.上海信息技术学校 上海 200331 2. 上海贸易学校 上海 200120)
一、SD-WAN概述
随着云计算的发展,越来越多的企业将业务迁移到云上,企业的办公模式发生了巨大的改变,对网络提出了新的需求,体现在以下几个方面【1】:
(1)带宽需求大幅增加:企业对带宽的需求体现在两个方面,一是随着4K和各种高清视频技术的发展,企业分支之间的视频会议越来越频繁,视频会议要求网络支持更大的带宽,另外,越来越多的企业业务数据存储在云端,企业员工需要快速频繁的访问云上的业务,比如office 365,AWS等,对企业和云之间的网络质量提出了更高的要求。
(2)新业务快速开通:互联网创新时代,新业务不断出现,传统企业专线和应用模式下,业务开通慢,从申请到业务开通需要30天甚至更久,无法满足企业业务快速发展需求。
(3)简化网络部署和运维:业务部署和运维困难,中大型企业业务复杂,本地应用需要部署数十种以上独立设备,包括安全防火墙、上网行为管理、无线AP管理、广域网加速等,硬件投资大,而且长期依赖专业运维团队。
(4)降低成本:专线费用高,企业专线费用占企业ICT的OPEX的50%-70%,并且企业还需要花费大笔投资一次性购买带宽和业务设备,维护费高,总成本居高不下。
(5)安全加密:越来越多的企业业务数据存储在云端,对分支访问总部,以及云服务的数据要求端到端加密。
传统的企业的纵向流量模型越来越多向横向流量模型转换,分支和数据中心之间的数据交互急剧增加,且企业业务的视频需求对网络的质量要求越来越高,这种情况下,业界提出了一种SD-WAN技术。
SD-WAN全称是software defined WAN,即软件定义广域网,SD顾名思义,SDWAN即是使用SDN的思想软件定义广域网。SD-WAN技术是在Overlay网络基础上的演进和发展,SD-WAN是SDN/NFV技术在广域网场景下的实例化,同时,SDN/NFV技术促进了SD-WAN技术的发展,SDN/NFV实现了网络的开放化,虚拟化、IT化和软件化【2】【3】。
SD-WAN技术以Overlay为核心,使用Overlay技术隔离了用户业务overlay层底层传输underlay层的数据传输,overlay的业务数据不再局限于某一固定的underlay传输层,业务数据利用underlay的传输线路池进行数据传输,天然地实现了underlay层上的负载均衡。SD-WAN技术以SDN为基础,使用了SDN技术的集中管控的理念,保证了管控平台手机、维护全网拓扑,使用SDN控制和转发分离架构保证了高性能数据转发。SD-WAN技术以网络性能测量为手段,SD-WAN对underlay层的网络传输质量进行实时测量和检测时SD-WAN策略和选路的前提。SD-WAN技术以有效利用网络带宽为目标,通过实时动态调度、智能选路、多WAN负载均衡、优先级调度保证高优先级业务和快速重传/头压缩等技术提升传输效率,降低客户成本。
SD-WAN技术的技术特点: 全局管理配置控制、支持多种线路冗余备份,支持互联网、专线、4G/5G等多种线路,在保证客户业务的带宽需求和质量的基础上,降低客户成本。 支持WAN线路负载均衡、故障自动切换,支持数据端到端加密。
SD-WAN技术自提出以来,在企业网领域中得到了越来越多的市场认可,也越来越多的企业使用SD-WAN技术进行网络组网,本文在分析了SD-WAN技术的特点和SD-WAN技术架构的基础上,提出了SD-WAN技术在不同类型企业中的部署应用和关键技术功能。
二、SD-WAN技术架构
图1 SD-WAN技术架构
SD-WAN技术遵循SDN架构,控制和转发平面分离,控制器不仅仅负责拓扑收集,路径计算,隧道下发等传统控制器的功能,还包括对CPE认证和自动发现,密钥分发,数据采集和分析处理等功能,控制器和转发设备之间支持南向协议,比如OpenFlow,BGP,Netconf等,控制器北向接口协议支持Restful API接口。
转发设备包括CPE(Customer premises equipment,客户驻地设备)和PoP设备(Point of Presence,接入点),CPE部署在客户分支机构、总部和数据中心; PoP节点构建高速骨干网络,使用高质量的互联网和专线线路混合构建,对客户业务流量快速转发。
管理平面支持多租户Portal界面,每个租户管理配置自己所有的CPE设备,监控网络的运行,可视化的管理图表实时反映网络的运行状况,如节点间的实时流量、带宽、网络质量、设备健康状态等,也可以查看历史数据,便于网络诊断和数据分析。
三、SD-WAN在企业中的应用
3.1 分支组网
SD-WAN技术可以应用于企业分支组网,这类企业的特点是:企业规模比较大,有一个或者多个以总部或者专有的数据中心作为企业的网络中心,分公司/办事处/门店通过专线连接到中心节点。
这类企业当前的网络问题是:企业采用多层组织架构管理,网络管理复杂,专线价格昂贵,并且专线带宽小,随着视频会议、远程办公等业务快速发展,专线带宽不能满足企业应用的需求。
