Software Defined Networking in der Praxis

Software-defined Networks (SDN) gilt als einer der grossen Zukunftstrends mit dem Ziel,  Unternehmensnetze und Carrier-Infrastrukturen zu revolutionieren. Bisher setzen nur wenige Unternehmen auf die Technologie. 

Der Einsatz von Software Defined Networking (SDN) steckt noch in den Anfängen. Die Marktforscher von IDC sind vom Potenzial der Technologie überzeugt. Sie erwarten, dass der weltweite Umsatz mit SDN-Produkten von derzeit rund 200 Millionen Dollar bis 2016 auf mehr als zwei Milliarden Dollar ansteigen wird. Das Markforschungsinstitut Forrester Research hingegen rechnet damit, dass SDN-Lösungen noch fünf Jahre Entwicklungszeit für den Einsatz in Unternehmen benötigen. Neben der Marktreife der Hardware ist auch die Skalierbarkeit noch umstritten. SDN-Controller müssen in komplexen Netzen mehrere hunderttausend oder Millionen Datenströme (Flows) bewältigen. Bislang verarbeiten die meisten Versuchsumgebungen aber nur mehrere hundert bis tausend Flows. Die praktischen Erfahrungen mit SDN beschränken sich derzeit zu grossen Teilen noch auf Netze von Forschungseinrichtungen und Hochschulen wie der Stanford University und dem CERN in Genf. Zudem integrieren Internet-zentrische Konzerne wie Google oder Microsoft, SDN in einen Teil ihrer Infrastruktur. Der Einsatz ist aber auch für ICT-Dienstleister interessant. Die Open Networking Foundation (ONF), eine Non-Profit-Organisation, will die Entwicklung von Spezifikationen und Produkten für SDNs vorantreiben. Die ONF unterstützt beispielsweise das von der Stanford University entwickelte Protokoll OpenFlow. Das hersteller-unabhängige und standardisierte Protokoll erlaubt der Software, mit den Netzwerkkomponenten zu kommunizieren.

Software Defined Networking – einfach erklärt

Der Begriff Software Defined Networking (SDN) bezeichnet die Virtualisierung der Netze, analog zur bei den meisten Unternehmen schon weit fortgeschrittenen Virtualisierung der Server. In Software Defined Networks erfolgt die Netzwerksteuerung zentral und unabhängig von den physischen Netzwerkkomponenten. Durch die Programmierbarkeit der Steuerung kann der Administrator die Verbindungswege zum Empfangsort optimieren oder bestimmte Datenpakete priorisieren. In konventionellen Netzwerken leiten die Switches oder Router die Datenpakete dagegen nach den Vorgaben der meist proprietären Firmware weiter. Netzwerktechniker sprechen bei SDN von einer Trennung der Steuerungs- und Datenebene (Control und Data Plane). Die Control Plane entspricht dem Betriebssystem von Switches oder Routers. Sie verwaltet die Konfiguration und ermöglicht die Programmierung von Pfaden für den Datentransport. In SDNs wird die Control Plane in einem externen Controller zentralisiert. Dieser steuert den Umgang mit den Datenpaketen auf der Data Plane des Switches oder Routers. Die Netzwerkintelligenz (Control-Layer) wird mittels eines offenen Interfaces (zum Beispiel OpenFlow) vom Netzwerkelement abgekoppelt, ausgelagert und logisch zentral gemanagt. Diese Trennung ermöglicht somit den Einsatz von marktüblicher Hardware. Daraus resultiert auch die gewünschte, grössere Flexibilität bezüglich Konfigurierbarkeit und Programmierbarkeit von Netzwerken.

Anwendungslandschaften werden mobil

Mit dieser Eigenschaft kann SDN seinen Nutzen insbesondere in Rechenzentren entfalten, und zwar als Lösung für viele gegenwärtige Herausforderungen im Data Center Networking. Bislang ist der Umzug von Anwendungslandschaften in ein anderes Rechenzentrum eine komplexe Aufgabe, weil eine Neugestaltung der Architektur nötig ist. Beispielsweise müssen Netzwerkadressen geändert werden, da sie derzeit noch von der Implementierung des physischen Netzwerks abhängen, wo jede Adresse einen Standort repräsentiert. Ausserdem müssen Netzwerkdienste wie Firewalls oder Load Balancer, die häufig als physische Geräte Teil des Netzwerks sind, angepasst werden. Dank SDN werden Anwendungslandschaften mobiler und können flexibler in andere Rechenzentren verlegt werden. Das Netzwerk ist schnell an geänderte Umstände angepasst und dies über eine zentrale Stelle, was sich auch bei den Netzwerkadministratoren bemerkbar macht. Diese müssen keine -zig Geräte mehr konfigurieren, sondern können dies an einer zentralen Stelle erledigen. Zugleich können IT-Dienstleister ihre Kosten durch eine bessere Ausnutzung der Ressourcen der Rechenzentren senken. Die operative Trennung von Kunden- und Transportnetzwerk verringert zusätzlich den Kosten- und Zeitaufwand für den Betrieb von weltweit verteilten Rechenzentren. Durch den Einsatz von Software Defined Networking kann der IT-Dienstleister auch Geschäfte mit kleineren Partnern abschliessen sowie einfach und agil Partnerlösungen in die Rechenzentren integrieren, Abhängigkeiten reduzieren und die Umgebung der Partner komplett von der eigenen Netzwerktopologie trennen.

“Experten zeigen sich vom Potenzial der flexiblen Konfiguration von Netzwerkinfrastrukturen überzeugt.”

Von den Vorteilen der Umstellung könnten dann auch die Kunden profitieren. Durch die Mobilität ihrer Anwendungslandschaften müssten diese beim Umzug keinerlei Änderungen vornehmen. Der Umzug selbst verläuft zudem wesentlich schneller und damit auch kostengünstiger. Die Kunden können auch neue Cloud-Services nutzen, die virtuell Teil des Kundennetzwerks sind und sich wie ein Teil der Kunden-IT verhalten. Darüber hinaus haben die Kunden die Möglichkeit, Netzwerkservices und -topologie selbst zu kontrollieren. Allerdings hängt das vom darunter liegenden Transportnetzwerk oder anderen Mietern des Netzwerks ab. Noch leidet SDN zwar an ein paar Kinderkrankheiten. Doch die praktische Nutzung zeigt, dass SDN mit den Herausforderungen in historisch gewachsenen, heterogenen Unternehmensnetzwerken umgehen kann, insbesondere wenn es als übergeordnetes logisches Netzwerk auf das physische Data Center Network aufgebaut wird. Der Stand der Entwicklung ist vergleichbar mit dem Beginn der Servervirtualisierung vor einigen Jahren. Heute sind IDC zufolge rund 70 Prozent aller Server virtualisiert, Tendenz weiter steigend, da neu installierte Server in der Regel virtuell laufen. Eine ähnliche Entwicklung ist auch für SDN abzusehen. Experten rechnen damit, dass bis 2020 mehr als die Hälfte der Netzwerke virtualisiert betrieben wird. In der Schweiz jedenfalls ist die Nachfrage nach Beratung und Know-how für diese Technologien bereits stark gestiegen.

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Autor: Alen Mijatovic ist Head of Portfolio Management bei T-Systems Schweiz
www.t-systems.ch
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