對于VOIP系統來(lái)說(shuō)，如何滿(mǎn)足其未來(lái)更多的擴展支持和基于互聯(lián)網(wǎng)方式的第三方服務(wù)是一個(gè)非常大的挑戰。用戶(hù)提供SD-WAN實(shí)現其網(wǎng)絡(luò )升級是一個(gè)非常明智的選擇。根據IDG 2020年對SD-WAN市場(chǎng)做的預測，為了解決各種連接問(wèn)題，實(shí)時(shí)通信的要求和安全管理的要求，用戶(hù)對SD_WAN的需求量也是在不斷上升。

 

　　本圖例及以下圖例均來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)資源

　　SD-WAN介紹的出現可能對VOIP網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)是一個(gè)福音。VoIP網(wǎng)絡(luò )通過(guò)SD-WAN技術(shù)實(shí)現了更多的技術(shù)擴展，并且對網(wǎng)絡(luò )安全管理和語(yǔ)音質(zhì)量，第三方云服務(wù)支持都有比較大的優(yōu)化和提升。很多比較大的通信VOIP廠(chǎng)家也逐步推出了很多的商業(yè)解決方案幫助企業(yè)通信系統支持SD-WAN來(lái)實(shí)現VOIP平臺更具有未來(lái)拓展性的部署。筆者將通過(guò)以下分享來(lái)介紹SDN，SD-WAN以及通過(guò)SD-WAN實(shí)現VOIP網(wǎng)絡(luò )的拓展性和其語(yǔ)音質(zhì)量的優(yōu)化擴展實(shí)現對云計算和多地部署的支持。

　　任何技術(shù)的出現都具有一定的時(shí)代性。當然，仍然有很多技術(shù)架構因為其業(yè)務(wù)需求的不同，技術(shù)架構等限制仍然同時(shí)存在于我們當前的應用環(huán)境中。如果技術(shù)架構不能快速適應社會(huì )的需求的話(huà)，技術(shù)更迭會(huì )淘汰一部分企業(yè)。在很多技術(shù)更迭的過(guò)程中，很多技術(shù)架構很難滿(mǎn)足最新的技術(shù)要求，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，這些比較舊的技術(shù)將會(huì )被新的技術(shù)替代。處于云計算時(shí)代的VOIP/SIP通信領(lǐng)域就是一個(gè)非常典型的例子。

　　在傳統的VOIP領(lǐng)域，包括更早期的PSTN時(shí)代，很多設備制造商都是以硬件方式為用戶(hù)提供各種服務(wù)和硬件設備，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，這些服務(wù)已經(jīng)很難滿(mǎn)足現代云計算環(huán)境下的最新業(yè)務(wù)模式，甚至于嚴重滯后于企業(yè)用戶(hù)的客觀(guān)需求。隨著(zhù)IP化的推進(jìn)，出現了PSTN和IP的混合，以及后期的虛擬化解決方案的出現，越來(lái)越多的用戶(hù)使用虛擬化解決方案加外接語(yǔ)音設備方式實(shí)現VOIP的技術(shù)場(chǎng)景。最近幾年，SIP trunk和IMS的出現，傳統PSTN設備也逐漸退出了市場(chǎng)，完全虛擬化的平臺開(kāi)始正式進(jìn)入到了VOIP領(lǐng)域。但是，無(wú)論我們討論的這些技術(shù)如何發(fā)展，這些技術(shù)仍然局限于企業(yè)本地網(wǎng)絡(luò )或者基于企業(yè)內外的配置環(huán)境。另外，隨著(zhù)企業(yè)管理層級的不斷變化，電話(huà)功能需要和其他第三方進(jìn)行完美融合。很多企業(yè)IPPBX系統需要更多的對接支持第三方的業(yè)務(wù)功能，這些業(yè)務(wù)功能的部署需要增加對接的接口或者管理設置。這同樣要求企業(yè)IPPBX平臺能夠靈活支持各種第三方接口，同時(shí)能夠保證這些服務(wù)是在企業(yè)技術(shù)管理的范圍之內的。SDN和SD-WAN的出現給傳統的技術(shù)架構帶來(lái)了更多的技術(shù)融合的可能性。SDN和SD-WAN除了滿(mǎn)足了在VOIP領(lǐng)域技術(shù)的要求，同時(shí)支持了云計算中的各種業(yè)務(wù)要求。因此，SDN可能是對傳統網(wǎng)絡(luò )架構的顛覆，同時(shí)因為各種因為傳統網(wǎng)絡(luò )部署所引起的各種問(wèn)題也讓用戶(hù)開(kāi)始考慮向SDN和SD-WAN技術(shù)架構遷移。以下調查說(shuō)明了企業(yè)真正考慮遷移的幾個(gè)要素：

