شبكة لى فنغ ملحوظة: هذا المقال من معهد أبحاث إنتل الصين.

منذ اختياره MIT التعليق 10 العلوم والتكنولوجيا تقدم منذ عام 2009، حافظت SDN حرارة كبيرة. حرفيا، SDN هو شبكة المعرفة بالبرمجيات (برمجيات تعريف الشبكات) اختصار، الذي هو في الأساس تحكم مرنة من حركة مرور الشبكة عن طريق فصل جهاز الشبكة من طائرة مراقبة وتوجيه الطائرة. ثم "البرنامج" هو كيفية تعريف "شبكة" من ذلك "، شبكة 5G" يكون له أي تأثير على ذلك؟ اليوم، سنقوم الدردشة SDN تلك الأشياء.

SDN المنشأ: وزعت أو مركزية؟

يتحدث SDN، لا بد من صناعة إلى ذكر " شحن، وفصل الرقابة . "في الواقع، فإن جوهر لغة يمكن أن تكشف SDN: SDN لا إعادة اختراع العجلة، مجرد إعادة بناء شبكة التقليدية فقط.

بدءا المنشئ APRANET شبكة الإنترنت، والشبكات التقليدية على استخدام بنية توزيعها، وتقديم ما يصل المعلومات من خلال سلسلة من بروتوكولات الشبكة. A عشرة جماعية، مائة، من أجل تحقيق التشغيل البيني. أكثر سمة بارزة لهذا الهيكل هو السيطرة إلى الأمام في واحد: كل عقدة لتحديد قواعد إعادة التوجيه الخاصة بهم، وإذا كان هناك ضرر على العقد أو إضافة نقاط جديدة، كل عقدة إعادة تعلم بروتوكول الشبكة، والتقارب، من أجل تحقيق التشغيل البيني مرة أخرى.

• ARP: بروتوكول تحليل العنوان، عنوان MAC التي حصل عليها عنوان IP

• OSPF: فتح أقصر مسار أولا، نوع واحد للمجال الحكم الذاتي التوجيه البروتوكول على أساس حالة الارتباط

• RIP: بروتوكول معلومات التوجيه، لنوع واحد من مجال الحكم الذاتي التوجيه البروتوكول على أساس متجه المسافات

• BGP: بروتوكول البوابة لتوجيه بين مختلف تبادل المعلومات مستقلة

شبكة التقليدية

هذا النهج "مجزأة" جيدة على ما يبدو، ليس فقط ضد الجزء خطر فشل العقدة، ولكن أيضا لديه درجة معينة من تطويره. ومع ذلك، مع التطور السريع للإنترنت، وخاصة ظهور تكنولوجيات جديدة من الحوسبة السحابية والبيانات الكبيرة، واختناقات الشبكة التقليدية أيضا في الظهور تدريجيا، على سبيل المثال: كل تقدير عقدة قواعد إعادة التوجيه، وعدم وجود مفهوم شامل، وتطوير جديد استهلاك بروتوكولات الشبكة عندما طويل جدا.

واستجابة لهذه المشاكل، وبدأت بعض الشركات من 90 عاما من القرن الماضي في محاولة للفصل بين توجيه والسيطرة. أصبح SDN المدى وخلق شعبية بفضل البروفيسور نيك جامعة ستانفورد ماكيون، الذي يدفع أوبن-فلو تقريبا معيار واجهة الفعلي في الجنوب.

وتنقسم هندسة الشبكات SDN إلى ثلاث طبقات، من أسفل هي طبقة طائرة شحن، ومستوى التحكم في التطبيق. تحت سيطرة واجهة يواجه اجهة جنوبا، هي المسؤولة عن تكوين وتعديل قواعد إعادة التوجيه، هو أوبن-فلو القياسية السائدة التي سبق ذكرها. سيطرة المنحى، وتوفير واجهة شمالا إلى API تطبيق الشبكة، لتحقيق شبكات حسب الطلب، لا يوجد حاليا مفتوحة واجهات موحدة.

شبكة SDN

الوضع SDN الحالي: مكثف أو في كل مكان؟

منذ تأسيسها في عام 2011 ONF (مؤسسة التشبيك المفتوح، ودفع الرئيسي هو موحدة SDN وأوبن-فلو)، SDN أساسا نحو تطوير بعدين: بعدا واحدا هو عنصر أساسي من SDN، بما في ذلك طائرة الشحن، واجهات ومستوى التحكم في الجنوب إلى تطور ، يمتد الآخر إلى تطبيقات أخرى.

طائرة الشحن

منذ إعادة بناء شبكة التقليدية، والتشكل الأولي مماثل لأجهزة الشبكة التقليدية طائرة الشحن الطبيعية. مع صعود مراكز البيانات الافتراضية والشبكات والبرمجيات وطائرة شحن جديدة بدأت تظهر، واحد من الممثلين غير المفتوحة vSwitch مجتمع المصادر المفتوحة. ومن الجدير بالذكر أنه بعد ملزم لDPDK (إنتل التي تم اطلاقها من قبل شركات تطوير البرمجيات طرف ثالث في مجموعة تطوير الطائرة البيانات)، توسيع vSwitch في بعض التطبيقات أظهرت قدرة ممتازة الصرف الخطي، ويقترب من أداء الأجهزة، و البرنامج إمكانية إعادة التشكيل من حيث المعدات قابلة ليست على قدم المساواة مع آفاق تطبيق واسع جدا.

