SD-WAN简介

1 SD-WAN简介
1.1 SD-WAN出现的背景
随着IT数字化以及经济全球化的发展，越来越多的企业考虑在公有云上建设IT系统，以此来降低企业自建IT系统的成本。同时，企业的传统应用也在逐渐云化，更多的企业会借助WAN（Wide Area Network，广域网）访问SaaS（Software as a Service，软件即服务）应用，如办公软件、数据库等。企业业务的云化给传统企业WAN互联带来了一些新的挑战。
● 专线成本高，开通周期长
出于成本以及建设难度的考虑，WAN一般由运营商提供。企业通过租用运营商提供的WAN专线来搭建自己的企业WAN网络。随着企业业务向云端迁移，企业WAN将承载越来越多和云相关的应用流量，流量的激增使得企业投入在租用专线上的成本越来越高。同时，开通专线少则几周多则数月，无法适应新业务快速上线的需求。
图1-1 分支网络部署慢，业务上线周期长

● 网络连接越来越复杂，多样化互联难满足
全球化使企业的分支分布越来越广泛，不同的分支对网络的要求也不同。例如，有些需要多层网络，有些需要扁平化网络，有些需要多上行链路的分支站点网络，有些需要多HUB的网络。面对如此繁杂的网络需求，传统WAN网络难以实现灵活组网，难以满足企业多样化互联的诉求。
图1-2 传统WAN难以实现多样化和多云多网互联

● 应用数量急剧增长，应用体验难保障
在云和数字化的时代，大量与云计算紧密结合的企业新兴业务蓬勃发展，企业应用的数量和种类也呈爆发式增长，如语音、视频、文件传输、电子邮件、SaaS应用等。不同的应用对链路质量有着不同的要求。传统的企业专线无法区分业务，Internet网络又无法保障服务质量，因此当突遇流量拥塞或链路质量劣化时，关键业务的体验难以得到保障。
图1-3 Internet线路难以保障业务应用体验

● 网络运维难度大，手工配置易出错
传统模式下，业务开通、网络运维、故障定位等业务都需要网络工程师到现场手工操作，因此业务开通和网络运维的效率低、成本高。在数字化和全球化的大潮中，企业WAN网络的分支分布更广、设备数量更多、承载的业务更复杂，运维难度也更大，传统的手工配置及运维方式难以满足业务快速发展的需要。
图1-4 网络运维难度大，业务问题定位和解决慢

上述诸多挑战，促使着传统企业WAN的改革。企业WAN亟需找到一种更加敏捷、灵活且具备成本优势的解决方案来应对上述挑战。
1.2 SD-WAN的提出与业界标准
经过不断的努力和探索，企业WAN终于找到了应对挑战的新希望——SD-WAN（Software Defined Wide Area Network，软件定义广域网）。从名称上不难理解，SD-WAN是将SDN技术应用到广域互联场景中所形成的一种服务。这种服务的典型特征是将网络控制能力通过软件方式‘云化’，支持应用可感知的网络能力开放。
在2014年的一次会议上，ONUG（Open Networking User Group，开放网络用户组）首次提出了SD-WAN的概念。在随后的发展中，众多业内标准组织和机构都各自提出了SD-WAN的定义，其中Gartner（全球知名的IT研究与咨询公司）和MEF（Metro Ethernet Forum，城域以太网论坛）提出的定义被广泛接受。
● Gartner对于SD-WAN的定义
对于SD-WAN，Gartner对其的定义为：SD-WAN解决方案能够替代传统WAN路由器，支持各种WAN传输技术。SD-WAN提供跨多个WAN连接、基于策略的动态应用路径选择，并支持广域网优化和防火墙等增值业务的业务链。
如图1-5所示，Gartner提出SD-WAN必须具备如下四个特征：
○   支持混合链路接入（MPLS, Internet, LTE等）
○   支持动态链路调整，保障应用关键体验
○   管理简单（零部署开局）
○   支持VPN以及其他增值业务服务
图1-5   Gartner认为SD-WAN应该具备四个特征

