Definition Was ist Software-Defined WAN (SD-WAN)?

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Das Software-Defined WAN ermöglicht flexible und effiziente Weitverkehrsnetze. Eine von der Data Plane mit ihren Netzwerkgeräten und WAN-Verbindungen entkoppelte, softwarebasierte Control und Management Plane steuert die Datenübertragung und ermöglicht die intelligente Verteilung des Datenverkehrs. Das SD-WAN unterstützt unterschiedliche Transporttechnologien.

Die deutsche Übersetzung für Software-Defined WAN, abgekürzt SD-WAN, lautet softwaredefiniertes Weitverkehrsnetz. Das SD-WAN ist ein Konzept aus dem Bereich des Software-Defined Networking (SDN).

Das Grundprinzip des Software-Defined Networking basiert auf der Zentralisierung der Netzwerksteuerung und seiner Trennung von der physischen Infrastruktur und dem eigentlichen Weiterleitungsprozess der Daten. Dieses Grundprinzip wird beim SD-WAN auf das Weitverkehrsnetz übertragen.

Das Software-Defined WAN ermöglicht eine schnelle und flexible Bereitstellung eines effizient und kostengünstig arbeitenden Weitverkehrsnetzes (WAN) und vereinfacht dessen Verwaltung. Der Datenverkehr lässt sich intelligent und dynamisch über verschiedene Transportservices wie MPLS, Breitbandinternet, Mobilfunk (LTE/5G) oder dedizierte Verbindungen (beispielsweise Glasfaserverbindungen) lenken. Es entsteht eine programmierbare virtuelle WAN-Architektur, über die sich Unternehmensstandorte, Benutzer, Anwendungen und Services bedarfsgerecht vernetzen lassen.

In den letzten Jahren hat sich das SD-WAN zu einer beliebten und häufig genutzten Alternative zu teuren, privaten WAN-Lösungen wie MPLS entwickelt. Zahlreiche Unternehmen wie Aruba, Aryaka, Cisco, Deutsche Telekom, Fortinet, HPE, Juniper, Palo Alto Networks, Versa, VMware und viele mehr bieten heute Lösungen für die Realisierung softwaredefinierter Weitverkehrsnetze an.

Herkömmliche Weitverkehrsnetze und ihre Nachteile

Frühe Weitverkehrsnetze verbanden die verschiedenen Endpunkte über dedizierte, fest verschaltete Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. Mit der Zeit wurden Technologien wie Multiplexer, X.25, Frame Relay, ATM, IP oder MPLS eingeführt, mit denen flexiblere leitungs- oder paketvermittelnde Vernetzungs- und Vermittlungsmechanismen in die Netze implementiert werden konnten und sich immer größere Netze realisieren ließen. Das Grundprinzip blieb aber unverändert: Das WAN verband Zweigstellen und ihre Anwender über dedizierte oder vorkonfigurierte Verbindungen mit zentralen Anwendungen und Services, die in einem oder in wenigen Rechenzentren gehostet wurden.

Mit dem Aufkommen des Internets und der vermehrten Nutzung von Cloud-Services stößt das Vernetzungskonzept des herkömmlichen WAN an seine Grenzen. So nutzen Niederlassungen zum Beispiel eigene Internetzugänge, Mitarbeiter kommunizieren über das Internet direkt mit den Kunden oder Anwendungen und Services werden aus der Cloud heraus bezogen. Alle diese Kommunikationsanforderungen und -wege über ein exklusives, privates WAN mit fest vorkonfigurierten Verbindungen abzuwickeln, ist kaum noch möglich. Herkömmliche WAN-Konzepte sind nur begrenzt skalier- und steuerbar, aufwendig zu verwalten, nutzen teure Exklusivverbindungen und benötigen eine Vielzahl einzeln zu konfigurierender Netzwerkelemente (Router).

Das Software-Defined WAN löst diese Herausforderungen und Probleme, indem es verschiedene Transport- und Verbindungstechnologien inklusive Cloud und Internet intelligent kombiniert und daraus ein flexibel steuerbares und dynamisch anpassbares privates WAN schafft.

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zwischen herkömmlichen WAN-Konzepten und dem SD-WAN zusammen:

Die prinzipielle Funktionsweise und Architektur des SD-WAN

Das Grundprinzip des SD-WAN basiert auf der Entkopplung der Data Plane mit ihrer Hardware und den WAN-Verbindungen von der Steuerlogik (Control Plane) und der Verwaltungsebene (Management Plane). Die Data Plane wird auch als SD-WAN-Underlay bezeichnet. Die Control Plane und die Management Plane bilden das so genannte SD-WAN-Overlay.

Ein SD-WAN nutzt eine über der bestehenden physischen WAN-Infrastruktur liegende softwaredefinierte Schicht. Diese übernimmt die Steuerung der Geräte und des Routings. Über ein zentralisiertes Management können die Einstellungen zur Steuerung des Datenverkehrs und zur Zuweisung der zu verwendenden Verbindungen und Übertragungskapazitäten vorgenommen werden.

