Rambler's Top100
 
Статьи ИКС № 11 2013
Ярослав ГОРОДЕЦКИЙ  11 ноября 2013

SDN: прорывная технология или маркетинговый пузырь?

Программно определяемые сети (SDN) обещают изменить принципы построения IP-сетей операторов связи и предприятий. Что нужно для того, чтобы эта технология не осталась лишь модным поветрием?

Ярослав ГОРОДЕЦКИЙ, генеральный директор, CDNvideoЧто такое SDN

Программно определяемыми сетями (SDN, Software-Defined Net-works, вариант перевода – программно конфигурируемые сети) называют сети передачи данных, в которых управление трафиком отделено от устройств передачи данных и реализуется программно отдельными элементами сети. Таким образом, сеть SDN представляет собой набор «безмозглых» коммутаторов, которыми управляет «умное» управляющее устройство, называемое контроллером. Информацию о том, как именно маршрутизировать трафик, контроллеры, в свою очередь, могут получать от внешних приложений, что делает возможным создание сколь угодно сложных сетевых сервисов.

Подход к построению SDN кардинально отличается от сегодняшних принципов создания сетей передачи данных: SDN – это сеть с централизованным управлением, тогда как современные сети предполагают наличие множества «умных» маршрутизаторов, которые самостоятельно определяют маршруты трафика, основываясь на информации, получаемой по протоколам маршрутизации (BGP, OSPF и т.п.) от соседних узлов. ПКС избавляет от необходимости иметь уровень управления (Control Plane) в каждом сетевом устройстве, что, очевидно, удешевляет и это устройство, и сеть в целом.

Преимущества и недостатки

Строго говоря, в концепции централизованного управления сетью ничего нового нет – около 10 лет назад похожую трансформацию переживали голосовые сети, когда управление от отдельных АТС было передано программным коммутаторам (softswitch). Выгоды централизованного управления понятны – это меньшая стоимость оборудования и ПО в расчете на узел сети, более простое управление, возможность легкого запуска дополнительных сервисов одновременно на всей сети.

Но у централизации управления есть и недостатки. Прежде всего, это меньшая отказоустойчивость (живучесть) сети: при выходе из строя управляющего элемента или потере связи с ним «безмозглый» периферийный узел может стать совершенно бесполезным, в то время как при самоуправлении он легко адаптировался бы к изменившейся ситуации. Кстати, спор о том, какое управление лучше – централизованное или децентрализованное, продолжается много лет, и отнюдь не только применительно к сетям связи – я хорошо помню спор на эту тему в средствах массовой информации в конце 80-х годов при обсуждении выбора между социализмом и капитализмом.

Миллиардная сделка

История программно определяемых сетей короткая, но захватывающая. Концепция SDN впервые была выдвинута в 2005 г. профессором Стэнфордского университета (США) Ником Маккеноном. Сам Ник во время визита в Москву рассказывал, что поначалу его проект был встречен производителями телекоммуникационного оборудования в штыки:  так, в штаб-квартире Cisco ему долго доказывали, что предложенная им сетевая архитектура принципиально неработоспособна и заниматься ею – пустая трата времени. Правда, в других крупных ИТ-компаниях, например в Microsoft, его, наоборот, поддержали.

Чтобы проверить жизнеспособность концепции, Ник и его единомышленники разработали прототипы конт-роллера и коммутатора и перевели на архитектуру SDN кампус Стэнфордского университета. Проект был успешно реализован, после чего его инициаторы и идейные вдохновители основали стартап Nicira. Разработками этого стартапа заинтересовалась компания VMware, лидер рынка виртуализации серверов, увидевшая в SDN средство виртуализации корпоративных сетей. В итоге VMware купила компанию Nicira за $1,26 млрд – лишь в пять раз дешевле, чем стоил мобильный бизнес Nokia при его покупке Microsoft.

Сверхуспешная продажа Nicira, сделавшая ее основателей мультимиллионерами, изрядно повысила интерес к технологии SDN и стала катализатором серии покупок крупными вендорами стартапов, занимающихся программно определяемыми сетями. К настоящему времени такие сделки совершили и Cisco и Juniper – компании, которые несколько лет боролись против SDN, решили возглавить процесс их распространения по миру. Сейчас в их продуктовых линейках есть и SDN-совместимые IP-коммутаторы, и контроллеры, которые они рекомендуют для установки операторам связи.

SDN в работе

Однако говорить о том, что крупным производителям удалось перехватить инициативу на рынке SDN, не стоит. Основная масса реально работающих программно определяемых сетей реализована не с помощью их продуктов, а на основе программного обеспечения с открытым кодом и внутренних разработок компаний, решивших внедрить SDN. Больших успехов на этом поприще добился японский оператор NTT, который использует SDN как раз для того, чтобы сократить затраты на приобретение и обслуживание продуктов крупных западных производителей телеком-оборудования и снизить зависимость от них. Поэтому NTT разработал собственный контроллер сетей Trema и на его базе строит свои IP-сети, пользуясь при этом дешевыми SDN-совместимыми коммутаторами NEC. Уже сейчас на рельсы SDN переведены четыре крупнейших телекоммуникационных узла NTT в Азии.

