WAN の

ソフトウェア定義広域ネットワーク（SD-WAN）は、ソフトウェア定義ネットワーク技術を使用する広域ネットワークであり、例えば、組織の内部の場所宛てに暗号化されたオーバーレイトンネルを使用してインターネット経由で通信するなどです。 ^[1]

標準のトンネル設定および構成メッセージがすべてのネットワークハードウェアベンダーによってサポートされている場合、SD-WAN はネットワークハードウェアをその制御メカニズムから切り離すことによって WAN の管理と操作を簡素化します。この概念は、ソフトウェア定義ネットワークが仮想化テクノロジを実装してデータセンターの管理と操作を改善する方法に似ています。^[1]実際には、独自のプロトコルを使用して SD-WAN を設定および管理するため、ハードウェアとその制御メカニズムは切り離されていません。

SD-WANの主な用途は、企業が低コストで市販のインターネットアクセスを使用して高性能なWANを構築できるようにし、 MPLSなどの高価なプライベートWAN接続技術を部分的または完全に置き換えることができるようになることです。^[1]

SD-WAN トラフィックがインターネット経由で伝送される場合、エンドツーエンドのパフォーマンス保証はありません。キャリア MPLS VPN WAN サービスは、インターネット トラフィックとして伝送されるのではなく、慎重に制御されたキャリア容量を介して伝送され、エンドツーエンドのパフォーマンス保証が付いています。^{[引用が必要]}

WANは一般的なネットワークの発展にとって非常に重要であり、長い間、軍事および企業アプリケーションの両方においてネットワークの最も重要なアプリケーションの1つでした。^[2]長距離でデータを通信する能力は、距離の制限を克服し、他の当事者とメッセージを交換するために必要な時間を短縮することを可能にしたため、データ通信の発展の主な推進要因の1つでした。

従来のWANは、2つ以上のエンドポイントを接続する回線を介した通信を可能にしました。初期のネットワークは、通常2つの固定された場所間の低速回線を介したポイントツーポイント通信をサポートしていました。ネットワークが進歩するにつれて、WAN回線はより高速で柔軟になりました。回線交換やパケット交換（X.25、ATM、その後のインターネットプロトコルまたはマルチプロトコルラベルスイッチングの形式）などの革新により、通信はより動的になり、成長し続けるネットワークをサポートできるようになりました。^[3]

厳格な管理、セキュリティ、サービス品質 (QOS) の必要性から、多国籍企業は WAN のリースと運用に非常に慎重でした。各国の規制により、各国でローカル サービスを提供できる企業は制限され、真にグローバルなネットワークを確立するには複雑な取り決めが必要でした。しかし、世界中の組織が相互に接続できるインターネットの発展により、すべてが変わりました。しかし、最初の数年間は、インターネットの無制御な性質は、民間企業による使用には適切でも安全でもないと考えられていました。

安全性の懸念とは別に、インターネットへの接続は、すべての支店でインターネット アクセスが必要となるほど必要不可欠になりました。当初は、安全性の懸念から、プライベート通信は引き続き WAN 経由で行われ、他のエンティティ (顧客やパートナーを含む) との通信はインターネットに移行しました。

インターネットの普及と成熟が進むにつれ、企業はそれを企業のプライベート通信に活用する方法を検討し始めました。2000 年代初頭には、WAN 経由のアプリケーション配信が研究と商業革新の重要なテーマとなりました。^[4]次の 10 年間で、コンピューティング能力の向上により、トラフィックを分析し、遅延なく情報に基づいた決定を下すことができるソフトウェア ベースのアプライアンスを作成できるようになり、パブリック インターネット上に、従来の WAN のすべての機能をわずかなコストで再現できる大規模なオーバーレイ ネットワークを作成できるようになりました。

SD-WANは、複数のネットワーク要素を組み合わせて本格的なプライベートネットワークを作成し、接続ポイント間でネットワーク帯域幅を動的に共有する機能を備えています。^[1]その他の機能強化には、中央コントローラ、ゼロタッチプロビジョニング、統合分析、オンデマンド回線プロビジョニングがあり、クラウドベースのネットワークインテリジェンスにより、集中的なポリシー管理とセキュリティが可能になります。 ^[5]

ネットワーク関連の出版物では、2014年には早くもこの新しいネットワークのトレンドを説明するためにSD-WANという用語を使い始めました。 ^[6] COVID-19パンデミックによるロックダウンや自宅待機命令の結果、リモートワークへの急速な移行に伴い、リモートワーカーを接続する方法としてSD-WANの人気が高まりました。^[7]

