开放传输交换机：让SDN落地变为现实

软件定义网络有可能从根本上改变光传送网(OTN)。网络工程师最终能够应用中央控制和可编程性，从而优化网络资源和自动化服务分配。但是在这之前，技术提供商必须开发出一种让中央SDN控制器与光纤网络通信的方法，这正是开放传输交换机(OTS)发挥作用的地方。

大多数SDN技术都针对以太网。通常，中央控制层和数据层与物理网络分离，然后集中到一个软件控制器上，由这个控制器来管理所有的网络流。但是，光传送网通常采用不同的架构和协议，因此想要分离控制层和数据层以及在网络上部署这种控制器，其难度很大。

为了解决这个问题，目前有许多供应商正在开发开放传输交换机，它们将充当SDN控制器和光纤传输交换机之间的中介。OTS使用OpenFlow协议与控制器通信，而交换机则使用该交换机特有的命令语法。

在一个包含许多传输交换机的网络中，给每一个交换机分配的OTS会将这个交换机的功能告诉SDN控制器。因此，控制器会收集到每一个交换机的信息，其中包 括链路数量、链路带宽、QoS特性与连接性，然后它就可以创建网络的整体视图。这个网络视图使控制器可以通过一些达到特定带宽和QoS要求的连接来响应应 用程序的请求，同时使控制器不需要配置和监控各种来自不同供应商的交换机。

OTS的内部模块会将硬件功能传送给SDN控制器，报告一些状态变化(如链路故障或恢复)，监控性能和根据控制器的指令来配置硬件资源。由于命令语法存在 差异，所以每一种传输交换机都需要使用一种特殊的OTS，但是其中有很多代码是相同的。在OTS实现中，只有与硬件直接连接的模块才会有差别。

SDN控制器如何通过开放传输交换机进行通信

开放传输交换机支持两种操作模式：显式和隐式。在显式模式中，SDN控制器可以感知网络中的每一个传输交换机。每一个交换机都必须关联一个OTS实现。要配置这个连接，控制器必须与路径上的每一个OTS和交换机通信。

隐式模式则利用传输域中现成的路由和信号控制面板协议。SDN控制器只能感知这个域边缘的交换机。每一个边缘交换机都必须关联一个OTS，但是完全在网络内部的交换机则不需要这样。

控制器会通过与每一个边界的OTS通信而创建一个跨越整个域的连接。然后，OTS会使用现有的控制面板协议(如GMPLS)将这个交换机连接到域的另一个边界。这个控制器会配置连接所有域边界交换机的链路，从而得到连接多个域的连接。

使用隐式模式可以给网络服务提供商提供一个迁移路径。只有边界交换机才需要提供开放传输交换机。服务提供商会逐渐增加更多的OTS和交换机，并将它们设置为显式模式，或者继续使用隐式模式。而第三种可能性是混合环境，即一些网络部件使用隐匿模式，另一些使用显式模式。

此外，服务提供商也可以给一个传输交换机划分分区，即实现两个或更多的OTS，然后每一个分区负责管理一部分链路。每一个交换机分区都可以分配给多租赁环境中的一个特定客户。

开发者发现，他们有必要扩展OpenFlow协议。目前，OpenFlow只能处理数据包。为了支持传输网络，有必要增加一些处理线路交换的命令，如时间空档和交叉连接。开放网络基金会正在讨论诸如此类的OpenFlow扩展。

Ciena正在实现一个跨越美国和加拿大的SDN试验台

Ciena正在与研究网络Internet 2(加拿大CANARIE研究网络和Starlight International交换中心)合作开发一个SDN试验台，它可以在真实的多层环境中测试SDN。这个试验台基于Ciena以太网和光纤传输交换机 构建，而它们都由一个SDN控制器管理。

这个试验台目前将位于美国马里兰州和加拿大的Ciena设施连接到芝加哥的Starlight交换中心。预计它会增加其他国家研究网络的连接。除了目前的参与者，预计一些网络与服务提供商也会使用这个试验台来评估SDN对于他们自有应用程序的价值。

Cyan和Ericsson演示了开放交换机解决方案

Cyan及其他Blue Orbit Ecosystem成员在去年七月举行的Interop Tokyo上演示了SDN光纤网络技术。Cyan Blue Planet SDN解决方案包含Cyan的数据光纤传输平台，以及来自其他Blue Orbit Ecosystem合作伙伴的组件，其中包括Accedian Networks、Arista Networks、Canonical和Overture Networks。Cyan的解决方案还使用了RYU，这是一个最初由NTT实验室开发的开源SDN控制器软件。这个解决方案演示了在一个 OpenStack软件环境中运行的应用程序，它会请求来自多供应商以太网和光纤网络的服务。

Ericsson在2013年2月举行的巴塞罗那移动世界大会上演示了它的服务提供商SDN解决方案。除了集成传统可编程接口的网络和云管理，这次演示展现了SDN在数据中心和WAN的控制功能。

谷歌已经开始应用SDN

Google的G-Scale网络连接了欧洲、北美和亚洲的数据中心。这个项目在2010年启动，当时还没有支持SDN的商业设备，所以谷歌自行设计并开发了交换机。

一直到2011年，这个新网络进行了分段部署和测试，最终在2012年完成部署。谷歌发现，使用SDN可以提高近100%的网络使用率。这个网络一直很稳定，而且也符合QoS目标。

在光纤传输层实现SDN迁移的工作显然还没有完成。服务提供商理解它的优点，但是真正部署还需要一定的时间。收益依赖于可靠的网络运营，所以一定要认真测试产品。运营支持系统和业务支持系统软件都需要修改，但是在这些步骤完成之后，光传送网就一定会变为由SDN控制。