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Conceitos e Componentes Cisco SD-WAN

Conceitos e Componentes Cisco SD-WAN

by André Ortega / terça-feira, 30 junho 2020 / Published in Cisco, Routers

Há uns 5 ou 6 anos tivemos a explosão do SDN – Software Defined Network. Não importava a pergunta a resposta era SDN. No entanto, naquele momento, tínhamos a visão mas não muitas opções maduras no mercado.

O tempo passou e as soluções foram melhorando, outras surgindo, em várias áreas. Para a WAN a Cisco adquiriu um empresa chamada Viptela, e vem trazendo as funcionalidades, bem como criando novas, para os roteadores.

A solução é bastante interessante, e também muito diferente do que nós, acostumados com a “tela preta”, conhecemos.

Arquitetura e Componentes

Como toda solução SDN que se preze, o SD-WAN Cisco é composto por planos separados de orquestração, gerenciamento, controle e dados.

  • Plano de Gerenciamento: É responsável pela configuração e monitoramento centralizado.
  • Plano de Orquestração: Auxilia na integração automática dos roteadores no overlay SD-WAN.
  • Plano de Controle: Cria e mantém a topologia da rede, e toma decisões sobre encaminhamento do tráfego
  • Plano de Dados: Responsável pelo encaminhamento de pacotes com base nas decisões do plano de controle.

Arquitetura Cisco SD-WAN

Temos componentes específicos para cada plano:

  • vManage (Gerenciamento):  Sistema de gerenciamento (appliance virtual) da rede SD-WAN, fornece interface gráfica para monitorar e configurar a solução.
  • vBond (Orquestração): Componente baseado em software, executa a autenticação inicial dos dispositivos WAN Edge e orquestra a conectividade vSmart, vManage e WAN Edge. É um tipo de controladora.
  • vSmart (Controle): Baseado em software, mantém uma conexão segura com cada roteador e distribui informações de rotas e políticas por meio do OMP. Também orquestra a conectividade segura do plano de dados entre os roteadores, enviando informações de chave de criptografia. Também é uma controladora.
  • vEdge/cEdge (Dados): Disponível em hardware ou em software, fornece conectividade segura do plano de dados entre os sites em um ou mais transportes WAN. É responsável pelo encaminhamento de tráfego, segurança, qualidade de serviço (QoS), e muito mais.

Os softwares que compõem a gerência (vManage, vBond e vSmart) podem ser instalados “on primeses”, ou na cloud Cisco (alías recomendado, facilita muito a montagem do ambiente além de todos os benefícios de usar a cloud).

E quando falamos de soluções SDN, normalmente temos também os conceitos de Underlay e Overlay. No caso do SD-WAN podemos considerar que:

  • Underlay: É a infraestrutura de rede física que conecta os roteadores e roteia o tráfego entre dispositivos. Geralmente composto pelas conexões do roteador WAN à rede de transporte e à própria rede de transporte. As interfaces conectadas à rede underlay fazem parte da VPN 0 (VPN de transporte) e fornecem conectividade entre os TLOCs para que os túneis IPSec possam ser construídos.
  • Overlay: Os túneis IPsec entre os sites formam a rede de overlay SD-WAN, garantindo a conectividade e abstraindo o caminho físico.

OMP e BFD: A base do SD-WAN

Como podemos perceber a solução conta com vários elementos, todos importantes, mas a base é formada pelos protocolos OMP e BFD.

  • OMP – Overlay Management Protocol: Protocolo de roteamento que possui uma estrutura semelhante ao BGP, gerencia o overlay SD-WAN. É executado entre os vSmarts e entre os vSmarts e os roteadores, onde as informações do plano de controle, como prefixos, gateways, chaves de criptografias e informações de política, são trocadas usando uma conexão DTLS ou TLS. O controlador vSmart funciona como um refletor de rota; recebe rotas dos roteadores WAN Edge, processa e aplica as políticas, e depois anuncia as rotas para outros roteadores na rede overlay.
  • BFD – Bidirectional Forwarding Detection: Protocolo executado entre os roteadores, em todos os transportes, encapsulado nos túneis IPSec. O BFD opera no modo de eco (um roteador envia o pacote e o receptor devolve sem processá-lo). Seu objetivo é detectar quedas e também medir várias características do caminho, como perda, latência e jitter. Essas medições são comparadas e usadas na escolha do melhor caminho.

OMP e BFD Cisco SD-WAN

Terminologia e itens específicos SD-WAN

Neste novo mundo, temos novos termos, específicos da solução.

  • Site ID: Identificador exclusivo de um site na rede SD-WAN, com um valor numérico de 1 a 4294967295. Identifica o local de origem de um prefixo anunciado.
  • System IP: Um endereço IP persistente que identifica o vEdge (semelhante ao router ID. e usado como router ID no OSPF e BGP) independente de qualquer endereço de interface.
  • Transport Color: Tag usada pelo control plane, identifica um TLOC. Pode ser 3g, biz-internet, blue, bronze, custom1, custom2, custom3, default, e outras pré definidas.
  • TLOC:  O Transport Location é o ponto de conexão do roteador com o transporte WAN. Um TLOC é identificado e representado exclusivamente pelo System IP, Color e encapsulamento (GRE ou IPsec). Quando um TLOC é marcado como restrito, ele stabelece túneis com um TLOC remoto somente se tiver a mesma cor.
  • VPN: As VPNs (ou como conhecemos, VRFs) dividem a rede em diferentes segmentos. Por padrão temos a VPN 0 (transport) e VPN 512 (managment). Outras VPNs/VRFs são criadas no Servise Side (“LAN”).

VPN Cisco SD-WAN

  • Túnel:  Conexão virtual entre os roteadores, criptografada usando IPSec.
  • DIA: Direct Internet Access, configuração que permite acesso à internet sem passar pelo site concentrador.

Mais informações nos links abaixo:

  • Design Guide
  • Deployment Guide
  • Documentation

Até a próxima.

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Tagged under: BFD, CiscoChampion, OMP, Overlay, SD-WAN, Underlay, vBond, vEdge, vManage, vSmart

About André Ortega

Formando em Processamento de Dados e Ciência da Computação. Especialista Cisco (CCNP Enterprise e CCNP Security). Quinze anos de experiência na área.

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