SD-WAN组网：一文读懂万千站点自由互联的奥秘

01.写在前面的话。

网络世界永恒的话题，就是组网。从局域网，城域网到广域网，每个细分领域都有说不完的话题。今天，我们把话题聚焦在企业多分支互联的组网上。

企业多分支的组网，用通俗的话讲，就是企业的多个分支，通过虚拟专用网络技术，以Internet网络为基础，进行私有网络互联。当然，也有土豪套餐，就是全程采用专线技术，构建企业自己的私有网络。今天，我们暂不讨论土豪套餐，重点关注前者。

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02.企业分支组网的演进。

2.1 传统Hub-Spoke VPN组网

拓扑：
实际组网中最常见的是公司总部与多个分支机构通过点到多点IPSec VPN互通，典型组网如下图所示

数据面：
该场景的数据路径通常分为两种：

• 分支只与总部有数据交互，分支之间并不需要业务互通。 分支之间需要数据互通，需要总部中转。
• 从数据路径上分析，路径二缺点很明显：到总部中转的代价是，浪费带宽资源，浪费总部设备资源，延长数据路径，增加故障点。

管理面：
从配置管理角度看，IPSec的底层配置逻辑还是略显复杂，需要资深网工才能驾驭，能理解下图，方能开工。

理解了配置原理，设计好了配置模板，再来看配置工作量：每添加一个分支，都要配置一遍。大规模部署，不得不考虑一下。

2.2 传统动态VPN组网

传统Hub-Spoke的组网模型，分支之间的流量需要绕行Hub，带来了诸多缺陷，在多数场景是不允许的。

一种简单的解决方案，就是需要通信的站点之间都建立IPSec隧道，流量按需选择隧道，也就是Full-Mesh组网模型。但这种只是理论上的解决方案，配置管理指数级增长，且要求每个站点都具备公网IP，落地不切实际。

Cisco 推出的DMVPN解决方案，就是用来解决上述问题的，既解决Hub-Spoke的流量绕行缺陷，又解决了Full-Mesh的繁琐配置及公网需求。其他硬件厂商都推出了类似的解决方案，Huawei的DSVPN，H3C的DVPN，Juniper的AC-VPN，Fortinet的ADVPN。

该方案是由几个协议配合完成的，以Cisco的DMVPN为例，基本思路与流程如下：

1. 先建立Hub-Spoke模型的IPSec隧道。
2. Spoke与Spoke之间的隧道则是按需动态建立的，采用动态点对多点的GRE隧道技术 – MGRE。
3. Spoke与Spoke建立之前，必须知道对方的地址；这依赖NHRP（下一跳解析协议）来实现。
4. NHRP，基于C/S模型，Hub端充当Server，Spoke端充当Client，Client端启动后，会向Server端注册，Server端会获取和管理所有Client端的隧道信息。
5. DMVPN，当一个Spoke想向另一个Spoke发送数据时，首先需要到Server端查询对端Spoke的信息，然后动态建立隧道，进行数据传输；同时，需要进行隧道保活，当一段时间没有数据后，隧道拆除。
6. 动态路由，动态路由协议需要运行在隧道上，用于站点之间的业务路由学习与更新。

技术复杂度再度升级，技术发烧友的福音，IT运维交付人员的噩梦。

2.3 SDWAN 1.0: 面向企业的SDWAN

面向企业的SDWAN解决方案是对传统的IPSec VPN组网的延伸，在企业各个站点边缘的CPE间建立隧道，无论是走Internet还是其他专线，都只提供Underlay的传输线路，企业的组网完全在服务提供商提供的网络之上。从物理上来看，CPE可放在企业的总部/数据中心/分支网，而从组网上来看，无论是Hub-Spoke还是Full Mesh，各站点间逻辑上都是一跳可达。

从数据路径上看，面向企业的SDWAN模式，和传统的VPN组网并没有不同。那么，这种方案到底带来了哪些改进呢？概括起来，主要有以下几个方面：

• 引入了控制器的角色，用于CPE的发现与管理，并动态向其下发用于建立隧道的信息，以及组网所需要的路由信息，大大的提高了配置效率。
• 增加了WAN链路的监控，优化选路以及链路的故障切换。

上述优势非常明显，但也有明显的不足，就是数通通路还是承载在公共网络之上的，所有的链路优化也是基于公共网络的，在某些场景下，质量与专线差别明显。

2.4 SDWAN 2.0: 面向服务提供商的SDWAN

首先说明一下，SDWAN2.0并非SDWAN1.0简单的升级版本，准确的说，应该是两种不同的解决方案思路。所以，增加了”面向企业“和”面向服务提供商“的描述。

基本上，服务提供商已经拥有了全国甚至全球范围内的骨干网节点，并能够为企业提供MPLS VPN或其他专线接入，专用骨干网的服务质量在绝大部分场景下优于公共网络的质量。

面向服务提供商的SDWAN解决方案的思路是，利用已有的专用骨干网，集中精力解决最后一公里的接入、优化和管理。具体的实施方案通常是在各个骨干节点建立POP点，部署SDWAN网关设备，接入现有的专用骨干网。

面向企业端，为企业端的CPE提供IPSec接入。

该方案的组网方式与数据路径较之前发生了较大的改变，CPE只需要与就近的POP点建立IPSec隧道，从而实现了个企业分支之间的互联。其优势总结如下：

尽可能利用专用骨干网，提升整体的网络服务质量。

• 简化了CPE之间的隧道建立模式，每个分支节点只需要建立1条或2条（备份或负载分担）隧道，就能轻松完成Full-Mesh组网。
• 继承了面向企业SDWAN中，控制器对于CPE的发现与管理，及隧道与路由策略的动态计算等优势。 继承了面向企业SDWAN中，CPE
• WAN链路的监控，优化选路以及链路故障切换等优势。

但该方案也存在明显的不足，就是POP点通常只会覆盖一，二线城市，这样，对于某些同城/省组网的时候，其网络质量就不如面向企业的SDWAN组网模式。因为同城之间，直接通过公共网络互联，要比经过POP点节省了网络路径的开销。

2.5 SDWAN 3.0 LinkWAN

面向企业与服务提供商相结合的SDWAN

领湾提出的SDWAN 3.0，继承了SDWAN 1.0和SDWAN 2.0的优势部分，同时解决了两者不足的部分，为企业提供灵活、最佳的按需组网方式。

该方案的基本思路是，在同城或同省互联，且公共网络的服务质量可以满足的场景下，采用CPE与CPE之间直接建立隧道的方式，其分支流量不经过POP节点；同城/省内的一台/两台Hub节点接入到POP点，为该城/省内其他分支访问其他城/省的分支提供数据通路。其效果是，同城/省内直接互访，跨城/省经过POP节点互访，达到了不同场景下的路径最优化。

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03.多种组网方式对比

下面按照配置管理、数据路径、网络健壮性、运行监控等维度，进行比较。

配置管理评估维度：

• 配置逻辑复杂度
• 配置工作量：随着站点的增加，工作量的增加比例

数据路径维度：

• 流量是否必须经过Hub绕行
• 服务质量对公网质量的依赖程度
• WAN链路的优化程度

网络健壮性维度：

• 单点故障程度
• 运行监控维度
• 全网可视化视图监控程度
• WAN链路质量监控，故障切换程度

上述比较可以看出，面向企业+服务提供商相结合的SDWAN组网方式，对于跨地域多分支的组网，适应能力更强，应用更灵活。

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文 / 李坤 网银互联 SD-WAN产品经理