SD-WAN技术提供企业客户分支和总部/数据中心之间的SD-WAN网络优化,在分支和总部部署高性能CPE设备,企业的流量通过CPE导入到专用的加速骨干网络,提高企业客户网络的传输性能。总部和区域中心采用双线互联网接入、总部和区域中心可保留专线、分支节点单线互联网接入,4G备线。这种组网方式相比传统的专线组网,大大提高了网络带宽,降低网络成本,使用双线互联网提高了网络可靠性。
图2 SD-WAN分支互联组网
在SD-WAN技术部署于这类企业的分支组网业务,具有以下的功能和关键技术:
降低线路费用:通过使用互联网接入代替专线,降低线路费用。
综合提升网络系统质量:通过联合使用WAN(广域网)优化和线路聚合等一系列技术,显著提升线路质量和网络可靠性。
远程管控:通过SD-WAN的远程管理和集中管控特性,降低分支机构门店的网络维护成本,降低对门店IT服务的需求,进一步提升系统可靠性和日常维护成本。
零接触(ZTP)部署:SD-WAN的门店设备普遍支持零接触,实施难度低,基本没有上门服务的需求,进一步降低实施成本。
更高的安全性:SD-WAN设备普遍支持内置防火墙,数据加密,安全分区等特性,进一步提高公司IT系统的安全性。
综上,引入SD-WAN技术可以赋能办事处/门店终端设备管理,从而提高网络可靠性和智能化管理,并降低管理成本,从而使集团IT更好的服务和支持门店分支机构发展。
3.2 企业入云
SD-WAN技术也广泛应用于企业入云服务,这类企业的特点是:一般为跨国企业,企业部分业务使用了云上的服务,如Amazon AWS、Microsoft Azure、Oracle、O365等。有些企业还需要跟国外的总部/办事处联系,如使用Zoom视频会议,Teams等。
SD-WAN技术提供企业上云服务,在企业总部/办事处部署CEP设备,在CPE设备上根据客户业务数据进行流量分流,需要进行网络加速的业务数据进行SD-WAN封装,将加速业务数据导入到专用的加速骨干网。
图3 SD-WAN企业入云服务
SD-WAN技术应用于企业的企业入云业务,具有以下的功能和关键技术:
灵活的业务分流:根据域名、应用访问目标IP所属区域以及五元组选择出口。支持国内、国际访问数据的分流,国内数据直接从本地互联网分流,国际流量通过SD-WAN进行加速保障。
智能QOS:支持智能 QoS 功能,QoS 功能可依据优先级策略综合保障业务的访问效率和体验。
智能DNS:SD-WAN设备支持智能DNS功能,支持将不同域名送往不同的域名解析服务器请求解析,将DNS请求发送到特定的DNS服务器解析。
线路冗余: SD-WAN专有骨干网具有冗余备份功能,故障即时切换。SLA网络可用率不低于99.9%。
数据加密: 数据支持端到端加密,网络业务安全有保障。
实时监控: 网络业务实时监控,可以监控网络设备、数据流量、网络带宽等业务性能指标。
3.3 移动办公
SD-WAN技术用于企业移动办公,这类企业的特点是:企业规模比较大,员工需要远程接入公司网络,使用传统的VPN技术接入到公司,网络运维较复杂,网络安全性无法保障,当员工在国外接入VPN时,网络质量无法满足企业的办公需求。
SD-WAN技术支持移动办公服务,企业员工在办公电脑或者手机上安装SD-WAN移动办公APP,即可访问企业内网和云上SaaS(Software as a Service,软件即服务)业务。具有移动端软件开发能力的企业,还可以安装SD-WAN SDK(Software Development Kit,软件开发工具包)实现二次开发。
图4 SD-WAN移动办公服务
SD-WAN技术用于企业移动办公服务,具有以下的功能和关键技术:
多平台接入:SD-WAN移动APP支持电脑端Windows,Linux,IOS操作系统,也支持手机端Android,IOS系统。用户可以使用电脑移动端APP接入企业网络,也支持使用手机端APP接入企业网络,实现远程随时随地办公。
SDK接入:SD-WAN移动办公支持SDK接入,支持第三方App集成,企业可以使用SD-WAN SDK进行二次开发。
云访问加速:使用移动端APP,可以实现用户电脑/手机直接使用本地网络出口访问云上业务,业务数据不需要迂回企业网关设备,提高网络访问效率。
安全加密:SD-WAN移动办公服务支持数数据端到端加密,保障客户数据安全。
实时监控:SD-WAN移动办公服务支持流量和带宽实时监测,查看网络历史流量和带宽记录。
账号管理:SD-WAN移动办公服务支持账号进行分组管理,不同的组别有不同的权限和网络访问策略。
四、总结
本论文分析了传统企业组网在云计算数字化时代的局限性,阐述了SD-WAN技术的产生背景、SD-WAN技术的特点和优势,然后分析了SD-WAN技术网络架构。
针对当前网络企业组网的问题,本文提出了SD-WAN在企业网中的三种网络应用服务,分析了三种应用服务的网络功能、SD-WAN技术的技术优势等。
参考文献:
[1]杨 帅.传统广域网向软件定义广域网(SD-WAN)架构转型浅析[J].中国信息化,2019(5):60-63。
[2] 陈兵传.统路由协议困境中的SD-WAN实现探讨. 电信技术. 2018,(09)。
[3]柴瑶琳,穆琙博,马军锋.SD-WAN关键技术[J].中兴通讯技术,2019,25(2):15-19。