In den letzten Jahren war Software Defined Networking (SDN) ein Schlüsselthema in der Computernetzwerk-/IT-Branche. Heutzutage diskutieren immer mehr Unternehmen über SDN, um es für ihr Geschäft und zukünftige Wachstumspläne zu nutzen. Der Grund dafür ist, dass SDN die CAPEX (Investitionskosten für Netzwerkausrüstung) und OPEX (Betriebs- und Wartungskosten) eines Netzwerks reduziert, und das ist es, was letztendlich jedes Unternehmen in der Netzwerkbranche will.
Das bringt uns zu der Frage, was das Besondere an SDN ist, dass bestehende oder veraltete Netzwerke nicht liefern können?
Grundsätzlich können herkömmliche Netzwerke die aktuellen Netzwerkanforderungen wie dynamische Skalierbarkeit, zentrale Steuerung und Verwaltung, spontane Änderungen oder Experimente, weniger fehleranfällige manuelle Konfigurationen auf jedem Netzwerkknoten, Handhabung des Netzwerkverkehrs (der massiv zugenommen hat) nicht bewältigen und erfüllen aufgrund des Booms mobiler Daten) und Servervirtualisierungsverkehr in Rechenzentren.
Darüber hinaus sind traditionelle Netzwerke eng mit sehr teuren Netzwerkelementen gekoppelt, die keinerlei Offenheit oder Möglichkeit bieten, Interna anzupassen. Um sich mit solchen Problemen zu befassen, kamen Open-Source-Communities zusammen, um einen Netzwerkansatz für die Zukunft zu definieren. Und so entstand das Konzept von SDN.
Als Ansatz entwickelt sich SDN im Laufe der Zeit weiter. Apropos Implementierung:Wie der Name schon sagt, wird SDN durch Software implementiert.
Da es sich bei SDN um eine Softwareschicht handelt, bietet es Vorteile wie reduzierten manuellen Aufwand, dynamische Skalierbarkeit und zentrale Verwaltung von Netzwerkgeräten. Beachten Sie zum besseren Verständnis Folgendes:In herkömmlichen Netzwerken wird jedes Netzwerkgerät in Unternehmen oder Rechenzentren manuell konfiguriert, was nicht nur fehleranfällig ist, sondern auch eine manuelle Neukonfiguration (eine äußerst mühsame und zeitaufwändige Aufgabe) erfordert, wann immer dies der Fall ist ein Netzwechsel.
SDN hingegen zielt darauf ab, eine ganzheitliche Sicht auf das Netzwerk zu haben – Sie können Netzwerkgeräte einfach von einem zentralen Punkt aus konfigurieren/überwachen/Fehler beheben, viel manuellen Aufwand vermeiden und somit Zeit und Geld sparen. P>
Da die Softwareschicht virtuell ist, würde sie bei der Virtualisierung der Netzwerke helfen, die darüber erstellt werden. Diese virtuellen Netzwerke werden vorhandenen physischen Netzwerken zugeordnet. Die Netzwerkvirtualisierung war dringend erforderlich, da die Servervirtualisierung eine Revolution in der IT-Branche zur Virtualisierung von Speicher- und Recheneinheiten brachte, was eine Schlüsselrolle bei der effizienten Nutzung von Ressourcen spielte. In ähnlicher Weise sind Netzwerkelemente in traditionellen Netzwerken mit endlosen Funktionen sehr teuer, aber diese Funktionen wurden nicht vollständig genutzt, und das ist das Problem, das SDN lösen möchte.
SDN ist im Kern und als Einzeiler nichts anderes als die Trennung der Steuerebene von der Datenebene (oder Weiterleitungsebene) in traditionellen Netzwerkelementen (Switches, Routern).
Für den Uneingeweihten ist Control Plane die intelligente Logik in Netzwerkgeräten, die steuert, wie der Datenverkehr (der auf das Gerät trifft) verwaltet und gehandhabt wird. Andererseits ist die Datenebene die Weiterleitungsebene, die das Weiterleiten/Manipulieren/Verwerfen des Netzwerkdatenverkehrs verwaltet. Hier erfahren Sie auch etwas über die Steuerungsebene und die Datenebene.