　　

　　SDN稱(chēng)之為軟件定義網(wǎng)絡(luò )，顧名思義，如果從簡(jiǎn)單概念來(lái)說(shuō)就是通過(guò)可編程方式通過(guò)軟件定義實(shí)現各種互聯(lián)網(wǎng)功能。SDN技術(shù)雖然一直在發(fā)展，但是，因為周邊各種技術(shù)的不斷成熟，例如虛擬化等，這一技術(shù)在最近幾年突然開(kāi)始火熱起來(lái)。針對SDN技術(shù)架構，相關(guān)技術(shù)機構發(fā)布了關(guān)于SDN技術(shù)架構說(shuō)明-RFC7462，從RFC7462詳解來(lái)說(shuō)，SDN 網(wǎng)絡(luò )技術(shù)架構包括幾個(gè)不同的層級：

　　網(wǎng)絡(luò )設備， 控制層， 管理層， 網(wǎng)絡(luò )服務(wù)抽象層和應用抽象層。SDN 南向接口包括的模式為：ForCES，NETCONF/YANG，OpenFlow，I2RS，SNMP，PCEP和BFD。其具體細節，讀者可以查閱RFC7462，因為篇幅所限，這里不再做過(guò)多技術(shù)。讀者可參閱以下示例了解SDN其具體的架構：

　

　　Nick Feamster 提出來(lái)關(guān)于SDN的發(fā)展路徑的研究討論，讀者可以通過(guò)如下示例參考學(xué)習：

　　

　　Nick Feamster 在其發(fā)表的論文中專(zhuān)門(mén)針對虛擬化和SDN的關(guān)系做過(guò)非常詳細的討論。在傳統的網(wǎng)絡(luò )設備環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò )設備廠(chǎng)家的設備本身所提供的功能都已經(jīng)限定在了設備中，其他第三方集成商基本上沒(méi)有任何可能對此設備進(jìn)行其他功能的支持或者自定義更多的應用，SDN實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )硬件設備和業(yè)務(wù)功能，應用的分離，通過(guò)虛擬化方式和各種API接口。它支持了控制層，數據管理層和設備層的分離。

　　關(guān)于SDN的技術(shù)研究，很多國家的研究人員都分別根據不同的研究領(lǐng)域做了很多不同的研究。目前，在SDN技術(shù)研究中，美國是研究人員發(fā)布的研究論文是最多的，中國是關(guān)于SDN技術(shù)發(fā)表論文第二多的國家。這也說(shuō)明，結合目前的云計算部署，中國對SDN的技術(shù)研究已經(jīng)真正進(jìn)入到第一集團軍行列。

　　

　　在軟件定義網(wǎng)絡(luò )的研究中，這些研究人員關(guān)注的領(lǐng)域包括了：網(wǎng)絡(luò )虛擬化，云計算，流量工程管理，均衡負載，QoS，OpenFlow，網(wǎng)絡(luò )管理和安全等非常核心的問(wèn)題。從研究人員的研究對象來(lái)看，這也說(shuō)明目前SDN的應用和發(fā)展的趨勢，以及產(chǎn)品市場(chǎng)化需要投入的資源方向。

　　

　　如果讀者對SDN網(wǎng)絡(luò )有極大興趣，想系統完整了解SDN技術(shù)詳解的話(huà)，建議讀者閱讀Diego Kreutz 等研究人員發(fā)表的論文：

　　Software-Defined Networking: A Comprehensive Survey

　　www.ieee.org

　　在其論文中，根據RFC7462，對各個(gè)部分都做了比較詳細說(shuō)明，同時(shí)對相應技術(shù)的歷史發(fā)展和廠(chǎng)家產(chǎn)品都做了總結，可以幫助讀者快速了解SDN網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。

　　

