Mạng được xác định bằng phần mềm (SDN) được giải thích trong 5 phút hoặc ít hơn
SDN được coi là công nghệ hỗ trợ chính cho sự phát triển của các ứng dụng và công nghệ mạng mới.
Sự phát triển của nội dung đa phương tiện, việc sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị di động và nhu cầu về điện toán đám mây đều góp phần vào nhu cầu về các kiến trúc mạng linh hoạt và hiệu quả hơn.
Vì những xu hướng này đã dẫn đến các kiểu lưu lượng truy cập không thể đoán trước và nhu cầu về các tài nguyên cụ thể tăng đột ngột, nên các kiến trúc mạng truyền thống đã phải vật lộn để theo kịp.
Cần phải có một chiến lược thay thế vì việc mở rộng cơ sở hạ tầng mạng để xử lý những biến động này có thể rất tốn kém và phức tạp.
SDN được phát triển để giải quyết vấn đề này bằng cách tách mặt phẳng điều khiển khỏi mặt phẳng dữ liệu. Điều này cho phép mạng tự động cấu hình lại để đáp ứng nhu cầu thay đổi, cải thiện hiệu suất và hiệu quả tổng thể của mạng. Hãy hiểu SDN này là gì.
SDN là gì?
Mạng được xác định bằng phần mềm (SDN) là một kiến trúc mạng hiện đại cho phép quản trị viên sử dụng phần mềm để xác định và kiểm soát hành vi của các thiết bị mạng thay vì định cấu hình các thiết bị đó riêng lẻ.
Nó thường được kết hợp với ảo hóa chức năng mạng (NFV) để cải thiện tính linh hoạt và hiệu quả chi phí của mạng. Ngoài ra, nó cho phép tập trung trí thông minh mạng, giúp khắc phục sự cố và giám sát mạng dễ dàng hơn.
Kiến trúc của SDN
Kiến trúc SDN thường bao gồm ba lớp chính: mặt phẳng ứng dụng, mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu.
Tín dụng hình ảnh: Sotirios Goudos
Các giao diện hướng Bắc và hướng Nam được sử dụng để tạo điều kiện giao tiếp giữa các lớp khác nhau của kiến trúc. Việc tích hợp ba lớp này cho phép mạng hoạt động một cách đồng bộ và hiệu quả.
SDN hoạt động như thế nào?
Trong mạng SDN, mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu được tách biệt. Mặt phẳng điều khiển đưa ra quyết định về cách lưu lượng được chuyển tiếp qua mạng, trong khi mặt phẳng dữ liệu chịu trách nhiệm chuyển tiếp lưu lượng theo các quyết định đó.
Tín dụng hình ảnh: Jun Luo
Mặt phẳng điều khiển được triển khai bằng bộ điều khiển trung tâm, một ứng dụng phần mềm chạy trên một máy chủ hoặc một bộ máy chủ. Bộ điều khiển duy trì chế độ xem toàn cầu của mạng và sử dụng chế độ xem này để đưa ra quyết định về cách chuyển tiếp lưu lượng. Nó thực hiện điều này bằng cách giao tiếp với các phần tử mặt phẳng dữ liệu trong mạng, được gọi là “phần tử chuyển tiếp” hoặc “công tắc”.
Các thiết bị chuyển mạch này trong mạng SDN thường là “mở”, nghĩa là chúng có thể được điều khiển và lập trình bởi phần mềm bên ngoài thay vì được mã hóa cứng bằng một bộ quy tắc cố định để chuyển tiếp lưu lượng. Do đó, bộ điều khiển có thể định cấu hình các công tắc để truyền lưu lượng theo cách mong muốn.
Để điều khiển các công tắc, bộ điều khiển giao tiếp với chúng bằng API hướng nam, một bộ giao thức và giao diện mà bộ điều khiển có thể sử dụng để gửi hướng dẫn đến các công tắc và nhận thông tin trạng thái từ chúng. Và bộ điều khiển sử dụng API hướng bắc để giao tiếp với các ứng dụng và hệ thống cấp cao hơn cần sử dụng mạng, chẳng hạn như các ứng dụng chạy trên đám mây.
Theo cách này, bộ điều khiển đóng vai trò là “bộ não” của mạng bằng cách đưa ra các quyết định về cách chuyển tiếp lưu lượng và truyền các quyết định đó tới các thiết bị chuyển mạch, hoạt động như một “cơ bắp” của mạng, thực hiện các hướng dẫn nhận được từ bộ chuyển mạch. bộ điều khiển và chuyển tiếp lưu lượng tương ứng.
