廣域網(wǎng)是因特網(wǎng)的核心部分,它的作用范圍通常為幾十甚至幾千公里,其任務(wù)是長距離運送數(shù)據(jù)。對于許多存在分支的企業(yè),存在著異地總部與分支互聯(lián)的需求,綜合時延、安全等方面考慮,企業(yè)通常會采用運營商 MPLS(Multi-Protocol Label Switching,多協(xié)議標簽交換)專線的方式進行通信。專線通常采用虛擬化技術(shù)以保證網(wǎng)絡(luò)層面的安全性,QoS(Quality of Service,服務(wù)質(zhì)量)機制保障了廣域網(wǎng)預(yù)設(shè)的 SLA(Service Level Agreement,服務(wù)等級協(xié)議),但是專線不可避免地存在著成本代價高,業(yè)務(wù)開通緩慢的缺陷。
在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型中,出于安全的角度考慮,企業(yè)分支如需訪問互聯(lián)網(wǎng),則所有分支與互聯(lián)網(wǎng)之間的流量都要經(jīng)過專線送至企業(yè)總部。WAN(Wide Area Network,廣域網(wǎng))鏈路的帶寬隨著業(yè)務(wù)需求的增加進行不斷地擴容,而這些帶寬資源在大部分情況下處于閑置狀態(tài),鏈路利用率很低,造成了資源的浪費。
互聯(lián)網(wǎng)的成功與它原始的層次結(jié)構(gòu)密不可分,但是隨著時間的遷移以及技術(shù)的發(fā)展,封閉的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中內(nèi)置的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議禁錮了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的難度。同時各種新型服務(wù)的出現(xiàn)也增加了網(wǎng)絡(luò)成本。傳統(tǒng)模式下的企業(yè)應(yīng)用往往采用集中部署的方式,企業(yè)分支網(wǎng)絡(luò)設(shè)備堆疊,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制和轉(zhuǎn)發(fā)功能緊緊耦合。數(shù)據(jù)中心一般部署在企業(yè)總部,不利于網(wǎng)絡(luò)功能的擴展。而且企業(yè)分支與分支、分支與總部之間的傳統(tǒng)專線業(yè)務(wù)存在網(wǎng)絡(luò)配置復(fù)雜、靈活性較差和價格昂貴等問題。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,許多公司在部署新的應(yīng)用時面臨的問題也越來越多,主要有以下幾個方面:需要持續(xù)增加專線網(wǎng)絡(luò)的帶寬以保證應(yīng)用的性能,網(wǎng)絡(luò)成本在不停地升高;分支企業(yè)數(shù)量多而分散,架構(gòu)部署高度復(fù)雜,實施交付難度大;出現(xiàn)問題需要總部遠程進行運維,操作難度大且周期較長;運營商忽視了廣域網(wǎng)安全體系的建設(shè),一味地追逐成本的縮減和帶寬的提升。
據(jù)調(diào)查顯示,廣域網(wǎng)中約有60%的流量都是重復(fù)的。例如郵件的群發(fā),網(wǎng)絡(luò)頁面某個時間段內(nèi)反復(fù)打開關(guān)閉,群視頻等都會造成廣域網(wǎng)中數(shù)據(jù)的反復(fù)重傳以及大量的數(shù)據(jù)冗余,從而造成傳播時延的增加。更有調(diào)查機構(gòu)統(tǒng)計顯示,對于某些世界級的電商巨頭而言,每增加一秒鐘的網(wǎng)絡(luò)延遲,一年所損失的銷售額高達數(shù)十億美元。
除了上述的數(shù)據(jù)冗余是造成廣域網(wǎng)傳輸時延高的原因之外,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的不適應(yīng)性也是一個重要的因素。以 TCP(Transmission Control Protocol,傳輸控制協(xié)議)為例,TCP 在設(shè)計之初是應(yīng)用在局域網(wǎng)環(huán)境中的,由于在廣域網(wǎng)環(huán)境下跨地區(qū)的現(xiàn)象十分普遍,數(shù)據(jù)傳輸需要經(jīng)過大量的路由器和交換機等設(shè)備。并且由于 TCP 本身傳輸機制的制約,TCP 協(xié)議在遠距離的傳輸情況下弊端十分明顯。
針對上述的問題,廣域網(wǎng)的性能必須加以優(yōu)化。為了盡可能提升網(wǎng)絡(luò)資源的利用率,各種廣域網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)被研究人員提出,主要包括 TCP 協(xié)議優(yōu)化和數(shù)據(jù)壓縮兩大方面。TCP 協(xié)議優(yōu)化需要部署專用的 TCP 加速或應(yīng)用加速設(shè)備,以提高網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用性能。但是許多專用的加速設(shè)備用的都是供應(yīng)商自定義的私有協(xié)議,基于網(wǎng)絡(luò)具有不透明性,網(wǎng)管人員無法看到廣域網(wǎng)上正在運行著的應(yīng)用。此外,還需要為采用私有傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備打開安全通道,局限性非常大。目前市場上的專業(yè) TCP 加速設(shè)備及應(yīng)用加速設(shè)備均需要在企業(yè)鏈路的兩端部署,代價非常高昂。因此改變傳統(tǒng)廣域網(wǎng)僵化的連接方式,提高廣域網(wǎng)加速的效果成為研究的熱點,SD-WAN 應(yīng)運而生。
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