02/08/2023

Rețea definită de software (SDN) explicată în 5 minute sau mai puțin

SDN este considerat a fi o tehnologie cheie pentru dezvoltarea de noi tehnologii și aplicații de rețea.

Creșterea conținutului multimedia, utilizarea tot mai mare a dispozitivelor mobile și cererea de cloud computing au contribuit toate la necesitatea unor arhitecturi de rețea mai flexibile și mai eficiente.

Deoarece aceste tendințe au condus la modele de trafic imprevizibile și la creșterea bruscă a cererii pentru anumite resurse, arhitecturile tradiționale de rețea s-au străduit să țină pasul.

Era nevoie de o strategie alternativă, deoarece scalarea infrastructurii de rețea pentru a face față acestor fluctuații poate fi foarte costisitoare și complicată.

SDN a fost dezvoltat pentru a rezolva această problemă prin separarea planului de control de planul de date. Acest lucru permite rețelei să se reconfigureze automat pentru a satisface cerințele în schimbare, îmbunătățind performanța și eficiența generală. Să înțelegem despre ce este acest SDN.

Ce este SDN?

Rețeaua definită de software (SDN) este o arhitectură de rețea modernă care permite administratorilor să utilizeze software pentru a defini și controla comportamentul dispozitivelor de rețea, mai degrabă decât să configureze dispozitivele respective.

Este adesea asociat cu virtualizarea funcției de rețea (NFV) pentru a îmbunătăți în continuare flexibilitatea și rentabilitatea rețelei. De asemenea, permite centralizarea inteligenței rețelei, facilitând depanarea și monitorizarea rețelei.

Arhitectura SDN

O arhitectură SDN include de obicei trei straturi principale: planul de aplicație, planul de control și planul de date.

Credit imagine: Sotirios Goudos

  • Stratul de aplicație: Acesta este stratul superior al arhitecturii SDN și este responsabil pentru definirea comportamentului dorit al rețelei. Aplicațiile de la acest nivel pot include instrumente de inginerie a traficului, politici de securitate sau suprapuneri de rețea virtuală.
  • Nivelul de control: Nivelul de control este responsabil pentru implementarea politicilor și regulilor definite la nivelul aplicației. Este implementat de obicei ca un controler central care comunică cu dispozitivele de rețea din planul de date.
  • Planul de date sau stratul de infrastructură: acest strat constă din dispozitivele fizice de rețea, cum ar fi comutatoarele și routerele, care alcătuiesc planul de date. Aceste dispozitive sunt responsabile pentru redirecționarea traficului de rețea prin rețea.
  • Interfețele Northbound și Southbound sunt utilizate pentru a facilita comunicarea între diferitele straturi ale arhitecturii. Integrarea acestor trei straturi permite rețelei să funcționeze într-o manieră coordonată și eficientă.

    Cum funcționează SDN-ul?

    Într-o rețea SDN, planul de control și planul de date sunt separate. Planul de control ia decizii cu privire la modul în care traficul este redirecționat prin rețea, în timp ce planul de date este responsabil pentru redirecționarea traficului în conformitate cu aceste decizii.

      Ce s-a întâmplat cu LimeTorrents?

    Credit imagine: Jun Luo

    Planul de control este implementat folosind un controler central, o aplicație software care rulează pe un singur server sau un set de servere. Controlorul menține o vedere globală a rețelei și folosește această vizualizare pentru a lua decizii cu privire la modul în care ar trebui să fie transmis traficul. Face acest lucru prin comunicarea cu elementele planului de date din rețea, care sunt cunoscute sub denumirea de „elemente de redirecționare” sau „comutatoare”.

    Aceste comutatoare dintr-o rețea SDN sunt de obicei „deschise”, ceea ce înseamnă că pot fi controlate și programate de software extern, mai degrabă decât să fie codificate cu un set fix de reguli pentru redirecționarea traficului. Ca rezultat, controlerul poate configura comutatoarele pentru a transmite traficul în modul dorit.

