随着现代互联网的大范围普及和公司的发展,其结构也是日渐复杂,从局部地区发展到跨区域甚至更大的规模。据统计信息显示,不仅仅是大型企业,很多中小型企业在业务需求的情况下,都会在不同的地区设置自己的分支机构。这些分支机构和总部需要保持信息的共享和实时的通信,就需要依赖广域网。广域网中数据传输的效率关系着企业工作能否保持高效性。近些年来,光纤技术的发展使得广域网的带宽得到了很大的提高,但是这并未从根本上改善广域网传输效率低的问题。究其原因是复杂的广域网环境造成的,而环境的影响因素是多样的,因此优化广域网的传输显得尤为重要。
广域网是因特网的核心部分,它的作用范围通常为几十甚至几千公里,其任务是长距离运送数据。对于许多存在分支的企业,存在着异地总部与分支互联的需求,综合时延、安全等方面考虑,企业通常会采用运营商
MPLS(Multi-Protocol Label Switching,多协议标签交换)专线的方式进行通信。专线通常采用虚拟化技术以保证网络层面的安全性,QoS(Quality of Service,服务质量)机制保障了广域网预设的 SLA(Service Level Agreement,服务等级协议),但是专线不可避免地存在着成本代价高,业务开通缓慢的缺陷。
在传统的网络模型中,出于安全的角度考虑,企业分支如需访问互联网,则所有分支与互联网之间的流量都要经过专线送至企业总部。WAN(Wide Area Network,广域网)链路的带宽随着业务需求的增加进行不断地扩容,而这些带宽资源在大部分情况下处于闲置状态,链路利用率很低,造成了资源的浪费。
互联网的成功与它原始的层次结构密不可分,但是随着时间的迁移以及技术的发展,封闭的网络环境中内置的复杂网络协议禁锢了网络优化的难度。同时各种新型服务的出现也增加了网络成本。传统模式下的企业应用往往采用集中部署的方式,企业分支网络设备堆叠,网络设备的控制和转发功能紧紧耦合。数据中心一般部署在企业总部,不利于网络功能的扩展。而且企业分支与分支、分支与总部之间的传统专线业务存在网络配置复杂、灵活性较差和价格昂贵等问题。随着互联网技术的不断发展,许多公司在部署新的应用时面临的问题也越来越多,主要有以下几个方面:需要持续增加专线网络的带宽以保证应用的性能,网络成本在不停地升高;分支企业数量多而分散,架构部署高度复杂,实施交付难度大;出现问题需要总部远程进行运维,操作难度大且周期较长;运营商忽视了广域网安全体系的建设,一味地追逐成本的缩减和带宽的提升。
据调查显示,广域网中约有60%的流量都是重复的。例如邮件的群发,网络页面某个时间段内反复打开关闭,群视频等都会造成广域网中数据的反复重传以及大量的数据冗余,从而造成传播时延的增加。更有调查机构统计显示,对于某些世界级的电商巨头而言,每增加一秒钟的网络延迟,一年所损失的销售额高达数十亿美元。
除了上述的数据冗余是造成广域网传输时延高的原因之外,网络协议的不适应性也是一个重要的因素。以 TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)为例,TCP 在设计之初是应用在局域网环境中的,由于在广域网环境下跨地区的现象十分普遍,数据传输需要经过大量的路由器和交换机等设备。并且由于 TCP 本身传输机制的制约,TCP 协议在远距离的传输情况下弊端十分明显。
针对上述的问题,广域网的性能必须加以优化。为了尽可能提升网络资源的利用率,各种
广域网优化技术被研究人员提出,主要包括 TCP 协议优化和数据压缩两大方面。TCP 协议优化需要部署专用的 TCP 加速或应用加速设备,以提高网络中的应用性能。但是许多专用的加速设备用的都是供应商自定义的私有协议,基于网络具有不透明性,网管人员无法看到广域网上正在运行着的应用。此外,还需要为采用私有传输协议的网络设备打开安全通道,局限性非常大。目前市场上的专业 TCP 加速设备及应用加速设备均需要在企业链路的两端部署,代价非常高昂。因此改变传统广域网僵化的连接方式,提高广域网加速的效果成为研究的热点,
SD-WAN 应运而生。
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