SD-WAN 與 uCPE：介紹

January 17, 2019

Brandon Lewis

隨著傳統企業廣域網路 (WAN) 在容量與距離的擴展，它們經常運用多載波網路，將應用程式與服務提供至區域辦公室和本地辦公室等分散的場所。這樣的跨網路交遞可能會對協調、管理和效能造成負面影響，同時也會提高 CAPEX 和 OPEX。

企業 WAN 越來越頻繁地必須支援如串流 HD 影片等需要大量頻寬的應用。同時也越來越常使用如網路電話 (VoIP) 和視訊會議等容易受延遲影響的服務。

為了因應這些趨勢，電信服務供應商 (CSP) 與企業正在轉向使用軟體定義廣域網路 (SD-WAN) 與通用客戶端設備 (uCPE)。這些新技術為彈性、效能和成本方面帶來顯著的進展，讓電信商與使用者都能受惠。

軟體定義 WAN 與動態連接通道

SD-WAN 技術最值得注意的技術成就，就是一個邏輯 SD-WAN 可以同時支援多種連線類型。這包括了混合式 Wi-Fi、LTE、DSL、乙太網路，以及其他高速通訊形式。

如圖 1 所示，SD-WAN 經由中央控制器管理，運用虛擬化技術，與底層的硬體基礎架構加以分離。因此，SD-WAN 控制器可設定原則，將流量動態地路由至最高頻寬的連結、優先排序流量，並確保符合服務等級協議 (SLA)。

圖 1. 軟體定義廣域網路 (SD-WAN) 運用資料中心網路概念，最佳化企業流量管理與效能。（資料來源：CSSTECH）

此外，SD-WAN 通訊的軟體為中心 (software-centric) 方法代表可將專用設備替換成一般用途的硬體。這樣的一般用途硬體可以來自多家廠商，而且部署、管理和擴充都更容易，因此相較於傳統的 WAN 架構，SD-WAN 可大幅降低整體成本。

uCPE 為企業通訊標準化 SD-WAN

在轉移至一般用途硬體後，亦可實現網路功能虛擬化 (NFV)。透過使用 NFV，可將用於會談邊界控制、負載平衡、網路位址轉換、防火牆、深度封包檢測 (DPI)，以及 WAN 加速等服務的專門網路設備移轉至現成的平台，將這些服務以虛擬網路功能 (VNF) 的方式提供。

VNF 可在雲端或資料中心代管，並透過網路遠端提供。但在電信存取網路的邊緣本地代管它們時，有助於滿足許多企業要求的較高頻寬和較低延遲服務的需求。uCPE 是可在邊緣支援 VNF 的平台。

一般用途邊緣網路虛擬化

uCPE 定義了一系列現成的硬體與開放軟體技術，將資料中心雲端和虛擬化功能帶到電信存取網路。如圖 2 所示，這些平台必須：

夠彈性，可在單一系統中支援多個第三方 VNF
夠強大，能滿足網路效能需求
夠小巧，以部署在小型分公司內

圖 2. 通用客戶端設備 (uCPE) 結合了現成的硬體與開放軟體架構，在電信存取網路中支援虛擬化功能。（資料來源：CLADIRECT）

對企業來說，uCPE 代表現場需要較少但更多樣化的網路設備，能夠在本地提供高頻寬、低延遲的服務。對 CSP 來說，一般用途的 uCPE 平台仍可透過遠端管理與升級，進而最小化維護成本。

此外，由於 SD-WAN 控制器從底層基礎架構抽離，一般用途的 uCPE 硬體便可提供部署 SD-WAN 所需的一切資源。

標準化 uCPE 以確保可靠度並降低成本

uCPE 硬體的一般用途性質促使多家廠商致力於標準化。這會讓 uCPE 技術以盡可能最低的成本被快速部署與擴充。

Intel^®、Supermicro、Advantech、Lanner，還有其他廠商都為 uCPE 參考設計開發了 Intel^® Select 解決方案。這些設計以 Intel^® Xeon^® D 2100 系列處理器為基礎，提供一系列可擴充的解決方案，協助 CSP、電信設備製造商 (TEM)、網際網路服務供應商 (ISV)，以及各家企業順利進行 uCPE 與 SD-WAN（圖 3）。

圖 3. 適用於 uCPE 的 Intel^® Select 解決方案提供可擴充的平台參考設計，加速 SD-WAN 的採用。（資料來源：Intel^® 公司）

Intel Select 解決方案的硬體和軟體堆疊經過 Intel 驗證，可確保 uCPE 參考設計的穩健性。參考設計分為兩種，可為 CSP 與企業提供微調運算、儲存和網路資源的基準線，滿足小型辦公室或大型設施的需求：

適用於 uCPE 的 Intel Select 解決方案基本組態 – 專為中小型企業所設計；最基礎的 uCPE 基本組態整合四核心 Intel Xeon D 處理器、Intel^® QuickAssist Technology (Intel^® QAT)、2 個 10 GbE 乙太網路連接埠、充足的儲存容量與記憶體，並支援兩台虛擬機器 (VM)。
適用於 uCPE 的 Intel Select 解決方案加強組態 – 專為大型企業設施所設計，uCPE 加強組態採用 14 核心的 Intel Xeon D 處理器、Intel QAT、4 個 10 GbE 乙太網路連接埠，以及更多的記憶體與儲存容量。

Super Micro Computer, Inc. 的 SuperServer 5019D-FN8TP 是最先推出的幾款適用於 uCPE 的 Select 解決方案之一，提供 8 核心、16 執行緒的 Intel Xeon D 處理器，內建 Intel QAT，並具有大量的 I/O，以供網路安全與邊緣運算等 SD-WAN 服務使用，全部濃縮在一個 1U 外型規格中。

雖然適用於 uCPE 的 Select 解決方案可以在購買後直接部署，但也能運用 Intel^® Data Plane Development Kit (Intel^® DPDK) 等工具，針對部署或特定 VNF 最佳化。圖 4 展示 Super Micro 如何運用 Intel DPDK 將 DPU 和 IPSec 服務部署在 SuperServer 5019D，並與 SD-WAN 整合。

圖 4. Intel^® Data Plane Development Kit (Intel^® DPDK) 搭配 Super Micro Computer SuperServer 5019D 等適用於 uCPE 的 Intel^® Select 解決方案，可加速像是安全性這類的虛擬網路功能 (VNF) 的實作。（資料來源：Super Micro Computer, Inc。）

標準式解決方案為 SD-WAN 提供彈性並節省成本

隨著對網路頻寬與延遲的要求日益增加，加上隨之衍生的服務，運用現成硬體與開放軟體架構來智慧管理網路基礎架構的能力，已經成為企業的當務之急。有鑑於此，我們無法忽略 SD-WAN 在效能、彈性和節省成本方面的優點。

根據研究公司 IDC 在 2017 年 7 月提出的報告，採用 SD-WAN 會看到「驚人的成長」，到 2021 年的年複合成長率 (CAGR) 可望達到百分之 69.6。剛開始進行 SD-WAN 評估程序的 CSP 與企業已經稍微落後，但適用於 SD-WAN 的 uCPE 解決方案可快速彌補差距。