　　在部署SDN方面和SDN控制器的選擇上，IT管理人員可以根據以下十個(gè)方面建議對SDN控制器選擇做出自己的決定，IT管理人員需要考慮的建議包括：OpenFlow 支持，網(wǎng)絡(luò )功能，可支持軟件定義，可靠性，集中管理和可視化界面，虛擬化，執行性能，安全策略配置，廠(chǎng)家自身能力等。

　　

　　隨著(zhù)SDN技術(shù)的發(fā)展，在具體的企業(yè)業(yè)務(wù)部署中，其技術(shù)架構仍然很難完全在企業(yè)部署中完全得到應用。最早的SDN的技術(shù)架構其目的是更新現代的基于LAN網(wǎng)絡(luò )的架構，針對數據中心和網(wǎng)絡(luò )服務(wù)商。因為部署SD-WAN存在一定的技術(shù)風(fēng)險，絕大部分的企業(yè)不會(huì )輕易對企業(yè)網(wǎng)絡(luò )架構中非常大的調整。遷移速度取決于企業(yè)本身的資源和對SD-WAN認可的成熟度。

　　另外，傳統的WAN技術(shù)也發(fā)生了很多的變化，隨著(zhù)部署設備越來(lái)越多，用戶(hù)希望支持統一的更多的數據流量管理，統一的更多的安全管理和實(shí)時(shí)統計數據等，這種傳統的WAN架構已經(jīng)不能完全適應分布式和其他不同地區終端業(yè)務(wù)接入的模式，特別是不能完全適應互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展模式。

　　

　　數據中心MPLS對接企業(yè)網(wǎng)絡(luò )以及分公司和應用接入的部署方式：

　

　　具體來(lái)說(shuō)，傳統的WAN網(wǎng)絡(luò )技術(shù)架構存在幾個(gè)比較嚴重的問(wèn)題：

　　SD-WAN的技術(shù)借用了很多SDN的技術(shù)特色，提供了針對企業(yè)廣域網(wǎng)絡(luò )的支持。兩者之間有其相同之處也有它們的不同之處。其基本定義是針對企業(yè)網(wǎng)絡(luò )提供軟件定義的應用程序的路由管理功能和數據路由的功能，對不同網(wǎng)絡(luò )硬件進(jìn)行抽象虛擬化處理，提供比標準WAN更靈活的網(wǎng)絡(luò )定義負責，連接企業(yè)不同地域，分支機構和網(wǎng)絡(luò )服務(wù)商和云平臺的技術(shù)架構。

　　首先，根據他們的字面意思也可以了解，它們都是“SD”，SD 表示軟件定義。它們一開(kāi)始都是管理層和和數據層分離的模式，它們都基于X86架構來(lái)實(shí)現，因此也都支持虛擬化的功能，例如VNF等。

　

　　前面筆者已經(jīng)說(shuō)明，傳統的PSTN網(wǎng)絡(luò )和最近正在使用的IP網(wǎng)絡(luò )基本上都是基于MPLS網(wǎng)絡(luò )和其他的傳統IP網(wǎng)絡(luò )架構設計。隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)應用，特別是很多訂閱服務(wù)的興起，企業(yè)網(wǎng)絡(luò )需要更新很多的業(yè)務(wù)支持能力來(lái)滿(mǎn)足互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。針對比較核心的功能，例如云存儲，集中維護，集中安全設置控制，流量監控和多地部署等要求來(lái)說(shuō)，和MPLS對比，SD-WAN更加適應目前最新的云計算應用場(chǎng)景。以下圖例說(shuō)明了部署SD-WAN的驅動(dòng)力：

　

　　雖然，目前的網(wǎng)絡(luò )帶寬也非常快速，但是，在跨區域和高清語(yǔ)音視頻方面仍然需要更多的優(yōu)化和改善。和MPLS相比，SD-WAN對VoIP，特別是語(yǔ)音質(zhì)量方面都有非常明顯的優(yōu)勢，例如語(yǔ)音抖動(dòng)問(wèn)題和時(shí)延優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò )加速，網(wǎng)絡(luò )終端部署和監控管理都起到了非常好的作用。

　　

　　讓我們看看目前的MPLS實(shí)現的網(wǎng)絡(luò )架構，在以下示例中，MPLS支持的各個(gè)分公司和異地機房通過(guò)PE/P路由器實(shí)現連接。

　

