{"id":4660,"date":"2014-05-21T16:06:26","date_gmt":"2014-05-21T14:06:26","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.zhaw.ch\/icclab\/?p=4660"},"modified":"2014-05-22T16:06:59","modified_gmt":"2014-05-22T14:06:59","slug":"software-defined-networking","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.zhaw.ch\/icclab\/software-defined-networking\/","title":{"rendered":"Software Defined Networking"},"content":{"rendered":"

Die Vernetzung verschiedenster Applikationen und Ger\u00e4te, hohe Anspr\u00fcche an Erreichbarkeit, eine Vorstellung von absoluter Kontrolle, ununterbrochener Informationsfluss, Clouddienste sowie unz\u00e4hlige weitere Anwendungen haben die Anforderungen an Netzwerkstruktur und Provider in den letzten Jahren in neue Dimensionen gebracht. Der Auftrag an den Provider, Pakete von A nach B zu bef\u00f6rdern ist zwar unver\u00e4ndert, doch wie sieht es aus, wenn eine Anwendung f\u00fcr die \u00dcbertragung den schnellsten Pfad ben\u00f6tigt, wenn pl\u00f6tzlich eine hohe Bandbreite gew\u00fcnscht wird oder wenn eine redundante Verbindung aufgebaut werden m\u00f6chte?<\/p>\n

Bei diesen Fragen wird wohl schnell ersichtlich, dass es nicht mehr der Netzwerkadministrator ist, der die Anforderungen ans Netzwerk stellt, sondern die Anwendungen. Der Programmierer h\u00e4tte gerne ein dynamisches Konstrukt, welches sich laufend an die Bed\u00fcrfnisse des Benutzers anpassen l\u00e4sst.<\/p>\n

Software Defined Networking wird als die L\u00f6sung angesehen, wenn es um die Strukturierung und Verwaltung zuk\u00fcnftiger Datennetzwerke gehen soll. Die Stanford University besch\u00e4ftigte sich bereits relativ fr\u00fch mit dem Gedanken, Kontroll- und Datenschicht eines Netzwerks zu trennen und hat daf\u00fcr ein erstes Grundkonzept erarbeitet. ONF (Open Networking Foundation) konkretisiert die SDN Architektur wie folgt: Direkt programmierbar, agil, zentral verwaltet, programmierte Konfiguration, offener Standard sowie Verk\u00e4ufer unabh\u00e4ngig. Der Gedanke der Entkopplung ist bereits heute bei vielen Standard- Routern und Switchs umgesetzt, die beiden Schichten sind jedoch in demselben Geh\u00e4use und fest konfiguriert. Die ONF definierte, dass bei SDN die Schichtenkopplung gel\u00f6st werden muss. Der Kontroller soll zentralisiert in einem Server untergebracht sein, sodass ein einzelner Server mehrere Switchs bedienen kann.<\/p>\n

\"Abbildung1\"<\/a><\/p>\n

Abbildung 1<\/em> stellt ein einfaches Netzwerk mit 5 Switchs dar, sowie deren gleichwertigen Aufbau als SDN. Im Gegensatz zum konservativen Netzwerk werden im SDN die dezentralen Kontrollschichten und Applikationen im \u00fcbergeordneten SDN Kontroller implementiert. F\u00fcr die Kommunikation zwischen Kontroller und Switch wird eine neue Verbindung ben\u00f6tigt, hier dargestellt durch das \u201eOpen Flow Interface\u201c. Dieses Interface verwaltet die Beziehungen zwischen den einzelnen Paketen und deren Weiterleitung im Netztwerk. M\u00f6chte nun Host A mit Host B kommunizieren, schaut der Switch bei Erhalt des ersten Datenpakets in seiner Flow Table nach, ob ein entsprechender Eintrag vorhanden ist. Existiert kein Eintrag, bzw. eine sogenannte Action, wird das Paket an den zentralen Kontroller weitergeleitet (Abbildung 2<\/em>). Dieser hat nun die Aufgabe, den Pfad anhand des erhaltenen Pakets durch das Netzwerk zu konfigurieren. Nach einer erfolgreichen Konfiguration gibt es verschiedene M\u00f6glichkeiten, wer das erste Datenpaket auf die Reise durchs Netzwerk sendet.<\/p>\n

Entweder der zentrale Kontroller, welcher das Paket zu Beginn erhalten hat, oder aber der erste Switch, welcher vom Kontroller eine entsprechende Action erh\u00e4lt, dass er das Paket nun senden kann.<\/p>\n

Wie bereits erw\u00e4hnt, ist der SDN Kontroller f\u00fcr die Konfiguration der Flow Table zust\u00e4ndig. Er hat dabei die M\u00f6glichkeit, anhand verschiedenster Kombinationen von Kriterien Aktionen zu erstellen. Vom einfachen Routing bis hin zu personalisierten Regeln die sich auf MAC-, IP-Adresse oder einen TCP Port beziehen, k\u00f6nnen hier Aktionen implementiert werden.<\/p>\n

Host A nach Host B<\/strong><\/p>\n

\"Abbildung2\"<\/p>\n