- Разделете контролната равнина от равнината на данните, за да централизирате мрежовата интелигентност в програмируем контролер.
- Позволява динамично и автоматизирано управление чрез използването на Northbound и Southbound API, оптимизирайки трафика в реално време.
- Това улеснява мащабируемостта и енергийната ефективност, като е основният стълб за облачните изчисления и инфраструктурата за големи данни.
Вероятно сте чували, че светът на компютрите все повече се насочва към виртуализация и мрежите не са изключение. Софтуерно-дефинираните мрежи, или SDN , по същество са промяна на парадигмата в начина, по който разбираме управлението на данни, преминавайки от зависимост от твърд физически хардуер към софтуерно-базиран модел, който е много по-гъвкав и гъвкав.
Представете си, че вместо да се налага да конфигурирате всеки рутер или комутатор поотделно, бихте могли да контролирате цялата мрежа от една точка . Именно това е SDN: абстрахиране на сложността на хардуера, така че администраторите да могат да програмират поведението на мрежата като всяко друго приложение, адаптирайки го мигновено към нуждите на бизнеса или текущия трафик.
Какво точно е Лигата на нациите?
За да започнете, е важно да разберете, че SDN се отклонява от традиционната структура. В класическата мрежа всяко устройство само решава къде да изпрати пакет. За разлика от това, SDN разделя контролната равнина от равнината на данните . Контролната равнина е мозъкът, който взема решенията, докато равнината на данните е просто мускулът, който премества пакетите съгласно строги инструкции.
Тази архитектура позволява мрежата да бъде директно програмируема и много по-гъвкава . Чрез централизиране на интелигентността в контролер, администраторите могат динамично да регулират потока на трафика, предотвратявайки мрежови затруднения и гарантирайки, че ресурсите се използват с пълния им потенциал, без да се налага да докосват нито един кабел.
Стълбовете на SDN архитектурата
За да работи всичко това, SDN е организирана в три добре дефинирани слоя, които комуникират помежду си:
- Приложен слой: Тук се намират програмите, които управляват мрежата, от инструменти за сигурност до балансьори на натоварването. Тези приложения казват на контролера какво е необходимо. Северни интерфейси (Northbound API).
- Контролен слой: Това е ядрото на системата. SDN контролерът преобразува изискванията на приложението в конкретни правила, които устройствата трябва да изпълняват. Той поддържа глобален поглед върху цялата топология, което позволява цялостно управление.
- Инфраструктурен слой: Състои се от комутаторите и рутерите (физически или виртуални), които формират равнината на данните. Тези устройства вече не вземат свои собствени решения, а са ограничени до препредаване на трафик съгласно таблиците на потоците че контролерът ги изпраща.
За да се осигури комуникацията между тези слоеве, се използват API. Южните API , като например добре познатия протокол OpenFlow, позволяват на контролера да комуникира с хардуера. Северните API, от друга страна, позволяват на софтуера за управление да взаимодейства с контролера, улеснявайки автоматизацията на сложни задачи.
Ключови разлики с традиционните мрежи
Ако сравним двата свята, разликата е огромна. Докато в традиционните мрежи управлението е ръчно, бавно и податливо на човешки грешки поради използването на интерфейси от командния ред (CLI) за всяко устройство поотделно, в SDN конфигурацията се извършва чрез софтуер и API , което ускорява невероятно внедряването.
Освен това, мащабируемостта в стария модел е ограничена от хардуерния капацитет. В SDN, като виртуализирана система, можем да комбинираме множество комутатори , за да действат като едно интелигентно устройство, което позволява на мрежата да расте в съответствие с търсенето без екстремни технически усложнения.
Модели и варианти на внедряване
Не всички SDN мрежи са еднакви. В зависимост от начина им на внедряване, можем да открием няколко подхода:
- Отворена SDN мрежа: Базирано на отворени стандарти като OpenFlow, където хардуерът е това, което наричаме "тъпи превключватели" защото целият интелект се намира в контролера.
- SDN, базиран на API: Тук устройствата не използват един-единствен протокол, а вместо това предоставят свои собствени API (REST, gRPC) за управление.
- SDN наслагване: Създавайте виртуални мрежи върху съществуваща физическа инфраструктура, използвайки тунели като VXLAN, което е идеално за... многонаемателни среди в центрове за данни.
- Хибридна SDN мрежа: Смесица, при която традиционните протоколи (OSPF, BGP) съществуват едновременно с принципите на SDN, което позволява постепенна и безопасна миграция.
Съществуват и разширения като SD-WAN , което прилага тези концепции към широкообхватни мрежи, за да намали разходите в сравнение със скъпите MPLS линии, и SD-LAN , което оптимизира локалните мрежи чрез управление, базирано на облак.
Възходът на облачните технологии и големите данни
SDN не се появи случайно; това е отговорът на бума на облачните изчисления и големите данни. Днес трафикът вече не е само „север-юг“ (клиент-сървър), а има огромен поток от трафик „изток-запад“ между машини в рамките на един и същ център за данни. SDN е единственият начин за ефективно управление на този обем данни .
Освен това, внедряването на SaaS и IaaS услуги изисква еластичност, която твърдият хардуер не може да осигури. SDN позволява самостоятелно предоставяне на услуги , мащабирайки мрежовите ресурси мигновено. Той дори помага за намаляване на сметките за електроенергия чрез оптимизиране на равнината на данните, за да се пести енергия в мрежи и свързани домове в големи инсталации.
Сигурност и предизвикателства в софтуерно дефинираните мрежи
От гледна точка на сигурността, SDN е нож с две остриета. От една страна, глобалният поглед позволява много по-бързо откриване на DDoS атаки или разпространение на червеи, което дава възможност за препрограмиране на мрежата в реално време за изолиране на заразените устройства. Той дори позволява внедряването на защити от „движеща се цел“ (MTD), променяйки виртуални IP адреси, за да объркат нападателите.
Въпреки това, контролерът се превръща в единствената точка на повреда и основна цел за хакерите. Ако някой успее да компрометира мозъка на мрежата, той получава пълен контрол. Ето защо е жизненоважно да подсилите сигурността на вашата компания чрез LAN мрежи , внедрявайки резервиране на сървъри, криптиране на съобщенията и стриктно засилване на операционната система на контролера.
Синергия с NFV (виртуализация на мрежови функции)
Много често SDN се бърка с NFV, но всъщност те се допълват. Докато SDN се фокусира върху контрола на трафика, NFV замества специализирания хардуер (като защитни стени или физически балансьори на натоварването) с виртуални машини, работещи на стандартни сървъри. Заедно те създават екосистема, в която мрежата е напълно гъвкава, позволявайки динамичното разполагане и преместване на виртуални мрежови функции (VNF) в зависимост от натоварването.
Комбинацията от тези технологии, заедно с дълбоката проверка на пакетите (DPI), позволява на мрежата не само да премества данни, но и да е наясно с приложенията, които носи, оптимизирайки качеството на изживяване (QoE) за крайния потребител.
Преходът към тази парадигма позволява на компаниите да спрат да се борят с кабели и ръчни конфигурации и да се съсредоточат върху бизнес логиката. Благодарение на централизирания контрол и възможностите за автоматизация , настоящите инфраструктури могат да поддържат огромното търсене на свързаност, динамична сигурност и енергийна ефективност, изисквани от дигиталната ера, трансформирайки статичния хардуер в еластичен и програмируем ресурс.