　　通過(guò)以上圖例我們看看出，MPLS需要經(jīng)過(guò)路由器的各種復雜配置，維護管理成本非常高。MPLS支持的QoS，服務(wù)級別和基于VPN設置的設置對各種語(yǔ)音數據優(yōu)先級處理缺乏靈活動(dòng)態(tài)的處理，其設置基本上基于固定配置來(lái)進(jìn)行設置，對語(yǔ)音和數據優(yōu)先級控制缺乏靈活動(dòng)態(tài)監控支持。SD-WAN通過(guò)軟件定義網(wǎng)絡(luò )的控制中心對智能數據分析做出最快速的判斷，并且根據實(shí)時(shí)數據做動(dòng)態(tài)路由調整，例如如果用戶(hù)發(fā)起視頻會(huì )議，視頻會(huì )議人數動(dòng)態(tài)調整支持等。

　　另外，無(wú)論硬件通信廠(chǎng)家還是客戶(hù)，因為云計算的逐漸普及，很多需求都發(fā)生了非常大的變化。在云計算時(shí)代，VoIP軟硬件廠(chǎng)商需要滿(mǎn)足集成商客戶(hù)的要求：

　　根據MPLS的技術(shù)屬性來(lái)說(shuō)，MPLS要滿(mǎn)足云計算和分布式，移動(dòng)性等當前最新的技術(shù)來(lái)說(shuō)是非常困難的。集成商或者服務(wù)提供商需要改變網(wǎng)絡(luò )模式，使用SD-WAN或者SD-WAN結合目前的MPLS是技術(shù)上的一個(gè)相對比較好的選擇，既兼顧了通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接的業(yè)務(wù)連接，又兼顧了物理連接并且確保了更穩定的服務(wù)連接。

　　智能邊緣設備上電以后，通過(guò)SD_WAN 控制中心自動(dòng)適配需要的配置，包括安全，路由策略，其他的賬號設置等信息。

　　雖然SD-WAN具備了一定的部署優(yōu)勢，畢竟，SD-WAN依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò )傳輸，在網(wǎng)絡(luò )連接的穩定性和丟包處理方面仍然需要提升其性能。不過(guò)，隨著(zhù)SD-WAN的部署越來(lái)越多，網(wǎng)絡(luò )帶寬不斷增加和優(yōu)化，很多的研究人員包括業(yè)務(wù)測試結果也逐漸顯示出其優(yōu)越性，帶寬的增加和網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化方面有了很大進(jìn)步，所以，SD-WAN的網(wǎng)絡(luò )連接穩定性不是太大的問(wèn)題。

　　

　　用戶(hù)部署SD-WAN后，用戶(hù)可以針對語(yǔ)音時(shí)延和丟包問(wèn)題進(jìn)行更多的優(yōu)化，對VOIP語(yǔ)音質(zhì)量有更好支持。Damian Radcliffe 在其論文中，針對SD-WAN中遠程辦公人員語(yǔ)音解決方案的討論中對SD-WAN部署和時(shí)延做了非常詳細研究，其部署示例如下：

　　

　　

　　

　　通過(guò)雙SD-WAN和單SD-WAN以及寬帶環(huán)境中的測試結果：

　

　　在最終測試中，雙SD-WAN環(huán)境中對于語(yǔ)音質(zhì)量的各種參數來(lái)說(shuō)，其參數結果是最穩定的。

　　SD-WAN具備靈活調整網(wǎng)絡(luò )流量的能力。Ruben在其關(guān)于數據中心連接SD-WAN部署環(huán)境的論文中，作者針對通過(guò)SD-WAN對SDN中關(guān)于VOIP數據流量控制的實(shí)現方式做了比較詳細分析，通過(guò)Asterisk和測試工具之間的呼叫，使用G.711編碼分別執行150呼叫和300呼叫以后的CPU負載狀態(tài)，帶寬負載狀態(tài)進(jìn)行對比分析，此研究成果對SD-WAN流量控制有非常高的參考價(jià)值。其基本模型參考RFC7462中的架構，結合兩個(gè)SDDC（軟件定義數據中心）數據中心對接，實(shí)現SD-WAN流量控制：

　

　　

　　在OpenStack中安裝Ubutun操作系統和容器，容器中安裝Asterisk和FreePBX。通過(guò)SIP測試工具對服務(wù)器端進(jìn)行語(yǔ)音呼叫。通過(guò)SD 控制器對流量進(jìn)行控制分析，得出以下測試結果：

