從傳統路由協議的困境解析SD-WAN技術的實現

文/馬新康

（杭州極致互聯網絡科技有限公司 浙江省杭州市 310000）

SD-WAN 又稱之為軟件定義廣域網，其不僅可以實現網絡帶寬根據應用類型進行優先級排序，而且可以集中管理帶寬，實現帶寬的經濟應用。越來越多的互聯網應用程序、SAAS 服務部署在公有云上，對運營商的網絡建設和管理能力提出了更高的要求，而軟件定義廣域網可以代替運營商實現智能化自助式管理，這種情況下，軟件定義廣域網也已成為企業網絡運營商、服務提供商中熱門話題。基于此，對傳統廣域網及路由協議困境視角下軟件定義廣域網的實現進行適當分析非常必要。

1 傳統廣域網及路由協議價值

傳統廣域網及路由協議是在OSI（開放式系統互聯）參考模型的最下面三層操作，即工作在物理層負責流量轉發的路由器、工作在數據鏈路層的通信介質和電路、工作在網絡層的路由協議。常見的廣域網電路封裝標準有：SDH(同步數字體系)、PPP（點到點協議）、綜合業務數字網、X.25 協議、數字用戶線、HDLC（高級數據鏈路控制協議）等，可以適應不同環境中數據傳輸需求。常見的路由協議有：OSPF（開放式最短路徑優先）、BGP（邊界網關協議）等。它們三者共同構建了廣域網的基礎，可以將用戶所需傳輸信息轉發至目的地。

2 傳統廣域網及路由協議面臨的困境

2.1 傳統本地CLI或界面化方式使用體驗差

由于網點分布較廣、數量較大，現場缺乏有效IT（信息技術）人員支持。同時多數分支機構堆疊了多個設備，設備鏈路組合具有較大差異，傳統的廣域網及路由協議無法感知底層網絡鏈路質量動態變化。導致其本地CLI（命令行界面）使用體驗較差，界面化方式也存在變更復雜、配置難度大、風險高等問題。

2.2 傳統網絡管理復雜和網絡流量可視化差

傳統企業廣域網架構設計多數仍遵循各分支機構的互聯網流量由總部統一出口的設計，內部辦公流量和互聯網流量無法有效進行區分和隔離，互聯網流量常常把分支到總部的SDH、MPLS(多協議標簽交換)等專線帶寬占滿，嚴重限制了企業OA、CRM、ERP等內部辦公系統的訪問性能。再加上傳統廣域網大多選擇SDH、MPLS 專線與總部或數據中心相連，受單一電信運營商限制，網絡的互通性和擴展性較差。

2.3 傳統協議選路與擴展性差

傳統PBR（策略路由）、OSPF（開放式最短路徑優先）等路由方式僅可以實施基于目標IP 地址的數據轉發服務，無法根據不同的業務類型提供恰當路徑選擇。也無法根據帶寬、丟包率、延遲等網絡質量進行路徑選擇和流量疏導。

3 從傳統路由協議的困境解析SD-WAN技術的實現

3.1 SD-WAN技術對使用體驗的改善

相較于傳統廣域網及路由協議配置與設計而言，SD-WAN 技術可以針對不同需求，為客戶提供相應服務，進一步改善用戶網絡體驗。同時其可以通過集中控制操作系統（如圖1 所示），向場景化功能、界面化部署方面突破，從根本上改變傳統廣域網及路由協議實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 技術的場景化功能，可以降低場景設計過程中對非資深技術人員在需求設計方面參與難度。通過SDWAN 產品精準定位，面對用戶需求，采取去CLI 化遠程界面化操作，整體技術操作難度更小。如針對企業用戶連接型服務需要，SD-WAN 技術可以通過VxLAN（網絡虛擬化），為企業提供智能專線數據業務。通過點到點、點到多點的VPN（虛擬專用網絡）連接服務的提供，可以在一定程度上滿足總部互聯、Internet 通道訪問、企業分支業務要求。而去CLI 化方式的應用，也可以提供網絡狀態可視化、帶寬可調、自助開通等服務，為企業VPN 專線靈活度需求的充分滿足提供依據。