Các tính năng của SDN
Có một số tính năng chính của SDN giúp phân biệt nó với các kiến trúc mạng truyền thống:
- Tính linh hoạt: Có thể thực hiện các thay đổi đối với mạng mà không cần cấu hình lại các thiết bị vật lý, điều này cho phép các nhà quản lý mạng phản ứng nhanh chóng với các yêu cầu và hoàn cảnh đang phát triển.
- Khả năng lập trình: Có thể lập trình kiểm soát hành vi của mạng bằng API hoặc các công cụ phát triển phần mềm khác. Điều này giúp dễ dàng tự động hóa các tác vụ mạng và tích hợp mạng với các hệ thống khác.
- Tính trừu tượng: Trong kiến trúc SDN, mặt phẳng điều khiển được tách ra khỏi mặt phẳng dữ liệu, mặt phẳng chuyển tiếp lưu lượng. Điều này giúp các kỹ sư dễ dàng thay đổi cách thức hoạt động của mạng mà không ảnh hưởng đến các thiết bị lưu lượng chuyển tiếp.
- Ảo hóa: Nó cũng cho phép ảo hóa các tài nguyên mạng, cho phép quản trị viên tạo các mạng ảo theo yêu cầu. Điều này có thể đặc biệt hữu ích trong môi trường điện toán đám mây nơi nhu cầu về tài nguyên mạng có thể rất năng động.
Ngoài các tính năng được liệt kê ở trên, ưu điểm chính của việc sử dụng SDN là nó cho phép các doanh nghiệp mô phỏng cơ sở hạ tầng mạng vật lý của họ trong phần mềm, do đó giảm chi phí vốn chung (CAPEX) và chi phí vận hành (OPEX).
Các loại kiến trúc SDN
Nói chung, các loại mạng khác nhau có thể yêu cầu các cách tiếp cận khác nhau đối với SDN.
Ví dụ: mạng doanh nghiệp lớn với nhiều loại thiết bị khác nhau và cấu trúc liên kết phức tạp có thể được hưởng lợi từ kiến trúc SDN lai, kết hợp các yếu tố của cả SDN tập trung và phân tán. Ngược lại, thiết kế SDN tập trung có thể hoạt động tốt đối với mạng nhỏ hơn với ít thiết bị hơn và cấu trúc liên kết đơn giản hơn.
Điều quan trọng là phải đánh giá cẩn thận các tùy chọn khác nhau và chọn kiến trúc đáp ứng tốt nhất nhu cầu của tổ chức. SDN chủ yếu sử dụng năm mô hình kiến trúc khác nhau.
#1. SDN tập trung
Trong kiến trúc SDN tập trung, tất cả các chức năng điều khiển và quản lý được hợp nhất thành một bộ điều khiển trung tâm duy nhất, cho phép quản trị viên xác định và kiểm soát hành vi của mạng một cách dễ dàng. Tuy nhiên, nó cũng có thể tạo ra một điểm thất bại duy nhất.
#2. SDN phân tán
Trong kiểu kiến trúc này, các chức năng điều khiển được phân phối giữa nhiều bộ điều khiển, nâng cao độ tin cậy nhưng khiến việc quản lý mạng trở nên phức tạp hơn.
#3. lai SDN
Mô hình kiến trúc Hybrid SDN kết hợp các phần tử SDN tập trung và phân tán. Nó có thể sử dụng bộ điều khiển tập trung cho một số chức năng và bộ điều khiển phân tán cho những chức năng khác, tùy thuộc vào nhu cầu của mạng.
#4. Lớp phủ SDN
Kiến trúc lớp phủ sử dụng các công nghệ mạng ảo, chẳng hạn như VXLAN hoặc NVGRE, để tạo một mạng logic trên mạng vật lý hiện có. Điều này cho phép quản trị viên tạo các mạng ảo có thể dễ dàng tạo, sửa đổi và xóa.
#5. Lớp lót SDN
Kiến trúc lớp nền sử dụng cơ sở hạ tầng mạng hiện có để hỗ trợ tạo mạng ảo có thể sử dụng các công nghệ như MPLS hoặc định tuyến phân đoạn để tạo liên kết ảo giữa các thiết bị trong mạng.
