孚塔云网SD-WAN关键技术白皮书
孚塔云网SD-WAN 关键功能 技术白皮书
导引：
本文分为“系统简介”，和“关键技术”两部分，
对SD-WAN系统比较了解可以直接看关键技术部分，这一部分是原生方案和专有实现。
孚塔（FlotaNet）SD-WAN系统简介：
FlotaNet SD-WAN系统是由CE，PE（数据平面），控制器（控制平面），管理控制台，运维监控后台（管理平面）组成。
· 系统模块
· 系统拓扑示例：
· 系统功能
用户登陆到控制台后，可以配置SD-WAN网络、查看节点和线路状态，查看流量信息。
节点和线路不可用有短信报警。
· CE硬件规格
支持多种部署形态（工控机、万兆网卡裸金属、docker、公有云虚拟化），CE 硬件规格可以按需定制，支持（10M-10G）适配硬件形态。
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型号 |
硬件规格/形态 |
性能 |
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FB-2 |
Intel e5-2650-v3，1U, 2口万兆 |
4core CPU， 10G加密传输 |
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FB-1 |
Intel I3550 CPU，1U，6口千兆 |
千兆加密 |
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FA-1 |
赛扬J1900CPU，工控机，4口千兆 |
600M加密 |
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FVA-2 |
4core 8G，虚拟机，万兆SRIOV网卡 |
4core CPU， 5G加密传输，10G非加密 |
性能规格（FA-1，FB-1）：
· 运维支持
硬件设备自带4G带外远程维护模块，孚塔技术人员 对设备和线路可用性远程监控短信报警，7*24小时远程支持。
关键功能：
1.多线路聚合,流量负载（LAG link-aggregation）
把CE上不同ISP/底层线路的多条上行接入物理网口，聚合成为一个虚拟逻辑网口。
FlotaNet CE设备网口的LAG实现同交换机的LAG实现不同，主要区别交换机工作在二层网络而FlotaNet工作在网络传输层（L4/TCP/UDP）上，调度粒度面向连接，防止数据包乱序，可以参考LVS实现理解。）
· 1.链路健康检查
支持物理链路心跳发送探测，自定义心跳间隔、down阈值、up阈值；异常链路实时切换。
· 2.链路流量负载均衡
对连接的传输延迟/并发连接/带宽/丢包率实时统计，算法策略可选（算法策略如下，支持按需定制）。
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链路聚合（LAG）负载算法 |
算法说明 |
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加权轮询 WRR （Weighted Less Connection）
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TCP/UDP新建连接按照权重调度到对应物理链路上。 |
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加权最小连接数 WLC （Weighted Less Connection）
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物理链路上TCP/UDP当前并发建连接按照权重选择最小调度。 |
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带宽顺序溢出 BOF （Bandwidth OverFlow）
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A，B，C三条物理链路，预设带宽 A 10M，B 10M，C10M，如果总流量小于10M都走A，如果总流量15M超出10M，超出的5M部分走B，依次类推到C； 按照A，B，C顺序预设带宽溢出的方式使用链路带宽。 |
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最大可用带宽 BMA （Bandwidth Maximum Available）
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物理链路带宽A 100M，B 60M，如果总流量小于100-60= 40M全部走A，超过40M以后A，B各一半，保持各链路可用带宽均等。 |
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最小延迟 RTT （Round Trip Time）
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按照链路最小延迟选择物理链路，带宽满后选下一个； |
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丢包阈值 PLR （Packet Loss Rate）
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阶段丢包率超过阈值后链路暂时不调度，当前连接并不切换（这一点跟HC不可用切换走逻辑不一样） |
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支持按需定制算法
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按需组合定制调度策略（链路 延迟/并发连接/带宽/丢包率 统计） |
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主从模式（Active-Standby）
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物理链路权重设为0，1，2默认全部流量按权重调度到1/2链路上，1/2不可用切换到0，1/2任意一个恢复则切换回去。 |
2.专利传输协议
专利协议 / FlotaStack
专利协议FlotaStack用于在网络层（IP层）优化SD-WAN数据报文传输，并且高性能实现到产品中，数据平面核心传输引擎。
因为孚塔Stack工作在IP层，对上层屏蔽，所以同上层层优化（传输层TCP bbr/UDP）和（应用层QUIC、HTTP/2）完全兼容。
协议传输性能（高性能实现）：
同样J1900 工控CPU，实现600M/s加密传输+6万并发TCP连接+6万并发UDP连接，高于友商同配置硬件效能。
协议的核心能力（带宽优化/ 报文转换）：
· 提高传输带宽利用率
1:1内外网包文封包长度，相比IPSecVPN等用隧道包头封装协议，提高了传输的有效带宽比。
在700M实际流量园区互联网口统计测试，平均业务IP包长236字节，IPSec封装开销120字节，可以节省大约30%带宽。
· 物理专线备份
互联网上实现虚拟专线跟物理专线1:1的备份，因为MTU相等（1500），流量从物理专线切入到设备基于互联网实现的虚拟专线时，因为虚拟专线MTU也是1500，可以实现热切，长连接继续。（否则当前连接就会hang住，流量图断崖。）
替代方案是服务器网卡都降低MTU比如到1350，但是对DCI传输这种配置就会造成非标配置给集群运维带来不稳定性。
· 协议转换
IP层协议在路由介质非隧道方式透明转换，譬如：L2VLAN-over-L3 和 IPv6-over-IPv4 等；
优势是对IDC内网配置完全透明，不需要对网口做特殊设置，比如减少MTU包长避免分片。
2.1 IPv6 over IPv4
实现内网IPv6协议数据包文在IPv4 & Internet上传输，且支持内网最大MTU报文（1500）；
核心应用：
虚拟专线组网；IPv6 IP基于IPv4公网透传；
场景举例：
一个合肥科技园区上网流量，流量都是最大MTU 1500字节，700M流量而且各种报文混杂比如IPSec，GRE，IPIP，纯透明IP层业务。合肥的机器网卡配置香港IPv6 IP，但是从杭州出口访问互联网，FLotaLINK可以基于合肥-香港的IPv4线路把用户的IPv6流量从合肥加密传输到杭州，同时MTU不变；
2.2 L2（VLAN）over IPv4 Internet
场景同功能2.1类似，效果同上一致，支持2层内网在公网传输同时保持加密且MTU支持1500。
3.Flota-ADN方案
应用场景：
Flota-ADN是面向PaaS和App/SDK云服务的广域网络加速方案（对标 UCloud X-PATH、腾讯云 全球加速）。
适用于各种基于TCP/UDP的云服务加速，服务源站可以部署在本地数据中心内网，也可以部署公有云，例如：
· 消息队列中间件（Rabbit MQ/ Zero MQ）服务端口；
· Restful API服务端口；
· 视频语音流RTMP、WebRTC等推拉流服务端口；
· IM-SDK传输协议MQTT协议服务端口；
· 工业互联网协议OPC等协议服务端口；
· 基于TCP/IP的自定义私有应用/会话层协议；
· HTTPS/TlS SSL/QUIC...
功能特性：
FLota-ADN 依托全球/全国传输组网，为Paas和App云服务提供：
· 客户端/SDK在当地互联网IP接入；
· 全球传输带宽和冗余链路实现快速/稳定的访问回源；
· 短连接TCP三次握手加速；
· Syn-Flood攻击防护；
· 源站无论在本地机房还是公有云，在IP层就获取到远端（客户端/SDK）的真实IP地址，完美兼容各种数据分析控件；
