從傳統(tǒng)路由協(xié)議的困境解析SD-WAN技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

文/馬新康

（杭州極致互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司 浙江省杭州市 310000）

SD-WAN 又稱之為軟件定義廣域網(wǎng)，其不僅可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬根據(jù)應(yīng)用類型進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，而且可以集中管理帶寬，實(shí)現(xiàn)帶寬的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用。越來越多的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序、SAAS 服務(wù)部署在公有云上，對(duì)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和管理能力提出了更高的要求，而軟件定義廣域網(wǎng)可以代替運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)智能化自助式管理，這種情況下，軟件定義廣域網(wǎng)也已成為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、服務(wù)提供商中熱門話題?；诖?，對(duì)傳統(tǒng)廣域網(wǎng)及路由協(xié)議困境視角下軟件定義廣域網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行適當(dāng)分析非常必要。

1 傳統(tǒng)廣域網(wǎng)及路由協(xié)議價(jià)值

傳統(tǒng)廣域網(wǎng)及路由協(xié)議是在OSI（開放式系統(tǒng)互聯(lián)）參考模型的最下面三層操作，即工作在物理層負(fù)責(zé)流量轉(zhuǎn)發(fā)的路由器、工作在數(shù)據(jù)鏈路層的通信介質(zhì)和電路、工作在網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議。常見的廣域網(wǎng)電路封裝標(biāo)準(zhǔn)有：SDH(同步數(shù)字體系)、PPP（點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、X.25 協(xié)議、數(shù)字用戶線、HDLC（高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議）等，可以適應(yīng)不同環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸需求。常見的路由協(xié)議有：OSPF（開放式最短路徑優(yōu)先）、BGP（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）等。它們?nèi)吖餐瑯?gòu)建了廣域網(wǎng)的基礎(chǔ)，可以將用戶所需傳輸信息轉(zhuǎn)發(fā)至目的地。

2 傳統(tǒng)廣域網(wǎng)及路由協(xié)議面臨的困境

2.1 傳統(tǒng)本地CLI或界面化方式使用體驗(yàn)差

由于網(wǎng)點(diǎn)分布較廣、數(shù)量較大，現(xiàn)場缺乏有效IT（信息技術(shù)）人員支持。同時(shí)多數(shù)分支機(jī)構(gòu)堆疊了多個(gè)設(shè)備，設(shè)備鏈路組合具有較大差異，傳統(tǒng)的廣域網(wǎng)及路由協(xié)議無法感知底層網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化。導(dǎo)致其本地CLI（命令行界面）使用體驗(yàn)較差，界面化方式也存在變更復(fù)雜、配置難度大、風(fēng)險(xiǎn)高等問題。

2.2 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜和網(wǎng)絡(luò)流量可視化差

傳統(tǒng)企業(yè)廣域網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)多數(shù)仍遵循各分支機(jī)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)流量由總部統(tǒng)一出口的設(shè)計(jì)，內(nèi)部辦公流量和互聯(lián)網(wǎng)流量無法有效進(jìn)行區(qū)分和隔離，互聯(lián)網(wǎng)流量常常把分支到總部的SDH、MPLS(多協(xié)議標(biāo)簽交換)等專線帶寬占滿，嚴(yán)重限制了企業(yè)OA、CRM、ERP等內(nèi)部辦公系統(tǒng)的訪問性能。再加上傳統(tǒng)廣域網(wǎng)大多選擇SDH、MPLS 專線與總部或數(shù)據(jù)中心相連，受單一電信運(yùn)營商限制，網(wǎng)絡(luò)的互通性和擴(kuò)展性較差。

2.3 傳統(tǒng)協(xié)議選路與擴(kuò)展性差

傳統(tǒng)PBR（策略路由）、OSPF（開放式最短路徑優(yōu)先）等路由方式僅可以實(shí)施基于目標(biāo)IP 地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，無法根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型提供恰當(dāng)路徑選擇。也無法根據(jù)帶寬、丟包率、延遲等網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量進(jìn)行路徑選擇和流量疏導(dǎo)。

3 從傳統(tǒng)路由協(xié)議的困境解析SD-WAN技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