WAN を使用すると、企業はコンピュータ ネットワークを長距離に拡張して、遠隔地のブランチ オフィスをデータ センターやブランチ オフィス同士に接続し、ビジネス機能の実行に必要なアプリケーションやサービスを提供できます。長距離での伝搬時間による物理的な制約と、世界中の地域 (多くの場合、国境を越える) をカバーするために複数のサービス プロバイダーを統合する必要性により、WAN は、ネットワーク輻輳、パケット遅延変動、^{[8 ]} パケット損失、^[9]、さらにはサービス停止などの重要な運用上の課題に直面しています。VoIP通話、ビデオ会議、ストリーミング メディア、仮想化アプリケーションやデスクトップなどの最新のアプリケーションでは、低遅延が求められます。^[10]帯域幅の要件も増加しており、特に高解像度のビデオを特徴とするアプリケーションではその傾向が顕著です。^[11] WAN 機能の拡張はコストがかかり困難になる可能性があり、ネットワーク管理やトラブルシューティングに関連する困難が伴います。^[1]

SD-WAN製品は、これらのネットワークの問題に対処するように設計されています。^[6]従来のブランチルーターを、アプリケーションレベルのポリシーを制御し、ネットワークオーバーレイを提供できる仮想化アプライアンスに強化または置き換えることで、より安価な消費者向けインターネットリンクを専用回線のように機能させることができます。これにより、ブランチ担当者のセットアッププロセスが簡素化されます。^[12]

SD-WAN製品は、物理的なアプライアンスまたはソフトウェアベースのみのものがあります。^[13]

MEFフォーラムは、 SD-WANエッジ、SD-WANゲートウェイ、SD-WANコントローラ、SD-WANオーケストレータで構成されるSD-WANアーキテクチャを定義しています。^[5]

SD-WANエッジは、組織のブランチ/地域/中央オフィスサイト、データセンター、パブリックまたはプライベートクラウドプラットフォームに配置される物理または仮想ネットワーク機能です。^[5] MEFフォーラムは、SD-WANサービスの基本的な特性に加えて、サービスの要件と属性を定義する最初のSD-WANサービス標準であるMEF 70 ^[14]を公開しました。

SD-WANゲートウェイは、クラウドベースのサービスやユーザーとの距離を短縮し、サービスの中断を減らすために、SD-WANサービスへのアクセスを提供します。^[15]ゲートウェイの分散ネットワークは、ベンダーによってSD-WANサービスに組み込むことも、サービスを利用する組織によってセットアップおよび保守することもできます。^[15]ゲートウェイは、本社外のクラウドに設置されるため、本社のトラフィックも削減されます。^[15]

SD-WANオーケストレーターは、SD-WANの運用時に構成、プロビジョニング、その他の機能を可能にするクラウドホスト型またはオンプレミス型のWeb管理ツールです。組織のビジネスポリシーを一元的に実装できるようにすることで、アプリケーショントラフィック管理を簡素化します。^[16]

SD-WAN コントローラ機能は、オーケストレータまたは SD-WAN ゲートウェイに配置でき、アプリケーション フローの転送決定に使用されます。^[14]アプリケーション フローは、関連付けられているユーザー アプリケーションまたはアプリケーションのグループを決定するために分類された IP パケットです。会議アプリケーションなどの共通の種類に基づくアプリケーション フローのグループ化は、MEF 70 ではアプリケーション フロー グループと呼ばれます。MEF 70 に従って、SD-WAN エッジは SD-WAN UNI (SD-WAN ユーザー ネットワーク インターフェイス) で着信 IP パケットを分類し、^[14] OSI レイヤー 2 からレイヤー 7 の分類を介して、IP パケットがどのアプリケーション フローに属するかを決定し、次に、リモート SD-WAN エッジ上の宛先 SD-WAN UNI へのルートの可用性に基づいて、アプリケーション フローをブロックするか、アプリケーション フローの転送を許可するポリシーを適用します。これにより、アプリケーションのパフォーマンスがサービス レベル アグリーメント(SLA) を満たすことが保証されます。^[17]

ガートナー社は、SD-WANには4つの必須特性があると定義しています。^[1]

• MPLS、ラストマイル光ファイバーネットワーク、または4G LTEや5Gワイヤレステクノロジーなどの高速セルラーネットワークなど、複数の接続タイプをサポートする機能
• 負荷分散と回復力のために動的パス選択を行う機能
• 設定と管理が簡単なシンプルなインターフェース
• VPN、WAN最適化コントローラ、ファイアウォール、Webゲートウェイなどのサードパーティサービスをサポートする機能

