如何实现5G和SD-WAN的融合发展

近年来，网络演进受到了“上”的驱动，主要表现有分个阶段。第一个阶段是企业上云，云是云，网是网，企业需要自己去买网的资源，而运营商并不关心这个网用来做什么，这就是云网独立。第二个阶段是云网协同，企业在有了很强的上云需求后，出现了很多的云网产品，比如云专线、云专网、云组网，这些产品和云存在一定程度的资源协同。第三个阶段是云网融合，这是未来的发展目标。在云网融合的定义当中，云和网深度融合，CT和IT也深度融合，深度融合之后就是提供以业务为中心的优质服务。

SD-WAN在云网融合里面是一个重要的产品。在云计算时代，企业要求网络具有更高的弹性、灵活性和成本效益。SD-WAN通过把SDN以及Overlay技术应用在广域网，拉通企业站点和云以及数据中心，并构建一个基于Overlay的企业VPN。如果把SD-WAN比作总线，运营商首先把云、企业数据中心、互联网等资源接入到总线上，然后客户通过CPE接到总线上，最后通过软件定义的方式，进行组网，来实现客户的组网、分支互联、上网、上云。SD-WAN既好用又便捷的特点使它成为当前网络增长最快的一个领域。总体来说当前市场规模虽不算很大，但是增长极快。

从根本来看，SD-WAN是一种网络服务，第一是它能屏蔽各种底层网络来为客户提供服务，首先能提供多种接入方式，例如4G/5G、PON、以太网等，然后可以承载在任意网络之上，例如MPLS和Internet；第二是能够提供灵活组网的能力，接入各种资源到企业网，例如公有云，私有云、公网等；第三是能够提供承接应用，提供应用加速或增值业务等服务；第四是能通过提供Portal或API接口来为企业提供可编程的能力，例如快速开通、弹性扩展的能力。

SD-WAN是融合多种技术的产品，从最初的广域网加速演变一路走来，支持分支互联、上网、上云、应用加速、增值业务、安全等；同时具备明显的应用特征，和应用结合紧密。IT应用需要灵活组网、安全增值业务；零售行业要求快速开通；游戏要求延迟和抖动低；在线教育要求带宽大、延迟低、视频监控需要无线接入。随着5G时代的来临，SD-WAN和5G相结合会成为一个重要的方向。

首先，5G是无线接入且具备超大带宽、超低时延、海量连接的能力；带宽上峰值速率可达20Gbit/s，用户体验达100Mbit/s，2019年5G实网测试基本在800Mbit/s左右。这个带宽对于绝大部分业务场景都是可以满足的。在超低时延方面，终端到基站的RTT可达1ms，再加上边缘计算等技术可以再进一步降低传播时延，5G对时延敏感的工业控制类应用、交互类应用将会有极大的促进作用。SD-WAN作为网络入口，利用5G加快落地专线、专网及产业应用。

其次，5G具备切片能力，可以支持业务差异化服务；4G和光纤网络都是运营商所有，在用户的角度来看仅是一条连接。而5G则不同，5G带来了切片能力，可以针对切片有不同的部署方式，甚至可以把5G核心网部署在用户侧。这样一来用户就可以根据需求来进行切片的功能部署。例如假设某工厂有两张网，一张是产线的生产网，另一张是上云的销售网。对生产网来说，需要通过无线连接产线，且生产数据绝不能泄露；对销售网来说，需要通过云上的网站来销售产品。在没有5G的情况下将需要两张网，IT建设比较复杂，一方面Wi-Fi的时延、覆盖密度不太适合生产网，需要光纤布线来进行连接；另一方面如果由产线调整，根据设备位置调整的情况，布线、网络也同样需要调整，将会比较繁琐。考虑到5G和SD-WAN相结合的情况下，可以定义两个切片：一个是生产网切片，该切片可以是一套物理上独立的设备，和外网无连接，客户定义生产网业务的特征并下发到SD-WAN接入CPE上，流量通过SD-WAN被引流到5G生产网切片；另一个是销售网切片，通过互联网连接到云端，SD-WAN负责把上云的流量引流到销售网切片上。这样客户网络一旦建成，可以通过5G及SD-WAN集中化的管理满足生产销售的所有需求。

