長期以來，廣域網所提供的服務一直存在業務提供週期比較長和業務動態調整不靈活等問題，這不僅嚴重影響了使用者的業務應用體驗，還制約了運營商的業務快速發展。特別是在業務流量快速增加，對廣域網業務需求動態變化頻繁的移動網際網路時代，這個問題更加突出。
網際網路中遇到的問題
隨著網際網路尤其是移動網際網路的快速發展，基於網際網路以及移動網際網路的業務應用和使用者規模呈現出爆發式增長趨勢，網際網路行業呈現以下趨勢：業務應用移動化，平臺雲化，視訊業務暴增，OTT業務應用迅速蔓延等。
各個企業業務數字化成為趨勢，企業IT系統逐步向雲中遷移，企業移動辦公普及;ICT服務提供商紛紛構建雲資料中心為各大企業提供各種雲端計算業務服務，雲資料中心的鏈路接入更加需要廣覆蓋、高頻寬、低時延、高質量、敏捷的廣域網支撐。
公有云、私有云和混合雲的雲接入以及雲間互連的頻寬需求頻繁變化，需要廣域網業務更敏捷。基於雲的各種移動業務應用、大資料尤其是近來快速發展的物聯網業務，這些業務的流量模式變化快速，事前無法預測，網路流量不均衡更加嚴重，需要廣域網運營更敏捷。各行業的雲應用快速創新和迅速上線，傳統的人工配置模式根本無法滿足雲應用的敏捷創新和上線速度，需要廣域網開放API，按需開發運營。
這些行業應用趨勢對廣域網的架構、頻寬、效能以及運營提出了更高要求，為適應雲時代網際網路業務新趨勢對廣域網的業務模式和運營模式轉型的新需求，在廣域網中引入SDN成為當下優化廣域網的重要手段。
SDN的特點及架構
作為當下全新的網路架構技術SDN帶來的本質是控制和轉發分離，控制和管理的集中化、智慧化，其主要特徵如下：
1.轉發與控制分離
轉發與控制分離，軟體與硬體分離，由分散式控制變為多個控制器的相對集中控制，各層之間採用開放的標準介面，採用通用的硬體，硬體只完成必要的轉發。
2.網路智慧化和管理集中化
路由計算、業務之間邏輯、資料轉發等實現集中的管理和排程。實施控制策略軟體化，有利於網路的智慧化、自動化和硬體的標準化。
3.網路可程式設計
網路逐步具備開放可程式設計能力，可實現自動化管理，網路更加的靈活，具有靈活的擴張性。
4.業務定製的軟體化有利於新業務的測試和快速部署。
5.與NFV技術相對獨立又相互協同，將虛擬網路功能作為業務能力進行呼叫和開放。
業界廣泛認同的SDN架構
該模型架構分為3層.其中基礎設施層主要由支援0penFlow協議的SDN交換機組成。控制層主要包含0penFlow控制器及網路作業系統(network operation system，NOS)。控制器是一個平臺，該平臺向下可以直接與使用OpenFlow協議的交換機進行會話;向上，為應用層軟體提供開放介面，用於應用程式檢測網路狀態、下發控制策略。位於頂層的應用層由眾多應用軟體構成，這些軟體能夠根據控制器提供的網路資訊執行特定控制演算法。並將結果通過控制器轉化為流量控制命令，下發到基礎設施層的實際裝置中。
影響SDN技術在廣域網中部署的難題
1.集中控制的安全問題作為SDN網路核心的控制器將成為攻擊的重點，需要解決SDN控制器的防攻擊、冗餘備份等問題。轉發裝置被多個控制器控制的場景下，可能面臨控制器假冒，轉發裝置資源非法濫用等風險。
2.控制器和轉發面的效能問題Openflow協議需專用化的晶片支撐，通用化的晶片效能差，定製晶片成本高，實際當用SDN技術應用困難。
3.端到端控制的協同問題東西向介面尚未開始標準化，誇廠商控制器通用是難題，當前的協同編排層，僅解決業務策略下發，端到端的拓撲發現和路徑計算難以實現。
SDN在廣域網中應用場景分析
首先，在廣域網多條鏈路之間可實現流量均衡排程。
在廣域網上，由於使用者的分佈不均、各業務併發特性不同等原因，經常存在流量不均衡現象，廣域網鏈路目的端通常是都會網路或者是雲IDC，其使用者規模及業務數量存在巨大的差異，幾條鏈路上容易出現流量不均衡情況，嚴重時部分鏈路接近擁塞而其餘的鏈路還處於輕載狀況，這種情況經常發生在傳輸網的一級幹線、二級幹線以及雲IDC之間的互聯鏈路上。
