Software Defined Networking, Teil 1

Paradigmenwechsel im LAN

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Der Controller

Distributed Computing zu programmieren, ist nicht einfach. Ein Netzwerk ist eine extreme Form des Distributed Computings. Es muss daher ein neuer Algorithmus für das Netzwerk geschrieben werden, der jedes Element der gesamten Infrastruktur erfasst (CPU, Memory, etc.). Der Algorithmus muss auch in einem lose verbundenen Umfeld funktionieren. Er kann völlig verteilt oder zentralistisch sein. Durch den offenen Standard von SDN bleibt es jedem Anwender selbst überlassen, ein Modell auszuwählen und sich für einen bereits existierenden Controller oder eine Eigenprogrammierung zu entscheiden.

Der Controller regelt zentral den gesamten Verkehr im Netzwerk entsprechend der Regeln, die bei ihm hinterlegt sind. Das heißt, das gesamte Verhalten der Infrastruktur wird zentral an einer Stelle festgelegt. Hier kann der Administrator entscheiden, welche Regeln für das unternehmensweite Netzwerk gültig sein sollen und welche nicht. Ein Single Point of Management entsteht.

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Der Controller basiert auf einer offenen Standard Distribution und ist in Java programmiert. Als API wurde ein neues Protokoll namens OpenFlow entwickelt.

OpenFlow

OpenFlow (siehe Bildergalerie, Bild 4) übernimmt die Kommunikation zwischen Controller und Netzwerk-Komponenten. OpenFlow ist ein minimalistisches API, das für die Beschreibung der Flow Tables eingesetzt werden kann.

Das OpenFlow-Protokoll ist ein API, welches die Kommunikation zwischen Controller und Hardware übernimmt. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, die Distribution und Kontroll-Logik von der physikalischen Hardware zu trennen. Jeder Anwender hat nun die Freiheit, selber zu entscheiden, wie seine Infrastruktur gesteuert werden soll, zentral, verteilt oder mit einer Kombination aus beidem.

Das SDN-Modell

Wir haben nun also als Komponenten den Switch, den Controller und das OpenFlow-Protokoll. Darüber liegend darf man sich noch eine Management-Software vorstellen, über die mit einem GUI die gesamte Infrastruktur konfiguriert und betrieben wird. Dieser komplette Stack heißt SDN oder Software Defined Network (siehe Bildergalerie, Bild 5).

Durch die gemeinsamen Aktivitäten von HP und der Stanford Universität haben sich für HP schnell einige grundlegende Erkenntnisse gebildet, die zurzeit in Produkte eindesignt werden. Die ProVision-Serie von HP Networking ist bereits jetzt in der Lage, das OpenFlow-Protokoll zu verstehen und zu verarbeiten. Eine erste Umsetzung von Software Defined Network auf Hardwareseite ist also gegeben.

Durch die in den HP-Switches verwendete ASIC-Variante ist sogar ein Hybrid-Betrieb denkbar. Man könnte also das Netzwerk traditionell betreiben und in kleinen Schritten erste SDN-Funktionalitäten einführen. Dies erlaubt eine sanfte Migration vom klassischen Model hin zum neuen SDN-basierten Netzwerk.

Andreas Hausmann ist Networking-Experte bei HP.
Andreas Hausmann ist Networking-Experte bei HP.

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