SD-WAN技術分析

關于SD-WAN，近年以來頻繁出現在我們的視野中，很多人預測，它是未來最具發(fā)展?jié)摿Φ耐ㄐ偶夹g之一，具有很高的商業(yè)價值。行業(yè)內的老牌通信設備上和運營商對它一直看好，新興創(chuàng)業(yè)企業(yè)也把它視為千載難逢的風口機會，對它趨之若鶩。

那么，到底什么是SD-WAN？它究竟是干什么用的？有什么特別之處？接下來給大家做一個全面解析。

SD-WAN，全名是Software-Defined WAN，軟件定義廣域網。WAN就是Wide Area Network 廣域網。

對于經常接觸IT和通信領域的人來說，對“SD（Software-Defined）”這個前綴詞并不陌生。在如今這個軟件為王的時代，想SDN、SDS、SDR…這樣的專業(yè)名詞已經充斥這個我們的工作和生活中，成為流行詞匯。

SDN：Software Defined Network，軟件定義網絡

SDC：Software Defined Network, 軟件定義存儲

SDR：Software Defined Redio，軟件定義無線電

SD-WAN，就是SDN的一個重要分支，是SDN技術在WAN領域的應用落地。

再簡單一點說，SD-WAN就是SDN+WAN

什么是WAN（廣域網）

我們還是從WAN這個最基礎的概念開始說起。

很多搞網絡的童鞋都應該知道，WAN是廣域網，和WAN相對的，就是大家耳熟能詳的LAN（Local Area Network，局域網）。

我們家里的WI-FI網絡，網吧的網絡，還有辦公室的小規(guī)模網絡，就是LAN局域網。

而WAN是一種更大地里范圍內的計算機網絡，它跨越省，市，甚至國家。

舉個例子，某集團公司的總部設在北京，分公司設在上海，成都，廣州。那么分公司網絡就是一個局域網，總公司網絡就是一個廣域網。

之所以要有廣域網的原因，我想大家應該都明白-數字化、網絡化的時代，公司運作已經踢不開電腦和各種各樣的信息化系統(tǒng)、平臺。

從基本的電子郵件，到辦公自動化（考勤系統(tǒng)，財務系統(tǒng)等），再到主營業(yè)務強相關的PLM（產品生命周期管理）、ERP（企業(yè)資源計劃）等系統(tǒng)，迫切需要一張強有力的支撐網絡。

對絕大多數公司來說，自己花錢拉一根專有的網線或者光纖，把總公司和分公司的網絡連接起來也不是一件不可能的事情。但是耗時耗錢。

所以，只剩下兩種選擇。

第一種，就是讓所有員工通過互聯網進行連接。

現在非常流行的釘釘和企業(yè)微信，其實就是這樣的方式。

在移動互聯網和光纖寬帶非常發(fā)達的今天，這種方式似乎是不錯的選擇。但是采用這種方式，需要面對兩個致命問題：服務質量和數據安全。

我們使用的4G數據業(yè)務，還有大部分的光纖寬帶接入，基本上都是民用級的通信服務。這種服務的穩(wěn)定性和可靠性很差，經?？D甚至掉線。

這種服務質量，對于小微企業(yè)來說，勉強可以接受。但對于大中型企業(yè)甚至集團來說，就不行了。舉個例子，工商銀行北京總行的系統(tǒng)，和江蘇省分行的系統(tǒng)，怎么可能說慢就慢，說斷就斷？

此外，將公司所有業(yè)務系統(tǒng)暴露在互聯網上，會帶來極大的安全隱患和風險。也舉個例子，如果鐵路總公司將自己所有的車輛運行管理系統(tǒng)放在公網上，你覺得放心嗎？

釘釘和企業(yè)微信，背后也是大型互聯網公司非常強悍的安全保護能力和系統(tǒng)容量在做支撐。

所以說，用互聯網作為自己公司的廣域網，只適合小微企業(yè)用戶。（話說回來，小微企業(yè)也用不著廣域網。）

第二種方式，也是目前用戶的主流選擇，就是借助運營商提供的專線進行連接。

這種專線，最具代表性的，就是MPLS。

什么是MPLS？

MPLS專線，就是一種基于MPLS技術廣域網服務的專用線路。

MPLS專線是一種租用服務，他的所有權是屬于電信運營商的，電信運營商把專線租給你，然后承諾這條線路的SLA（Service Level Agreement，服務等級協(xié)議，包括帶寬、時延、抖動、丟包率等），能達到什么樣的要求。至于你的軟件用起來快不快、穩(wěn)不穩(wěn)，它是完全不管的。

就好像你家安裝的寬帶，運營商只會測速給你看----有沒有100Mbps？有就行，至于你玩游戲卡？不好意思，這個不關我事。這就是基于SLA的服務。

不管怎么說，好歹是根專線，MPLS的網絡質量還是不錯的。

問題又來了，你租我租大家租，運營商的物理網絡就這么一張，這么多公司業(yè)務都在上面跑，怎么保證區(qū)分和隔離呢？

這里就要提到大家很熟悉的一個名詞了---VPN

VPN（Virtual Private Network 虛擬專用網絡），其實就是在正常的物理連接的基礎上，虛擬出了一個專用通道，保證通信的隔離和安全。

根據基于的網絡不通，VPN通常包括PPTP、L2TP、IPSec和MPLS VPN。

IPsec-VPN，基于Internet的VPN。這個大家平時用的比較多。大公司員工出差在外，都會撥通VPN，然后就相當于變成了公司內網，可以訪問內網的網站。

MPLS-VPN，基于運營商MPLS專用網絡的VPN。整個分公司和總公司通過這個連接，邏輯上相當于大家都處于一個內網里。

這個我們簡單說一下大家可能經常看到的Overlay和Underlay這兩個概念。字面Overlay是在Lay（層）之上，Underlay是在Lay（層）之下，可以如下所示：

