回顧：從1G到5G 看通訊產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展與競合

　　什么是SDN(軟件定義網(wǎng)路)?

　　隨著(zhù)資料量與日俱增，傳統的大型資料中心和企業(yè)網(wǎng)路一同面臨了幾個(gè)問(wèn)題。

　　首先是難以處理變化性高的網(wǎng)路流量、尤其是非預期中的資料量，比如社群網(wǎng)站得因應使用者在同志游行炒得沸沸揚揚時(shí)大量換頭貼的舉動(dòng);或是突然爆紅的Pokemon Go ，剛開(kāi)始時(shí)還能在卡比獸和快龍出現時(shí)沖上流量巔峰，一段時(shí)間過(guò)后玩家越來(lái)越少。若是為了一時(shí)的高流量需求購買(mǎi)硬件設備來(lái)擴充，就會(huì )面臨隨后使用率降低、建置成本浪費的問(wèn)題。然而若不解決流量需求，也會(huì )造成差勁的使用者體驗、或是沒(méi)辦法在風(fēng)口正旺時(shí)撈一筆收益。簡(jiǎn)言之就是缺乏布署彈性、難以即時(shí)調度運算資源。

　　再來(lái)是網(wǎng)路架構越來(lái)越復雜，一個(gè)大型網(wǎng)路中包含了Routing、VLAN、QoS等功能，須由網(wǎng)管人員針對每臺交換器逐一調整設定，不但耗費人力和時(shí)間，出錯風(fēng)險也高;另一方面，過(guò)度復雜的架構也讓網(wǎng)路在傳送資料變得相當緩慢。

　　如何自動(dòng)處理流量高峰期、分配硬件資源以即時(shí)滿(mǎn)足需求? 如何在越趨復雜的網(wǎng)路架構下，同時(shí)降低網(wǎng)管人員的設定難度?

　　SDN(軟件定義網(wǎng)路)將傳統網(wǎng)路區分成三層，分別為應用程式層(Application Layer)、控制層(Control Layer)和基礎架構層(Infrastructure Layer， 又稱(chēng)資料層);底層的部分就是交換器(Switch)、路由器(Router)等設備。

　　控制層向上透過(guò)北橋API (Northbound API)與應用程式溝通、向下透過(guò)南橋API (Southbound API)與底層硬件溝通。目前北橋API尚未有共通的標準存在，南僑API則是采用開(kāi)放式網(wǎng)路基金會(huì )(Open Networking Foundation， ONF) 所制訂的OpenFlow協(xié)定。

　　SDN將個(gè)別設備的控制層抽離出來(lái)，集中到中央控制器對整體網(wǎng)路作控制，設備則單純依據控制器下達的命令派送封包。這使得網(wǎng)管人員能在不更動(dòng)硬件裝置的情形下，以中央控制方式、用程式重新規劃網(wǎng)路，更迅速地調整網(wǎng)路以因應服務(wù)及應用的需求。

　　談完SDN后，讓我們來(lái)看看另一個(gè)與SDN相輔相成的技術(shù)為──NFV。

　什么是NFV(網(wǎng)路功能虛擬化)?

　　相較于SDN將控制層從基礎架構層抽取出來(lái)、以簡(jiǎn)化網(wǎng)路運作，NFV則是使用IT虛擬化技術(shù)，將原有網(wǎng)路功能各自需要的專(zhuān)門(mén)硬件(如： 防火墻、DPI、CDN、 WAN等功能都須有一個(gè)專(zhuān)門(mén)硬件)，改成以軟件實(shí)作、再布署在通用規格的硬件上。

　　NFV最早是由電信商所提出來(lái)的概念?，F階段的軟件服務(wù)掛勾在硬件設備上，彈性很低;目前的4G網(wǎng)路無(wú)法針對不同應用提供不同的伺服器，比如你不能跟你Pokemon Go的皮卡丘產(chǎn)生即時(shí)互動(dòng)──網(wǎng)路不能根據不同應用、提供不同的伺服器，像是4G網(wǎng)路沒(méi)辦法對低延遲(Low Latency)需求較高的應用程式提供客制化需求。

　　若想針對應用需求客制化，其成本相當高。首先電信商跟網(wǎng)路設備商溝通：「我想布特殊需求的IoT網(wǎng)路設備」，必須由網(wǎng)路設備大廠(chǎng)了解電信商需求后再行硬件設計、生產(chǎn)、測試，過(guò)一兩年后再把設備賣(mài)給電信商。待買(mǎi)完設備之后再租地區布建設備，從頭到尾的過(guò)程對電信商吃力又耗時(shí)。

　　再加上軟件速度革新很快，好不容易布署好的IoT網(wǎng)路，幾年后剛建置完成、市場(chǎng)卻已經(jīng)換了一套新的產(chǎn)品，使這套服務(wù)到最后只能殺價(jià)競爭。產(chǎn)品汰換快速、頻寬變動(dòng)高，使電信商落得高建置成本、低收入的回報。問(wèn)題在于網(wǎng)路設備僅由Cisco、Ericsson、Nokia等少數幾家廠(chǎng)商壟斷，若終端產(chǎn)品裝置的革新速度很快、網(wǎng)路架構卻進(jìn)展緩慢，最吃虧的莫過(guò)于采購網(wǎng)路設備、提供網(wǎng)路服務(wù)的電信商。在這個(gè)狀況下，說(shuō)什么IoT、智能家庭或自動(dòng)車(chē)等應用都是浮云。