    Pentru a controla comutatoarele, controlerul comunică cu acestea utilizând un API către sud, un set de protocoale și interfețe pe care controlerul le poate folosi pentru a trimite instrucțiuni către comutatoare și pentru a primi informații de stare de la acestea. Și controlerul folosește API-uri de nord pentru a comunica cu aplicații și sisteme de nivel superior care trebuie să utilizeze rețeaua, cum ar fi aplicațiile care rulează în cloud.

    În acest fel, controlerul acționează ca „creierul” rețelei, luând decizii cu privire la modul în care ar trebui să fie transmis traficul și comunicând acele decizii comutatoarelor, care acționează ca un „mușchi” al rețelei, executând instrucțiunile primite de la controlor și redirecționând traficul în consecință.

    Caracteristicile SDN

    Există mai multe caracteristici cheie ale SDN care îl deosebesc de arhitecturile tradiționale de rețea:

    • Flexibilitate: Modificările rețelei pot fi făcute fără reconfigurarea fizică a dispozitivelor, ceea ce permite managerilor de rețea să reacționeze rapid la cerințele și circumstanțele în evoluție.
    • Programabilitate: Este posibil să controlați în mod programatic comportamentul rețelei folosind API-uri sau alte instrumente de dezvoltare software. Acest lucru facilitează automatizarea sarcinilor de rețea și integrarea rețelei cu alte sisteme.
    • Abstracție: Într-o arhitectură SDN, planul de control este separat de planul de date, care transmite traficul. Acest lucru îi ajută pe ingineri să schimbe cu ușurință modul în care funcționează rețeaua fără a afecta dispozitivele de redirecționare a traficului.
    • Virtualizare: permite, de asemenea, virtualizarea resurselor de rețea, permițând administratorilor să creeze rețele virtuale la cerere. Acest lucru poate fi deosebit de util în mediile de cloud computing în care cererea de resurse de rețea poate fi foarte dinamică.

    În plus față de caracteristicile enumerate mai sus, avantajul principal al utilizării SDN este că permite companiilor să-și simuleze infrastructura fizică de rețea în software, reducând astfel cheltuielile totale de capital (CAPEX) și cheltuielile de operare (OPEX).

    Tipuri de arhitecturi SDN

    În general, diferite tipuri de rețele pot necesita abordări diferite ale SDN.

      Ce înseamnă „HMU” și cum îl folosiți?

    De exemplu, o rețea de întreprindere mare cu multe tipuri diferite de dispozitive și o topologie complexă poate beneficia de o arhitectură SDN hibridă, care combină elemente atât din SDN centralizat, cât și din SDN distribuit. În schimb, un design SDN centralizat ar putea funcționa bine pentru o rețea mai mică, cu mai puține dispozitive și o topologie mai simplă.

    Este important să evaluați cu atenție diferitele opțiuni și să alegeți arhitectura care răspunde cel mai bine nevoilor organizației. SDN utilizează în principal cinci modele de arhitectură diferite.

    #1. SDN centralizat

    Într-o arhitectură SDN centralizată, toate funcțiile de control și management sunt consolidate într-un singur controler central, care permite administratorilor să definească și să controleze comportamentul rețelei cu ușurință. Totuși, poate crea și un singur punct de eșec.

    #2. SDN distribuit

    În acest tip de arhitectură, funcțiile de control sunt distribuite între mai multe controlere, îmbunătățind fiabilitatea, dar făcând mai complexă gestionarea rețelei.

    #3. SDN hibrid

    Modelul de arhitectură SDN hibrid combină elemente SDN centralizate și distribuite. Poate folosi un controler centralizat pentru unele funcții și controlere distribuite pentru altele, în funcție de nevoile rețelei.

    #4. Suprapunere SDN

    Arhitecturile suprapuse folosesc tehnologii de rețea virtuală, cum ar fi VXLAN sau NVGRE, pentru a crea o rețea logică pe deasupra unei rețele fizice existente. Acest lucru permite administratorilor să creeze rețele virtuale care pot fi ușor create, modificate și șterse.

    #5. Underlay SDN

    Arhitectura de bază utilizează infrastructura de rețea existentă pentru a sprijini crearea de rețele virtuale care pot folosi tehnologii precum MPLS sau rutarea segmentelor pentru a crea legături virtuale între dispozitivele din rețea.

