Was ist eine Speiche?

Ein „Spoke“ ist ein VOS-Gerät an einem Zweigstandort in einer „ Versa “-SD-WAN-Hub-and-Spoke-Topologie, das über das Internet, MPLS oder beides mit mindestens einem Hub verbunden ist. Es kombiniert lokal erfasste Leistungskennzahlen mit Kennzahlen, die von seinem Hub exportiert werden, um den besten Pfad zu einer Anwendung auszuwählen.

Die wichtigsten Erkenntnisse

• Eine Speiche ist ein VOS-Endgerät, das mit mindestens einem Hub verbunden ist.
• Vier Arten von Hub-and-Spoke-Topologien bestimmen, wie die Spokes miteinander kommunizieren.
• Die Spokes kombinieren lokale und von den Knotenpunkten übermittelte Kennzahlen, um die beste Route zu ermitteln.
• Über Spoke-Gruppen können Zweigstellen derselben Gruppe direkt miteinander kommunizieren.
• Multicast-Spokes treten den Clusterlisten bei, die sie mit ihrem Hub für PIM gemeinsam nutzen.

Auf dieser Seite: Warum das wichtig ist · So funktioniert es · Arten · Speichen & Versa · Häufig gestellte Fragen

Warum sind Speichen wichtig?

Das „Hub-and-Spoke“-Modell ist die gängigste SD-WAN-Topologie, da es sich nahtlos an den Aufbau von Filialnetzwerken anpasst: viele kleine Standorte, wenige zentrale Standorte und Datenverkehr, der größtenteils zum Zentrum und nicht untereinander geleitet werden muss. Die „Spokes“ bilden die Zweigstellenhälfte dieses Modells und machen den Großteil der SD-WAN-Implementierungen aus – Einzelhandelsgeschäfte, Bankfilialen, Kliniken und Außenstellen, die jeweils ein VOS-Gerät mit LAN-Anschlüssen für lokale Endgeräte betreiben.

Die Rolle der Spokes ist sowohl aus betrieblicher als auch aus topologischer Sicht von Bedeutung. Da Spokes in der Regel nur die Pfade zu ihrem Hub überwachen müssen und nicht zu jedem anderen Zweig, erzeugen Hub-and-Spoke-Designs weitaus weniger SLA-Überwachungsverkehr als ein vollständiges Mesh – eine erhebliche Einsparung bei Leitungen mit geringer Bandbreite. Die Anzahl der Spokes ist auch der Grund dafür, dass Hub-and-Spoke-Systeme kostengünstig und flexibel erweiterbar sind: Das Hinzufügen oder Entfernen eines Zweigs erfolgt durch das Übertragen einer Vorlage auf ein einziges Gerät und erfordert keine meshweite Neukonfiguration.

Was ist eine Speiche?

Ein „Spoke“ ist ein Edge-Gerät mit dem Betriebssystem „ Versa “ (VOS), das an einem Zweigstandort eingesetzt wird. Wie jedes VOS-Gerät verfügt es über denselben grundlegenden Funktionsumfang wie ein „Hub“ – der Unterschied ist topologischer Natur und nicht funktionsbezogen –, jedoch ist ein „Spoke“ über eine Workflow-Vorlage so konfiguriert, dass es nach außen mit einem oder mehreren „Hubs“ verbunden ist, anstatt andere Zweigstandorte zu hosten. Sowohl Spokes als auch Hubs verbinden sich über ein Transportnetzwerk mit dem SD-WAN-Controller, der Teil der „ Versa “-Kopfstelle ist.

Bei der Auswahl des Anwendungspfads misst ein „Spoke“ nicht nur seine eigenen Verbindungen: Die passive Inline-Überwachung erfasst Antwortzeiten und Verlustkennzahlen für SaaS-Sitzungen, die das Gerät durchlaufen, die aktive Überwachung fragt SaaS-Standorte direkt ab, und von anderen Standorten – einschließlich Hubs – exportierte Kennzahlen fließen in dieselbe Entscheidung ein. Die SD-WAN-Richtlinie leitet den Datenverkehr dann über den Pfad, der laut den kombinierten Daten die beste Leistung bietet, unabhängig davon, ob es sich um einen lokalen Breakout oder einen Pfad über den Hub handelt.

Arten von Hub-and-Spoke-Topologien

Versa SD-WAN unterstützt vier Hub-and-Spoke-Varianten, die in der Spoke-Gruppenvorlage ausgewählt werden. Bei „Spoke-to-Hub-only“ tauschen die Spokes Datenverkehr ausschließlich mit dem Hub aus und nehmen keine Kenntnis voneinander – geeignet für sternförmige Anwendungsfälle wie den zentralisierten Datenverkehr an Verkaufsstellen. Bei „Spoke-to-Spoke über einen Hub“ können sich die Spokes gegenseitig erreichen, jedes Paket wird jedoch zunächst über den Hub geleitet. Dies ist ab etwa 100 Standorten sinnvoll oder wenn eine zentrale Überprüfung erforderlich ist. Bei „Spoke-to-Spoke direkt“ werden die Spokes in Spoke-Gruppen mit vollständigem Netzwerk (Full-Mesh) angeordnet, sodass sich die Mitglieder direkt erreichen können. Auf den Hub wird nur zurückgegriffen, wenn Spokes zu unterschiedlichen Gruppen gehören oder wenn ein gemeinsamer Transportweg nicht verfügbar ist.