طائرة مراقبة

اعتبارا من مركز SDN في الدماغ، وتكوين نهج طائرة مراقبة من مخطط الشبكة وشبكة الشحن المعرفة من قبل مشغل قواعد تقوم. تحكم معروفة أكثر لدى OpenDayLight (حاليا أعلى النضج منصة مفتوحة المصدر) وONOS (مشغلي الميدانية المنحى، المحرز في تعزيز موثوقية العنقودية والأداء).

واجهة متجه جنوبا

جنوب أوبن-فلو مزدهرة الوضع يظهر أساسا في تطوير واجهة. ويحدد الجدول أوبن-فلو كجدول تدفق كائن تكوين تدفق الأساسي معالجة الحزم، بما في ذلك مطابقة (مباراة)، وعدد (العداد) والعملية (العمل) وما شابه ذلك. مجردة للغاية وسهلة التنفيذ أوبن-فلو هو مفتاح النجاح.

تمديد التطبيقات

بعد نجاح مركز البيانات، وبدأ SDN ليتم تطبيقها على غيرها من المجالات. تم اعتماد هندسة الشبكات 5G هو معلما هاما آخر في تاريخ SDN (على الرغم من 3GPP ستحدد واجهة جنوبا جديدة). في تصميم 4G / LTE في البداية، لأن الأعمال ليست ليست عالية، ويهدف الاحتياجات من البيانات الغنية والمستخدم علبة هندسة الشبكات الأساسية لتكون أقل. تدفق من الشبكة الوصول إلى البيانات التي تخدم استيراد بوابة موحدة (S-GW) وبوابة حزم البيانات (P-GW).

الهندسة المعمارية شبكة 4G / LTE

مع التطبيق الجديد VR / AR، طائرات بدون طيار والمجموعات الأخرى والخدمات الجديدة والناشئة، وليس فقط يتطلب من المستخدم الحصول على بيانات عن كمية أعلى (أي عرض النطاق الترددي)، من حيث الجودة (المدلى بها لحظة) جعلت من الواضح أيضا المتطلبات. وقد أعاقت هذه العمارة LTE بشكل كبير وتستخدم التطبيقات والخدمات الجديدة. ولمواجهة هذه التحديات، 3GPP اتبع SDN "الشحن، والسيطرة على فصل" المبادئ الأساسية لإجراء تغييرات كبيرة في تصميم بنية الشبكة 5G: بالوعة الطائرة البيانات + مركزية طائرة التحكم.

هندسة الشبكات 5G

في عصر LTE، وعدد من بوابة حزمة الأساسية مرقمة، و5G سوف يكون هناك عدد كبير من بوابة توزيع (أي الشكل أعلاه UPF). استنادا لدينا المفتوحة vSwitch التبديل البرنامج على زيادة من البيانات لاسلكيا حزمة (أساسا نفق GTP-U) التغليف، إزالة القشرة، وظائف الشحن بوابات أخرى، كاملة الصناعة الأولى التبديل 5G دعم توزيع بوابة البرمجيات SDN ، ومن المتوقع أن يتم استخدامها على نطاق واسع في استخلاص الخائن تدفق، حافة الحوسبة المتنقلة، وموثوقية عالية، وانخفاض الاتصالات التجارية تأخير.

SDN المستقبل: تطور أو ولادة جديدة؟

"إلى الأمام، والسيطرة على الانفصال"، والقاعدة الذهبية هي صعبة لزعزعة، ولكن من حيث المكونات الرئيسية لSDN، وتغير يبدو لا مفر منه. إلى الجنوب، على سبيل المثال إلى واجهة أوبن-فلو، إصدارات نطاق مطابقة 12 فقط 1.0، 1.4 وأحدث نسخة من الزيادة إلى 41. مع إضافة الاتفاق الجديد، إذا التصحيح فقط المتطورة، وسوف يستمر هذا العدد بالتأكيد إلى زيادة.

في الأمام، والدعم المذكور السابق 5G SDN توزيع التبديل البرنامج عبارة، على سبيل المثال، لدعم تجهيز حزم البيانات اللاسلكية، كان لدينا لتعديل المفتوحة vSwitch، التي تشمل أكثر من 20 وثيقة، أي ما مجموعه أكثر من 300. ميزة ترقيات المطلوبة لدفع الثمن ليست صغيرة.

باعتبارها واحدة من الاتجاه SDN التطور، P4 (البرمجة ببروتوكول المستقلة حزمة المعالجات) في عام 2016 ACM SIGCOMM تصبح واحدة من النقاط الساخنة، والعديد من المقالات حول رقائق تبديل الأجهزة ومعدات التحويل FPGA، برنامج مفاتيح المقالات المتعلقة. P4 تجلب لنا تغيير: لم تعد تلتزم شكل التغليف حزمة تحديدها MAC / IP / TCP قد تكون هناك حاجة (UDP)، الذي تم إنشاؤه تلقائيا إعادة توجيه الأجهزة الطائرة أو البرامج باستخدام مترجم.

SDN هو الاستمرار 1.x أو مباشرة إلى 2.0؟ هو تطور أو ولادة جديدة؟ دعونا ننتظر ونرى.