Mit dieser Trennung kann die Kernintelligenz von Netzwerkelementen (d. h. Steuerebene) an einen zentralen Ort verschoben werden, der normalerweise einen der folgenden Moniker trägt:„Steuerungssystem“, „Controller“ oder „Netzwerkbetriebssystem“.
Das folgende Diagramm zeigt, wie SDN im Falle von Switches die Trennung der Steuerebene in den Controller realisiert.
Kontrolltrennung hat viele Vorteile wie:
- Zentrale Verwaltung :Sie können das Netzwerk konfigurieren, überwachen und Fehler beheben und auch eine vollständige Ansicht davon (Netzwerktopologie) vom Controller erhalten.
- Leichte Netzwerkgeräte :Netzwerkelemente wie Switches und Router können abgespeckt werden, was wiederum dazu beitragen kann, dass sie mit der Zeit günstiger werden. Die Intelligenz wäre am Controller, wo sich die Steuerebene (d. h. die Steuerlogik) befinden würde, und ermöglicht die Steuerung der zugrunde liegenden Netzwerkelemente, indem Regeln über sie durch einen gemeinsamen Kanal (d. h. Protokolle) geschoben werden.
- Netzwerkvirtualisierung :Die Virtualisierung des Netzwerks führt zu Mandantenfähigkeit (eine Architektur, bei der eine einzelne Softwareinstanz auf einem Server ausgeführt wird und mehrere Mandanten bedient), was wiederum dazu beiträgt, das volle Potenzial von Netzwerkelementen auszuschöpfen. Der SDN-Controller kann das zugrunde liegende physische Netzwerk abstrahieren und es Netzwerkadministratoren ermöglichen, virtuelle Netzwerke entsprechend jedem Mandanten zu programmieren. Ein reales Beispiel für einen Ort, an dem Netzwerkvirtualisierung verwendet wird, sind Rechenzentren – die Architektur wird verwendet, um ein gemeinsames physisches Netzwerk mit vielen Kunden zu teilen.
SDN-Controller werden von vielen großen Netzwerkanbietern/-unternehmen auf dem Markt verkauft. Einige Beispiele für diese Controller sind Cisco Open SDN-Controller, Juniper Contrail, Brocade SDN-Controller und PFC SDN-Controller von NEC. Viele Open-Source-SDN-Controller wie Opendaylight, Floodlight, Beacon, Ryu usw. sind ebenfalls auf dem Markt vertreten. Das Gute an solchen Controllern ist, dass sie ein gutes Verständnis dafür vermitteln, wie SDN-Lösungen entworfen werden.
Im weiteren Sinne wird die SDN-Lösung einen SDN-Controller als mittlere Schicht haben, der nicht nur die zugrunde liegende Netzwerkinfrastrukturschicht steuert und verwaltet, sondern auch den Netzwerkstatus und Informationen sammelt und sie der obersten Anwendungsschicht über APIs zur Verfügung stellt.
In der SDN-Welt haben im Laufe der Zeit die meisten Netzwerkanbieter und Open-Source-Communities Openflow als Kommunikationsprotokoll zwischen Control Plane und Data Plane akzeptiert. Natürlich erfordert eine SDN-Lösung mit OpenFlow, dass das Protokoll sowohl im Controller als auch in den Netzwerkelementen implementiert wird. Wir werden in unseren kommenden Artikeln mehr über Openflow und SDN im Allgemeinen diskutieren.
Lesen Sie mehr über die Architektur von OpenFlow im zweiten Teil des Artikels.
This article is co-authored by Tarun Thakur.
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Referenzen:
- http://opennetsummit.org/archives/mar14/site/why-sdn.html
- https://www.sdxcentral.com/sdn/definitions/what-the-definition-of-software-defined-networking-sdn/