SD-WAN の機能には、回復力、サービス品質 (QoS)、セキュリティ、パフォーマンス、柔軟な導入オプション、簡素化された管理とトラブルシューティング、オンライン トラフィック エンジニアリングなどがあります。

回復力のあるSD-WANはネットワークのダウンタイムを削減します。回復力を持つためには、技術は停止をリアルタイムで検出し、正常に機能しているリンクに自動的に切り替える（フェイルオーバーする）機能を備えている必要があります。^[18]

SD-WANテクノロジーは、アプリケーションレベルの認識により、最も重要なアプリケーションに帯域幅の優先順位を付けることで、サービス品質をサポートします。これには、動的なパスの選択、より高速なリンクでのアプリケーションの送信、さらにはアプリケーションを2つのパスに分割してより高速に配信することでパフォーマンスを向上させることが含まれます。^[5]

SD-WAN通信は通常、WANセキュリティの基本であるIPsecを使用して保護されます。 ^[19]

SD-WANはキャッシュ機能を使用してアプリケーションの配信を改善し、最近アクセスした情報をメモリに保存して将来のアクセスを高速化します。^[20]

SD-WANにはIT運用のための人工知能（AIOps）を組み込むことができ、ネットワークの問題に対する継続的なトラブルシューティングと修正が可能です。^[21]

SD-WAN製品のほとんどは、データセンター、支社、その他の遠隔地のネットワークエッジに設置される、事前構成済みのアプライアンスとして提供されています。既存のネットワークハードウェアで動作できる仮想アプライアンスもあります。また、アプライアンスは、Amazon Web Services（AWS）、Unified Communications as a Service（UCaaS）、Software as a Service（SaaS）などの環境でクラウド上の仮想アプライアンスとして展開することもできます。^{[22]これにより、企業はアプリケーション配信を企業サーバーから}Salesforce.comやGoogleアプリなどのクラウドベースのサービスに移行する際に、SD-WANサービスのメリットを享受できます。^[13]

一般的なネットワーク機器と同様に、構成と制御にはコマンドラインインターフェイス（CLI）よりもGUIが好まれる場合があります。 ^[23]その他の有益な管理機能には、自動パス選択、構成変更をプッシュして各エンドアプライアンスを集中的に構成する機能、さらにはすべてのアプライアンスと仮想アプライアンスを基盤となるハードウェアではなくアプリケーションのニーズに基づいて集中的に構成できる真のソフトウェア定義ネットワークアプローチなどがあります。^[1]

SD-WANを管理するコントローラは、ネットワークの状態を全体的に把握することで、リソース（リンク）の現在の使用状況に応じて新しい転送要求を割り当てることで、慎重かつ適応的なトラフィックエンジニアリングを実行できます。たとえば、コントローラで送信レートを集中的に計算し、そのレートに応じて送信側（エンドポイント）でレート制限を行うことでこれを実現できます。^{[24] [25] [26] [27] [28]}

SD-WANは、ネットワークとセキュリティ機能を組み込んだセキュアアクセスサービスエッジソリューション（SASE）のコアコンポーネントであり、分散作業環境（ブランチオフィス、本社、ホームオフィス、リモート）をデータセンター、クラウドインフラストラクチャ、またはSaaSサービスによって提供される分散アプリケーションに効率的かつ安全に接続します。SASEでは、SD-WANは、クラウドアクセスセキュリティブローカー（CASB）、セキュアWebゲートウェイ、データ損失防止（DLP）、ゼロトラストネットワークアクセス（ZTNA）、ファイアウォールなどの他のネットワークおよびセキュリティテクノロジーと組み合わされ、ユーザーとアプリケーションを接続して保護します。2021年12月、調査会社ガートナーは、2025年までにSD-WAN購入の50％が単一ベンダーのSASE製品の一部になると予測しました。^[29]

SD-WAN とWAN 最適化にはいくつかの類似点があります。WAN 最適化は、WAN 全体のデータ転送効率を高めるために使用される一連の技術に付けられた名前です。それぞれの目標は、ブランチ オフィスとデータ センター間のアプリケーション配信を高速化することですが、SD-WAN テクノロジは、より低コストのネットワーク リンクでより高価な専用回線の作業を実行できるようにすることで、コスト削減と効率化にも重点を置いています。一方、WAN 最適化は、パケット配信の改善に重点を置いています。WAN 最適化トラフィック制御を支援する仮想化技術を利用する SD-WAN では、ネットワーク帯域幅を必要に応じて動的に拡大または縮小できます。SD-WAN テクノロジと WAN 最適化は、別々に使用することも、一緒に使用することもできます。 ^[30]また、一部の SD-WAN ベンダーは、自社製品に WAN 最適化機能を追加しています。^{[20] [31]}

