略的指導下完成，減輕了網絡設備以往承載的復雜功能，從而實現了對網絡流量的靈活控制[5]。

SDN將網絡的傳統業務從硬件轉移到了軟件，這種轉換使得原本需要更換硬件設備才能具備的功能由軟件進行替代。這樣既對網絡控制平面的功能進行了簡化和整合，又增加了網絡硬件設備的可靠性。并且，在將網絡控制和數據平面進行分離之后，廠商便可以單獨地開發控制平面[6]。因而，SDN的發展會給網絡產業的格局帶來巨大的變化，傳統的通信設備行業和運營商必須做出巨大的調整以適應新型的SDN體系結構[7]。

1 OTN應用SDN技術應滿足的條件

光傳送網絡（optical transport network，OTN）（國際電信聯盟電信標準分局（ITU-T）G.709）技術本質上是一種波分復用（wavelength division multiplexing，WDM）技術，它讓OTN不僅具備承載大容量、高帶寬業務的能力，還具備了和SDH/SONET一樣的靈活性和魯棒性，是目前通信運營商采用的主要的光傳送網絡技術。

要在OTN中應用SDN技術，首先需要滿足以下幾個條件。

1.1 條件一：引入控制平面

傳統的傳輸網絡一般采用雙層模型：網元層和管理層。網元層即設備層，用于業務傳送和調度；管理層是指網元管理系統（element management system，EMS）/網絡管理系統（network management system，NMS），提供設備管理和網絡管理功能。傳統OTN組網也大多使用這樣的網絡模型。SDN最主要的特征就是網絡控制平面和數據轉發平面分離，傳統OTN是沒有控制平面的。如果要將SDN技術應用到OTN中，則必須在OTN中引入控制平面。

圖1 OTN引入控制平面示意圖

OTN引入控制平面應用SDN技術架構和引入控制平面構建類似，都是通過在OTN網元上啟用通用多協議標志交換（generalized multiprotocol label switching，GMPLS）實現。在GMPLS中，OTN的各種電層光通道數據單元（ODU）和光層光通道傳送單元（OTU）都被統一視作流量工程（traffic engineering，TE）鏈路，OTN被視作GMPLS網絡，從而可以應用各種適用于流量工程的路由協議、信令協議和技術架構，其中就包括SDN技術架構。OTN引入控制平面示意圖如圖1所示。

這里需要注意的是，ASON引入的控制平面通常是分布式的，分布在全網的每個網元上，而SDN引入的控制平面通常是集中式的，集中在外部SDN控制器上。因此，OTN在應用SDN技術架構之前應首先對引入的控制平面進行功能分解，部分控制功能應采用分布式部署，另一部分控制功能則適合采用集中式。例如，本地標簽轉發信息庫以及本地電層/光層交叉連接信息庫等需要繼續保留在網元上；而全局一致的TE鏈路狀態數據庫以及負責全網路徑計算的功能部件等則可以統一集中到SDN控制器上。

1.2 條件二：采用ROADM MESH組網

傳統OTN大多采用背靠背固定光分插復用器（fixed optical add-drop multiplexer，FOADM）組網方式，在這種線性傳輸系統中，由于業務流向無法進行動態調整，SDN技術沒有應用價值。SDN技術只有在無線網格（Mesh）網絡中應用才有意義。

傳統OTN要組建Mesh網絡，必須采用可重構光分插復用器（reconfigurable optical add-drop multiplexer，ROADM）技術。近些年，ROADM技術發展很快，最新一代的ROADM使用可編程硅基液晶技術，不僅具備波長無關、方向無關和沖突無關（colorless & directionless & contentionless，CDC）功能，而且還具備靈活柵格（flexible- grid）功能，支持可變波長間隔和超級通道。這些靈活柵格為OTN應用SDN技術提供了條件。

1.3 條件三：采用SDN分層控制架構

傳輸網絡一般都按照ITU-T G.805規范采用分層分塊的體系架構，無論是SDH網絡還是OTN都可以被分解為多個獨立的傳輸層，相鄰層之間是服務器－客戶端（server-client）關系，每個傳輸層又可以根據其內部結構和管理方式進行分塊。

根據ITU-T G.709規范，OTN在總體上分為電層（OTN數字結構）和光層（OTN光結構）兩層。因此，像OTN這樣的多層網絡在應用SDN技術架構時，需要采用分層控制架構。