Самой же заметной реально работающей SDN стала сеть компании Google, которая по этой сети распространяет весь свой IP-трафик, составляющий около 7% мирового трафика. SDN позволила Google отказаться от тех ограничений, которые накладывают в своих решениях традиционные производители. С помощью разработанного Google контроллера можно перебрасывать трафик между дата-центрами так, как это удобно и выгодно: например, направлять трафик на тот ЦОД, который ближе к пользователю или где есть нужный пользователю контент, а при перегрузке одного из ЦОДов – снять с него трафик и перераспределить между другими дата-центрами.

Не стоит в стороне от процесса внедрения SDN и Россия. Некоторые хостеры активно ее используют для балансировки входящего трафика. В частности, это сделала компания Hosting Community, входящая в холдинг РБК. Крупные операторы, такие как «Ростелеком», также начали присматриваться к SDN и создают рабочие группы, исследующие эту технологию. Вообще, SDN – хороший шанс для российских компаний. Ведь если производить железо мы никогда особенно не умели, то наши программисты – одни из лучших в мире, и на рынке ПО Россия вполне конкурентоспособна. В архитектуре SDN достаточно рыночных ниш, которые могли бы занять российские разработчики. Это и создание контроллеров для разных типов сетей, и написание сетевых приложений, работающих поверх уже созданных контроллеров.

Открытый поток

В формальном определении программно определяемых сетей протокол OpenFlow не упоминается, однако SDN и OpenFlow – близнецы-братья: в мире нет практически ни одной SDN, которая не была бы построена на этом протоколе. Правда, некоторые производители иногда называют программно определяемыми сети, которые вместо OpenFlow используют проприетарные механизмы управления, но я бы рассматривал это лишь как попытку угнаться за модой. Точно так же лет пять-семь назад на любое телекоммуникационное решение наклеивался ярлык «IMS ready» («готов к работе на сети IMS»), хотя мало кто из продавцов этих решений в действительности думал, что когда-нибудь дело дойдет до подключения их продуктов к настоящей, полностью соответствующей стандарту сети IMS.

Протокол OpenFlow нужен для того, чтобы извне управлять трафиком на сетевых устройствах, как правило – на IP-коммутаторах (т.е. на Ethernet-коммутаторах, работающих на 3-м уровне модели OSI). Он позволяет внешнему управляющему устройству (контроллеру OpenFlow) формировать коммутационную матрицу на сетевом устройстве: добавлять туда дополнительные строки и принимать запросы для определения, куда следует маршрутизировать неизвестные пакеты. То есть контроллер OpenFlow выполняет ту же функцию, какую в обычных маршрутизаторах выполняет уровень маршрутизации (Routing Plane) – мозг любого маршрутизатора, который с помощью протоколов маршрутизации вычисляет оптимальные маршруты. При этом один контроллер OpenFlow может заменить собой множество «мозгов», рассредоточенных в маршрутизаторах по всей IP-сети.

Протокол OpenFlow – открытый стандарт, поэтому использовать его в своих устройствах может любой производитель телекоммуникационного оборудования. Уже сейчас этот протокол поддерживают многие производители Ethernet-коммутаторов. Первыми это стали делать NEC и BigSwitch, чуть позже – Pronto и Marvell. Затем к ним присоединились IBM, Brocade и HP, и только после этого о поддержке OpenFlow заявили лидеры рынка IP-коммутаторов – Cisco, Juniper и Extreme Networks.

Контроллеров OpenFlow на рынке также достаточно, причем некоторые из них реализованы на основе программного обеспечения с открытым кодом: они распространяются по лицензии, разрешающей бесплатное использование ПО, но запрещающее его модификацию и продажу. К таким контроллерам относятся NOX и POX, разработанные первопроходцем SDN, компанией Nicira; контроллер Beacon, управляющий первой в мире SDN Стэнфордского университета; Floodlight, разработанный компанией BigSwitch.

Открытость протокола OpenFlow позволит в перспективе превратить коммутаторы с поддержкой OpenFlow в товары широкого потребления и, соответственно, снизить цены на них до минимума. Вкупе с наличием бесплатных контроллеров OpenFlow это существенно удешевит построение сетей передачи данных по сравнению с сегодняшним уровнем.

За всеобщую интернетизацию

Именно дешевизна и простота программно определяемых сетей могут, на мой взгляд, стать драйверами их распространения по всему миру для построения дешевых сетей доступа в интернет. SDN обладают потенциалом для того, чтобы ликвидировать цифровое неравенство на нашей планете. Нынешние технологии эту задачу не решают, ведь сейчас подключение к интернету имеет лишь около трети населения Земли.

Важно, чтобы SDN не стали, подобно упомянутой концепции IMS, очередным маркетинговым пузырем, надуваемым производителями и продавцами оборудования. Чтобы этого не произошло, покупатели SDN-решений из числа операторов связи должны требовать полного соответствия приобретаемых решений стандартам OpenFlow, тестировать их совместимость с оборудованием, программными контроллерами и сетевыми приложениями сторонних производителей. Без этого развитие SDN лишится своего изначального смысла – технологической открытости сети. И из технологии, способной изменить принципы построения телекоммуникационных сетей, SDN превратятся в очередную красивую упаковку для продажи моновендорных решений.

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!