Che cos'è il Software Defined Networking?

Inviato il 07 Giu 2024 by

 186

Che Cos'è il Software Defined Networking (SDN)?

La tecnologia Software-defined Networking (SDN) è un metodo di gestione della rete che supporta configurazioni di rete programmabili dinamicamente, migliora le prestazioni della rete e l'efficienza della gestione e consente ai servizi di rete di fornire capacità di personalizzazione flessibili come il cloud computing.

SDN disaccoppia il lato di inoltro del dispositivo di rete dal lato di controllo e attraverso il controller è responsabile della gestione dei dispositivi di rete, della programmazione dei servizi di rete e della pianificazione del traffico dei servizi.

Perché Abbiamo Bisogno di SDN?

Le Limitazioni delle Reti Tradizionali

Una rete tradizionale è una rete distribuita in cui, in una rete Layer 2, i dispositivi passano le informazioni di raggiungibilità tra i dispositivi per mezzo di broadcast. In una rete Layer 3, le informazioni sulla topologia vengono trasmesse tra i dispositivi tramite protocolli di routing standard. Questi modelli richiedono che ogni dispositivo utilizzi lo stesso protocollo di rete per garantire che i dispositivi di diversi fornitori possano comunicare tra loro.

Con il rapido sviluppo del business, le esigenze degli utenti per la rete cambiano di giorno in giorno; una volta che la rete di base originale non è in grado di soddisfare le nuove esigenze, è necessario salire al livello di sviluppo e modifica dei protocolli, il che porterà a un aggiornamento molto lento delle apparecchiature di rete.

La rete tradizionale, per adattarsi a esigenze e scenari diversi, è anche sempre più complessa da sviluppare. L'implementazione di una rete tradizionale richiede spesso l'uso di una serie di protocolli, a causa del fatto che i protocolli standard hanno spesso alcuni punti non specificati, con conseguenti differenze nell'implementazione dei vari fornitori.

Le reti tradizionali sono gestite come un singolo dispositivo con un approccio a riga di comando. L'inefficienza e gli elevati costi di O&M sono associati alla gestione della rete e alla programmazione dei servizi.

La Tecnologia di SDN

Per risolvere il problema del ritardo nello sviluppo delle reti tradizionali e degli elevati costi di gestione e manutenzione, i fornitori di servizi hanno iniziato a esplorare nuove architetture di rete, sperando di disaccoppiare il piano di controllo (sistema operativo e tutti i tipi di software) dall'hardware e di realizzare lo sviluppo del sistema operativo sottostante, dei protocolli software di base e del software aziendale a valore aggiunto dalla ricerca e sviluppo, che ha dato vita alla tecnologia SDN.

Nelle reti tradizionali, le apparecchiature di rete possono essere suddivise in lato di gestione, lato di controllo e lato di inoltro. Il concetto di SDN consiste nel disaccoppiare le funzioni di controllo e di inoltro dei dispositivi di rete, in modo che la superficie di controllo dei dispositivi di rete possa essere programmata direttamente e che i servizi di rete possano essere astratti dai dispositivi hardware sottostanti.

architettura SDN

Architettura di SDN

L'architettura SDN è composta da tre livelli principali:

Livello di Applicazione: Comprende piattaforme cloud basate su architettura OpenStack. Inoltre, è possibile costruire la propria piattaforma di gestione cloud basata su OpenStack.
Livello di Controllo: Composto dal software di controllo SDN, può comunicare con i dispositivi di inoltro tramite protocolli standardizzati, realizzando il controllo del livello di infrastruttura.
Livello di Infrastruttura: Comprende principalmente i dispositivi di inoltro, che realizzano la funzione di inoltro, come gli switch del data center.

SDN utilizza le API nordbound e southbound per la comunicazione tra i livelli, suddividendosi in API nordbound e API southbound. Le API nordbound gestiscono la comunicazione tra il livello applicativo e il livello di controllo, mentre le API southbound gestiscono la comunicazione tra il livello di infrastruttura e il livello di controllo.

