SDN과 NFV의 Killer Application으로 SD-WAN (Software Defined Wide Area Network)이 최근 큰 관심을 끌고 있다. SD-WAN은 그저 주목받는 미래 기술이 아니라 이미 상용망에 도입되고 있다.

 

해외의 경우 (특히, 미국) 2015년부터 기업들이 기존 통신사업자가 제공하는 WAN 서비스 (MPLS, TDM)에서 SD-WAN 자체 구축으로 Migration이 발생하기 시작했다. 이에 대응하여 2016년 하반기부터 미국을 중심으로 통신사업자들의 SD-WAN 서비스가 본격적으로 출시되고 있다.

 

SD-WAN은 기업의 각 거점(본사, 지사, 데이터센터, 클라우드 등)에 SD-WAN CPE를 넣고, 품질과 요금이 다른 여러 망 (MPLS, 인터넷, 3G/4G)을 이용하여 SD-WAN CPE들간에 가상의 오버레이 사설망을 만들어주는 기술이다.

 

SD-WAN이 각광 받는 이유는 (1) 초저가인 브로드밴드 회선을 이용하여 WAN의 대역폭을 대폭 늘일 수 있고, (2) 여러 망을 Underlay로 두어 가용성이 개선되고, (3) 프러비져닝/업데이트/설정변경을 중앙의 서버에서 일괄/자동 수행하여 빠르고 OPEX도 절감된다는 데 있다.  

 

 

인터넷을 통해 기업 트래픽을 흘린다고 생각하면 먼저 떠오르는 Concern이 보안과 품질이다.

 

SD-WAN에서는 각 SD-WAN CPE간의 트래픽을 모두 암호화(AES)하여 IPsec 터널로 보낸다.

 

MPLS망은 초고속 인터넷에 비해 고가이어도 고품질을 제공해준다. 초고속 인터넷은 MPLS VPN같은 SLA가 없다. Latency나 Packet loss가 보장되지 않는다. 복골복이다. 개인이 집에서 쓰는 서비스이다. 그런데, 이 인터넷을 통해 VoIP, 화상회의, ERP같은 critical한 응용 트래픽을 전달해도 되나하는 걱정이다.

 

이러한 Concern에도 불구하고 SD-WAN이 실제로 도입되는 이유는 SD-WAN 벤더들이 다양한, Proprietary한 경로 제어, 품질 제어를 해주기 때문이다. 대표적인 SD-WAN 제공 벤더로는 Velocloud, Viptela, Versa Networks, Cisco, Juniper, Riverbed, Silver Peak, Citrix 등이 있으며 이들은 SD-WAN 솔루션을 직접 기업에 판매하거나 또는 통신사업자에게 공급해주어 통신사업자가 Managed SD-WAN 서비스를 기업에 제공하게 해준다.    

 

각 SD-WAN 벤더의 경로 제어, 품질 제어 방식은 벤더별로 조금씩 다르다(마치 몇년전에 Mobile Video Optimization 벤더들이 각자의 최적화 방식을 갖고 있었던 것처럼).

 

본 블로그에서는 먼저 Silver Peak의 방식에 대해 살펴본다.  

 

Silver Peak의 SD-WAN 솔루션은 각 거점에 도입되는 SD-WAN CPE인 Unity EdgeConnect 와 SD-WAN Controller인 Unity Orchestrator 로 구성된다.

 

Controller가 CPE에 정책을 내려주는 데, 다양한 Configuration이 가능하다.

 

Silver Peak는 {low-loss, low-latency, load balancing, preferred i/f}의 5개의 경로 선택 정책을 지원하며 기업 운영자가 응용별로 이중에 하나씩 지정해준다.  

 

 

 

1. 응용별로 경로 특정

 

먼저 첫째로 응용별로 MPLS 경로나 인터넷 경로를 특정해주는 것이다. 예를 들어 VoIP, 화상회의, ERP는 MPLS 경로로 보내고 나머지는 인터넷 경로로 보내는 식이다.

