Виртуализация в sdn

Одна из идей, активно развиваемая в рамках SDN, – это виртуализация сетей с целью более эффективного использования сетевых ресурсов (рис. 4). Под виртуализацией сети понимается изоляция сетевого трафика – группирование (мультиплексирование) нескольких потоков данных с различными характеристиками в рамках одной логической сети, которая может разделять единую физическую сеть с другими логическими сетями или сетевыми срезами (network slices). Каждый такой срез может использовать свою адресацию, свои алгоритмы маршрутизации, управления качеством сервисов и т. д.

Рис. 4. Виртуализация в SDN

Виртуализация сети позволяет: повысить эффективность распределения сетевых ресурсов и сбалансировать нагрузку на них; изолировать потоки разных пользователей и приложений в рамках одной физической сети; администраторам разных срезов использовать свои политики маршрутизации и правила управления потоками данных; проводить эксперименты в сети, используя реальную физическую сетевую инфраструктуру; использовать в каждом срезе только те сервисы, которые необходимы конкретным приложениям.

Одним из примеров виртуализации ресурсов SDN, разделения сети на срезы и управления ими является FlowVisor [6] – программа-посредник (proxy), действующая на уровне между OpenFlow-коммутаторами и различными контроллерами SDN. Посредством FlowVisor можно создавать логические сегменты сети, использующие разные алгоритмы управления потоками данных, обеспечивая изоляцию данных сетей друг от друга. Это означает, что каждый контроллер управляет только своей логической сетью и не может оказывать влияния на функционирование других. Для контроллера, взаимодействующего с оборудованием OpenFlow через FlowVisor, весь обмен сообщениями выглядит так же, как если бы контроллер взаимодействовал с обычной сетью SDN. Всю необходимую модификацию сообщений, требующуюся для поддержки различных изолированных сегментов сети, выполняет FlowVisor. То есть для контроллера логической сети не требуется модификации – это может быть любой контроллер SDN, например сетевая операционная система NOX с произвольным набором программ.

Преимущества sdn

Благодаря снятию с коммутаторов нагрузки по обработке тракта управления, SDN позволяет этим устройствам направить все свои ресурсы на ускорение перемещения трафика, что существенно повышает производительность. При этом за счет виртуализации управления сетью снижаются расходы на их построение и сопровождение. По результатам тестов, проведенных на базе крупнейших провайдеров США, использование SDN позволяет на 20–30% увеличить утилизацию ресурсов ЦОД и в несколько раз снизить эксплуатационные расходы.

Программные средства SDN позволяют администраторам добавлять новую функциональность к уже имеющейся сетевой архитектуре. При этом новые функции будут работать на многих платформах – их не придется реализовывать заново во встроенном программном обеспечении коммутаторов каждого поставщика.

На централизованном контроллере SDN системный администратор может наблюдать всю сеть в едином представлении, за счет чего повышаются удобство управления, безопасность и упрощается выполнение ряда других задач. Действительно, поскольку администратор видит все потоки трафика, то ему легче замечать вторжения, назначать приоритеты различным типам трафика и разрабатывать правила реагирования сети при заторах и проблемах с оборудованием.

Теоретически неограниченные возможности сетей SDN к расширению позволяют строить реальные облака, масштабируемые в зависимости от решаемых задач. При этом сеть обладает требуемой «интеллектуальностью», необходимой, в частности, для оркестровки работы обширных групп коммутаторов.