3.1 SD-WAN技術(shù)對(duì)使用體驗(yàn)的改善

相較于傳統(tǒng)廣域網(wǎng)及路由協(xié)議配置與設(shè)計(jì)而言，SD-WAN 技術(shù)可以針對(duì)不同需求，為客戶提供相應(yīng)服務(wù)，進(jìn)一步改善用戶網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。同時(shí)其可以通過集中控制操作系統(tǒng)（如圖1 所示），向場景化功能、界面化部署方面突破，從根本上改變傳統(tǒng)廣域網(wǎng)及路由協(xié)議實(shí)施過程中存在的人力資源成本高、部署周期長等問題。

一方面，基于SD-WAN 技術(shù)的場景化功能，可以降低場景設(shè)計(jì)過程中對(duì)非資深技術(shù)人員在需求設(shè)計(jì)方面參與難度。通過SDWAN 產(chǎn)品精準(zhǔn)定位，面對(duì)用戶需求，采取去CLI 化遠(yuǎn)程界面化操作，整體技術(shù)操作難度更小。如針對(duì)企業(yè)用戶連接型服務(wù)需要，SD-WAN 技術(shù)可以通過VxLAN（網(wǎng)絡(luò)虛擬化），為企業(yè)提供智能專線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。通過點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的VPN（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）連接服務(wù)的提供，可以在一定程度上滿足總部互聯(lián)、Internet 通道訪問、企業(yè)分支業(yè)務(wù)要求。而去CLI 化方式的應(yīng)用，也可以提供網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)可視化、帶寬可調(diào)、自助開通等服務(wù)，為企業(yè)VPN 專線靈活度需求的充分滿足提供依據(jù)。

另一方面，相較于傳統(tǒng)廣域網(wǎng)及路由協(xié)議本地CLI 或界面化方式而言，SD-WAN 技術(shù)可以界面化部署的方式，控制信令方式下發(fā)指令。不僅可以降低技術(shù)難度，而且可以提高配置下發(fā)的效率及穩(wěn)定性。同時(shí)通過集中配置主動(dòng)部署的方式，也可以從根本上解決傳統(tǒng)廣域網(wǎng)及路由協(xié)議中人力資源成本高、部署周期長等一系列問題。同時(shí)SD-WAN 技術(shù)可以促使用戶多樣化應(yīng)用程序直接從數(shù)據(jù)中心擴(kuò)展至云端。在降低成本損耗的基礎(chǔ)上，提高部署WAN（廣域網(wǎng)）速度至100 倍。且運(yùn)營商不需購置過于昂貴的MPLS 進(jìn)行遠(yuǎn)程站點(diǎn)互聯(lián)，在一定程度上可以提高運(yùn)營商發(fā)展效益。

3.2 S D-WAN技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)可視化的改善

基于SD-WAN 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，硬件被大量虛擬化。通過將網(wǎng)絡(luò)硬件與其控制機(jī)制獨(dú)立分割，可以在簡化WAN 管理程序的同時(shí)，以一種圖形化的形式展現(xiàn)全部信息。整體網(wǎng)絡(luò)信息展示形式更加人性化，可以再整條線路中展現(xiàn)不同類型的關(guān)聯(lián)信息，使用戶更加全面、精準(zhǔn)的掌握線路中的流量構(gòu)成。

一方面，考慮到客戶對(duì)語音通信服務(wù)需求，為進(jìn)一步提高語音通信網(wǎng)絡(luò)可靠性，可以利用SD-WAN 技術(shù)，在開通數(shù)據(jù)連接通道的基礎(chǔ)上，經(jīng)過IMS（IP 多媒體子系統(tǒng)）通信網(wǎng)絡(luò)，為用戶內(nèi)外部呼叫總云機(jī)服務(wù)提供依據(jù)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，針對(duì)云資源、云服務(wù)連接要求，以專線一站式服務(wù)為目標(biāo)，對(duì)計(jì)算、儲(chǔ)存等云資源及QoS（服務(wù)質(zhì)量）、VPN、站點(diǎn)等網(wǎng)絡(luò)資源自動(dòng)適配提供支持。這種情況下，客戶就可以在同一界面內(nèi)一站開通及云資源、網(wǎng)絡(luò)資源。