鏈路流量不均衡的情況涉及路由問題、具體業務應用層以及鏈路的質量等諸多複雜的問題，同時，在雲端計算、大資料、移動網際網路快速普及應用時代，流量的瞬間動態變化極快，要進行人工干預是不可行的，因此一直是困擾運營商建設運維技術人員的難題。
在廣域網上引入SDN智慧化管理器，利用 SDN 智慧化全域性管控的能力實時收集廣域網中各條鏈路的狀態資訊，來監控網路狀態，計算鏈路的利用率及頻寬使用情況，動態的從交換機、路由器中獲取網路狀態，為資料包計算出最優的、無碰撞的路徑，並動態的`調整路由以避免網路擁塞，從而實現廣域網傳輸鏈路流量的負載均衡。同時還可以利用 SDN 智慧化管理，動態地改變頻寬，加速廣域網鏈路資料的傳輸。
其次，利用SDN可優化廣域網鏈路利用率目前，根據通訊端到端的網路峰值預測路徑和通道網路頻寬。交換機、路由器的容量靜態固定，根據路由器上行鏈路失效來重組路由，路徑選擇會出現重複，資源出現競爭，導致重試和再次失效。網路利用率通常小於 30%。
利用SDN改進後，具備網路需求和網路組織的全域性檢視，可對所有流量計算出最佳最明確的路徑，確定資料包的網路行為，從而減少保護性頻寬的需要，一旦出現故障，可根據錯誤導向，改變到另一張預先計算好的網路路徑。更高的網路利用率和更快的網路收斂，只需少量的資源即可獲得更高的網路質量，網路利用率可穩定在70%以上。
在骨幹網中有諸多的業務需要按需動態地提供網路能力，如雲資料中心之間平時估計需要的頻寬不要太大就能支撐日常的業務執行，但是當有如虛擬機器遷移，儲存資料複製等業務時就需要很大頻寬才能滿足業務需要，兩個IDC之間就需要隨時間動態調整之間的網路流量頻寬。
傳統模式是根據IDC之間端到端流量的峰值，來設計固定速率的網路頻寬，從而導致了嚴重低下的頻寬利用率;而引入SDN後，通過在網格交匯節點中加入基於OpenFlow的交換機，雲服務平臺根據需求，通過SDN的控制層，隨時隨地對網路流量頻寬容量進行重新分配，從而保證網路頻寬的效能。相對於傳統預留空間方式，新模式為關鍵的通訊事務節省約65%左右的容量。
在廣域網中可實現多層次的網路管理，採用 SDN 前，IP 網路與傳輸網路分離，網路需通過不同的工具和不同的技術組合進行管理。採用 SDN 後，以統一集中、最優化為驅動力對流量進行控制，使得流量在網路上流轉總是恰到好處;網路傳輸變為動態，主要通過 IP 進行互動;對與網路流量的優化，SDN 會有選擇性地切入，通過重新配合和連線新網路埠來增加頻寬，提升效能，減少傳統網路割接帶來的影響
最後，利用SDN可有效提升廣域網的服務質量目前廣域網的服務內容、應用系統、服務層與網路緊耦合，移動網、WiFi網路、固定寬頻等不同領域的網路緊耦合，資源利用率低或效能差。
利用SDN改進後，控制層具有全域性的網路組織檢視，並可把該資訊提供給應用服務層，同時可在使用者端與IDC 及具體伺服器之間，選擇最佳鏈路。只需少量的資源即可獲得更高的服務質量，聚合多種技術來提供服務，優化了如 QoS 、能耗、利用率等多個方面的效能。
在感知網路中伺服器負載均衡這中應用場景，目前，伺服器負載均衡方式是從伺服器叢集中，根據伺服器的可用性和當前資源利用率，選擇伺服器分擔負載，而不考慮網路因素，這樣會導致所選伺服器是空閒的，但網路路徑擁塞。使用 SDN 後，可以通過感知網路負載的應用以及SDN 控制器，選擇一條擁有足夠容量的網路路徑，從而實現端到端的負載均衡，該場景特別適用於對時延敏感的業務，使其獲得更好的業務響應時間，有效提升使用者的業務體驗。
現階段，在廣域網中全面部署SDN還不太現實，SDN標準尚未統一，針對廣域網的需求缺乏體系化標準化，可使用的主流廠家解決方案差異性大，私有協議多，跨廠家互通難度大，現階段只能結合特定的需求選擇特定的廠商SDN控制器，隨著SDN技術的不斷完善，在廣域網中引入SDN技術應用將會全面展開，廣域網的效能必定會得到很好的優化，會更好的為當下快速發展的雲端計算、大資料、物聯網等業務應用提供更加良好的服務。
