通过软件定义设备实现集团客户接入网采用SDN

SDN这个主题在业内已经有很多的讨论，运营商内部也有各种论证，PMC在过去两三年也不间断的与供应链进行商讨以及技术实践，SDN是一个很庞大复杂的议题，而目前种种迹象表明，运营商有意从集团客户的接入网（以下简称集客接入网）中让SDN落地。众所周知，运营商已经对用于无线回传的城域网络进行了分组化。PTN和IP RAN技术被应用于城域接入。现在，同样的更新换代也会在集团客户接入网中发生。这里表现在:

1）传统的TDM技术会逐渐被分组交换和分组传输技术替代。老的E1/SDH，光猫和MSAP设备会被基于分组的CPE和HUB新型设备取代。
2）用于城域接入的PTN/IPRAN 技术也会同样使用在集客接入上，这样集客接入和无线接入会成为统一的分组网。

当集客接入网和无线接入网统一后，运营商会有更迫切的需要来引入SDN。  原因如下：

• SDN的集中式控制，可以实现端到端的统一管理和调度;
• SDN的一大优势在于业务敏捷度。而集客接入网正是业务的起始点。在业务的起始点采用SDN将最大程度彰显SDN的优势;
• 集客接入网的规模，以及接入网产业链的多样性和复杂性，迫切需要SDN所带来的标准化接口来增强互连互通性。

在集客接入网采纳SDN的好处是显而易见的，然而对于营运商来说，实现投资回报最大化是其最重要的考量。这方面有几点考量：非-SDN和SDN是否可以同时部署? 非-SDN部署是否可以升级成SDN？SDN部署是否可以在未来增添新功能，支持新需求？SDN部署能否向NFV等新技术演进并平滑过渡？

设备商、系统集成商也面临种种挑战。首先，从前的集客接入网用的都是同样的TDM/MSAP技术。系统厂商开发一套TDM产品可以卖给所有运营商。可是，新的基于分组的集客接入网却会因运营商而异。不同的运营商会使用不同的分组交换技术，如PTN，IPRAN，电信级以太网等。系统厂商将无法承担为不同运营商开发不同的接入设备。其次，SDN对硬件提出了“去类别化”的要求。当前的设备都是为特定协议和网络功能开发的，比如二层交换机、三层路由器、MPLS路由器等等。SDN却是要将控制软件与硬件设备分离开来。SDN的理想硬件是与协议无关，而由软件来定义的转发引擎。最后，SDN的标准尚不成熟，发展路线尚不确定。如何选择具有前瞻性、不会过时的解决方案也是很让系统厂商头疼的问题。

在综合以上的挑战，PMC提出，通过软件定义的CPE设备，也就是远程接入设备或者是HUB，是实现接入网SDN最可行的方案。到底怎么样才能称之为软件定义的CPE呢？第一，必须基于可编程架构的，通过编程的方式，做三层转发，或者二层转发，或者MPLS转发。而且转发的平面必须能支持OpenFlow流水线架构。同时在架构里面需要有可编程的处理器引擎来实现自主化的功能。另外支持远程软件升级以及现场升级。这里还有很重要的一点就是确保性能/功耗/成本与传统CPE相当。

PMC郎涛发表演讲《软件定义CPE加速集客接入网采用SDN》

如果部署了软件定义CPE，运营商就可以通过软件升级方式来演进其集客接入网。在非-SDN 阶段，CPE被配置成传统的PTN或IPRAN设备。需要SDN的时候，就将CPE升级成支持OpenFlow 的设备。在未来，还可以将其继续升级成支持NFV的vCPE。

要实现软件定义CPE，最理想的方案是SDN友好的接入网处理器。为什么这样说呢？网络处理器具备优良的灵活度和可编程性，能供差异化设计，并可以现场升级。用于软件定义CPE的处理器必须是专门针对接入网而设计的。其功能，性能，功耗和成本必须从接入网的角度做平衡和优化。处理器的架构必须是SDN友好的，意指数据通道的操作流程不但要求很高的灵活度，而且和OpenFlow的流水线操作近可能接近。

PMC的WinPath接入网处理器是实现软件定义CPE的理想选择。这要归功于其架构的一些特点：

• 由可编程搜索引擎和网络处理器引擎所构成的基本处理单元，仿效OpenFlow 交换机的“匹配”-“动作”结构。
• 可编程搜索引擎用作搜索加速器，支持多级查找和多类型查找
• 网络处理器引擎采用先进的对称型多核、多线程架构，支持硬件仲裁及负载均衡
• 支持基本处理单元的环回和迭代，可以灵活实现复杂的转发流程设计
• 没有硬编码的、针对特定功能的流水线限制

从更长远的规划来看，运营商希望网络功能虚拟化，将目前企业IT的网关或者路由器替换成云端的服务器，并替代原有的IT业务，企业内部将无需自己再配备IT部门。要做到让企业放心的托管IT给运营商，软件定义CPE必须带有安全引擎做各种加密功能，并保证CPE未来能支持网络虚拟功能。这些功能都是可以通过PMC的WinPath接入网处理器实现。

我们认为在集客接入网中实现SDN将能够最大程度彰显SDN的优势，通过开通更多的服务可为运营商带来进一步的利润空间。采纳SDN技术需要创新硬件的支持，而通过可编程的网络处理器来实现软件定义的CPE接入设备是目前最佳的选择。