另一方面，考慮到SD-WAN 架構(gòu)對(duì)分支機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)造成了顛覆性改變，雖然通過SD-WAN 架構(gòu)可以將分支機(jī)構(gòu)的MPLS、互聯(lián)網(wǎng)寬帶、4G LTE（第四代移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)）、以太網(wǎng)等鏈路通過CPE（客戶端設(shè)備）設(shè)備相連，實(shí)現(xiàn)多分支機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)集中控制管理。但是在CPE 基本功能方面并不一定能夠滿足運(yùn)營商、客戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)可視化管理的需求。此時(shí)，在SD-WAN 架構(gòu)部署方面，就可以將SD-WAN 管理系統(tǒng)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)無縫隙對(duì)接，針對(duì)SD-WAN 的控制面開發(fā)更多的標(biāo)準(zhǔn)化API 接口，以便最大限度發(fā)揮SD-WAN 在改善網(wǎng)絡(luò)可視性方面的優(yōu)勢(shì)。

圖1：基于SD-WAN 的集中控制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

圖2：SD-WAN 技術(shù)在ADM 中的應(yīng)用

3.3 SD-WAN技術(shù)對(duì)擴(kuò)展能力的改善

經(jīng)過近十幾年的發(fā)展，SD-WAN 技術(shù)隨著SDN 框架概念的不斷完善而不斷發(fā)展，其在網(wǎng)絡(luò)能力拓展改善方面的優(yōu)勢(shì)也更加突出。一方面，綜合利用數(shù)據(jù)包修復(fù)技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、數(shù)據(jù)緩存技術(shù)及多路徑包分發(fā)技術(shù)、DPI（深度報(bào)文檢測(cè)）技術(shù)，可以形成數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化綜合解決方案。在實(shí)現(xiàn)智能選路的同時(shí)，也可以更加靈活的解決現(xiàn)有鏈路通道中Internet 資源不穩(wěn)定、MPLS 資源帶寬成本高問題。

另一方面，SD-WAN 技術(shù)可以提供更高性能的因特網(wǎng)接入，也可以對(duì)云端及移動(dòng)應(yīng)用端進(jìn)行優(yōu)化，促使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率更高。如ADM（廣告過濾軟件）就利用SD-WAN 技術(shù)從連接位置物理設(shè)備中進(jìn)行控制平面抽取，此時(shí)企業(yè)、運(yùn)營商也可以基于現(xiàn)有路由器、分布式控制系統(tǒng)，選擇密集型光波復(fù)用等不同類型連接方式進(jìn)行廣告屏蔽。整體網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切換能力更強(qiáng)且操作靈活性較高（如圖2 所示）。同時(shí)SD-WAN 技術(shù)可以根據(jù)應(yīng)用及設(shè)備身份、用戶需要，進(jìn)行流量可見性改進(jìn)，分段實(shí)現(xiàn)應(yīng)用訪問控制，保證整體網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全。

圖2 中DCS、DWDM、Router 分別為分布式控制系統(tǒng)、密集型光波復(fù)用、官方路由管理器。

此外，SD-WAN 技術(shù)的應(yīng)用，可以涵蓋全部網(wǎng)絡(luò)連接端點(diǎn)，促使IT 工程師、運(yùn)營商對(duì)戰(zhàn)略業(yè)務(wù)計(jì)劃更加關(guān)注。在減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的同時(shí)，也可以為其優(yōu)化應(yīng)用程序位置提供充足空間，為更加高效的業(yè)務(wù)運(yùn)營提供依據(jù)。

4 總結(jié)

綜上所述，SD-WAN 技術(shù)是構(gòu)建、運(yùn)營、部署企業(yè)廣域網(wǎng)的新方法，其可以在簡化企業(yè)運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)部署的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)分支機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)程連接，降低企業(yè)廣域網(wǎng)運(yùn)營管理成本。從本質(zhì)上而言，SD-WAN 是應(yīng)用于WAN 連接的軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）技術(shù)，因此，面對(duì)傳統(tǒng)廣域網(wǎng)及路由協(xié)議在使用體驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)可視化方面的困境，企業(yè)及運(yùn)營商應(yīng)根據(jù)自身需要，加大SD-WAN 技術(shù)研發(fā)應(yīng)用力度。以將運(yùn)營商流量分發(fā)到其他遠(yuǎn)程位置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接，降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本壓力。