　　此情此景仿若1960年代的電腦工業(yè)──該時(shí)僅有IBM一間公司壟斷整個(gè)電腦生態(tài)，產(chǎn)品著(zhù)重于高性能且服務(wù)于多使用者的大型硬件，需要專(zhuān)門(mén)的作業(yè)系統、專(zhuān)門(mén)的應用程式，讓當時(shí)的電腦產(chǎn)業(yè)呈現垂直封閉的狀況，電腦產(chǎn)業(yè)革新速度緩慢。

　　直到后來(lái)IBM推出了個(gè)人電腦的濫觴IBM-PC，IBM-PC的主要組件如處理器芯片、磁碟機、顯示器和鍵盤(pán)本來(lái)就都是第三家公司提供的，微處理器(Micro Processor)的出現更讓無(wú)論是微軟、Linux還是Mac的作業(yè)系統都可以在微處理器上運行(尤其當年微軟為了拼市占率、對其作業(yè)系統DOS的價(jià)格壓得低到不能再低)，IBM-PC相容機如雨后春筍一般地冒了出來(lái)，才讓個(gè)人電腦產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展成一支龐大的產(chǎn)業(yè)。

　　硬件的革新速度比不上軟件，而可相容軟件的標準化硬件是讓產(chǎn)業(yè)蓬勃的關(guān)鍵;電信網(wǎng)路這邊想做的事情也一樣?，F行的電信網(wǎng)路服務(wù)依賴(lài)廠(chǎng)家私有硬件的現況，無(wú)論是路由器，或是行動(dòng)網(wǎng)路的PDN Gateway，都得仰賴(lài)特殊的控制層(Control Plane)和特殊的硬件。如何讓網(wǎng)路從垂直整合、封閉且進(jìn)展緩慢的“硬件導向”，逐漸走到開(kāi)放、快速創(chuàng )新的“軟件導向”，關(guān)鍵就在SDN和NFV技術(shù)，兩者技術(shù)毫無(wú)關(guān)系、相輔相成，將硬件功能虛擬化后，轉型成至開(kāi)放硬件、或是可自行訂制化的硬件平臺。

　　這對電信商的大好處，除了硬件架構都有開(kāi)放標準，設備直接根據成熟的開(kāi)放標準制造硬件、大幅降低硬件購買(mǎi)和建置成本，也讓整個(gè)網(wǎng)路更加開(kāi)放、創(chuàng )新速度以軟件的速度加快，甩脫傳統硬件技術(shù)革新緩慢的問(wèn)題。

　　進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，網(wǎng)路軟件化有著(zhù)這樣的演進(jìn)──傳統上是國際大型設備通訊商，如Cisco、Lucent、 Ericsson發(fā)包智邦、欣興、華宇、英業(yè)達等臺灣代工廠(chǎng)、再將制作完成的設備賣(mài)給電信商，獲利集中在電信商和設備商，整個(gè)產(chǎn)業(yè)是封閉的。若未來(lái)因為有開(kāi)放介面(Open Interface)的硬件、上面直接搭載開(kāi)源(Open Source)軟件，而傳統的OEM代工廠(chǎng)商則轉型成賣(mài)白牌的硬件商，電信商利用白牌設備來(lái)布大大小小的資料中心、跑在資料中心中的可以是各式各樣的新型態(tài)應用程式。

　　2016年的SDN/NFV已經(jīng)進(jìn)入商用布署的關(guān)鍵期，根據權威調研公司Infonetics最新報告指出，到2018年時(shí)全球電信商的SDN/NFV市場(chǎng)規模將達到110億美元。美國電信商AT&T 對外宣稱(chēng)其2016年資料中心的硬件虛擬化部分高達30%，2020年目標為75% 。AT&T表示：“我們將通過(guò)網(wǎng)路的軟件化，實(shí)現公司成為軟件公司的轉型?！?/p>

　　另一方面，設備商對于軟件化趨勢的洶涌浪潮也感受到了極大的壓力。今(2016)年8月， Cisco宣布全球裁員5，500名員工，震撼科技圈。Cisco調整人力的舉動(dòng)，正顯示著(zhù)SDN/NFV對于其本業(yè)的高度風(fēng)險，正積極調整公司方向。IBM、HP亦對NFV有著(zhù)深遠的布局，就怕慢了一步被排除在這一輪的游戲玩家之外。

　　從1G到4G，我們一直在述說(shuō)：幾個(gè)巨頭訂好標準、各家廠(chǎng)商根據標準生產(chǎn)產(chǎn)品、電信商再來(lái)布建的過(guò)程，也就是“一群人持續在標準組織里依據各國拳頭大小吵架”的故事。然而整個(gè)網(wǎng)路通訊朝向硬件標準成熟演進(jìn)時(shí)，5G將可能首當其沖。5G不只是在通訊的速度容量做革新，而是網(wǎng)路虛擬化/軟件化趨勢。

　　其實(shí)也反映出電信產(chǎn)業(yè)不再僅提提供通訊設備、而成了網(wǎng)路服務(wù)提供者。如今Ericsson有超過(guò)2/3的電信業(yè)務(wù)，都是來(lái)自軟件或服務(wù)，如云端、IP網(wǎng)路、OSS/BSS等，全球更有將近2萬(wàn)5千名的R&D人員，都從事軟件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，而非硬件。

　　由于智能手機和行動(dòng)網(wǎng)路的發(fā)達，電信產(chǎn)業(yè)與IT產(chǎn)業(yè)的分界已漸漸模糊，越來(lái)越多的電信商將重心移往云端技術(shù)和IoT商機。然而改變之路尚任重而道遠，對于傳統電信商仍須經(jīng)過(guò)一段期間的驗證，包括服務(wù)項目、后續維運、收費計價(jià)等系統，皆需要隨之改變。在2017年即將來(lái)臨的此刻，讓我們拭目以待吧。