Flexiblere Nutzung der Netzwerk-Infrastruktur

Software Defined Networking macht Kontrolle unabhängig von der Infrastruktur

Rechenzentrumsnetzwerke sind oft zu statisch und unflexibel

Wetzikon, 3. Dezember 2014. Dynamische Lastverteilung auf virtuelle Server, Transfer auf andere Hosts und mehr – dazu ist ein klassisches Rechenzentrumsnetzwerk zu statisch und unflexibel. Software Defined Networking (SDN) könnte hier mit einem neuen Modell der Steuerung und Datenzuteilung helfen. Planungsgrundlagen liefert das neue Data Center Handbuch von R&M.

„Für Software Defined Networking spricht die Möglichkeit, die Netzwerkinfrastruktur besser als bisher auf die speziellen Anforderungen von Anwendungen abstimmen zu können“, so Dr. Thomas Wellinger, Market Manager Data Center bei R&M, dem Schweizer Spezialisten für Netzwerk-Verkabelungslösungen. Dazu nennt er speziell die Zuweisung der erforderlichen Bandbreiten und Quality-of-Service-Parameter, um die verlangte Performance zu gewährleisten. Diese Flexibilität wird vor allem in komplexen Netzen wie Private oder Public Clouds wichtig.

Ein wichtiges Merkmal von SDN ist die Trennung von Steuerungs- und Datenpfad, also die Separation der Control Plane von der Data Plane. Die Control Plane übernimmt die Konfiguration der Switches und Router sowie das Programmieren der Datenpfade (Bild 1). SDN extrahiert sozusagen die Control Plane aus den Switches und Routern und verlagert sie in ein separates System, den SDN-Controller, welcher vergleichbar ist mit dem WLAN-Controller eines drahtlosen Netzwerks. Dieses neue Modell arbeitet nicht mit festen, sondern mit flexiblen Tabellen, sogenannten Flow Tables, welche die Wege und Ziele im Netzwerk bestimmen.

Scheinbar paradox: Um dynamische, dezentrale Strukturen zu realisieren, muss man mit dem SDN-Controller eine zentrale Stelle schaffen, einen Single Point of Management. Er regelt jeglichen Verkehr im Netzwerk und legt das gesamte Verhalten der Infrastruktur fest. Beim SDN-Controller kann es sich um einen physischen Server handeln, um eine virtuelle Maschine oder eine Hardware Appliance.

Der Controller gibt der Data Plane vor, wie sie mit Datenpaketen umgehen soll, also wohin – an welchen Port – und mit welcher Priorität die Pakete zu übermitteln sind. Die Data Plane gibt diese Regeln wiederum an die betroffenen, applikationsspezifischen Switches oder Router weiter (Bild 2).

Controller und Data Plane kommunizieren über ein spezielles Protokoll, z. B. OpenFlow, welches an der Stanford University in Kalifornien entwickelt wurde. Für die Einbindung der Anwendungen sind standardisierte Application Programming Interfaces (APIs) verantwortlich. Zurzeit favorisieren etliche Hersteller OpenFlow. Es gibt allerdings auch andere Ansätze, wie Path Computation Elements (PCE), ein speziell für SDN in WAN-Netzen entwickeltes Konzept.

Die Switches und Router in einer SDN-Infrastruktur müssen das vom SDN-Controller verwendete OpenFlow verstehen. Dies bedeutet im Extremfall den Austausch älterer Systeme gegen neue, die über die entsprechenden Schnittstellen verfügen.

Die Auswahl an SDN-fähigen Switches ist noch gering. Generell ist festzustellen, dass sich alle etablierten Switch-Hersteller SDN auf die Fahnen geschrieben haben. Einige verfolgen jedoch herstellerspezifische Ansätze.

R&M rechnet deshalb damit, dass noch einige Jahre vergehen werden, bis SDN das Unternehmensnetzwerk erreicht. Zum einen gibt es bislang noch zu wenige Produkte, die SDN-Protokolle wie OpenFlow unterstützen: Nach Angaben von VMware sind derzeit bestenfalls ein bis zwei Prozent der Netzwerk-Switches für OpenFlow ausgelegt. Zum anderen müssen Software Defined Networks noch den Beweis antreten, dass sie auch in komplexen Installationen beherrschbar sind.

Über neue Netzwerkstrukturen informiert R&M ausführlich in seinem Data Center Handbuch. Interessenten können das 190 Seiten starke Werk als E-Book kostenlos herunterladen: http://www.rdm.com/de/co/service/downloads.aspx

Als unabhängiges Schweizer Familienunternehmen verfügt die Reichle & De-Massari AG (R&M) über 50 Jahre Erfahrung im Informations- und Kommunikationstechnologiemarkt. R&M entwickelt und produziert passive Verkabelungslösungen für hochwertige Kommunikationsnetze (Layer 1). Das Unternehmen leistet weltweit mit Kupfer- und Glasfasersystemen einen ent-scheidenden Beitrag zur Betriebssicherheit in der Sprach-, Daten- und Videoübertragung.

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