另一方面，相較于傳統廣域網及路由協議本地CLI 或界面化方式而言，SD-WAN 技術可以界面化部署的方式，控制信令方式下發指令。不僅可以降低技術難度，而且可以提高配置下發的效率及穩定性。同時通過集中配置主動部署的方式，也可以從根本上解決傳統廣域網及路由協議中人力資源成本高、部署周期長等一系列問題。同時SD-WAN 技術可以促使用戶多樣化應用程序直接從數據中心擴展至云端。在降低成本損耗的基礎上，提高部署WAN（廣域網）速度至100 倍。且運營商不需購置過于昂貴的MPLS 進行遠程站點互聯，在一定程度上可以提高運營商發展效益。

3.2 S D-WAN技術對網絡可視化的改善

基于SD-WAN 技術的網絡，硬件被大量虛擬化。通過將網絡硬件與其控制機制獨立分割，可以在簡化WAN 管理程序的同時，以一種圖形化的形式展現全部信息。整體網絡信息展示形式更加人性化，可以再整條線路中展現不同類型的關聯信息，使用戶更加全面、精準的掌握線路中的流量構成。

一方面，考慮到客戶對語音通信服務需求，為進一步提高語音通信網絡可靠性，可以利用SD-WAN 技術，在開通數據連接通道的基礎上，經過IMS（IP 多媒體子系統）通信網絡，為用戶內外部呼叫總云機服務提供依據。在這個基礎上，針對云資源、云服務連接要求，以專線一站式服務為目標，對計算、儲存等云資源及QoS（服務質量）、VPN、站點等網絡資源自動適配提供支持。這種情況下，客戶就可以在同一界面內一站開通及云資源、網絡資源。

另一方面，考慮到SD-WAN 架構對分支機構網絡體系架構造成了顛覆性改變，雖然通過SD-WAN 架構可以將分支機構的MPLS、互聯網寬帶、4G LTE（第四代移動電話行動通信標準）、以太網等鏈路通過CPE（客戶端設備）設備相連，實現多分支機構網絡集中控制管理。但是在CPE 基本功能方面并不一定能夠滿足運營商、客戶對網絡可視化管理的需求。此時，在SD-WAN 架構部署方面，就可以將SD-WAN 管理系統與現有網絡資源管理系統無縫隙對接，針對SD-WAN 的控制面開發更多的標準化API 接口，以便最大限度發揮SD-WAN 在改善網絡可視性方面的優勢。

圖1：基于SD-WAN 的集中控制網絡架構示意圖

圖2：SD-WAN 技術在ADM 中的應用

3.3 SD-WAN技術對擴展能力的改善

經過近十幾年的發展，SD-WAN 技術隨著SDN 框架概念的不斷完善而不斷發展，其在網絡能力拓展改善方面的優勢也更加突出。一方面，綜合利用數據包修復技術、數據壓縮技術、數據緩存技術及多路徑包分發技術、DPI（深度報文檢測）技術，可以形成數據傳輸優化綜合解決方案。在實現智能選路的同時，也可以更加靈活的解決現有鏈路通道中Internet 資源不穩定、MPLS 資源帶寬成本高問題。

另一方面，SD-WAN 技術可以提供更高性能的因特網接入，也可以對云端及移動應用端進行優化，促使整個網絡運行效率更高。如ADM（廣告過濾軟件）就利用SD-WAN 技術從連接位置物理設備中進行控制平面抽取，此時企業、運營商也可以基于現有路由器、分布式控制系統，選擇密集型光波復用等不同類型連接方式進行廣告屏蔽。整體網絡自動切換能力更強且操作靈活性較高（如圖2 所示）。同時SD-WAN 技術可以根據應用及設備身份、用戶需要，進行流量可見性改進，分段實現應用訪問控制，保證整體網絡運行安全。

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

此外，SD-WAN 技術的應用，可以涵蓋全部網絡連接端點，促使IT 工程師、運營商對戰略業務計劃更加關注。在減少網絡設計的同時，也可以為其優化應用程序位置提供充足空間，為更加高效的業務運營提供依據。

4 總結

綜上所述，SD-WAN 技術是構建、運營、部署企業廣域網的新方法，其可以在簡化企業運營網絡部署的同時，實現分支機構遠程連接，降低企業廣域網運營管理成本。從本質上而言，SD-WAN 是應用于WAN 連接的軟件定義網絡（SDN）技術，因此，面對傳統廣域網及路由協議在使用體驗、網絡可視化方面的困境，企業及運營商應根據自身需要，加大SD-WAN 技術研發應用力度。以將運營商流量分發到其他遠程位置，實現遠距離的企業網絡連接，降低網絡運營成本壓力。