● MEF对于SD-WAN的定义
作为重量级标准组织，MEF在MEF-70中给出了第一个SD-WAN的标准化定义。其中包括了SD-WAN的八个特性，如表1-1所示。

表1-1 MEF对SD-WAN的定义
编号	特性说明
1	提供安全的、基于IP的Overlay网络
2	独立的Underlay网络，可以使用任何类型的有线或无线接入网
3	提供SD-WAN隧道业务保障
4	基于应用的选路和转发
5	提供混合WAN链路，通过多条链路接入，提高可靠性
6	基于策略的报文转发
7	通过集中管理、控制和编排实现业务自动化，如ZTP（Zero-Touch Provisioning，零接触部署，也称零配置开局）
8	支持广域优化能力

可以看出，虽然在细节上对于SD-WAN的定义不尽相同，但是总结起来Gartner和MEF对SD-WAN具有如下共识：
●   通过ZTP等方式，实现分支的快速部署和上线，提高部署效率。
●   基于不同的应用类型，动态调整流量的路径，实现灵活便捷的调度方式。
●   集中管控，全网状态可视化，提供自动化、智能化运维能力。
●   提供广域优化、安全等增值业务，保障业务体验的质量。
1.3 SD-WAN网络架构与优势
了解过SD-WAN的定义后，不难想象出SD-WAN的网络架构。如图1-6所示，整个SD-WAN网络架构的躯干其实还是Internet和MPLS专线。但是，在架构之上多了一个SD-WAN控制器。这个控制器，就是SD-WAN的管理控制核心。
图1-6   SD-WAN网络架构

下面结合网络架构和节点设备来说明下，SD-WAN相比传统企业WAN都有哪些优势：
●   支持多种接入链路
站在分公司的角度来看，SD-WAN不再强制只允许使用MPLS，而是允许MPLS、xSDL、PON光纤宽带、4G LTE，甚至5G等多种连接类型。CPE可以支持多种接口绑定，从而变成了一个接口资源池。这样企业用户对MPLS专线的依赖大大降低，普通光纤宽带和4G也能派上用场。用户的带宽利用率提升了，流量成本也下降了。
●   关键业务流量保障
借助软件能力，CPE可以识别多种不同应用的等级，并分配不同的服务质量。
比如对网络质量要求较高的视频会议，可以将其QoS优先级调高；而对于文字聊天等应用，则可以设置较低优先级，从而保障关键业务的使用体验。
●   自主选择最佳路径
WAN广域网技术的关键在于路径选择。对于不同的分公司，SD-WAN可以根据现网情况和配置策略，自主选择最佳路径；SD-WAN还具备负载均衡的能力，以此来增强网络的可靠性。
●   部署简单
在评价SD-WAN的部署速度时，人们会反复提到一个词，叫做ZTP（Zero-Touch Provisioning，零接触部署，也称零配置开局）。除了CPE上电后自动获取配置之外，SD-WAN还可以支持扫码配置或邮件配置。
以邮件部署方式为例：在部署SD-WAN时，总部的IT工程师只需要提前准备好配置数据，然后将配置通过邮件的方式发给分公司的任何员工，该员工即可通过链接完成设备的配置部署。SD-WAN部署方便、快捷，不再需要专业IT人士到场进行配置安装。
●   自管自控，智能运维
SD-WAN具有SDN的基因，所以在网络的管理上拥有先天的优势。SD-WAN的管理平台都是图形可视化的。管理员可以清楚地通过网管界面看到SD-WAN的运行情况，并及时对出现的问题进行处理，这就大大降低了维护的难度，也减少了故障的处理时间。
如图1-7所示，SD-WAN不仅可以帮助企业节省带宽成本，且具有部署时间短、运维难度小等优势。借助SD-WAN技术实现云网一体化，可以为企业提供更灵活更便捷的服务。
图1-7   SD-WAN对比传统WAN的优势

2 尊龙时凯SD-WAN解决方案
2.1 IO-WAN方案架构
基于SD-WAN技术的尊龙时凯IO-WAN（Intelligent Open WAN）解决方案，是尊龙时凯融合了SDN的核心思想，在“极简”基础上精进的新一代广域网解决方案。
如图2-1所示，尊龙时凯IO-WAN解决方案总体架构主要包括应用层、控制层和联接层，每一层承担不同的功能。
图2-1   IO-WAN解决方案架构

