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解读SD-WAN和IP网络更换的现状

时间:09-11 来源: 点击:

末互联网发展起来之后出现的大量VOIP的运营商,包括像Skype这样的公司、Viber这类软件。而今天其实微信等软件内置的语音功能已经足够强大,其多方通话的客户体验远超运营商提供的服务,软件技术的持续改进可以完全抵消底层网络基础设施上的不足。

  然而和单路语音业务几十Kbps的带宽相比较,提供企业专线的Overlay中转需要建设一定数量PoP点、租用运营商的大量带宽,有相当的资金门槛,但是这对于那些具有一定网络和数据中心布局的二级运营商和云业务运营商提供了一定的机遇,他们不必拘泥于客户一定要绑定自己的的Internet接入或专线业务,因而可以提供真正的多运营商多出口的方案。

  作为一个运营级的Overlay方案,要提供一个国家乃至跨国的方案,必须要有一定数量的PoP点,使得地理上客户离最近的PoP距离在一定范围内,以保证传输的时延不严重影响客户体验。那么多个PoP点之间也要运行动态路由和链路质量检测协议,以供Overlay最佳路由选择使用。这就非常类似于P2P技术中的超级节点和普通客户端的关系,由PoP点构成了一个超级节点的集群,每个普通客户可以根据网络拓扑位置以及链路质量连接到多个超级节点,任何两个客户端之间如果两方都没有公网地址,那么SD-WAN要为其连接选择至少1个、至多2个中转节点进行中转,以保证链路最优。在网络世界中,由于不同运营商间互联互通带宽、时延差别都很大,两点之间未必直达路由通信质量最佳,因此即使是两个CPE一方有公网IP,调度时也可能需要经过中间节点中转,以获得最佳端到端的通信质量。

  Overlay RouTIng需要收集全网的BGP AS Path,甚至是部分IGP的拓扑,可以借用IETF的ALTO架构来实现基于网络拓扑的选路。但这是远远不够的,如前所述,Underlay拓扑最近未必通信质量最佳,必须辅以PoP点(超级节点)间的链路质量实时探测作为路径选择的依据。如果进一步借用P2P的架构,可以将部分具有公网地址的CPE选择为超级节点,承接一部分的CPE之间的NAT穿越/中继流量(不用奇怪,P2P是最早的共享经济模式,只不过共享有版权的数字化资产比采用自购固定资产参与运营更容易触及法律的红线),作为运营商自建PoP的补充,从而使得投资的总规模可控。但是企业客户更加不愿意共享自己的带宽,所以必须要有一定的激励机制,比如承担超级节点那么SD-WAN的服务不仅不用花钱,还可以挣钱。

  当客户节点加入之后,中继节点的数量将会是海量的数字,并且需要全局的最优Overlay路径计算,今天SD-WAN的CPE节点单点多出口自行链路切换选择的方式已经无法适用。以往的诸如BitTorent、Skype、eMule等P2P系统采用DHT分布式算法来维护超级节点之间的集群和资源切片信息,客户端向超级节点下载资源节点列表并进行通信。但是诸如CHORD、Kad、Pastry这样的DHT算法是以数据为中心的分布式算法,以数学距离来生成数据路由表,决定数据和节点的存储关系,适合于维护内容的切片及路由,并不完全适合于终端之间的通信关系最优化选路。作为一个运营级的Overlay路由算法要平衡中继的成本和路径时延,原则上来讲需要保证两个客户端之间最多经过两个中继节点,这样就需要全局、准实时的节点和路径状态的更新,而为了保证系统的可伸缩性,路径的计算和切换需要在集中点和CPE设备间分工协作完成。

  IP网络演进探讨

  对于网络而言,核心的设计主要就两点:编址(Addressing)和路由(RouTIng),也就是说怎么对通信终端进行编号,怎么端到端寻址和路由。传统语音网络采用电话号码作为终端的编址,设备采用信令点编号或者域名进行编址,移动网采用HLR/HSS来存储终端和网络设备的附着关系,信令和媒体分别寻址。IP网络采用IP地址作为主机的编址,路由设备间通告路由前缀来实现路由信息传播,并且不区分网络设备和终端设备,应用也直接看到IP地址,在TCP/IP的Socket接口上进行编程通信,所以IPv4到IPv6的升级成了一个牵一发动全身的大事,二十多年过去了,IETF天天喊着IPv4地址已经耗尽,但是业务的迁移已经进展缓慢;Internet骨干网的路由表项的膨胀则是另外一个问题

在过去的数年里,学术界和标准组织提出了许多的方案用于未来数据网络的演进。大部分基本的思路还是名址的分离,但是名字是什么,不同的技术有不同的设计,在什么层次去实现名址的分离也有不同看法。比如PARC于2009年提出的CCN(Content Centric Network)就认为未来网络必定以内容为中心,因此应该以内容名字作为编址,采用内容路由器作为数据网络的基础设施,此项技术在2010年受美国NSF赞助

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