Vantaggi di SDN

Nell'attuale architettura SDN mainstream, vengono mantenuti il sistema operativo e le funzionalità di protocollo di base sui dispositivi hardware tradizionali. Il controller raccoglie le informazioni sui dispositivi in tutta la rete, offrendo i seguenti vantaggi:

Programmabilità della rete: I dispositivi di rete forniscono API (Application Programming Interface), permettendo a sviluppatori e amministratori di inviare comandi ai dispositivi di rete tramite linguaggi di programmazione. Gli ingegneri di rete possono automatizzare la creazione e l'assegnazione dei compiti e raccogliere statistiche di rete utilizzando script. Questo trasforma gli script basati su CLI e SNMP in oggetti programmabili reali, offrendo funzionalità più ricche.
Astrazione della rete: Il controller, agendo come livello intermedio, interagisce con i dispositivi di rete e le applicazioni tramite API northbound e southbound, astrattendo i dispositivi hardware sottostanti in un pool di risorse virtualizzate. Applicazioni e servizi non sono più strettamente accoppiati all'hardware.
Riduzione dei costi: Mantiene i dispositivi di rete esistenti, che conservano tutte le funzionalità di gestione, controllo e inoltro, facilitando la ristrutturazione della rete senza la necessità di grandi spostamenti. L'introduzione del controller trasforma la configurazione manuale in configurazione automatizzata, migliorando l'efficienza operativa e riducendo i costi di manutenzione.
Schedulazione flessibile dei servizi: SDN, senza modificare la logica complessiva dei dispositivi hardware, aggiunge interfacce API aperte northbound e southbound, permettendo la traduzione del linguaggio di programmazione in comandi di configurazione, rendendo possibile una gestione centralizzata e interfacciata, risolvendo il problema della rigida schedulazione dei servizi nelle reti tradizionali.
Gestione centralizzata: La gestione dei dispositivi di rete tradizionali è distribuita, con ogni dispositivo che non percepisce lo stato dell'intera rete. Gli amministratori di rete utilizzano il controller per gestire i dispositivi hardware sottostanti, orchestrare i servizi di rete, assegnare risorse e regolare le priorità del traffico. Gli amministratori possono percepire direttamente lo stato dell'intera rete, adattare rapidamente la larghezza di banda e ottimizzare le strategie, facilitando la gestione complessiva della rete.
Apertura: L'architettura SDN supporta i fornitori nello sviluppo del proprio ecosistema. Le API aperte supportano varie applicazioni come l'orchestrazione cloud, OSS/BSS, SaaS, e possono anche controllare l'hardware di più fornitori tramite Openflow.

Il Futuro e le Sfide di SDN

SDN ha un futuro promettente, con potenziali applicazioni che vanno dal cloud computing alle reti mobili. Tuttavia, ci sono sfide da affrontare:

Sicurezza: Centralizzare il controllo può creare nuovi punti di vulnerabilità.
Compatibilità: Integrare SDN con infrastrutture di rete esistenti può essere complesso.
Standardizzazione: La mancanza di standard comuni può ostacolare l'interoperabilità.

Soluzione Software PicOS®

PicOS®è una soluzione software che integra i principi di SDN, offrendo una piattaforma flessibile e programmabile per la gestione delle reti. Basato su Linux, PicOS® supporta OpenFlow e altri protocolli SDN, permettendo una facile integrazione con hardware di vari produttori. Con PicOS®, le aziende possono beneficiare dei vantaggi di SDN, come la riduzione dei costi, la gestione centralizzata e l'implementazione rapida dei servizi.

In conclusione, SDN rappresenta una rivoluzione nel modo in cui le reti sono progettate e gestite, offrendo una maggiore flessibilità, efficienza e riduzione dei costi. Con soluzioni come PicOS®, le aziende possono sfruttare appieno il potenziale di SDN per ottimizzare le loro infrastrutture di rete.