В данной статье представлен анализ архитектуры SDN, рассмотрены ее возможности в виртуализации серверов и систем хранения данных.
Ключевые слова: масштабирование сетей, корпоративные сети, архитектура SDN.
Современный мир бизнеса предъявляет большое количество требований к масштабируемости компьютерных сетей и информационных технологий в целом.
Основными трендами на рынке корпоративных сетей и сетей центров обработки данных являются:
− изменение структуры трафика передачи видео и унифицированных коммуникаций (UC-C) и стремительный рост его объемов;
− поддержка мобильных пользователей (BYOD) и социальных сетей;
− высокопроизводительные кластеры для обработки больших данных (BIG DATA).
Сеть в ее классическом представлении — это управление с помощью командной строки и конфигурационных файлов. Однако данный аспект ограничивает развитие вычислительной инфраструктуры.
На сегодняшний день, классические подходы в виртуализации сетей (VLAN, VRF) не соответствуют уровню развития виртуализации серверов и систем хранения данных. Традиционные сети прежде всего статичны и не соответствуют быстрой динамике развития современного IT бизнеса.
В условиях постоянной конкуренции, масштабирование традиционных сетей не представляется возможным, так как не отвечает требованиям сервис провайдеров, таких как Facebook, Google, Microsoft, Yahoo, при этом управление устройствами традиционных сетей достаточно сложное и неэффективное.
Привязка же к выбранному сетевому производителю не гарантирует поддержку будущих приложений и сервисов. Как результат наблюдается картина, что традиционные архитектуры/дизайны сетей становятся неэффективны в динамических средах.
В мире информационных технологий была разработана такая система, которая позволяет решить перечисленные выше проблемы. Данная технология носит название — Software Defined Networking или сокращенно SDN (программно-конфигурируемая сеть) — сеть передачи данных, в которой уровень управления сетью отделён от устройств передачи данных и реализуется посредством программы, а также ее можно представить как одну из форм виртуализации вычислительных ресурсов.
Архитектура программно-конфигурируемых сетей SDN (рис. 1) подразделяется на три уровня:
- Инфраструктурный уровень;
- Уровень управления;
- Уровень сетевых приложений.
Рис. 1. Архитектура программно-конфигурируемых сетей
Следует описать каждый уровень более подробно.
Инфраструктурный уровень (физический, уровень данных) предоставляет набор сетевых устройств, коммутаторов и каналов передачи. На этом уровне в концепции SDN находятся простые устройства, обеспечивающие только пересылку пакетов, за счет таблиц потоков. Вынесение уровня управления из этих устройств значительно уменьшает их стоимость и скорость обработки входящего трафика, а также упрощает настройку.
Уровень управления, включающий в себя сетевую операционную систему, которая обеспечивает приложениям сетевые сервисы и программный интерфейс для управления сетевыми устройствами и сетью. Данный уровень выведен в контролер — устройство с большими вычислительными мощностями и интерфейсами для связи с коммутаторами и приложениями.
Контроллер — центр SDN, он видит всю топологию сети и управляет всеми изменениями в сетевых устройствах через протокол Open Flow автоматически или по средствам команд от администратора. Open Flow — стандартный протокол, является основным элементом концепции SDN и обеспечивает взаимодействие контроллера с сетевыми устройствами [3]. Контроллер используется для управления таблицами потоков коммутаторов, на основании которых принимается решение о передаче принятого пакета на конкретный порт коммутатора. Таким образом, в сети формируются прямые сетевые соединения с минимальными задержками передачи данных и необходимыми параметрами.
Уровень сетевых приложений необходим для гибкого и эффективного управления сетью. Он обеспечивает программный интерфейс для приложений управления сетью и реализует механизмы управления таблицами коммутаторов: добавление, удаление, модификацию правил и сбор разнообразной статистики.
Таким образом, фактически решение задач управления сетью выполняется с помощью приложений, реализованных на основе API сетевой операционной системы, позволяющих создавать приложения [2].
Литература:
- Галич С. В., Сердюкова О. Е., Сафонова И. К. Обзор архитектуры SDN-контроллера Open Day light // Проблемы передачи информации в инфокоммуникационных системах: Сб. докладов и тезисов VI Всероссийской научно-практической конференции. Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2015. С. 23–28.
- Данилов А. Н., Максимов С. П., Кочетков Н. А. Перспективы развития программно-конфигурируемых сетей связи// Международный форум информатизации. Труды международной научно-технической конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы -2017". М.: Горячая линия — Телеком, 2017. С. 93–94.