Bei der Spoke-Hub-Hub-Spoke-Topologie (SHHS), auch als „Regional Mesh“ bezeichnet, werden Hubs und Spokes in Regionen zusammengefasst; innerhalb einer Region kann jede beliebige Topologie zum Einsatz kommen, und der Datenverkehr zwischen den Regionen wird über die regionalen Hubs geleitet, die die Routen mit regionsspezifischen BGP-Community-Strings kennzeichnen. SHHS eignet sich besser für große, geografisch verteilte Bereitstellungen als eine einzelne flache Hub-and-Spoke-Topologie.

Speichen & Versa

Spokes, Hubs und Hub-Controller-Knoten werden über drei separate Workflow-Vorlagen in „ Versa Director“ bereitgestellt, sodass ein Operator eine einheitliche Basiskonfiguration gleichzeitig auf viele Zweigstellen übertragen kann. BGP-Community-Strings (zum Beispiel, 8000:x je nach Topologie, 8010:x (pro Spoke-Gruppe) Filterung der Routen zwischen den Spokes, sodass nur die vorgesehenen Präfixe – ausschließlich Hub-Routen oder Routen von Spokes derselben Gruppe – in der Routentabelle eines Spokes erscheinen.

Multicast folgt dem gleichen Schema: Ein Spoke tritt einem Multicast-Cluster bei, einer Gruppe von bis zu 64 Spokes und Hubs, die ausschließlich untereinander PIM-Beziehungen eingehen und mit einer gemeinsamen Cluster-List-Nummer sowie einer gemeinsamen Routing-Instanz konfiguriert sind. Ein Spoke, der als Last-Hop-Router fungiert, richtet seine statische Rendezvous-Point-Konfiguration (RP) in der Regel auf den Hub aus. Betreiber überwachen den SD-WAN-Status, den PIM-Status und die Multicast-Gruppenmitgliedschaft eines Spokes über die Registerkarte „Services“ auf den Monitor-Bildschirmen des Director oder über die Geräte-CLI, wie in den Abschnitten „Übersicht über die Hub-and-Spoke-Topologie“, „Konsolidierter SD-WAN-Design-Leitfaden“ und „IP-Multicast konfigurieren“ beschrieben.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen einem Hub und einem Spoke?

Beide nutzen dieselbe VOS-Software und verfügen über denselben Funktionsumfang; der Unterschied liegt in ihrer topologischen Rolle. Ein Hub befindet sich in der Regel in einem Rechenzentrum oder einem PoP und leitet den Datenverkehr für die mit ihm verbundenen Zweigstellen weiter. Ein Spoke ist ein Gerät in einer Zweigstelle, das nach außen mit mindestens einem Hub verbunden ist, anstatt andere Standorte zu hosten.

Können Speichen direkt miteinander kommunizieren?

Das hängt von der Topologie ab. Bei einer reinen „Spoke-to-Hub“-Topologie ist dies nicht möglich. Bei einer „Spoke-to-Spoke“-Verbindung über einen Hub kommunizieren die Knoten zwar miteinander, der Datenverkehr wird jedoch über den Hub geleitet. Bei einer direkten „Spoke-to-Spoke“-Verbindung erreichen sich Knoten derselben Spoke-Gruppe direkt über ein Vollmaschennetz; andernfalls wird auf den Hub zurückgegriffen.

Wie wählt eine Speiche den besten Weg zu einer Anwendung aus?

Ein Spoke kombiniert lokal erfasste Kennzahlen – passive Überwachung von Live-Sitzungen und aktive Abfragen an SaaS-Standorte – mit Kennzahlen, die von anderen Standorten, einschließlich des Hubs, exportiert werden. Die SD-WAN-Richtlinie nutzt diese kombinierte Übersicht, um den Datenverkehr jeder Anwendung über den leistungsstärksten verfügbaren Pfad zu leiten.

Wie viele Speichen können an eine Nabe angeschlossen werden?

In der Topologieübersicht und im Entwurfsleitfaden wird keine feste Obergrenze für die Anzahl der Spokes pro Hub festgelegt; die Dimensionierung richtet sich stattdessen nach praktischen Einschränkungen wie der Mitgliedschaft in Multicast-Clustern, die auf 64 Zweigstellen und Hubs pro Cluster begrenzt ist, sowie nach der allgemeinen Empfehlung, von einem Full-Mesh-Netzwerk zu einem Hub-and-Spoke-Netzwerk überzugehen, sobald ein Mandant etwa 100 Standorte überschreitet.

Sind Spokes am IP-Multicast beteiligt?

Ja. Ein Spoke, der als Last-Hop-Router fungiert, tritt einem Multicast-Cluster mit dessen Hub bei und teilt sich dabei eine Cluster-List-Nummer und eine Routing-Instanz, sodass sich PIM-Beziehungen ausschließlich innerhalb dieser Gruppe bilden. Der Spoke richtet seine Rendezvous-Point-Konfiguration in der Regel auf den Hub aus, anstatt selbst als RP zu fungieren.

Mehr zur Hub-and-Spoke-Topologie

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