最后SD-WAN可以融合5G和光纤。5G接入网和光纤接入物理上可以相互作为备份，提供高可靠的链路。从可靠性来说，城域网和骨干网的设计往往都有大量冗余链路，但最后一公里链路光纤往往没有冗余保护，并且4G带宽不足以保护数十兆的链路。而5G上行能达到百兆，下行也可达数百兆，可以对一条线路提供保护。考虑到无线接入网和光纤接入在物理上就是两条链路，所以当光纤断开后5G可以提供保护。除了保护，5G和光纤之间在业务开通方面也非常互补，例如有线的场景需要拉光纤到站点，需要一定的上门安装服务，在线路资源具备的前提下开通时间一般在一两天内；而无线则非常便捷，全部都是自动化开通，光纤价格相对无线低一些，二者相互配合。

当然SD-WAN也不是全能的，是存在适用场景的。SD-WAN目前大部分的部署都是基于Internet部署，也可以独立部署，也可以作为MPLS的补充。有一个说法是SD-WAN会取代MPLS专线，但实际并不是这样的。MPLS专线以可靠的SLA保证、高可用性著称，假设有一些对时延敏感的业务通过SD-WAN跑在Internet上，而Internet的特点之一是带宽可以统计复用，早上和晚上也比较堵，半夜会比较清闲。那么试想SD-WAN是基于Internet的，即便在多条链路负载分担的情况下，也会存在拥塞的可能性，那么这时候这些时延敏感的业务跑起来就会在流量高峰时比较慢，怎么解决呢？归根结底还是要把这些业务跑在MPLS上，而一些时延不敏感的业务可以放在Internet连接上。MPLS和SD-WAN的优缺点是非常明显的，MPLS开通慢、可靠，而SD-WAN开通快，所以他们是一种互补的关系，而不是替代的关系。

另外SD-WAN在规模部署中存在一些挑战。

首先，SD-WAN七国八制，没有统一的适合运营商大规模部署的标准，运营商根据各自的定位及需求制定规范。例如在国内三大运营商在CCSA推动SD-WAN的标准；在国际标准方面，MEF刚刚发布了MEF70，定义了SD-WAN的网络服务；IETF也针对SD-WAN有一些提案。

其次，SDN把控制面从设备剥离出去，控制面和数据面之间的接口很不一样，有Netconf、GRPC，即便都是Netconf，但各个厂家YANG模型一般都各不相同，这对SD-WAN也是一样。对于小规模部署来说这可能没有问题，但如果是大规模部署，考虑控制器和设备不解耦，那么每一个厂家的控制器和设备就像一个个小的自治系统，存在于不同地域。信息分散在不同的控制器中，要解决这个问题必须再引入一层控制器，这带来开发网络运维规划的很大复杂性。如果能够定义一套标准的控制器南向接口，那么控制器就只用一个通用控制器就可以解决问题，如果控制器接口能够标准化，那么网络设备不再需要对每个运营商开发不同的适配层。中国移动、信通院、中国电信及主要设备厂商联合在今年的CCSA TC3 WG3发起控制器南北向接口规范的制定工作。

再次，需要考虑vCPE对Hypervisor的依赖。PoP点初期业务量不大，在云端部署比较灵活，而且不用对现网进行改造。但是考虑到云端的计算资源有一层Hypervisor虚拟层进行资源虚拟化。一方面服务器来自于不同厂家，另一方面vCPE也来自于不同厂家。他们之间能不能适配是个问题。例如KVM和ESX两个Hypervisor完全不同。因此虚拟化是需要符合规范的，这样vCPE或者其他NFV网元运行起来就不会存在兼容性问题。

最后，SD-WAN不是个人业务，企业网络断路会影响业务，对SLA的要求等级比较高，考虑到百万用户量，手工运维肯定无法满足SLA等级，这就需要自动化的运维手段，实时采集网络数据实时分析，及时发现异常。然而，发现了异常还需要判定故障影响了什么、采取措施收集信息进一步往下定位故障、最后确认故障，确认故障后还要评估修复措施，影响性分析，最后实施并修复业务。因此，SD-WAN规模部署机遇和挑战并存。

总结

SD-WAN是一个不断演进的产品，不断会有新技术融合进来满足越来越多客户的需求。融合5G、边缘计算、云等资源，路还很长，期待在产业互联网时代，SD-WAN作为统一的企业入口不仅能承载IT业务，还可以承载客户的生产业务，实现软件定义的端、边、云、网融合。