在OTN中無論是電層（OPU/ODU/OTU）還是光層（OCH/OMS/OTS），每個獨立的傳輸層從上至下都是不斷映射復用和子網塊劃分的過程，其對應到SDN分層控制架構中，從下至上則是一個不斷網絡抽象的過程。在啟用GMPLS后，這些光層和電層通道都被統一抽象為TE鏈路，從而導致這些不同的傳輸層都被抽象成了不同的TE網絡層。分層控制網絡的拓撲抽象示意圖如圖2所示。

圖2 分層控制網絡的拓撲抽象示意圖

1.4 條件四：啟用PCE路徑計算功能

路徑計算單元（path computation element，PCE）（RFC 4655）是諸如MPLS-TE和GMPLS等流量工程系統在多域多層網絡環境下計算標簽交換路徑（LSP）時的一個必要的基本功能部件。PCE是基于網絡圖算法計算業務路徑和路由的，并且可以在計算中應用各種約束條件。

啟用了GMPLS的OTN，是一個同時具備ODU時分復用（time division multiplexing，TDM）能力和光交叉連接（optical cross-connect，OXC）波長交換能力（wavelength switching capability，LSC）的GMPLS網絡，其中每個OTN網元就是一個GMPLS的標簽交換路由器（label switching router，LSR）。由于OTN本身就是一個多層網絡，每層傳輸網又可以劃分為多個子網域，在OTN這樣的大型多域多層網絡中，計算業務路徑功能必須通過PCE實現。這和在單域ASON中業務路徑計算使用的最短路徑優先（constrained shortest path first，CSPF）算法有很大的不同。

OTN中的PCE路徑計算包括業務的主用路徑、保護路徑和恢復路徑生成，以及故障路徑的重路由等。

2 SDN基本架構

如前所述，SDN是ONF OpenFlow的出現引發的網絡技術熱潮，因此，任何網絡在應用SDN技術時，都無法繞開ONF對SDN架構（TR-504）的總體定義：3個平面（數據平面、控制平面和應用平面）和2個接口（南向接口數據?控制平面接口（D-CPI），北向接口應用?控制平面接口（A-CPI）），此外，還有一個并不在ONF SDN架構范疇內的“偽”平面——管理平面，分別和這3個平面進行通信。ONF SDN架構如圖3所示。

圖3 ONF SDN架構

由于除了ONF之外，還有諸如ITU-T、光互聯網論壇（OIF）等國際化標準制定機構和OpenDayLight、ONAP等開源社區也在做SDN方面的工作，這些組織都有自己的SDN定義。為了消除歧義達成共識，國際互聯網工程任務組（IETF）頒布了RFC 7426，在該文檔中重新規范并統一了SDN架構中平面、層和接口的定義，將SDN架構進一步細化為5個平面、4個抽象層和4個接口。IETF定義的SDN架構如圖4所示。

圖4 IETF定義的SDN架構

由圖4可知，IETF定義的SDN架構將ONF架構中的數據平面分成了轉發和操作兩個平面；將ONF架構各層的協調器（coordinator）統一為管理抽象層（MAL）；將ONF的A-CPI分為MPNI和CPNI兩個接口，將D-CPI分為MPSI和CPSI兩個接口。

總體而言，IETF定義的SDN架構是和ONF SDN架構等效的，并且更具靈活性和可擴展性，也更適于延伸到OTN等非分組網絡。

3 適用于OTN的SDN技術架構

SDN技術關注的是對網絡的“控制”和“管理”，其中“管理”是SDN控制器通過北向接口向上層應用提供的網絡服務編程手段，這是在SDN技術架構范疇之外的，因此，SDN技術的焦點在于對網絡的控制。

網絡控制的關鍵是在傳統的轉發平面和控制平面之間引入抽象（RFC 7426）。這種抽象分為設備抽象和網絡抽象兩部分。設備抽象主要是指按照統一的信息模型或數據模型建模，并由SDN控制器通過南向接口實現集中控制。網絡抽象則由不同的SDN技術架構使用不同的技術和方法實現底層物理網絡和拓撲抽象，為上層應用提供各種虛擬網絡業務。

當前，除了ONF的OpenFlow外，IETF中多個工作組還根據不同的應用場景提出了多種不同的SDN技術架構。不同的SDN技術架構使用的設備抽象和網絡抽象的方法不同，適用的南向接口技術也有所不同。

對于OTN而言，這些SND技術架構中可能會用到的南向接口協議有以下幾種。

? 簡單網絡管理協議（simple network management protocol，SNMP），傳統OTN、WDM等光傳輸設備使用的網絡管理協議，是傳統傳輸網絡向SDN技術遷移必須使用的南向接口技術。