WANエッジ ルータは、異なるWAN拠点間でデータパケットをルーティングし、企業がキャリアネットワークにアクセスできるようにするデバイスです。境界ルータとも呼ばれ、単一のネットワーク内でのみパケットを送信するコアルータとは異なります。^[32] SD-WANは、ルーティングプロトコルへの依存度を下げることで、既存のWANエッジルータの管理を簡素化するオーバーレイとして機能します。^[6] SD-WANは、WANエッジルータの代替となる可能性もあります。^[12]

SD-WANはハイブリッドWANに似ており、これらの用語は互換的に使用されることもありますが、同一ではありません。ハイブリッドWANは異なる接続タイプで構成され、ソフトウェア定義ネットワーク（SDN）コンポーネントを備えている場合もありますが、必ずしもそうである必要はありません。^[33]

クラウドベースのSD-WANは、強化されたセキュリティ、シームレスなクラウド、モバイルユーザーのサポートなど、クラウドインフラストラクチャの使用から自然に得られる高度な機能を提供します。その結果、クラウドベースのSD-WANはMPLSに代わるものとなり、組織はWAN投資に縛られていたリソースを解放し、新しい機能を生み出すことができます。^[34]

MPLSとSD-WANを比較する3つの典型的な理由を説明する概要。具体的には、ITチームが契約上の義務によりMPLSを保持する必要がある場合と、企業がMPLSからインターネットベースのSD-WANに移行する場合です。^[35]

SD-WAN コントローラには標準アルゴリズムがないため、デバイス メーカーはそれぞれ独自のアルゴリズムを使用してデータを送信します。これらのアルゴリズムは、どのトラフィックをどのリンクに転送するか、トラフィックを 1 つのリンクから別のリンクに切り替えるタイミングを決定します。ソフトウェアとハ​​ードウェアの両方の SD-WAN 制御ソリューションに関して利用可能なオプションの幅広さを考えると、導入前にラボ環境内で実際の条件下でテストおよび検証することが不可欠です。^{[引用が必要]}

テスト目的には、パフォーマンスを確実に検証するためにテスト対象のネットワークに特定のネットワーク障害を適用できる専用のネットワーク エミュレーションアプライアンスから、ソフトウェア ベースのソリューションまで、複数のソリューションが利用可能です。 ^{[引用が必要]}

Network World ITのウェブサイトでは、SD-WANベンダー市場を3つのグループに分類しています。SD-WAN製品を自社製品に追加している既存のネットワークベンダー、SD-WAN機能を自社製品に統合し始めているWANスペシャリスト、そしてSD-WAN市場に特化しているスタートアップです。^[1]世界のSD-WAN市場は2021年に32億5000万ドルに達し、2022年には30％成長すると予想されています。SD-WAN市場レポートDatavagyanikによると、北米が市場の77％以上を占めています。^[36]

一方、 Nemertes Researchの市場概要では、SD-WAN ベンダーを、その本来の技術領域に基づいて「純粋な SD-WAN プロバイダー」、「WAN 最適化ベンダー」、「リンク アグリゲーション ベンダー」、「一般的なネットワーク ベンダー」のカテゴリに分類しています。^[30] Network World の 2 番目のカテゴリ (SD-WAN 市場に特化しているスタートアップ) は、Nemertes の「純粋な SD-WAN プロバイダー」カテゴリとほぼ同等ですが、Nemertes は既存の WAN と全体的なネットワーク プロバイダーのより詳細なビューを提供しています。^{[引用が必要]}

さらに、Nemertes Research は SD-WAN 市場のインネット側についても説明しており、 SD-WAN 市場に参入する接続プロバイダーの市場開拓戦略についても説明しています。これらのプロバイダーには、「Network-as-a-Service ベンダー」、「キャリアまたは通信会社」、「コンテンツ配信ネットワーク」、および「セキュア WAN プロバイダー」が含まれます。^{[引用が必要]}

MEF 70 は SD-WAN サービス属性を標準化し、標準 IPv4 および IPv6 ルーティング プロトコルを使用します。SD-WAN サービスでは、標準 IPsec 暗号化プロトコルも使用されます。MEF フォーラムでは、MEF 70 でカバーされていないその他の SD-WAN 機能と関連するセキュリティ機能の追加の標準化が開発中です。オープンソースの SD-WAN ソリューションとオープンソースの SD-WAN 実装はいくつかあります。たとえば、Linux Foundation には、SD-WAN 市場と関わり、その市場を支援する 3 つのプロジェクトがあります。ONAP 、OpenDaylight Project、および Tungsten Fabric (旧Juniper Networksの OpenContrail) です 。