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SD-WAN的工作原理及不同場(chǎng)景下的組網(wǎng)架構

2024-06-25 10:08:52 Jinyu
SD-WAN技術(shù)及解決方案將在未來(lái)網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò )安全領(lǐng)域大規模使用,如果看不懂SD-WAN的架構和技術(shù)也不能很好的做好網(wǎng)絡(luò )安全。

軟件定義廣域網(wǎng)(SD-WAN,Software-Defined Wide Area Network)是一種利用軟件定義網(wǎng)絡(luò )(SDN)技術(shù)來(lái)優(yōu)化和管理廣域網(wǎng)的解決方案。與傳統WAN相比,SD-WAN更加靈活、可擴展,并且能夠顯著(zhù)降低網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)成本。SD-WAN通過(guò)集中管理的方式,將多個(gè)不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )連接(如MPLS、寬帶、LTE等)整合在一起,提供高效、可靠、安全的數據傳輸。
對于 SD-WAN,Gartner 對其的定義為:SD-WAN 解決方案能夠替代傳統 WAN路由器,支持各種 WAN 傳輸技術(shù)。SD-WAN 提供跨多個(gè) WAN 連接、基于策略的動(dòng)態(tài)應用路徑選擇,并支持廣域網(wǎng)優(yōu)化和防火墻等增值業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)鏈。可以看出,在 Gartner 的定義中,SD-WAN 應該包括混合鏈路、動(dòng)態(tài)路徑選擇、增值業(yè)務(wù)服務(wù)三大特點(diǎn)。

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所以SD-WAN能支持的混合WAN鏈路的接入方式也是大大提升了網(wǎng)絡(luò )的穩定性。

SD-WAN的整體架構由幾個(gè)核心組建組成:

SD-WAN控制器

SD-WAN控制器是整個(gè)SD-WAN系統的“大腦”,負責集中管理和配置所有的網(wǎng)絡(luò )設備??刂破鞲鶕A定義的策略動(dòng)態(tài)調整網(wǎng)絡(luò )流量,優(yōu)化數據傳輸路徑,并監控網(wǎng)絡(luò )性能??刂破魍ǔ2渴鹪谄髽I(yè)數據中心或云端,提供全局視圖和管理功能。

SD-WAN邊緣設備

SD-WAN邊緣設備部署在企業(yè)的各個(gè)分支機構、數據中心和云平臺。這些設備負責執行控制器下發(fā)的策略,管理本地流量,并確保數據包按照最優(yōu)路徑傳輸。邊緣設備可以是物理硬件,也可以是虛擬設備,靈活適應不同的部署環(huán)境。

虛擬網(wǎng)絡(luò )疊加

虛擬網(wǎng)絡(luò )疊加(Overlay Network)是SD-WAN的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過(guò)隧道技術(shù)(如GRE、IPsec等),SD-WAN在現有的物理網(wǎng)絡(luò )之上創(chuàng )建虛擬網(wǎng)絡(luò )疊加層,實(shí)現多路徑傳輸和負載均衡。虛擬網(wǎng)絡(luò )疊加層使得不同類(lèi)型的鏈路(如MPLS、寬帶、LTE等)能夠無(wú)縫協(xié)同工作,提高網(wǎng)絡(luò )的靈活性和可靠性。

SD-WAN的工作原理及優(yōu)勢:

鏈路質(zhì)量選路

不同應用對鏈路質(zhì)量的要求不同,比如語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)對時(shí)延、丟包率的容忍度較低,一般要求時(shí)延在 150ms 以?xún)?,丟包率低于 1%;則可將語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)的主選鏈路配置為質(zhì)量較好的 MPLS 鏈路,備選鏈路配置為 Internet 鏈路,并配置業(yè)務(wù)的SLA 要求,按照鏈路 SLA 進(jìn)行選路。

負載分擔選路

在企業(yè)有多條鏈路時(shí),能夠充分利用線(xiàn)路帶寬,基于鏈路帶寬進(jìn)行負載分擔選路,此時(shí)可配置負載均衡方式的選路調度方式。

應用優(yōu)先級選路

如果在同一條鏈路上有多種業(yè)務(wù)報文,為了在鏈路擁塞時(shí)優(yōu)先保證高優(yōu)先級應用的使用,在發(fā)生擁塞時(shí)低優(yōu)先級應用避讓高優(yōu)先級應用,此時(shí)可使用優(yōu)先級選路。比如語(yǔ)音和視頻以及文件傳輸都在 MPLS 上,在鏈路帶寬不夠時(shí)優(yōu)先保證語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)不受影響。

