SD-WAN 和 uCPE：简介

January 17, 2019

Brandon Lewis

随着传统企业 WAN 在容量上的扩展和在距离上的延伸，它们常常利用多个运营商网络向分布式站点（如区域和本地办公室）交付应用程序和服务。这种跨网络的交接会对编排、管理和性能产生负面影响，同时还会增加资本支出和运营支出。

越来越多的企业 WAN 还必须支持需要很多带宽的应用，如流传输高清视频。使用 VoIP 呼叫和视频会议的延迟密集型服务也与日俱增。

作为对这些趋势的回应，通信服务提供商 (CSP) 和企业正转向使用软件定义的广域网 (SD-WAN) 和通用客户端设备 (uCPE)。这些新技术可大幅提升灵活性、性能并显著降低成本，对运营商和最终用户都有益。

软件定义的 WAN 和动态连接通道

SD-WAN 技术的最显著技术成果是一个逻辑 SD-WAN 可以同时支持多种连接类型。这包括混合 Wi-Fi、LTE、DSL、以太网，以及其他形式的高速通信。

如图 1 所示，SD-WAN 由中央控制器管理，此控制器使用虚拟化技术与底层硬件基础架构分离。因此，SD-WAN 控制器可以设置策略，以便通过带宽最高的链路动态路由流量，确定流量流的优先级，以及确保符合服务水平协议 (SLA) 要求。

图 1. 软件定义的广域网 (SD-WAN) 利用数据中心网络概念来优化企业流量管理和性能。（资料来源：CSSTECH）

此外，SD-WAN 通信以软件为中心的方法意味着，可以将专用设备更换为通用硬件。由于这种通用硬件可以向多家供应商采购，且其部署、管理和扩展更加轻松，SD-WAN 相比传统 WAN 架构大幅降低了总成本。

uCPE 将适用于企业通信的 SD-WAN 标准化

转为采用通用硬件还支持网络功能虚拟化 (NFV)。使用 NFV，可以将用于会话边界控制、负载平衡、网络地址转换、防火墙、深度数据包检测 (DPI) 和 WAN 加速等服务的专用网络设备，迁移到将这些服务作为虚拟网络功能 (VNF) 交付的现成平台。

VNF 可以托管在云端或数据中心，并且可以通过网络远程交付。但是，如果以本地方式将其托管在电信接入网络边缘，则有助于满足许多企业需求的增加带宽和降低延迟的服务要求。uCPE 是将在边缘 VNF 的平台。

通用边缘网络虚拟化

uCPE 定义一组现成硬件和开放软件技术，将数据中心云端和虚拟化功能带入电信接入网络。如图 2 所示，这些平台必须：

足够灵活，以便在单个系统中支持第三方 VNF
足够强大，以便满足网络性能要求
足够紧凑，以便可在小型分支办公室部署

图 2. 通用客户端设备 (uCPE) 将现成硬件与开放软件架构完美结合，可在电信接入网络中支持虚拟化功能。（资料来源：CLADIRECT）

对于企业而言，uCPE 意味着只需较少但通用性更强的网络设备即可在本地交付高带宽、低延迟服务。对于 CSP 而言，仍可以远程管理和升级通用 uCPE 平台，以便将维护成本降至最低。

由于 SD-WAN 控制器从底层基础架构抽象化，因此通用 uCPE 硬件可以提供 SD-WAN 部署所需的所有资源。

标准化 uCPE 以实现可靠性并降低成本

uCPE 硬件的通用性质已促进多供应商标准化工作。这将可利用尽可能低的成本快速部署和扩展 uCPE 技术。

英特尔^®、Supermicro、Advantech、Lanner 等已针对 uCPE 参考设计开发出英特尔^® Select 解决方案。这些设计采用英特尔^® 至强^® D 2100 系列处理器，可提供一组可扩展解决方案，从而帮助 CSP、电信设备制造商 (TEM)、互联网服务提供商 (ISV) 和企业起用 uCPE 和 SD-WAN（图 3）。

图 3. 适用于 uCPE 的英特尔^® Select 解决方案提供可扩展平台参考设计，以便加速 SD-WAN 采用。（资料来源：英特尔^® 公司）

英特尔 Select 解决方案的硬件和软件堆栈经英特尔验证，这将确保 uCPE 参考设计的稳健性。参考设计有两种风格，为 CSP 和企业树立了根据小型办公室或较大设施需求调整计算、存储和网络资源的基准：

适用于 uCPE 的英特尔 Select 解决方案基本配置 – 专为中小型企业设计；uCPE 基本配置至少集成一个四核英特尔至强 D 处理器、英特尔^® QuickAssist 技术（英特尔^® QAT）、2 个 10 GbE 以太网端口、充足的存储和内存，并且支持两台虚拟机 (VM)。
适用于 uCPE 的英特尔 Select 解决方案增强配置 – uCPE 增强配置面向较大型的企业设施，使用一个 14 核英特尔至强 D 处理器、英特尔 QAT、4 个 10 GbE 以太网端口，以及多得多的内存和存储。

Super Micro Computer, Inc. 推出的 SuperServer 5019D-FN8TP 是前几款适用于 uCPE 的 Select 解决方案之一，提供一个 8 核、16 线程英特尔至强 D 处理器、内置英特尔 QAT 和广泛 I/O 用于 SD-WAN 服务，例如网络安全性和边缘计算，全都在 1U 外形中实现。

虽然适用于 uCPE 的 Select 解决方案可现成部署，但可以使用英特尔^® 数据平面开发套件（英特尔^® DPDK）等工具根据部署或特定 VNF 将其优化。图 4 显示 Super Micro 如何利用英特尔 DPDK 在 SuperServer 5019D 上实施 DPU 和 IPSec 服务，以及如何将其与 SD-WAN 集成。

图 4. 英特尔^® 数据平面开发套件（英特尔^® DPDK）可与适用于 uCPE 的英特尔^® Select 解决方案配对，例如 Super Micro Computer SuperServer 5019D，以便加速安全性等虚拟网络功能 (VNF) 的实施。（资料来源：Super Micro Computer, Inc.）