Tài nguyên học tập
Việc chọn các tài nguyên tốt nhất để tìm hiểu về các khái niệm liên quan đến SDN có thể là một thách thức vì có rất nhiều tùy chọn khác nhau. Vì vậy, có thể hữu ích khi thử một vài tài nguyên khác nhau để xem tài nguyên nào phù hợp nhất với bạn.
#1. SDN Crash Course Thực hành/Thực hành
Đây là một khóa học được cung cấp trên nền tảng Udemy. Khóa học này là một cách tuyệt vời để có được kinh nghiệm thực hành về lập trình mạng dựa trên SDN và OpenFlow. Nó cũng bao gồm nhiều khái niệm OpenFlow nâng cao như bảng mét (QoS) và bảng nhóm (Bộ cân bằng tải, Sniffer).
Chúng tôi rất muốn giới thiệu khóa học này cho bất kỳ ai muốn tìm hiểu thêm về SDN và các công nghệ khác nhau có liên quan. Chỉ cần kiến thức cơ bản về mạng là đủ để bắt đầu với khóa học này.
#2. SDN: Mạng do phần mềm xác định
Cuốn sách này chủ yếu thảo luận về các công nghệ và giao thức chính của SDN, bao gồm OpenFlow, OpenStack và ONOS. Nó cung cấp các ví dụ chi tiết về cách sử dụng các công nghệ này để xây dựng và quản lý mạng.
Nó cũng cung cấp các mẹo hữu ích để thiết lập và quản lý mạng SDN, bao gồm các cân nhắc về khắc phục sự cố và bảo mật.
#3. SDN và NFV Đơn giản hóa
Cuốn sách này cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về SDN và NFV, bao gồm các lợi ích, công nghệ và ứng dụng của chúng. Nó cũng bao gồm các ví dụ thực tế và nghiên cứu điển hình để giúp minh họa các điểm chính và cho thấy các công nghệ này đang được sử dụng như thế nào trong ngành.
Các tác giả đã làm rất tốt trong việc giải thích các khái niệm chính về SDN và NFV một cách rõ ràng và ngắn gọn, giúp người đọc ở mọi trình độ chuyên môn kỹ thuật có thể tiếp cận cuốn sách.
#4. Mạng do phần mềm xác định
Cuốn sách này giới thiệu kỹ lưỡng về SDN từ quan điểm của các cá nhân triển khai và sử dụng công nghệ.
Cuốn sách này khá hữu ích để hiểu toàn bộ kiến trúc SDN, ngay cả đối với người mới bắt đầu. Nó cũng thảo luận về cách mạng được thiết kế bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn ngành cho môi trường có thể mở rộng.
#5. SDN và NFV: Yếu tố cần thiết
Đây là một hướng dẫn được viết tốt và hấp dẫn, cung cấp nền tảng vững chắc về SDN và NFV và phù hợp với người đọc ở mọi trình độ chuyên môn kỹ thuật.
Cách tốt nhất để tìm hiểu về các khái niệm SDN là có được trải nghiệm thực tế khi làm việc với các công cụ và công nghệ SDN. Bạn có thể thử thiết lập môi trường SDN đơn giản bằng các công cụ như Mininet và bộ điều khiển như RYU và thử nghiệm kiểm soát lưu lượng mạng bằng phần mềm.
kết thúc
SDN rất hữu ích trong môi trường kỹ thuật số ngày nay vì nó giúp kết nối mạng linh hoạt và hiệu quả hơn.
Trong các mạng truyền thống, mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng dữ liệu được kết hợp chặt chẽ, có nghĩa là những thay đổi đối với mặt phẳng điều khiển cũng yêu cầu thay đổi mặt phẳng dữ liệu. Điều này có thể gây khó khăn và tốn thời gian khi thay đổi mạng, đặc biệt là trong các mạng lớn và phức tạp.
Với SDN, mặt phẳng điều khiển được trừu tượng hóa khỏi mặt phẳng dữ liệu, giúp dễ dàng kiểm soát và tối ưu hóa hành vi của mạng theo chương trình. Điều này có thể đặc biệt hữu ích trong các môi trường cần nhanh chóng và dễ dàng thực hiện các thay đổi đối với mạng, chẳng hạn như trong môi trường điện toán đám mây nơi khối lượng công việc có thể được cung cấp và hủy cung cấp nhanh chóng.
Tôi hy vọng bạn thấy bài viết này hữu ích khi tìm hiểu về SDN và kiến trúc của nó.
Bạn cũng có thể quan tâm đến việc tìm hiểu về các công cụ giám sát mạng không có tác nhân tốt nhất.
