中国移动-中国移动弹性SD-WAN技术白皮书-2020.11-25页_1mb

中国移动弹性SD-WAN技术白皮书总结

核心内容概述

本白皮书由中国移动研究院发布，聚焦于弹性SD-WAN技术的架构、原理与应用场景。弹性SD-WAN旨在融合Underlay（物理网络）和Overlay（虚拟网络）能力，结合SRv6（Segment Routing with IPv6）技术，实现更灵活、高效、安全的广域网服务，以满足企业数字化转型和云上业务的多样化需求。

主要观点与关键信息

1. 企业广域网的挑战与SD-WAN的引入

• 企业上云和云化基础设施的普及，使得传统广域网面临带宽需求激增、管理复杂度提升、SLA保障不足等挑战。
• SD-WAN作为一种基于SDN的广域网服务技术，通过虚拟网络实现灵活组网和高效流量调度，但传统SD-WAN仅依赖Overlay，缺乏对Underlay网络的协同，难以保障服务质量。
• 弹性SD-WAN通过SRv6技术实现Underlay与Overlay的融合，从而提升网络感知与控制能力，实现端到端服务质量保障和业务差异化服务。

2. 弹性SD-WAN技术架构

• 弹性SD-WAN架构分为云网协同层、Underlay控制层、转发层。
  • 转发层包括接入段、汇聚段、骨干段。
  • Underlay控制层负责管理城域/省网、骨干网、数据中心网络资源。
  • 云网协同层实现云与网资源的协同调度，按需提供不同SLA等级的网络连接。
• SD-WAN控制器统一管理CPE设备、PoP GW和云内VNF设备，实现流量策略下发和网络控制。

3. 应用场景分析

• 大型企业场景：
  • 支持分支互联、入云和企业上网三种业务。
  • 流量可选择是否经过PoP GW，以实现服务质量保障或增值服务。
• 中小微企业场景：
  • 流量必须经过PoP GW，以实现私网路由感知与业务隔离。
  • 采用SRv6实现灵活路径选择和增值服务嵌入。
• 企业混合场景：
  • 可混合使用多种组网方案，灵活应对企业多变的网络需求。

4. 控制与转发原理

• 控制面：
  • Overlay控制器根据应用需求计算路径，下发SRv6 Policy。
  • Underlay控制器计算路径并返回BSID，实现路径协同。
• 转发面：
  • 使用SRv6隧道进行数据包转发，支持多段路径拼接。
  • G-SRv6通过SID头压缩技术优化转发效率，减少报文头开销。
  • END.B6.ENCAP操作用于展开SID列表并封装SRH头。

5. 弹性SD-WAN的方案亮点

• Underlay协同能力：
  • 通过SRv6实现Underlay网络与Overlay网络的协同，提升网络控制能力。
• IPv6原生业务链：
  • 支持基于SRv6的业务链功能，实现流量清洗、加速、加密等增值服务。
  • 支持按需组合业务链，提升网络灵活性和可扩展性。
• Telemetry：
  • 实现远程高速数据采集，支持网络状态实时感知，提升网络运维效率。
• 应用感知能力：
  • 基于IPv6扩展头携带应用信息，实现按应用类型进行差异化路径选择和SLA保障。

6. 测试验证

• 基本功能测试：
  • 验证了SRv6隧道在CPE和PoP GW之间的端到端转发能力。
• 服务器性能测试：
  • 使用FPGA加速的SRv6转发能力，实现40Gbps转发性能，仅需4核CPU。
  • 对比CPU转发性能，需12核，验证了硬件加速的重要性。

7. 未来发展方向

• 弹性SD-WAN将推动运营商网络能力与云服务的深度融合。
• 未来将重点研究可靠性、OAM、业务链功能，并进一步优化网络能力开放与业务创新结合的模式。
• 中国移动正推动G-SRv6的多厂商互通和SRv6的试点部署，以加快弹性SD-WAN的商用进程。

结论

弹性SD-WAN通过SRv6与SD-WAN的融合，实现了对Underlay网络的深度感知与协同，同时支持IPv6原生业务链和应用感知路由，为未来企业上云和广域网服务提供了更灵活、高效、安全的解决方案。该方案将有助于运营商在云时代释放网络与云资源的潜力，提升服务能力和用户体验。