帶寬利用率選擇

如果在同一條鏈路上有多種業(yè)務(wù)報文,為了在鏈路擁塞時(shí)優(yōu)先保證高優(yōu)先級應用的使用,在線(xiàn)路帶寬利用率達到一個(gè)閾值后時(shí),低優(yōu)先級應用避讓高優(yōu)先級應用同時(shí)選擇其他滿(mǎn)足要求的鏈路轉發(fā),此時(shí)可使用帶寬利用率選路。比如語(yǔ)音和文件傳輸都在 MPLS 上,在鏈路帶寬利用率超過(guò)閾值上限時(shí),優(yōu)先保證語(yǔ)音業(yè)務(wù)不受影響。

保證業(yè)務(wù)安全

通過(guò) CPE 內置的安全能力來(lái)提供業(yè)務(wù)安全保證,包括:ACL 過(guò)濾、802.1X、防火墻、IPS、反病毒(AV)以及 URL 過(guò)濾,滿(mǎn)足不同場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)安全需求。

可視化運維與監控提升運維效率

完成基于拓撲的一站式運維:

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組網(wǎng)場(chǎng)景:

場(chǎng)景一:企業(yè)擁有 1~2 個(gè)數據中心,業(yè)務(wù)主要在總部和數據中心,分支通過(guò) WAN 集中訪(fǎng)問(wèn)部署在總部或者數據中心的業(yè)務(wù)。分支之間無(wú)或者有少量的互訪(fǎng)需求,分支之間通過(guò)總部或者數據中心繞行,分支到總部組網(wǎng)扁平化,為單層 Hub-spoke 組網(wǎng)。

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場(chǎng)景二:主要適用于站點(diǎn)規模不多的小企業(yè),或者在分支之間需要進(jìn)行協(xié)同工作的大企業(yè)中部署。大企業(yè)的協(xié)同業(yè)務(wù),如 VoIP 和視頻會(huì )議等高價(jià)值的應用,對于網(wǎng)絡(luò )丟包、時(shí)延和抖動(dòng)等網(wǎng)絡(luò )性能具有很高的要求,因此這類(lèi)業(yè)務(wù)更適用于分支站點(diǎn)之間直接進(jìn)行互訪(fǎng),采用企業(yè)總部+分支(Full-mesh 組網(wǎng))。

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場(chǎng)景三:適用于有多個(gè)數據中心,每個(gè)數據中心均部署業(yè)務(wù)服務(wù)器為分支提供業(yè)務(wù)服務(wù)的企業(yè)。企業(yè)多數據中心+分支(多 Hub 組網(wǎng))

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場(chǎng)景四:多租戶(hù)(POP)組網(wǎng),

當運營(yíng)商/MSP 面向企業(yè)提供 SD-WAN 網(wǎng)絡(luò )接入服務(wù)時(shí),企業(yè)一時(shí)間不能將全部站點(diǎn)改造為 SD-WAN 站點(diǎn),網(wǎng)絡(luò )中同時(shí)存在傳統分支站點(diǎn)和 SD-WAN 站點(diǎn)這兩類(lèi)站點(diǎn),且這些站點(diǎn)間有流量互通的訴求。一套 IWG(Interworking Gateway,互通網(wǎng)關(guān))組網(wǎng)能同時(shí)為多個(gè)企業(yè)租戶(hù)提供 SD-WAN 站點(diǎn)和已有的傳統 MPLS VPN 網(wǎng)絡(luò )的站點(diǎn)連通服務(wù)。

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SD-WAN在性能方面的優(yōu)勢明顯,包括:
動(dòng)態(tài)優(yōu)化:通過(guò)實(shí)時(shí)監控和動(dòng)態(tài)路徑選擇,實(shí)現網(wǎng)絡(luò )資源的最佳利用。
高靈活性:能夠快速響應網(wǎng)絡(luò )狀況和業(yè)務(wù)需求的變化,自動(dòng)調整配置和策略。
彈性帶寬:多鏈路整合和負載均衡機制提供了彈性帶寬,提升了網(wǎng)絡(luò )的擴展性和適應性
SD-WAN在成本方面也有巨大優(yōu)勢:
建設成本低:通過(guò)軟件定義和虛擬化技術(shù),減少了對高性能硬件和專(zhuān)用鏈路的依賴(lài),降低了初始建設成本。
維護成本低:集中管理和自動(dòng)化運維降低了日常維護成本,提高了管理效率。
擴展成本低:網(wǎng)絡(luò )擴展可以通過(guò)軟件配置和鏈路整合實(shí)現,成本相對較低,且擴展更加靈活。
管理與運營(yíng)方面優(yōu)勢:
集中管理:通過(guò)SD-WAN控制器實(shí)現全網(wǎng)的集中管理和監控,簡(jiǎn)化了操作。
自動(dòng)化運維:支持自動(dòng)化部署和策略調整,減少了人為操作和錯誤,提高了管理效率。
統一視圖:提供全網(wǎng)的統一視圖和實(shí)時(shí)監控,便于故障排查和性能優(yōu)化。


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