SDN

Что такое SDN?

Программно-определяемая сеть (SDN) — это метод реализации виртуализации сети. В нем используется основная технология OpenFlow для разделения плоскостей управления и передачи данных сетевых устройств, что делает сеть интеллектуальной и позволяет гибко управлять сетевым трафиком. 

Проще говоря, технология SDN позволяет ИТ-администраторам использовать централизованную панель программных приложений для управления сетевым трафиком в сетях со сложной топологией без ручного управления каждым сетевым устройством (например, маршрутизаторами, коммутаторами и т. д.) по отдельности. Таким образом, SDN создает централизованно управляемую и программно настраиваемую сетевую архитектуру с централизованным управлением, гибким планированием и низкой стоимостью.

Какие проблемы решает SDN?

Традиционные распределённые сетевые устройства распространяют информацию о доступности на уровне 2 и передают информацию о топологии с помощью протоколов маршрутизации на уровне 3. Сеть состоит из различных устройств разных производителей, поэтому устройства в сети должны взаимодействовать с использованием унифицированного стандартизированного протокола. По мере усложнения сети требования пользователей также постоянно меняются, и традиционным распределённым сетям необходимо разрабатывать новые протоколы и изменять сетевые протоколы, чтобы справляться с постоянно меняющимися требованиями к обмену данными. Кроме того, этот тип сети требует управления устройствами по одному, что может быть менее гибким и эффективным, увеличивая стоимость и сложность эксплуатации и обслуживания.

Архитектура SDN использует программируемые технологии, позволяющие производителям применять открытые API для разработки приложений, соответствующих их бизнес-потребностям, и централизованно управлять оборудованием разных производителей через OpenFlow. Все устройства в высокораспределённых сложных сетях можно централизованно настраивать, управлять ими и устранять неполадки, что значительно снижает сложность и стоимость управления, эксплуатации и обслуживания сети, а также повышает эффективность управления сетью и устранения неполадок.

Как работает SDN?

Аппаратные устройства традиционных сетей обладают возможностями плоскости управления, плоскости контроля и плоскости пересылки. Плоскость управления отвечает за формирование политик и координацию сетевых служб, плоскость контроля управляет операционной системой и алгоритмами вычислений, а плоскость пересылки отвечает за пересылку и прием пакетов данных.

Основной принцип технологии SDN заключается в разделении плоскости управления (операционная система и программное обеспечение) и плоскости данных (функция пересылки данных) сетевых устройств, чтобы плоскость управления сетевых устройств можно было извлечь из аппаратных устройств и программировать напрямую с помощью программного обеспечения. Как видно на рисунке ниже, возможности программно-определяемого управления в архитектуре SDN отделены от возможностей пересылки данных аппаратных устройств. Сетевые устройства в SDN становятся чистыми аппаратными устройствами типа white box, а программное обеспечение определяется отдельно.

Описанная выше SDN, в которой программное и аппаратное обеспечение разделены настолько, насколько это возможно, называется программной SDN. Следует отметить, что это лишь классическая архитектура технологии SDN. Однако с развитием технологии SDN появилась также аппаратная технология SDN, ослабляющая разделение программного и аппаратного обеспечения. Ее основная цель — автоматизация эксплуатации и обслуживания. Эта аппаратная технология SDN сохраняет базовую операционную систему и большинство программных протоколов плоскости управления на аппаратных устройствах. Она использует контроллеры для управления аппаратными устройствами и инструменты управления конфигурацией сети, обеспечивая тем самым централизованное управление аппаратными устройствами.

Каковы области применения SDN?

SDN внедряется во многих областях; ниже приведены некоторые примеры.

Центр обработки данных: Упростить управление сложными центрами обработки данных, поддерживать динамическую миграцию рабочих нагрузок и трафика между серверами, а также обеспечить быструю настройку и динамическое регулирование.

Глобальная сеть (SD-WAN): Подключайте приложения и облачные сервисы, обеспечивайте более удобное взаимодействие с пользователями и оптимизируйте производительность сети в целом.

Сеть доступа (SD-Access): Повышайте безопасность и эффективность доступа пользователей и устройств и упрощайте управление доступом.

Виртуализация сетевых функций (NFV): Используйте технологию виртуализации для развертывания сетевых функций и управления ими, снижения затрат, повышения гибкости и предоставления настраиваемых маршрутов.

Сеть кампуса и предприятия: Централизованное управление, единое применение политик безопасности, динамическая корректировка прав доступа на основе идентификатора пользователя, устройства и контекста, а также улучшение пользовательского опыта.

Облачные вычисления и интеграция мультиоблачной среды: Поддержка эластичного масштабирования и автоматизированного управления облачными ресурсами, а также эффективная интеграция различных облачных сред.

Интернет вещей (IoT): Обеспечьте эффективное управление устройствами и мониторинг безопасности с помощью централизованного управления, а также поддержку крупномасштабного подключения и управления устройствами.

5G: Оптимизация различных типов сетей, поддержка сетевого среза и периферийных вычислений с множественным доступом (MEC), а также повышение гибкости сети.