 

 

2. Dynamic Path Control (DPC)

 

MPLS망과 인터넷망 둘 다 패킷망이다. 패킷망은 늘 Congestion이 발생할 확률을 가지고 있다. 그래서 각 응용 트래픽이 특정된 망을 고집하지 않고 망 상황에 실시간으로 반응하여 경로를 바꿔주는 경로 제어 기술이 SD-WAN 업체에게 핵심 기술이다.

 

Silver Peak는 이를 Dynamic Path Control (DPC)이라고 명명하고 있다. 각 SD-WAN CPE는 복수 Tunnel의 품질 (Latency, Packet Loss, Jitter, Throughput)을 실시간으로 모니터링한다.

 

예를 들어 VoIP 응용에 대해 DPC를 적용하고 "Low-loss" 정책을 지정해주면 VoIP 패킷들은 그때 그때의 망 Packet loss 품질 상황에 따라 MPLS 경로로 보내다가 인터넷 경로로 보내다가를 계속하여 항상 좋은 품질의 경로로 전달된다 (두 경로로 로드밸런싱시키는 개념은 아니다).

 

운영자는 각 응용별로 "low-loss"나 "low-latency"를 지정해주면 된다.

 

 

3. Tunnel Bonding

 

Data Replication, Backup, File Transfer 같은 응용은 가용한 대역폭이 많을수록 좋다. 즉, 한 경로만 이용하지 않고 복수 경로를 모두 이용하여 데이터를 전달하여 업로드/다운로드 시간을 줄여주는 것이 미덕이다.

 

Silver Peak는 이를 "Tunnel Bonding"이라고 부른다. 하나의 Flow에 속한 패킷들을 패킷 단위로 여러 경로로 로드밸런싱시켜 가용한 BW를 최대로 사용하게 해주는 것이다. 마치 국내에도 상용화된 MPTCP (Multi-Path TCP)와 비슷하다.

 

이렇게 여러 경로로 패킷을 분산시켜 전송하면 각 경로 (MPLS 경로, 인터넷 경로)로 보내진 패킷들이 수신단에 도착했을 때 순서가 바뀌어 버리는 경우가 발생하게 되고 이는 TCP 재전송을 유발시켜 Throughput이 저하된다. Silver Peak는 수신단 SD-WAN CPE에서 Re-sequencing하여 이 문제를 해결한다. Silver Peak는 이를 Packet Order Correction (POC)라고 부른다.  

 

 

4. FEC (Forward Error Control)

 

인터넷망의 경우 Packet Loss가 보장되지 않아 중간에 손실된 패킷들은 TCP 재전송을 유발시키고 이는 TCP Throughput을 확 떨어뜨린다. Silver Peak에서는 이를 막기 위해 FEC 패킷을 도중에 삽입한다. 아래 그림처럼 FEC 패킷들은 MPLS 경로로 따로 보낼 수도 있고 인터넷 경로로 그냥 보낼 수도 있다. 

 

 

이상에서 살펴본 바와 같이 Silver Peak는 각 경로의 품질 상황에 따라 실시간으로 경로를 변경해주고 (DPC: 동적 경로 제어), 복수 경로를 모두 사용하여 로드밸런싱시켜 (Tunnel Bonding) 데이터 전달 속도를 향상시켜주고, Packet Order Control과 FEC를 통해 전달 중 발생한 사고(Out-of-Order, Packet Loss)의 영향을 무마시켜주어 Throughput을 향상시켜주는 것이 핵심 기술이다.

 

즉, 걱정되는 인터넷 경로도 효율적이고 품질 좋게 사용할 수 있게 해준 것이다.

 

Silver Peak사의 SD-WAN 경로 제어, 품질 제어에 관해 살펴봤고 타 벤더들의 기술에 대해서도 차례로 알아보도록 하자.

 

 

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SD-WAN 벤더 솔루션 비교 Version 1.1, 넷매니아즈 원샷 갤러리