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Svelate i Misteri sullo Switch SDN

Updated on set 15, 2022
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La virtualizzazione è diventata una tendenza irresistibile nelle reti dei data center e nelle reti aziendali. La capacità di astrarre grandi quantità di risorse e di gestire più ambienti da un unico controller significa che la rete sarà più agile e flessibile. La rete definita dal software (SDN) è una delle tecnologie chiave che la rendono reale. I fornitori di servizi Internet e i proprietari di aziende cercano di trarre vantaggio da questa tecnologia; allo stesso tempo, i fornitori e i produttori rilasciano in successione nuovi prodotti che possono essere utilizzati in ambienti SDN, tra cui uno dei componenti chiave: lo switch SDN. Che cos'è uno switch SDN? È più complicato dei normali switch Ethernet? Questo articolo si propone di demistificare i concetti e le applicazioni dello switch SDN.

 

Che Cos'è lo Switch SDN?

Uno switch SDN è un programma software o un dispositivo hardware che inoltra i pacchetti in un ambiente SDN. Deve supportare i protocolli SDN. Il primo e il più noto protocollo SDN è OpenFlow. Pertanto, uno switch SDN viene spesso chiamato anche switch OpenFlow. Esistono anche altri protocolli SDN sviluppati dai fornitori di switch SDN, come OpFlex, NETCONF, BGP (Border Gateway Protocol), XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol), ecc.

Utilizzando il primo protocollo definito in ambiente SDN, lo switch OpenFlow si è evoluto da OpenFlow v1.0 a v1.3. Pertanto, gli switch SDN più recenti che utilizzano OpenFlow dovrebbero supportare OpenFlow v1.3.

Come Funziona uno Switch SDN?

Che si tratti di uno switch virtuale (basato su hypervisor) o di uno switch fisico, uno switch SDN mantiene al suo interno solo il piano dati (inoltro dei pacchetti). Il piano di controllo (routing di alto livello) è disaccoppiato dall'hardware dello switch SDN, ma è implementato nel controller SDN (un'applicazione in esecuzione sul server o da qualche parte), che si trova tra i dispositivi di rete e le applicazioni. Ogni switch SDN nel modello SDN è programmabile dal controller SDN attraverso i protocolli SDN. Le comunicazioni tra applicazioni e dispositivi avvengono attraverso il controller SDN.

Communications between SDN switches, SDN controller and applications

Figura 2: Comunicazioni tra switch SDN, controller SDN e applicazioni.

Uno switch SDN è composto da porte e tabelle. I pacchetti arrivano e lasciano lo switch attraverso le porte. Le tabelle sono costituite da righe contenenti un classificatore e un insieme di azioni. Quando uno switch SDN riceve un pacchetto che non ha una riga corrispondente nella tabella, comunica con il controller SDN e chiede cosa fare con questo pacchetto. Il controller può scaricare un flusso sullo switch, che include il primo classificatore che meglio corrisponde al pacchetto e le azioni. Le azioni gestiscono il trattamento del pacchetto, che può essere l'inoltro alle porte, l'incapsulamento e l'inoltro al controllore, l'eliminazione del pacchetto o l'invio alla normale pipeline di elaborazione. Una volta che il flusso è stato scaricato nella tabella degli switch, questi passeranno pacchetti simili alla velocità del filo. Questo processo automatizzato facilita l'integrazione e la gestione di diverse applicazioni.

Uno Switch Convenzionale può Funzionare come Switch SDN?

Alcuni utenti hanno utilizzato molti switch in fase iniziale che non sono SDN, ma vogliono comunque godere dei vantaggi dell'ambiente SDN. Potrebbero quindi chiedere se il loro "vecchio" switch può essere utilizzato come switch SDN. In effetti, sono stati condotti esperimenti per utilizzare gli switch early-stage in ambiente SDN. Un possibile approccio è quello di utilizzare la memoria indirizzabile a contenuto ternario (TCAM) con OpenFlow v1.0. Utilizzando la TCAM, i primi fornitori di hardware possono inserire un flusso da un controller SDN nella tabella di inoltro dello switch per le successive ricerche di un flusso. Ma la TCAM non è la ricetta più efficiente per la ricerca di flussi nell'hardware dello switch, perché è affamata di energia, costosa e occupa molto spazio nel silicio. In futuro potrebbero esserci modi migliori per adattare gli switch tradizionali all'ambiente SDN.

Vantaggi dell'Adozione di uno Switch SDN

Un vantaggio generale dell'uso degli switch SDN è la facilità di controllo e configurazione del flusso. Con gli switch SDN, non è necessario recarsi presso le postazioni dello switch e accedere alla riga di comando per configurarlo. È possibile controllare e programmare in remoto più switch attraverso un unico controller SDN che utilizza il protocollo SDN e fornisce API (Application Program Interface) per gli switch SDN. Altri vantaggi sono che sarà più facile effettuare il bilanciamento del carico anche a velocità di dati elevate e il traffico potrà essere isolato senza bisogno di VLAN, poiché il controller SDN funziona per rifiutare determinate connessioni.

Conclusione

Nell'ambiente SDN, le prestazioni della rete sono diventate più piacevoli e la gestione della rete è diventata più conveniente nei data center e nelle aziende, di cui lo switch SDN è un prodotto tipico di questa tecnologia. Lo switch SDN, che utilizza protocolli come OpenFlow, risponde bene ai requisiti della virtualizzazione della rete in un ambiente di rete aperto. La sua ampia diffusione in diverse infrastrutture di rete non è difficile da prevedere nel prossimo futuro.

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