Software-defined networking (SDN): визначення й особливості програмно-визначених мереж

За даними Global Market Insights, світовий ринок програмно-конфігурованих мереж у 2023 році оцінювався у $28,2 млрд. За прогнозом, середньорічний темп зростання в період з 2024 по 2032 рік складатиме понад 17%. Все закономірно: попит на ефективні підходи до управління мережею зростає з кожним роком. Компанії шукають рішення, що забезпечують гнучкість управління, централізований контроль і підвищений рівень безпеки у віртуалізованому бізнес-середовищі.

Концепція програмно-визначених мереж (SDN) — це новий підхід до проєктування й управління мережами, в якому контрольний і передавальний рівні мережі розділені, що дозволяє централізовано керувати мережею з допомогою програмних програм.

Така архітектура має багато плюсів:

• просте та гнучке управління;
• швидка адаптація мережі до вимог, що змінюються;
• підвищений рівень безпеки й оптимізація операцій.

У цій статті ми розглянемо, що таке програмно-визначені мережі, а також розповімо про їхній принцип роботи та ключові переваги SDN, що роблять це рішення цікавим для бізнесу.

Що таке SDN: основні особливості

SDN — це програмно-визначені або програмно-конфігуровані мережі, в яких рівень керування відокремлений від рівня комутації.

У традиційних мережах управління мережевим трафіком здійснюється з допомогою виділених апаратних пристроїв (комутаторів і маршрутизаторів). А в SDN — з допомогою програмного забезпечення, тобто для зв’язку з базовою апаратною інфраструктурою та спрямування трафіку в мережі використовуються програмні контролери або API. Завдяки цьому з комутаторів і маршрутизаторів знімається істотна частка обчислювального навантаження.

Яку архітектуру мають програмно-визначені мережі SDN

Архітектура SDN складається з трьох основних компонентів: рівня застосунків, рівня керування та рівня інфраструктури. Розглянемо кожен із цих компонентів докладніше.

Рівень застосунків

Програми та сервіси управляють мережевими функціями та забезпечують їхню автоматизацію. Це можуть бути системи управління трафіком, балансувальники навантаження, системи виявлення та запобігання загрозам, інструменти для моніторингу й аналізу мережі. Програми надсилають запити на виділення ресурсів або інформацію про всю мережу.

Рівень керування

Ключовий елемент архітектури програмно-визначених мереж SDN — контролери, які централізовано керують мережею та використовують інформацію від програм для маршрутизації пакетів даних. Вони здійснюють маршрутизацію трафіку, розподіляють ресурси та забезпечують гнучку взаємодію між різними мережевими пристроями.

Рівень інфраструктури

Фізичні та віртуальні мережеві пристрої — комутатори, маршрутизатори, точки доступу — отримують від контролерів інформацію про те, куди перемістити дані. Ключовою особливістю цього рівня є конфігурованість — мережеві пристрої можуть виконувати інструкції від контролерів без необхідності ручного налаштування.

Основні типи програмно-конфігурованих мереж

Існує кілька типів програмно-визначених мереж SDN:

• централізовані SDN — управління здійснюється через один центральний контролер, що забезпечує високу узгодженість та простоту управління мережею; мінус — можуть виникати проблеми з масштабованістю та відмовостійкістю;
• децентралізовані SDN — використовують кілька контролерів, які взаємодіють один з одним, що підвищує стійкість мережі та покращує її масштабованість, проте можуть бути складнощі з координацією між контролерами;
• гібридні SDN — поєднують елементи традиційних і програмно-конфігурованих мереж, дозволяють поступово інтегрувати нові SDN-компоненти, зберігаючи поточну інфраструктуру;
• багаторівневі SDN — розділяють управління на кілька рівнів, кожен з яких відповідає за певні функції мережі, наприклад, за маршрутизацію, моніторинг продуктивності тощо.

Переваги SDN

Програмно-визначені мережі SDN забезпечують централізований контроль і програмування мережевої інфраструктури. Це дає бізнесу гнучкість налаштування й управління мережею, оптимізацію використання ресурсів, а також гарну масштабованість.

Централізоване управління

Адміністратори можуть контролювати, керувати та моніторити всю мережу з єдиного центру. Це знижує можливість помилок, пов’язаних з ручним конфігуруванням, і прискорює процес оновлень. Центральний контролер “бачить” всю мережу, щоб ви могли швидко діагностувати проблеми та ухвалювати рішення щодо їх виправлення.

Гнучкість та адаптивність

SDN-мережі можна швидко адаптувати до змін у навантаженні та робочих вимогах. Програмне забезпечення дозволяє динамічно задавати або змінювати маршрутизацію трафіку, а також розподіляти ресурси під поточні завдання.

Економія ресурсів і зниження витрат

Автоматизація та централізоване управління, зниження залежності від дорогого мережевого обладнання та простий процес конфігурування — все це зменшує загальні й операційні витрати на експлуатацію та обслуговування мережі.

Сумісність із великими даними

SDN забезпечує велику пропускну здатність та ефективно керує великими обсягами трафіку, тому ідеально підходить для обробки й аналізу Big Data.

Порівняння SDN із традиційними мережами

Інфраструктура — ​​це головний аспект, який відрізняє SDN від традиційних мереж. Управління в SDN засноване на програмному забезпеченні, а в традиційних мережах — на апаратному.

Тому SDN — це набагато гнучкіший підхід: управління мережею, виділення ресурсів, збільшення пропускної здатності, зміна конфігурації здійснюється з центрального пункту без додаткового обладнання. Це оптимізує потік мережевих даних і дозволяє задавати пріоритети для певних програм.

У традиційних мережах багато апаратних пристроїв налаштовуються вручну. SDN дозволяє контролювати мережу та потік трафіку з допомогою програмованого контролера. У мережевих адміністраторів з’являється більше свободи у виборі обладнання: ви можете налаштувати один протокол зв’язку з будь-якою кількістю апаратних пристроїв різних виробників через центральний контролер.

SDN забезпечує видимість всієї мережі, а значить, ви отримуєте повнішу і ціліснішу картину про безпекові загрози. У програмно-визначених мережах можна задавати окремі сегменти для пристроїв з різними вимогами безпеки, а також швидко відправляти скомпрометовані пристрої у карантин, щоб мінімізувати загрозу зараження всієї мережі. Однак у програмно-визначених мережах використовується контролер, тому для підтримки безпеки вкрай важливий захист контролера.

Вплив програмно-конфігурованих мереж на ЦОД

Програмно-визначені мережі SDN покращують ефективність, гнучкість і безпеку центрів обробки даних. У великих і складних мережевих інфраструктурах SDN дозволяє централізовано керувати всіма мережевими пристроями ЦОД, а отже, легше налаштовувати, адмініструвати й обслуговувати мережу.

Також SDN оптимізує розподіл мережевих ресурсів для максимально ефективного використання доступних потужностей. Це знижує експлуатаційні витрати та підвищує продуктивність ЦОД. Завдяки автоматизації багатьох процесів управління, скорочується кількість ручних операцій та знижується ймовірність помилки.

Висновки

Програмно-визначені мережі SDN — чудовий вибір, якщо ви шукаєте гнучке, швидке, безпечне й економічно вигідне рішення для організації мережевої інфраструктури. Компанія Netwave допоможе впровадити SDN-технології у ваш бізнес, щоб ви могли використовувати всі можливості програмно-конфігурованих мереж для покращення продуктивності та надійності. Наші спеціалісти вивчать можливості інтеграції з поточною мережевою інфраструктурою, спланують та здійснять впровадження SDN, а також забезпечать повну підтримку під час міграції на нову технологію.