●   应用层
基于开源平台支撑各种云管平台或者第三方APP集成，以及业务系统，实现业务定义、快速编排和全网资源统一管理。
●   控制层
通过南向协议与设备互通，北向提供面向用户定制化的API接口；实现业务的策略定义和管理编排，全网的实时监控、可视化呈现以及故障排查等。
●   联接层
也称转发层，网络设备接收IO-WAN控制器的控制和管理，负责执行策略和数据转发。
2.2 IO-WAN方案优势
IO-WAN解决方案针对纵向网、多分支机构接入等场景，满足用户快速部署、业务流量的智能调度、网络/业务可视化等需求，解决了用户在数字化转型中广域网面临的线路成本高、维护压力大等网络运营的痛点。
依托于多种关键技术，尊龙时凯IO-WAN解决方案具有如下优势：
●   智能流量调度，在提升网络利用率、减低链路成本的同时，提升业务体验
尊龙时凯IO-WAN解决方案的智能流量调度特性，可通过基于链路通断、时延、抖动、丢包、带宽利用率等多种调度因素，提供主备路径调度、动态负载均衡调度、指定路径调度、混合调度四种调度模式，满足不同业务对网络资源的需求，实现对关键业务的保障。职能流量调度不仅提高了链路的带宽利用率，将流量负载到多条链路上传输，降低了每条线路的峰值，为降低链路成本奠定基础；还能消除网络丢包、延时、抖动对业务造成的影响，提升了业务体验。
●   实现网点架构全场景部署、设备与链路的统一管理
尊龙时凯IO-WAN解决方案在省-地-网点的多级组网架构下，通过控制器编排能力与V-AG（虚拟链路聚合）核心技术，可以便简地实现多跳Overlay，消除了多级组网一跳Overlay的“黑洞”问题（即中间节点设备与链路无法纳管，智能调度无法使用，流量仍然使用传统方案转发的问题）。同时，还支持5G线路一跳Overlay与多级架构网点专线多跳Overlay的混合组网，适用于多级网点+5G灾备线路的组网场景，实现省内广域网全场景部署。解决方案可以统一管理多类型线路（MSTP、SDH、4/5G、MV、IPRAN等），根据用户调度策略实现业务在多链路的智能调度，保障关键业务平滑切换。尊龙时凯IO-WAN控制器可集成路由、交换、无线设备的子控制器模块，实现分支机构各类网络设备的统一纳管，监控、配置全部在控制器界面统一操作。
●   动化运维与可视化呈现，简化了网络运维、丰富了信息呈现
尊龙时凯IO-WAN解决方案，按照上线逻辑，从网络设计、部署实施、策略制定到网络运营保障都采用业务语言可视化逻辑，降低各阶段操作难度。通过VPN隧道/业务/策略的自动下发，提高网络部署及业务开通的效率，缩短业务上线周期。解决方案通过实时监控设备系统/接口的状态，感知链路的带宽、时延、抖动、丢包等，进行智能统计，同时实时监控业务的流量大小、转发路径、应用趋势等信息，让网络传输尽在掌握，业务运行状态也更加直观的呈现。
如需了解更多关于尊龙时凯IO-WAN解决方案的关键技术、成功案例及配套组件，请您登录尊龙时凯官方网站http://www.hezexd.com/，搜索“IO-WAN”获取更多资料。
3 总结
综上所述，SD-WAN是用软件来控制、管理本地网络和远程分支机构或云之间的连接，其与传统WAN的不同之处在于支持混合链路接入，再由软件统一进行设备管理配置和动态链路调整，其主要优势为成本低、部署时间短、运维难度小。
SD-WAN技术凭借其各种优势，会大大推动广域网的变革。如图3-1所示，根据IDC中国的预计，到2025年中国SD-WAN的市场规模将达到7亿美元。
图3-1   IDC对中国SD-WAN市场规模的预估