　　

　　如果讀者對關(guān)于SD-WAN環(huán)境中語(yǔ)音時(shí)延，丟包等問(wèn)題的討論，讀者可以參考以上兩位作者的論文做進(jìn)一步學(xué)習。具體文獻詳情，請查閱參考資料鏈接。

　　筆者在以上的討論中，對SD-WAN優(yōu)化VOIP呼叫環(huán)境做了基本的補充和其技術(shù)架構的討論。在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中，Ribbon SD-WAN 針對VOIP 電話(huà)系統融合通信系統提供了完整的解決方案。Ribbon的SD-WAN 解決方案通過(guò)智能邊緣終端EdgeMarc/SBC和EdgeView實(shí)現控制端對中心的智能連接。在智能邊緣終端可以支持LTE/SIP/IMS/E1以及普通寬帶服務(wù)，EdgeView控制中心可以實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的智能路由，應用優(yōu)先級設置，多方式呼叫對接，有狀態(tài)SIP會(huì )話(huà)遷移和網(wǎng)絡(luò )編排。Ribbon SD-WAN部署的場(chǎng)景可適用于：物流快遞行業(yè)呼叫中心客服系統解決方案，異地連鎖店電話(huà)通信解決方案，汽車(chē)4S店通信解決方案，教育培訓機構的多地互通互聯(lián)解決方案，和跨國公司異地分公司互聯(lián)互通解決方案等。這些企業(yè)都具有異地部署，終端發(fā)布廣，需要集中管理等業(yè)務(wù)要求，同時(shí)在本地需要不同的接入來(lái)支持本地業(yè)務(wù)。通過(guò)Ribbon SD-WAN，結合智能邊緣網(wǎng)關(guān)就可以完美實(shí)現這些企業(yè)的所要求的功能。

　　

　　

　　在具體實(shí)現方式中，通過(guò)Ribbon SD-WAN可以實(shí)現智能邊緣終端自動(dòng)部署，基于實(shí)時(shí)MoS的動(dòng)態(tài)路由，問(wèn)題排查告警中心處理，通過(guò)智能邊緣終端實(shí)現HA/SIP/IMS core/PSTN的逃生和可靠性部署，并且通過(guò)EdgeView實(shí)現網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)，提供更穩定的網(wǎng)絡(luò )路徑。EdgeView通過(guò)針對企業(yè)內網(wǎng)所有終端和服務(wù)器端設備模塊的智能統計分析，并且產(chǎn)生實(shí)時(shí)報告。

　　同時(shí)，Ribbon SD-WAN解決方案可以實(shí)現大規模集群部署和虛擬化部署方式，方便儲存和各種虛擬平臺支持。

　　

　　筆者通過(guò)以上分享，對SDN，SD-WAN的基本背景中了比較詳細說(shuō)明，對目前SDN網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的一些研究領(lǐng)域和各國國家所研究的項目發(fā)布做了簡(jiǎn)單回顧，同時(shí)針對MPLS的局限性和目前企業(yè)VOIP網(wǎng)絡(luò )對互聯(lián)網(wǎng)支持的兼容性做了比較多的討論。

　　因為MPLS本身的技術(shù)的局限性，其部署方式和管理方式已經(jīng)嚴重阻礙了企業(yè)往云平臺遷移的目標，很多傳統的部署方式不能滿(mǎn)足云計算的要求。因此，很多的企業(yè)網(wǎng)絡(luò )也考慮通過(guò)SD-WAN和MPLS的結合逐步實(shí)現更多的云計算的功能。通過(guò)SD-WAN的部署方式可以?xún)?yōu)化很多的VOIP的問(wèn)題，包括時(shí)延問(wèn)題，安全管理問(wèn)題，第三方對接的管理和完整網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)的管理。

　　當然，在往SD-WAN遷移過(guò)程中，人的思維的轉變是一個(gè)比較大的挑戰。很多企業(yè)IT主管和領(lǐng)導仍然對其技術(shù)部署方式存在很多的擔心和憂(yōu)慮，也包括運維人員的技術(shù)和管理方式的轉變。這些都需要企業(yè)本身通過(guò)對技術(shù)人員的教育來(lái)幫助他們理解技術(shù)架構的轉型。