相對Internet來說，MPLS專線的有點，就是比較穩(wěn)定可靠，安全也有一定的保障，但是隨著時代的發(fā)展，它的缺點也越來越明顯，備受用戶吐槽：

1.     使用成本高

一直以來，不管是專業(yè)還是VPN服務，運營商給出的價格都是很貴的。

舉個來說，某省電信的跨國10M的MPLS-VPN的價格為80000元/月。對于一個大型企業(yè)用戶來說，分公司和辦事處比較多，每年花在專線租用上的費用，就高達上千萬甚至上億人民幣。

這種級別的成本，使我們幾百塊錢就千兆包月的家庭用戶無法想象的，隨著競爭的加劇，這么大的成本壓力足以讓企業(yè)喘不過氣來。

2.     部署周期長

申請安裝專線之后，運營商內部要走流程，一般要一周到一個月時間。

對于現在節(jié)奏越來越快的企業(yè)經營來說，這個時間周期越是無法忍受的。

3.     故障排查難

專線網絡屬于“黑盒子”網絡，對于企業(yè)用戶來說，當專線出現問題，很難判斷是哪里出問題。企業(yè)只能排查企業(yè)內部的防火墻、交換機、路由器等設備。

對于運營商來說，排查問題也很糾結。往往排查到最后，發(fā)現自身沒問題，問題還是出現在用戶側。這樣一來一回，就耽誤了大量的時間，影響公司業(yè)務的正常運轉。

4.     維護人力緊

對于企業(yè)總部來說，一般有專門的IT工程師進行維護。但對于分公司和辦事處來說，處于成本的考慮，一般不會配備專門的IT工程師。這樣一來給MPLS專線維護帶來困難，變相的增加了成本。

什么是SD-WAN？

SD（Soft Defined）軟件定義，它并不是讓軟件替換硬件，而是將硬件的更多能力抽取出來，交給統(tǒng)一軟件控制權管理。說白了，就是讓硬件通用化、簡單化。而軟件控制器（Controller），成為掌握一起的核心。

基于SDN的SD-WAN究竟是什么樣的架構呢？如下圖所示

大家可以看到，整個網絡架構的軀干，其實還是Internet和MPLS專線，但是架構之上多了一個SD-WAN控制器。這個控制器就是SD-WAN管理控制核心。

在分公司節(jié)點，還有總部節(jié)點，多了一些uCPE和vCPE這樣的東西。

CPE（Customer Premise Equipment）之前介紹5G的時候說過，業(yè)內稱為“客戶端終端設備”。

uCPE是Universal CPE，通用客戶端設備。

vCPE是Virtual CPE，虛擬客戶端設備

管理員可以通過應用層接口對SD-WAN控制器進行配置，也可以下發(fā)vFW（虛擬防火墻，Firewall）、vWOC（虛擬關于網優(yōu)化控制器，WAN Optimization Controller）功能到CPE，實現相應的功能，無需專門購買硬件。

我們結合網絡架構、節(jié)點設備來具提分析一下采用SD-WAN究竟會帶來什么改變。

1.     接口通吃，負載均衡

站在分公司的角度來看，SD-WAN不再強制只允許使用MPLS，而是允許MPLS，xSDL，PON光纖寬帶、4G LTE，甚至5G等多種連接類型。CPE可以支持多種接口的Bonding（綁定），從而變成了一個接口資源池。

借助軟件能力、某些設備上的CPE可以識別上千種不同應用的等級，并安排不同的質量服務。

舉例來說，視頻會議，對網絡質量要求更高，就把優(yōu)先級和Qos設置的高一點。對于文字聊天就設的級別低一點，讓它用LTE之類的網絡。

這樣一來，企業(yè)用戶對MPLS專線的依賴大大降低，普通寬G帶和4G也能排上用場。用戶的帶寬利用率提升了，流量成本也下降了。

2.     自主選擇最佳路徑

WAN廣域網技術的關鍵，其實在于路徑選擇。對于不同的分公司，SD-WAN可以根據現網情況和配置策略，自主選擇最佳路徑。

SD-WAN還具備負載均衡的能力，以此來增強網絡的可靠性。

其實在運營商網絡里，還有很多POP（point-of-presence，入網點），幫助解決跨運營商之間的鏈路擁塞和負荷問題。

3.     部署簡單，秒速完成

在評價SD-WAN的部署速度是，人們會反復提到一個詞，叫做ZTP，也就是Zero Touch Provisioning，零接觸部署。簡單來說，差不多就是即插即用。

除了CPE上電后自動獲取配置外，還可以用掃碼配置或郵件配置的方式。

以郵件不是方式為例。在不是SD-WAN時，總部的IT工程師主需要提前做好配置數據，把配置數據通過郵件的方式，發(fā)給分公司的任何員工，該員工即可通過連接，完成設備的配置部署。

4.     自管自控，智能運維

SD-WAN具有SDN的基因，所以在網絡的管理上擁有先天的優(yōu)勢。但凡是SD-WAN的管理平臺，都是可以圖形可視化的。管理員可以清楚地通過網管頁面看到SD-WAN的運行情況，并及時對出現的問題進行處置。這就大大降低了維護的難度，也減少了故障的處理時間。

總而言之，SD-WAN既好用，又省錢。