Die Data Plane übernimmt die Einstellungen in Echtzeit und führt sie aus. Es ist nicht mehr notwendig, Geräte einzeln und manuell zu konfigurieren. Intelligente, applikationssensitive Routingmechanismen sorgen dafür, dass die Daten entsprechend ihrer Priorität und Kritikalität über die jeweils optimal geeigneten WAN-Verbindungen geroutet werden.

Die Last ist über verschiedene WAN- und Transporttechnologien wie MPLS, Breitbandinternet, Mobilfunk (LTE/5G) oder dedizierte Glasfaserverbindungen hinweg dynamisch verteilbar. Das Routing arbeitet richtlinienbasiert und berücksichtigt beispielsweise aktuelle Netzwerkbedingungen, QoS-Vorgaben (Latenz, Jitter und Paketverlust) oder besondere Sicherheitsanforderungen. Auch die Kosten der verschiedenen Übertragungsstrecken lassen sich in das Routing einbeziehen. So können die effizientesten und kostengünstigsten Verbindungen zwischen Datenquelle und Datenziel gefunden und genutzt werden.

In jüngster Vergangenheit wird zur Steuerung und Verwaltung der softwaredefinierten WANs mehr und mehr Künstliche Intelligenz eingesetzt. KI-gestützte Verfahren optimieren das Routing und die Datenübertragung, erkennen Anomalien, beheben selbständig Fehler oder automatisieren das Netzwerkmanagement.

Weitere Merkmale des Software-Defined WAN sind die Unterstützung von WAN-Optimierung, Firewalling und VPNs, integrierte Sicherheitsfunktionen wie Zero Trust Network Access (ZTNA) oder die Verschlüsselung des Datenverkehrs per IPsec und die Verwendung von Caching-Technologien.

Was sind typische Einsatzszenarien für das Software-Defined WAN?

Das Software-Defined WAN ist prädestiniert für die Vernetzung vieler Filialen mit den zentralen Standorten eines Unternehmens. Vor allem, wenn diese Unternehmen bereits einige Anwendungen in die Cloud verlagert haben oder bestimmte Services direkt aus dem Internet oder der Cloud beziehen, ist die Implementierung eines SD-WAN sinnvoll.

Mithilfe des Software-Defined WAN lassen sich die vielfältigen Kommunikationsanforderungen der Mitarbeiter, wie die Nutzung von zentralen Unternehmensanwendungen, von Diensten aus der Cloud und von Anwendungen des Internets erfüllen. Die lokalen Netzwerke (LANs) der Standorte sind über das SD-WAN miteinander verbunden, und die Mitarbeiter können standortübergreifend kommunizieren oder zentrale Anwendungen nutzen. Darüber hinaus lassen sich verschiedene Cloud-Dienste und Internet-Services in die Kommunikation einbeziehen.

Kurz zusammengefasst: Die wichtigsten Vorteile des SD-WAN

• flexibel

• einfach zu skalieren

• effiziente Nutzung der WAN-Ressourcen

• einfache, automatisierte Verwaltung

• geringere Investitions- und Betriebskosten

• schnelle Einrichtung neuer Standorte und einfache Bereitstellung neuer Verbindungen und zusätzlicher Übertragungskapazitäten

• intelligentes, anwendungssensitives Routing

• hohe Verfügbarkeit durch automatische Failover-Mechanismen

• optimale Cloud-Integration, Unterstützung hybrider Cloud-Strukturen und einfache Einbeziehung von Cloud-Diensten

• integrierte Sicherheitsmechanismen und Durchsetzung der zentral vorgegebenen Sicherheitsrichtlinien

• Möglichkeit der sicheren Nutzung preiswerter öffentlicher Internetverbindungen für das WAN

• reduzierte Abhängigkeit von einzelnen Konnektivitäts-Providern

Ausblick

Erste Beschreibungen des SD-WAN-Konzepts wurden bereits in den frühen 2010er-Jahren veröffentlicht. Mittlerweile hat sich das Software-Defined WAN etabliert und ist längst nicht mehr nur als Trend zu bezeichnen. Es hat sich zu einer echten Alternative zu herkömmlichen, zum Beispiel MPLS-basierten, WANs entwickelt. Die Anforderungen moderner IT-Umgebungen, Cloud Computing und mobiles Arbeiten werden die Bedeutung des SD-WAN in den kommenden Jahren weiter steigen lassen.

Auch die Prognosen renommierter Marktforschungsunternehmen bestätigen diesen Trend und gehen davon aus, dass sich das Wachstum in den kommenden Jahren fortsetzen wird. Vor allem Unternehmen, die über verzweigte Strukturen verfügen und in Teilen bereits cloudbasiert arbeiten, profitieren von den Vorteilen des SD-WAN.

Zu den Wachstumstreibern zählen auch die enormen Fortschritte im Bereich der Künstlichen Intelligenz und die zunehmende Integration von KI-Funktionen in das Software-Defined WAN. Sie sorgen für noch effizientere und kostengünstigere WAN-Implementierungen.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass das SD-WAN eine transformative Technologie für Unternehmen ist, die ihre Netzwerke effizienter gestalten und gleichzeitig Kosten reduzieren möchten. Das SD-WAN wird in vielen Bereichen klassische WANs mehr und mehr ersetzen.

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