SD-WAN那些事(二)
上一篇《SD-WAN那些事(一)》推演了廣域網架構的變化,從WAN加速到Hybrid-WAN,再到增強型的混合WAN—SD-WAN。采用SD-WAN技術使企業(yè)可以通過廉價的Internet獲得近似專線的特性,更適應業(yè)務上云的需求,增強了網絡的敏捷性和魯棒性。本文繼續(xù)圍繞混合WAN場景簡述SD-WAN特性和技術實現(xiàn)。
計算資源的池化構成了云計算,SDN的目標可以看作是網絡的云化,因為網絡服務和云計算一樣有著彈性伸縮、按需服務、快速部署的功能訴求。SD-WAN將廣域網鏈路抽象成資源即虛擬的Overlay向業(yè)務服務,屏蔽底層鏈路的具體形態(tài),幫助業(yè)務快速獲得匹配需求的資源。從SD-WAN的實現(xiàn)上可以大致分為三類。
一、傳統(tǒng)設備廠商
傳統(tǒng)網絡設備加入SD-WAN功能,對于CPE或總部出口網關,按照預先配置的策略,通過到目的端的鏈路檢測協(xié)議,檢測鏈路負載、時延、抖動、丟包率,選取滿足業(yè)務SLA需求的鏈路進行路由。例如向控制器下發(fā)如下幾條策略:
- 視頻業(yè)務A需要選時延小于20ms的鏈路
- 數(shù)據(jù)業(yè)務B需要選取剩余帶寬大于10M的鏈路
設備依據(jù)控制器的策略,識別出應用A和B,選取滿足條件的鏈路進行轉發(fā),并且根據(jù)鏈路質量動態(tài)調整。另一種常見的策略是負荷分擔,能夠動態(tài)依據(jù)鏈路負載進行選路修正,使鏈路資源使用最大化。
圖一 面向應用的多出口選擇
對于這種場景,沒有保密需求的業(yè)務直接進入SP網絡,需要加密傳輸?shù)臉I(yè)務通過隧道進入SP網絡,這種隧道可以認為是P2P的Overlay,但無論哪種方式流量進入SP后便失去了控制,由Underlay網絡進行傳統(tǒng)路由。SD-WAN服務由企業(yè)自行部署,可控性更強,但由于Internet流量的突發(fā)和不確定性,有時可能無法選出滿足SLA需求的鏈路,需要企業(yè)提供多條鏈路。
二、SD-WAN服務商
以Viptela、 Velocloud為代表的SD-WAN服務商,提供軟件(NFV)或設備的接入方式,通過租用SP線路和數(shù)據(jù)中心,在Underlay網絡上建立一個由多個POP點組成的Overlay邏輯拓撲。如圖二所示,用戶邊緣的SD-WAN設備就近接入POP,采取與上面類似的策略,通過應用識別和鏈路檢測,從Overlay的邏輯網絡選取一條滿足業(yè)務需求的路徑進行路由,或者綜合Overlay和Underlay進行選擇。由于POP網元比較多,使得對網絡的可控性和可視性增強,往往很容易選出滿足條件的鏈路。服務商使企業(yè)不必自行部署控制器等服務,用戶只需要定義策略模板即可實現(xiàn),降低了企業(yè)使用SD-WAN的技術要求。
圖二 面向應用的Overlay路由
三、運營商
運營商具備直接在Underlay網絡上提供SD-WAN服務的條件,基于傳統(tǒng)路由實現(xiàn)面向策略和業(yè)務的路由,但出于意愿和部署難度的原因,這個想法有可能僅僅是個想法。SD-WAN功能特性較多,針對混合WAN場景,提供軟件定義功能的分支CPE需要滿足如下業(yè)務需求:
1. 主動回連控制器獲取配置和策略
傳統(tǒng)組網的CPE設備高度自治,無論是命令行、網管界面還是廠商實現(xiàn)的所謂零部署等功能,從思維上依然面向孤立網元,依然是配置驅動,業(yè)務模型發(fā)生變化意味著分支站點需要修改配置。SD-WAN約定了轉控分離,業(yè)務配置和策略均由控制器下發(fā),通過功能分層使用戶界面從面向配置轉為面向應用,并且做到了真正的即插即用。
Netconf是SD-WAN中很典型的南向協(xié)議,這是一個C/S模型的協(xié)議,采用SSH或TLS作為安全通道,YANG作為元數(shù)據(jù)完成命令描述的定義,控制器作為Client將上層的REST調用依據(jù)YANG定義轉化為承載在NetConf中的XML-RPC,被配置設備作為Server根據(jù)YIN校驗RPC合法后轉成最終設備配置。
2. 應用的深度識別
面向應用的前提是能夠識別應用。傳統(tǒng)基于5元組的流分類和路由策略過于剛性,且需要大量配置逐一匹配應用,界面不友好。SD-WAN場景下需要設備能夠進行深度檢測,通過本地識別或是云端識別歸類應用,依據(jù)控制器策略進行流量的動態(tài)調度和關鍵業(yè)務保障。
3. 鏈路的質量檢測
傳統(tǒng)基于路由的流量調度是靜態(tài)的,網絡環(huán)境卻是實時變化的,無法依據(jù)鏈路質量的變化動態(tài)調整,SD-WAN場景下要求設備能夠針對多條專線或互聯(lián)網鏈路進行質量檢測,按照業(yè)務分類和控制器下發(fā)策略對流量進行動態(tài)選路。
4. 防火墻功能
分支接入互聯(lián)網,分流了專線流量,就近接入公有云獲得了更好的使用體驗,但同時安全問題也被引入進來。分支CPE需要提供安全網關功能,劃分安全邊界,清洗非法流量,防范黑客入侵。防火墻功能可在本地完成,也可在云端通過虛擬化實現(xiàn)。
5. 加密VPN連接
企業(yè)數(shù)據(jù)在Internet上傳輸時為了防止泄密需要采用安全通道傳輸,CPE需要能夠與公有云、總部或其它分支VPN網關建立端到端IPSEC隧道,流量通過IPSEC隧道加密傳輸。
6. NAT功能
對于無需加密的Internet流量,進入互聯(lián)網時需要做NAT轉換,解決了公網地址資源有限,同時也實現(xiàn)了內部地址的隱藏。
7. 鑒權和審計
傳統(tǒng)組網出口全部在總部,鑒權和審計功能可以在總部單點部署,SD-WAN場景下的鑒權審計也變成了分布式,要求每臺分支的CPE設備具有相應的功能,且能將數(shù)據(jù)日志定期回傳同步。
SD-WAN可以采用專用硬件或VNF編排實現(xiàn),只要符合集中控制、彈性伸縮、動態(tài)可編程的思想都可以劃歸到軟件定義范疇。SD-WAN不是概念,是使用軟件思想重新思考網絡的必然結果,是能夠完成網絡重構切實解決用戶高頻痛點的有效技術。