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)?

　　隨著資料量與日俱增，傳統(tǒng)的大型資料中心和企業(yè)網(wǎng)路一同面臨了幾個問題。

　　首先是難以處理變化性高的網(wǎng)路流量、尤其是非預(yù)期中的資料量，比如社群網(wǎng)站得因應(yīng)使用者在同志游行炒得沸沸揚揚時大量換頭貼的舉動;或是突然爆紅的Pokemon Go ，剛開始時還能在卡比獸和快龍出現(xiàn)時沖上流量巔峰，一段時間過后玩家越來越少。若是為了一時的高流量需求購買硬件設(shè)備來擴充，就會面臨隨后使用率降低、建置成本浪費的問題。然而若不解決流量需求，也會造成差勁的使用者體驗、或是沒辦法在風口正旺時撈一筆收益。簡言之就是缺乏布署彈性、難以即時調(diào)度運算資源。

　　再來是網(wǎng)路架構(gòu)越來越復雜，一個大型網(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(diào)整設(shè)定，不但耗費人力和時間，出錯風險也高;另一方面，過度復雜的架構(gòu)也讓網(wǎng)路在傳送資料變得相當緩慢。

　　如何自動處理流量高峰期、分配硬件資源以即時滿足需求? 如何在越趨復雜的網(wǎng)路架構(gòu)下，同時降低網(wǎng)管人員的設(shè)定難度?

　　SDN(軟件定義網(wǎng)路)將傳統(tǒng)網(wǎng)路區(qū)分成三層，分別為應(yīng)用程式層(Application Layer)、控制層(Control Layer)和基礎(chǔ)架構(gòu)層(Infrastructure Layer， 又稱資料層);底層的部分就是交換器(Switch)、路由器(Router)等設(shè)備。

　　控制層向上透過北橋API (Northbound API)與應(yīng)用程式溝通、向下透過南橋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則是采用開放式網(wǎng)路基金會(Open Networking Foundation， ONF) 所制訂的OpenFlow協(xié)定。

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

　　談完SDN后，讓我們來看看另一個與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(chǔ)架構(gòu)層抽取出來、以簡化網(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門硬件(如： 防火墻、DPI、CDN、 WAN等功能都須有一個專門硬件)，改成以軟件實作、再布署在通用規(guī)格的硬件上。

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

　　若想針對應(yīng)用需求客制化，其成本相當高。首先電信商跟網(wǎng)路設(shè)備商溝通：「我想布特殊需求的IoT網(wǎng)路設(shè)備」，必須由網(wǎng)路設(shè)備大廠了解電信商需求后再行硬件設(shè)計、生產(chǎn)、測試，過一兩年后再把設(shè)備賣給電信商。待買完設(shè)備之后再租地區(qū)布建設(shè)備，從頭到尾的過程對電信商吃力又耗時。

　　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)到最后只能殺價競爭。產(chǎn)品汰換快速、頻寬變動高，使電信商落得高建置成本、低收入的回報。問題在于網(wǎng)路設(shè)備僅由Cisco、Ericsson、Nokia等少數(shù)幾家廠商壟斷，若終端產(chǎn)品裝置的革新速度很快、網(wǎng)路架構(gòu)卻進展緩慢，最吃虧的莫過于采購網(wǎng)路設(shè)備、提供網(wǎng)路服務(wù)的電信商。在這個狀況下，說什么IoT、智能家庭或自動車等應(yīng)用都是浮云。

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

　　直到后來IBM推出了個人電腦的濫觴IBM-PC，IBM-PC的主要組件如處理器芯片、磁碟機、顯示器和鍵盤本來就都是第三家公司提供的，微處理器(Micro Processor)的出現(xiàn)更讓無論是微軟、Linux還是Mac的作業(yè)系統(tǒng)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(tǒng)DOS的價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，才讓個人電腦產(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。現(xiàn)行的電信網(wǎng)路服務(wù)依賴廠家私有硬件的現(xiàn)況，無論是路由器，或是行動網(wǎng)路的PDN Gateway，都得仰賴特殊的控制層(Control Plane)和特殊的硬件。如何讓網(wǎng)路從垂直整合、封閉且進展緩慢的“硬件導向”，逐漸走到開放、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)毫無關(guān)系、相輔相成，將硬件功能虛擬化后，轉(zhuǎn)型成至開放硬件、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(gòu)都有開放標準，設(shè)備直接根據(jù)成熟的開放標準制造硬件、大幅降低硬件購買和建置成本，也讓整個網(wǎng)路更加開放、創(chuàng)新速度以軟件的速度加快，甩脫傳統(tǒng)硬件技術(shù)革新緩慢的問題。

　　進一步來說，網(wǎng)路軟件化有著這樣的演進──傳統(tǒng)上是國際大型設(shè)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、再將制作完成的設(shè)備賣給電信商，獲利集中在電信商和設(shè)備商，整個產(chǎn)業(yè)是封閉的。若未來因為有開放介面(Open Interface)的硬件、上面直接搭載開源(Open Source)軟件，而傳統(tǒng)的OEM代工廠商則轉(zhuǎn)型成賣白牌的硬件商，電信商利用白牌設(shè)備來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(yīng)用程式。

　　2016年的SDN/NFV已經(jīng)進入商用布署的關(guān)鍵期，根據(jù)權(quán)威調(diào)研公司Infonetics最新報告指出，到2018年時全球電信商的SDN/NFV市場規(guī)模將達到110億美元。美國電信商AT&T 對外宣稱其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：“我們將通過網(wǎng)路的軟件化，實現(xiàn)公司成為軟件公司的轉(zhuǎn)型?！?/p>

　　另一方面，設(shè)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(diào)整人力的舉動，正顯示著SDN/NFV對于其本業(yè)的高度風險，正積極調(diào)整公司方向。IBM、HP亦對NFV有著深遠的布局，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：幾個巨頭訂好標準、各家廠商根據(jù)標準生產(chǎn)產(chǎn)品、電信商再來布建的過程，也就是“一群人持續(xù)在標準組織里依據(jù)各國拳頭大小吵架”的故事。然而整個網(wǎng)路通訊朝向硬件標準成熟演進時，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。

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

　　由于智能手機和行動網(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(tǒng)電信商仍須經(jīng)過一段期間的驗證，包括服務(wù)項目、后續(xù)維運、收費計價等系統(tǒng)，皆需要隨之改變。在2017年即將來臨的此刻，讓我們拭目以待吧。