Software defined – neue Rollen im Rechenzentrum

Wozu OpenFlow?

| Autor / Redakteur: Uli Brox / Ulrike Ostler

OpenFlow gilt als Basis für Software-Defined Networking (SDN).
OpenFlow gilt als Basis für Software-Defined Networking (SDN). (Bild: Artida/ Fotolia.com)

Software Defined Networking (SDN) ermöglicht den effektiveren Einsatz von Netzwerk-Ressourcen und ist besonders sinnvoll bei Applikationen wie VM (Virtual Machine) Mobility, erfolgskritischen Netzwerken und IP-basierten mobilen Netzen. OpenFlow stellt dabei die Basis für diesen Paradigmenwechsel dar.

Die Netzwerkbranche steht vor einem Quantensprung – dank Software-Defined Networking (SDN). SDN gilt als die Technologie, die die Netzwerkindustrie in den nächsten Jahren am meisten verändern wird. Wesentlicher Vorteil ist eine extreme Steigerung von Agilität und Flexibilität, ganz abgesehen von den Spareffekten.

Auf dem Markt gibt es Router und Switche mit unterschiedlicher Programmierbarkeit – und damit auch zuweilen begrenzte Funktionalität in Bezug auf Planung und Management von Traffic oder Inkonsistenz zwischen dem Equipment unterschiedlicher Anbieter. Dem will OpenFlow abhelfen. Die Unabhängigkeit der Kontrollfunktion von der kontrollierten Hardware macht Planung und Management von Traffic konsistent.

Die Ursprünge von OpenFlow liegen in der Stanford University. Man versuchte, einen offenen Standard für die Forschung zu finden: eine Möglichkeit, experimentelle Protokolle über bestehende Campus-Netzwerke laufen zu lassen und so Innovationen zu erleichtern. Ein Wissenschaftler könnte mit OpenFlow experimentelle Protokolle in Campus-Netzwerken mit normalen Ethernet Switches, Routern und Wireless Access Points laufen lassen, ohne dass die Anbieter interne Funktionsweisen in ihren Netzwerk-Geräten offen legen müssen. Seitdem wurde OpenFlow weiterentwickelt, von Netzwerkanbietern übernommen und in vielen großen produktiven Netzwerken eingesetzt.

Wie aber funktioniert OpenFlow?

In einem konventionellen Switch findet die Paket-Weiterleitung (der Daten-Pfad) und High-Level Routing (der Kontroll-Pfad) über dasselbe Gerät statt. OpenFlow basiert auf einem Ethernet Switch mit einer internen Flow-Tabelle und einer standardisierten Schnittstelle für die Entfernung oder Ergänzung eines Flow-Eintrags.

Ein OpenFlow-fähiger Switch kann die beiden Pfade voneinander trennen. Der Daten-Pfad bleibt auf dem Switch, ein separater Controller übernimmt die Routing-Entscheidungen und -Kontrolle. OpenFlow erlaubt also direkten Zugriff auf die Distribution-Plane eines Switches oder Routers, und zwar sowohl physisch als auch virtuell (Hypervisor-basiert).

Switch und Controller kommunizieren über das OpenFlow Protokoll mit definierten Botschaften wie packet-received, send-packet-out, modify-forwarding-table und get-stats. In einem konventionellen Netzwerk hat jeder Switch proprietäre Software für diese Kontroll- und Steuerungsfunktion. Mit OpenFlow wird die Entscheidung zentralisiert, so dass das Netzwerk unabhängig von den individuellen Switches und Rechenzentrumszubehör programmiert werden kann.

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