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軟體定義廣域網 SD-WAN

傳統上,大型企業一般都是通過昂貴的專線來連接多個地區的區域總部和散布各地的分支機構,員工通過廣域網路來訪問異地的企業數據中心。一般意義上的寬頻網路由於可靠性較低和安全上的顧慮,僅被用於備份。隨著雲計算技術的發展,企業應用已經不僅僅在數據中心裡運行,很多企業開始採用雲端服務 (如 SalesForce、Office365、WebEx 等) ,這些服務存在於企業專線網路之外的互聯網中,訪問速度難以保證。傳統的企業廣域網架構不僅價格昂貴,而且帶寬有限,很難滿足 SaaS 服務和實時應用的要求,企業需要一種新型的網路架構來滿足新一代應用的運行要求。

軟體定義的廣域網 (SD-WAN: Software-Defined Wide Area Network) 正是在這種背景下應運而生,它跟數據中心的軟體定義網路 (SDN) 有著異曲同工之妙。在企業現有的物理廣域網基礎上,虛擬化出一層完全基於軟體的廣域網路,通過軟體來提高虛擬廣域網的數據傳輸效率。SD-WAN 是怎樣來優化廣域網的呢?主要有以下兩種手段:

  • 優化路由:根據虛擬廣域網上每個網段的帶寬和擁堵狀況動態決定數據包的傳輸路由,就像是開啟了帶有實時路況的智能導航,總是帶你走總耗時最少、交通最順暢的路段。企業的每個站點可以有多種接入方式,如專線、MPLS (Multiple protocol Label Switching)、寬頻、甚至是 LTE 移動數據連接,SD-WAN 可以在這幾個網路中選擇最優的路徑,減少傳輸延遲和丟包現象。
  • 根據應用類型來決定 SLA (Service Level Agreement):SD-WAN 能夠識別傳輸的數據包類型,根據應用類型來決定傳輸優先順序,例如郵件傳輸慢一點根本不會影響用戶體驗,但是網路延遲對於實時應用如 Skype for Business、WebEx 的用戶體驗有著致命的影響,所以要優先傳輸這類應用的數據包。

 

NSX SD-WAN by VeloCloud

2017 年底 VMware 收購了 SD-WAN 解決方案的市場領導者 VeloCloud,將其產品納入虛擬化網路 NSX 產品家族,改名為 NSX SD-WAN by VeloCloud (以下簡稱 VeloCloud)。通過這一收購,VMware 將網路虛擬化從傳統的數據中心進一步拓展到了廣域網,為企業用戶提供 SD-WAN 服務。VeloCloud 的體系架構主要由以下幾部分組成:

  1. Orchestrator:Orchestrator 是整個軟體定義廣域網的管理者,管理員通過 Orchestrator 提供的界面來對整個網路進行配置、安裝和實時監控;Orchestrator 也負責調度整個虛擬廣域網的數據包流量路由,以達到優化性能的目標。
  2. Gateway:Gateway 部署在全球的各大雲數據中心,為雲服務、分支機構、企業數據中心的訪問提供優化的訪問路徑。
  3. Edge:Edge 是整個 SD-WAN 的接入設備,擔負著各個站點的虛擬廣域網接入,並且負責對數據包進行掃描以確定應用類型、監控網路性能、提供端到端的虛擬網路服務。

通過 VeloCloud 把整個廣域網虛擬化後可以大大提高網路的敏捷性,因為這個時候整個廣域網都變成了基於軟體的,可以對網路中的各種突發事件做出靈活響應,例如當某一段網路發生故障或延遲時,動態改變數據路由來繼續保證應用層數據傳輸的質量。

易於部署是 VeloCloud 的另一個重要特點,VeloCloud 引入了零觸碰 (Zero-Touch) 的管理理念,只需要把 Edge 設備寄往各個分支機構,由當地的工作人員接上網路和電源之後,就可以由雲端的 Orchestrator 來統一遠程管理,所有的系統配置都是從雲端推送到每一個 Edge 設備。這種管理模式大大減少了管理方面的工作量,不再需要派人出差到每一個站點進行安裝配置,從而為企業節省了大量管理成本。

VeloCloud 也為廣域網提供了集中管控,Orchestrator 匯總了廣域網中的所有網路活動、告警和故障信息,把整個網路的運行狀態實時地展現在管理員面前。管理員可以遠程排除網路故障,通過 Orchestrator 把網路配置快速推送到每一個網路節點,通過軟體實現廣域網的調整和改變。

 

 

VeloCloud 應用實例

部署基於 VeloCloud 的 SD-WAN 對於企業有兩大好處:

  • 降低成本:企業不再需要為了業務增長而租用昂貴的專線帶寬,只需要用原來的專線帶寬,配合其他一些低成本的網路接入如寬頻、LTE 等就可以實現更好的性能。
  • 保證性能:通過 VeloCloud 對於廣域網的優化,員工在使用視頻會議、SalesForce 等應用完成工作時的用戶體驗大為改善。

 

下面就是 VeloCloud 優化視頻會議效果的例子:在2%丟包率的廣域網條件下,可以看到 VeloCloud 對於視頻會議應用的優化效果還是非常明顯的,原來的畫面非常卡頓,使用 VeloCloud 後視頻就變得流暢了。

 

另一個例子是 VeloCloud 對於文件傳輸的加速:在2%丟包率的廣域網條件下,傳輸一個 50MB Box 文件時的速度提升了將近10倍,從 341 KB/秒 提升到了 4.1 MB/秒。