? 路徑計算單元通信協議（path computation element protocol，PCEP），如同ASON、基于WDM傳輸網的ASON（WSON）和SDN OTN，啟用了GMPLS的光傳輸網絡用于PCE業務路徑計算時所使用的通信協議，一般來說，它只是個東西向協議，但在有些SDN技術架構中，它是必要的南向接口協議。

? OpenFlow，ONF SDN架構唯一指定南向接口協議。

? ForCES（forwarding and control element separation）協議，ForCES協議可用于監視、配置和控制任何采用邏輯功能塊（logical functional blocks，LFB）建模的網元設備，而LFB是基于XML的，通過模型擴展可用于啟用了GMPLS的OTN設備的統一建模。

? NETCONF（network configuration protocol），只要網絡和設備數據模型是使用統一建模的，就可以使用NETCONF作為管理配置協議。

另外，適用于OTN的SDN技術架構還需要滿足OTN分層網絡體系，即提供SDN分層控制能力，并在架構中應用或集成PCE路徑計算能力。

3.1 PCE架構

在MPLS-TE和GMPLS這樣的TE網絡中，PCE都是SDN技術架構必要的核心功能組件，它用于計算網絡流量的最佳路徑，并通過路徑更新反映網絡和流量需求的變化。RFC 8283中定義了用于TE網絡集中控制的PCE架構，如果是啟用了GMPLS的OTN，OTN PCE架構如圖5所示。

圖5 OTN PCE架構

在PCE架構中，集中式PCE控制器充當了SDN控制器的角色，PCEP作為南向接口協議，用于業務路徑計算和網絡流量調度。

PCE架構的關鍵是PCE控制器和PCE客戶端（PCC）之間通信所使用的PCEP，這是一個功能強大，且易于擴展的通信協議，PCE架構在TE網絡中的普適性正是在于PCEP的靈活性和可擴展性設計。

TE鏈路狀態數據庫是PCE控制器上用于業務路徑計算的核心部件，通過PCEP擴展，PCE控制器可以被動參與鏈路狀態路由協議，收集PCE控制域內所有TE鏈路狀態，在PCE控制器上集中構建數據庫并實時同步數據。

通過PCEP擴展，PCE可以用于WDM、OTN等采用不同底層技術的TE網絡。在OTN這樣的多層多域網絡中，可以使用PCE完成單個傳輸層的跨域LSP計算，也可以使用PCE和虛擬網絡拓撲管理器（VNTM）組合完成多個傳輸層之間的跨層LSP計算。

在PCE架構中，OTN抽象可以使用分層PCE架構實現，上層PCE將TE鏈路要求（路徑計算約束條件）通過PCEP發送到下層PCE，下層PCE根據要求完成域內或跨域最佳LSP計算，并將該LSP作為虛擬TE鏈路向上層通告，用以在上層網絡中構成滿足客戶要求的虛擬網絡拓撲（VNT）的形式，從而完成網絡抽象。在分層PCE架構中，這種網絡抽象逐層遞歸，最終實現在OTN上為客戶提供虛擬網絡業務。

在PCE架構中，如果OTN和設備沿用的是傳統MIB模型，則使用SNMP作為網絡和設備管理配置協議，如果OTN和設備啟用了統一的新型YANG建模，則使用NETCONF/RESTCONF作為網絡和設備管理配置協議。

PCE架構對網絡和設備沒有統一建模的要求，理論上只要系統集成或啟用了PCE功能，就可以使用PCE架構作為SDN技術架構，以PCEP作為南向接口協議實現網絡及業務的集中控制，為上層應用提供SDN服務。已有的OTN只要啟用了GMPLS和PCE功能，就可以適用PCE架構，而無須進行其他升級改造，是較容易實現的SDN架構，也是目前很多光傳輸設備提供商向市場推出的OTN主要的SDN架構形式。

3.2 I2RS架構

路由系統接口（interface to the routing system，I2RS）是IETF I2RS工作組提出的一個路由系統高級體系架構（RFC 7921），其主要目標是標準化不同設備提供商路由系統的接口，讓上層應用可以通過該接口訪問和控制路由系統中的信息，如網絡狀態、拓撲信息、流量監測、網絡事件等，并根據需求編排網絡資源。