    Resurse de învățare

    Poate fi o provocare să alegeți cele mai bune resurse pentru a învăța despre conceptele legate de SDN, deoarece există multe opțiuni diferite disponibile. Prin urmare, ar putea fi util să încercați câteva resurse diferite pentru a vedea care funcționează cel mai bine pentru dvs.

    #1. SDN Crash Course Practic/Hands-on

    Acesta este un curs oferit pe platforma Udemy. Acest curs este o modalitate excelentă de a dobândi experiență practică în programarea de rețea bazată pe SDN și OpenFlow. De asemenea, acoperă o varietate de concepte OpenFlow avansate, cum ar fi tabelul de contor (QoS) și tabelul de grup (Load balancer, Sniffer).

    Recomandăm cu căldură acest curs tuturor celor care doresc să afle mai multe despre SDN și despre diferitele tehnologii implicate. Doar cunoștințele de bază de rețea sunt suficiente pentru a începe cu acest curs.

    #2. SDN: Rețele definite de software

    Această carte discută în primul rând tehnologiile și protocoalele cheie ale SDN, inclusiv OpenFlow, OpenStack și ONOS. Acesta oferă exemple detaliate despre modul în care aceste tehnologii pot fi utilizate pentru a construi și gestiona rețele.

    De asemenea, oferă sfaturi utile pentru configurarea și gestionarea rețelelor SDN, inclusiv considerații de depanare și securitate.

      Cum să utilizați gesturile trackpad-ului pe iPad

    #3. SDN și NFV simplificate

    Această carte oferă o prezentare cuprinzătoare a SDN și NFV, inclusiv beneficiile, tehnologiile și aplicațiile acestora. Include, de asemenea, exemple din lumea reală și studii de caz pentru a ajuta la ilustrarea punctelor cheie și pentru a arăta modul în care aceste tehnologii sunt utilizate în industrie.

    Autorii au făcut o treabă grozavă explicând conceptele cheie ale SDN și NFV într-un mod clar și concis, făcând cartea accesibilă cititorilor de toate nivelurile de expertiză tehnică.

    #4. Rețele definite de software

    Această carte oferă o introducere detaliată în SDN din punctul de vedere al persoanelor care implementează și utilizează tehnologia.

    Această carte este destul de utilă pentru înțelegerea întregii arhitecturi SDN, chiar și pentru începători. De asemenea, discută despre modul în care este proiectată rețeaua folosind standardele din industrie pentru un mediu scalabil.

    #5. SDN și NFV: elemente esențiale

    Este un ghid bine scris și captivant, care oferă o bază solidă în SDN și NFV și este potrivit pentru cititorii de toate nivelurile de expertiză tehnică.

    Cel mai bun mod de a învăța despre conceptele SDN este să obțineți experiență practică de lucru cu instrumentele și tehnologiile SDN. Puteți încerca să configurați un mediu SDN simplu folosind instrumente precum Mininet și un controler precum RYU și să experimentați cu controlul traficului de rețea folosind software-ul.

    Încheierea

    SDN este util în mediul digital de astăzi, deoarece face rețelele mai flexibile și mai eficiente.

    În rețelele tradiționale, planul de control și planul de date sunt strâns cuplate, ceea ce înseamnă că modificările planului de control necesită și modificări ale planului de date. Acest lucru poate face ca schimbarea rețelei să fie dificilă și consumatoare de timp, în special în rețelele mari și complexe.

    Cu SDN, planul de control este abstractizat din planul de date, ceea ce facilitează controlul și optimizarea comportamentului rețelei în mod programatic. Acest lucru poate fi util în special în mediile în care este nevoie de a face rapid și ușor modificări în rețea, cum ar fi mediile de cloud computing în care încărcăturile de lucru pot fi furnizate și deprovisionate rapid.

    Sper că ați găsit acest articol util pentru a afla despre SDN și arhitectura sa.

    Ați putea fi, de asemenea, interesat să aflați despre cele mai bune instrumente de monitorizare a rețelei fără agent.

    x