软件定义网络 - 接入网络

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接入网络用于为家庭、企业和移动设备提供互联网连接。当您将其与软件定义网络 (SDN) 集成时，这些接入网络将更加灵活、高效且易于管理。因为 SDN 集中控制，就像网络虚拟化将网络功能与物理设备分离一样。

什么是接入网络？

接入网络是网络的一部分，它直接为最终用户提供互联网连接。这些网络对于弥合最终用户设备与更广泛的互联网基础设施之间的差距至关重要。您也可以使用 SDN 访问网络。SDN 对网络的控制，就像在数据中心部署 SDN 所获得的优势一样。

有两种类型的接入网络受益于 SDN 集成。它们是：

• 无源光网络 (PON) − PON 用于光纤到户 (FTTH) 服务。它使用无源分光器将来自 ISP 中心机房的光线路终端 (OLT) 的光信号通过光网络单元 (ONU) 分布到多个家庭。
• 无线接入网 (RAN) − RAN 用于移动蜂窝网络。基站通过无线电频率将移动设备连接到互联网。这些网络用于无线通信。

简要解释如下：

无源光网络 (PON) 中的 SDN

在无源光网络 (PON) 中，单个 OLT 使用无源分光器连接多个家庭和企业。它在无需有源电子设备的情况下引导光信号。通常，PON 管理一直依赖硬件，但灵活性有限。

使用 SDN，控制平面与物理设备分离，以便对 OLT 和 ONU 进行集中式、软件驱动的管理。

集中式管理

SDN 集中控制 OLT 和 ONU。因此，ISP 可以从单一控制点管理数千个客户连接。它配置服务、分配带宽并动态调整网络策略。

动态服务配置

使用 SDN，服务提供商可以自动为客户配置新服务，无需手动配置。当新客户连接到网络时，SDN 控制器可以自动设置适当的服务级别和策略。

服务质量 (QoS)

SDN 在 PON 网络中具有更精确的 QoS 管理。服务提供商可以确保关键流量（如视频流和语音呼叫）优先于不太敏感的流量。

无线接入网 (RAN) 中的 SDN

无线接入网 (RAN) 通过基站将移动设备连接到互联网。这些基站通过无线电频率传输数据。通常，每个基站独立运行并管理其自身的无线资源，以做出有关切换、负载均衡和频谱使用的决策。

SDN 集中这些功能，以更有效地管理移动网络。

集中式控制

SDN 允许对基站进行集中式控制，从而全面了解网络状况并更有效地分配资源。这确保了对有限无线电频谱的更好管理，并改善了用户在基站之间移动时的切换。

移动性管理

使用 SDN，网络可以跟踪移动设备的实时位置，并管理基站之间的切换。这将导致更可靠的连接，并减少用户在覆盖区域之间移动时的延迟。

动态频谱分配

SDN 允许动态管理无线电频谱。它根据网络需求实时调整频率分配。这确保网络能够处理更多用户，同时保持高流量区域的性能。

SDN 在接入网络中的架构

SDN 在接入网络中的架构（如在数据中心中）跨三个层运行：应用层、控制层和基础设施层。这些层协同工作，将控制与物理硬件分离，并创建软件定义的网络环境。

应用层

在此层中，应用程序与 SDN 控制器通信，以定义网络策略和服务要求，例如带宽分配、安全策略和流量管理规则。这些策略将传递到控制层以进行实施。

控制层

SDN 控制器位于控制层，并管理网络中的所有物理设备。它将来自应用层的高级策略转换为 OLT、ONU、基站和其他设备的特定配置。

基础设施层

此层包含物理硬件，例如 OLT、ONU 和基站。这些设备负责转发流量。控制功能由更高级别的 SDN 控制器管理。

SDN 提高了 **PON** 和 **RAN** 的灵活性和可扩展性：

• 在 **PON** 中，SDN 支持多个服务提供商共享相同的物理基础设施，同时保持对其服务的单独控制。
• 在 **RAN** 中，SDN 有助于将通用基站分解成分布单元 (DU) 和中央单元 (CU)，以便有效地管理资源并能够提供 5G 等高级服务。

SDN 在接入网络中的优势

SDN 在接入网络中具有多种优势。其中一些优势如下：

• 敏捷性增强 − 您可以创建和更改网络服务以满足用户的需求。
• 降低成本 − 它减少了对昂贵硬件的需求，因为您可以使用虚拟化网络功能。
• 简化管理 − SDN 集中控制。因此，从一个地方管理整个网络很容易。
• 可扩展性 − 网络可以在不改变物理基础设施的情况下扩展。
• 改进的 QoS − SDN 有助于确保语音和视频等重要服务获得所需的带宽。

SDN 在接入网络中的劣势

SDN 在接入网络中也有一些缺点。其中一些缺点如下：

• 复杂性 − 当您使用较旧的物理网络时，设置 SDN 可能很困难。
• 性能开销 − 虚拟化网络功能有时可能会降低速度，因为需要额外的处理。
• 安全风险 − 由于控制是集中的。因此，如果 SDN 控制器被黑客入侵，整个网络可能会受到影响。

结论

SDN 正在通过集中控制、灵活性和可扩展性来改变 PON 和 RAN 系统的接入网络。您可以将控制与物理硬件分离。SDN 允许服务提供商有效地管理其网络。您还可以为客户提供高质量的服务。重要的是下一代技术，如 5G 接入网络。使用 SDN，接入网络易于编程、适应和能够提供动态服务。