路由系統由路由單元（routing element）組成，路由單元可以是傳統意義上運行IGP/BG/PIM路由協議的路由器，也可以是實現了RSVP-TE、OSPF-TE和PCEP并具有轉發平面的GMPLS標簽交換路由器，OTN的I2RS架構如圖6所示。

圖6 OTN的I2RS架構

在I2RS架構中，I2RS代理是路由單元的一部分，并且充當了SDN控制器的角色，它實現由其代理的那部分路由系統功能的數據模型，I2RS客戶端則是上層應用的一部分，它實現上層應用需要訪問和控制的那部分路由系統功能的數據模型，I2RS客戶端還負責實現I2RS協議，并使用該協議和I2RS代理通信，根據標準的數據模型語義進行信息交換，以實現上層應用對路由系統的管理和控制。

I2RS接口是一個由模型驅動的可編程接口，I2RS架構的關鍵是使用統一的標準化的信息模型和數據模型，I2RS工作組建議選用NETCONF/RESTCONF作為I2RS協議，推薦YANG作為統一建模語言，并為I2RS架構下的路由系統路由擇域信息庫（routing information base，RIB）開發定義了統一的信息模型（RFC 8430）和YANG數據模型（RFC 8431），用于I2RS代理和客戶端對路由系統的抽象和建模，規范RIB庫操作。此外，I2RS工作組還在RFC 8345中為網絡抽象定義了一個通用網絡YANG模型（ietf-network），該網絡模型不僅可以為I2RS應用提供最籠統和最基礎的網絡抽象，還可以用作其他SDN技術架構中不同類型網絡數據模型的基礎。該網絡抽象數據模型示意圖如圖7所示。

圖7 網絡抽象數據模型示意圖

該網絡YANG模型由拓撲數據模型（ietf-network-topology）和設備（inventory）數據模型兩部分組成，在該網絡模型中定義了網絡分層結構，用于分層網絡抽象，并對各個網絡層中的節點設備進行維護。對于采用特定技術的網絡而言，可以在該網絡模型的基礎上在拓撲數據模型和設備數據模型中增加和技術相關的細節，以OTN為例，可以在ietf-network-topology模塊中通過新增OTN層“節點（node）”“鏈路（link）”和“終結點（termination point）”等網絡實體以及與OTN相關的TE帶寬、TE標簽等TE屬性實現新增OTN拓撲數據模型的目的。

在該網絡拓撲數據模型中，上層網絡的節點可以映射為下層網絡中的某個子網，鏈路可以映射為下層網絡在兩個抽象節點之間的一條或多條鏈路，逐層遞歸，從而完成整個網絡的抽象或分解。

在I2RS架構中，網絡分層和網絡抽象都是由上層應用完成的，上層應用通過I2RS客戶端獲取全網所有路由單元的狀態和數據，并在此基礎上構建整個網絡的數據模型，按需抽象化網絡拓撲和虛擬化網絡資源。

I2RS是一個開放式通用SDN技術架構，支持IETF針對路由系統開發的各種數據模型。此外，I2RS工作組沒有對I2RS代理和路由單元各個功能模塊之間的內部接口作定義和規范，因此，路由系統可以使用MIB、ForCES框架或YANG數據模型建模設備，并分別選用SNMP、ForCES和NETCONF作為控制和管理網元設備的南向接口協議。只需要保證I2RS客戶端和代理商路由系統和網絡數據模型一致，能通過NETCONF/RESTCONF協議交互。

由于路由單元在I2RS架構下可以采用不同的形式實現，因此PCE作為路由系統的基本功能部件，在I2RS架構中的部署形式也有所不同，既可以分布式部署在路由單元中，也可以集中式部署在I2RS客戶端上或嵌入上層應用中，并由它們負責構建全網統一的TE鏈路數據庫。

對于已有的OTN，可以在路由單元內部繼續沿用SNMP/MIB對象模型，而在I2RS代理和客戶端上實現OTN系統的RIB可和網絡YANG數據模型，由I2RS代理完成兩種數據模型之間的轉換。

為了簡化網絡操作和未來的網絡發展需要，建議使用統一的YANG模型對I2RS架構中的路由系統及網絡建模。

3.3 ACTN架構

TE網絡抽象和控制（abstraction and control of TE network，ACTN）架構是IETF TEAS工作組在RFC 8453中針對MPLS-TE和GMPLS這樣的流量工程網絡提出的另一個SDN技術架構，在該架構下，可以通過操作虛擬網絡（virtual network，VN）的方式編排、控制和管理大規模多域TE網絡，以實現網絡的可編程化、自動化、網絡資源共享的高效化，提供虛擬網業務和端到端連接業務。

