Software Defined Networking, Teil 1

Paradigmenwechsel im LAN

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So „netzwerkt“ ein Switch

Um SDN zu verstehen, schauen wir uns einen Switch bzw. Router einmal genauer an. Solche Geräte sind dazu da, Pakete weiterzuleiten, zu vervielfältigen oder zu verwerfen. Und dies machen sie schnell und gut (siehe Bildergalerie, Bild 2).

Switches sind in der Regel einfach aufgebaut und schnell. Die IP- und Ethernet-Protokolle sind ebenfalls einfach. Im Laufe der Jahre sind die Anforderungen an die Infrastruktur jedoch gewachsen. VLANs, Port Securty, ACLs und QoS sind nur einige der Eigenschaften, denen ein aktuelles Netzwerk und seine Switches und Router heute gerecht werden müssen.

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Diese meist speziell im Zusammenhang mit der Virtualisierung wichtigen neuen Eigenschaften werden den Paketen entweder per default mitgegeben oder müssen manuell nachkonfiguriert werden. Dies treibt die Administration an den Rand des Machbaren und schränkt die Flexibilität deutlich ein.

Um diesem Dilemma zu begegnen hat sich die Standford Universität in Californien, USA, gemeinsam mit HP bereits im Jahr 2007 Gedanken zu einem neuen Modell gemacht.

Das neue Modell des Netzwerks

Die Idee des neuen Modells (siehe Bildergalerie, Bild 3) ist, dass der Switch bzw. der Router auch weiterhin die Aufgaben übernimmt, die er gut und schnell erledigen kann. Die Intelligenz und Steuerung wird dabei jedoch auf einen externen Controller ausgelagert. Feste Tabellen können so vermieden und die für das neue Modell flexiblen Tabellen, die so genannten Flow-Tables eingeführt werden. Zudem kommen Mechanismen des Distributed Computing zum Einsatz. Dies bedeutet aber, dass alle hier eingesetzten Switches und Router remote verwaltet werden müssen können, damit Änderungen zentral eingetragen werden können.

Der Switch empfängt bei SDN ein Paket und weiß erst mal nicht, was er damit machen soll. Er fragt den Controller, wie dieses Paket behandelt werden soll. Welche Regel soll angewendet werden? Der Controller kennt alle möglichen Regeln und weist dem nachfragenden Switch die entsprechende Regel zu. Diese wird in so genannten Flow Tables im Switch gespeichert. Der Switch kann das Paket nun ordnungsgemäß weiterleiten. Jedes nachfolgende Paket mit der gleichen Charakteristik wird sofort bedient und weitergeleitet, denn die Regel ist ja bekannt und gespeichert.

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