OpenFlow и sdn в России

Согласно прогнозам экспертов, объем мирового рынка сетевого оборудования к 2015 году превысит 184 млрд долл. при ежегодном росте в 10%. Российский рынок сетевого оборудования оценивается в 3–4 млрд долл., при этом на продукцию зарубежных производителей приходится свыше 90%, поэтому задачу импортозамещения можно рассматривать как критически важную. В этом смысле успех проектов и решений SDN может позволить стране стать полноправным партнером лидеров данного сегмента ИТ-рынка. Однако для этого требуется: создать ассоциации научно-исследовательских университетов, лабораторий и профильных академических институтов, занимающихся тематикой сетевых технологий; привлечь в Россию ведущих зарубежных ученых и инженеров-исследователей, работающих в области SDN; интегрировать российских ученых в международные проекты, связанные с SDN.

В феврале 2012 года на базе лаборатории вычислительных комплексов факультета ВМК МГУ был создан Центр прикладных исследований компьютерных сетей (ЦПИ КС, резидент ИТ-кластера Фонда «Сколково»), в задачи которого входит проведение научных исследований в области сетевых технологий, в том числе SDN. В июле того же года ОАО «Ростелеком» заключило контракт с ЦПИ КС на проектирование и создание опытного сегмента облачной платформы для ЦОД на основе SDN. Результатом работ станет создание тестового сегмента облачной платформы на базе ЦОД «Ростелекома», разработка прототипа системы управления сетевой инфраструктурой ЦОД, системы показателей эффективности управления новой сетевой инфраструктурой ЦОД, а также методики встраивания в существующую инфраструктуру ЦОД.

Андрей Аксенов, директор департамента исследований и разработок ОАО «Ростелеком», отмечает: «Мы решили заранее предусмотреть ситуацию и не дожидаться, пока SDN сама всех настигнет. Мы прежде всего хотим сократить затраты на телекоммуникационное оборудование. У нас достаточно амбициозные планы – трансформация компании в сер-вис-провайдера, а также построение облачной платформы на распределенной по всей стране сети ЦОД, создание новых сервисов. В этом смысле SDN очень перспективна».

В рамках данного проекта «Ростелеком» выбирает приложение, функционирующее внутри ЦОД, а ЦПИ КС обеспечивает сетевое взаимодействие этого приложения с помощью SDN. Таким образом, становится возможной гибкая, динамическая настройка используемого сетевого оборудования, позволяющая избежать ограничения на количество создаваемых виртуальных ЦОД (сейчас их может быть не больше 4096). Нынешние ЦОД «Ростелекома» работают на связке традиционных протоколов TCP/IP с серверами виртуализации, и в рамках реализации проекта часть ресурсов будет отдана для тестирования технологий SDN. Традиционная и новая архитектуры будут работать параллельно, не взаимоисключая друг друга. Критериями для сравнения двух архитектур станут загрузка и задержки каналов связи, задержки сетевого трафика и число одновременно поддерживаемых виртуальных ЦОД. Кроме того, новая архитектура должна уменьшить накладные расходы на перенастройку сетевого оборудования – ее просто не потребуется.

ЦПИ КС выполняет проект совместно с компанией «Русьтелетех», разрабатывающей телекоммуникационное оборудование. Эта компания предложит дизайн типового сегмента ЦОД облачной системы, включающий в себя средства виртуализации вычислительных ресурсов и систем хранения данных. Для оптимизации использования аппаратных и виртуальных серверов сетевая инфраструктура типового сегмента строится на базе оборудования, поддерживающего технологии SDN. Например, в качестве коммутатора применяется изделие серии РТТ-А410 с плотностью портов 48х10G и производительностью 960 Гбит/с, функционирующее как в стандартном режиме коммутации и маршрутизации данных, так и в режиме OpenFlow. Это позволяет обеспечить «безболезненное» разворачивание программно-конфигурируемых сетей на базе традиционных сетевых архитектур. Для централизованного управления системой стоечных решений РТТ-А410, работающих в режиме поддержки протокола OpenFlow, они объединяются через коммутатор уровня Layer 2+ серии РТТ-А311 и подключаются к контроллеру сети.

Проект тестовой опытно-конструкторской зоны облачной платформы на базе SDN за-вершится в декабре 2012 года, и впоследствии будет создана зона на площадке «Ростелекома» с использованием коммутаторов «Русьтелетех», сертифицированных ФСТЭК на соответствие третьему уровню контроля отсутствия НДВ и четвертому классу защищенности МЭ. По словам вице-президента по инновационному развитию компании «Ростелеком» Алексея Нащекина, технология SDN позволит более эффективно решать задачи виртуализации сетей и разработки новых комплексных сервисов для клиентов «Ростелекома», даст возможность в ближайшем будущем сократить капитальные и операционные затраты на телекоммуникационное оборудование облачных ЦОД компании.

***

Программно-конфигурируемые сети открывают большие возможности для промышленности и бизнеса, позволяя решать задачи повышения пропускной способности каналов, упрощения управления сетью, перераспределения нагрузки, повышения масштабируемости сети. Каждая компания, в зависимости от своих потребностей, может внедрить решение, соответствующее конкретно ее задачам. Данной технологией могут заинтересоваться хо-стеры и провайдеры, владельцы дата-центров и операторы связи, финансовые и банковские структуры, телекоммуникационные компании, которым внедрение SDN позволит повысить эффективность их работы.

Программно-конфигурируемые сети – одна из самых «горячих» сегодня технологий в мире компьютерных сетей, однако пока это лишь айсберг, у которого видна только верхушка возможностей, ведь многие технологии все еще не стандартизированы. А это значит, что и Россия может повлиять на то, как завтра будут работать компьютерные сети.

Литература

1. Martin Casado, Tal Garfinkel, Aditya Akella, Michael J. Freedman Dan Boneh, Nick McKeown, Scott Shenker. SANE: A Protection Architecture for Enterprise Networks, 15-th Usenix Security Symposium, Vancouver, Canada, August 2006.

2. N. McKeown, T. Anderson, H. Balakrishnan, G. Parulkar, L. Peterson, J. Rexford, S. Shenker, J. Turner. Openflow: Enabling innovation in campus networks. SIGCOMM Computer Communication Review, vol. 38, no. 2, pp. 69–74, 2008.

3. A. Tootoonchian, Y. Ganjali. HyperFlow: A Distributed Control Plane for OpenFlow. In Proc. INM/WREN, San Jose, CA, April 2010.

4. T. Koponen, M. Casado, N. Gude, J. Stribling, L. Poutievski, M. Zhu, R. Ramanathan, Y. Iwata, H. Inoue, T. Hama, S. Shenker. Onix: A distributed control platform for large-scale production networks, in OSDI, Oct 2010.

5. S. Hassas Yeganeh, Y. Ganjali. Kandoo: a framework for efficient and scalable offloading of control applications. Proceedings of the first workshop on Hot topics in software defined networks (HotSDN '12), pp. 19–24.

6. Rob Sherwood, Glen Gibby, Kok-Kiong Yapy, Guido Appenzellery, Martin Casado, Nick McKeowny, Guru Parulkary. FlowVisor: A Network Virtualization Layer, 2009.

1 В отечественной литературе также получил распространение термин «программно-определяемые сети». — Прим. ред.