ACTN架構適用的網絡包括如OTN/WDM的光傳輸網絡、如PTN的基于MPLS-TP的分組傳輸網絡以及傳統的基于MPLS-TE的IP網絡。OTN的ACTN架構如圖8所示。

在ACTN架構中，配置網絡控制器充當了域SDN控制器的角色，通過信息傳遞接口（MPI）向上為多域服務協調器提供TE鏈路操作，通過南向接口（SBI）向下控制和管理物理網絡設備。而多域服務協調器充當了網絡業務和資源編排器的角色，通過控制方法接口（CMI）為上層應用（客戶網絡控制器）提供VN操作。

ACTN架構中最關鍵的技術就是網絡抽象和網絡切片，網絡抽象又包括節點抽象和鏈路抽象。在最底層的物理網絡中，節點是物理網元，鏈路是物理連接；在其上層抽象中，節點則是物理網元及其物理連接的抽象，鏈路是一對抽象節點之間提供的具有特定TE參數的虛擬鏈路；網絡抽象是遞歸應用的。以OTN為例，最底層的物理節點是OTM和ROADM設備，鏈路是物理光纖連接，其上層節點則是OTN光層網元，鏈路則是OCH光層TE鏈路，再往上層，節點是OTN電層網元，鏈路則是OTU電層TE鏈路……依次類推，逐層抽象。網絡切片則是在網絡抽象基礎之上，通過通用網絡基礎架構為上層應用或客戶構建的邏輯專用虛擬網絡。

ACTN也是一個開放式SDN技術架構，IETF TEAS工作組在ACTN架構中（RFC 8453）定義了CMI和MPI的功能，并在ACTN架構信息模型（RFC 8454）中定義了用于CMI的VN操作原語和用于MPI的TE操作原語。理論上只要能支持虛擬網絡操作的技術模型就可以用于CMI，支持TE鏈路操作的技術模型就可以用于MPI，而且ACTN架構中并未對南向接口的技術規范作要求，可以靈活選用ForCES、OpenFlow、PCEP、NETCONF和SNMP作為底層網元設備的配置管理協議。

因此，前面提到的分層PCE架構可以完全匹配ACTN架構，因為它們有著一樣的分層架構（RFC 8637）。在分層PCE架構中，父層PCE充當多域服務協調器，而子層PCE充當PNC，PCEP既可以用于MPI，也可以用于CMI，此時網絡抽象和TE鏈路抽象可以完全參考PCE架構。

ACTN架構也可以使用YANG模型和NETCONF/RESTCONF協議作為其最終解決方案，IETF的CCAMP、TEAS等工作組為TE網絡定義的各種YANG數據模型都可以用于該架構，具體來說，客戶業務YANG模型用于CMI，網絡YANG數據模型用于MPI，設備YANG數據模型用于SBI。目前這部分技術的統一YANG數據模型，IETF已經開發了一部分，例如，網絡分層和抽象可以使用前面所述的I2RS工作組定義的通用網絡YANG模型（ietf-network）實現，但更多的諸如用于VN操作的YANG數據模型、TE操作的網絡配置YANG數據模型，以及TE網絡抽象的YANG數據模型等，還在后續的開發定義中。

已有的OTN在應用ACTN架構時，可以參照PCE架構模式實現。但是ACTN是一個面向未來的SDN技術架構，推薦使用NETCONF/YANG作為解決方案，并使用IETF統一的YANG數據模型為設備和網絡建模，以實現和設備提供商無關的網絡可編程性，以及SDN架構和底層技術無關的靈活性和可擴展性。

3.4 ONF TAPI功能架構

TAPI是ONF開放計算標準工作委員會（OTCC）項目組在ONF SDN架構和ONF CIM核心信息模型基礎上針對OTN開發的一套應用程序編程接口（application programming interface，API）SDK軟件（當前版本2.1），其中包含了統一建模語言（UML）信息模型、YANG數據模型和OpenAPI規范，用于OTN在SDN架構下各個服務功能模塊（拓撲服務、連接服務、操作維護管理（OAM）服務、路徑計算服務、虛擬網絡服務、通知服務）的統一建模，并規范了應用API在NETCONF協議下的CRUD（create, read, update, delete）操作，以及RESTful API在RESTCONF協議下的CRUD操作。

也就是說，開放式傳輸API（TAPI）將SDN控制下的OTN功能抽象為一組服務API（TR-527），提供給上層應用程序（包括Web應用）調用，同時，TAPI還可以用于分層SDN架構之間的服務遞歸調用。OTN的TAPI功能架構如圖9所示。

TAPI信息模型（IM）將ONF CIM中用于表示流轉發能力的轉發域重構是為了節點和拓撲兩個單獨的實體，其中拓撲是下層鏈路和節點的組合，而節點則是轉發功能的邏輯抽象，節點可以包含內部拓撲。依據ONF開放式傳輸API（TAPI）數據模型建模的OTN分層網絡，從上至下是一個節點遞歸分解的過程，可以將上層節點遞歸分解成其下層的節點和鏈路；從下至上則是一個節點不斷抽象的過程，最底層的節點可以作為網元設備交換矩陣的抽象，最頂層的節點可以作為整個網絡拓撲的抽象。TAPI中集成了PCE路徑計算功能，TAPI中的鏈路抽象和PCE架構中TE鏈路抽象原理一樣，都是將PCE計算出來的標簽交換業務路徑作為上層網絡的TE鏈路呈現，最底層是實際的物理鏈路。

圖9 OTN的TAPI功能架構

在TAPI功能架構中，使用OF-Switch（on off-switch）協議的“光傳輸協議擴展”（TS-022）作為南向接口協議，在該OF-Switch擴展協議中，采用和GMPLS相同的方法，通過時隙或中心波長標識OTN各個層中的數據流，擴展用于OTN數據流的匹配和動作指令，添加OTN光層和電層連接的端口屬性，新增OTN鄰接關系發現功能，支持OAM和網絡監控等。另外，在OTN的TAPI功能架構中，使用OF-Config協議作為設備的管理配置協議，并同樣作了相應的功能擴展，以支持光傳輸網絡及設備的安裝配置。

2016年，ONF和OIF曾聯合組織了全球多個運營商、設備廠商以及科研機構進行了基于TAPI 1.0的OTN互聯互通測試；2018年，ONF和OIF再次組織了基于TAPI 2.0的互聯互通測試，由此可見，ONF TAPI是一個切實可行的OTN SDN功能架構模型，是未來OTN向SDN演進發展的方向之一。

但是，該架構只適用于采用ONF CIM建模并使用OF-Switch協議作為D-CPI的OTN，無法應用于現有的OTN，而且不同的TAPI技術版本之間還可能存在兼容性問題。

4 結束語

本文對幾種SDN架構的技術特點，以及它們在OTN中的適用性進行了研究和分析。這些SDN技術架構中，除了集中式PCE架構可以直接用于當前基于SNMP/MIB信息模型的OTN之外，其他技術架構都需要首先對OTN底層設備及網絡進行統一的YANG建模，基于數據模型實現設備層抽象和網絡層抽象。

相較而言，IETF的幾個SDN技術架構更具開放性，其南向和北向接口技術選擇很多，缺點是技術標準還不完善，尤其是和OTN、WDM相關的很多光層/電層傳輸技術標準及其YANG數據模型目前還都處在討論開發階段。ONF的TAPI功能架構經過了兩次版本更新（1.0和2.0版本），并且都通過了多廠商互聯互通測試，技術標準相對成熟，但需要OTN遵照TAPI功能模型重新建模，無法兼容現有技術模型。

盡管目前這些SDN技術架構還存在一些不足，但是，SDN化應該是以OTN為代表的光傳輸網絡發展的必然方向，并最終實現融合光網的控制集中化、硬件白盒化、軟件開源化、接口開放化，滿足未來靈活多樣的網絡需求，加速網絡和業務創新步伐，提高運維效率和降低成本。

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Research on the applicability of SDN technical architecture

CHEN Xianhui, CAI Yiting, CHEN Mengxian, WANG You

State Grid Zhejiang Electric Power Co., Ltd., Wenzhou Power Supply Company, Wenzhou 325700, China

Firstly, several software defined network (SDN) architectures and their key technologies were introduced. Secondly, technical research on the applicability of these SDN architectures in optical transport network (OTN) on several key aspects such as network layering and network abstraction, southbound interface protocol selection, and path computation element (PCE) function integration was conductd and analyzed. Finally, guiding opinions and suggestions on the migration of the existing OTN network to these SDN technical architectures were given.

OTN, SDN, applicability

TP393

A

10.11959/j.issn.1000?0801.2023191

2023?10?01；

2023?10?11