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Grundlegendes zu SDN-Komponenten und der weiteren Entwicklung

Was ist SDN und wie unterscheidet es sich von NFV? Der zweite Artikel dieser Serie befasst sich mit SDN-Technologien und ihrer Zukunft.

Network Functions Virtualization (NFV) und Software-defined Networking (SDN) sind ein wesentlicher Bestandteil der Diskussionen rund um Netzwerke der nächsten Generation. Im ersten Teil dieser Serie haben wir erklärt, was sich hinter NFV verbirgt und was virtuelle Netzwerkfunktionen (Virtual Network Functions; VNF) mit NFV zu tun haben. Dieser Artikel legt den Schwerpunkt auf SDN. Er beschreibt, wie sich SDN von NFV unterscheidet und wo SDN-Komponenten in heutige Unternehmensnetzwerke implementiert werden.

Während sich NFV auf die Virtualisierung von physischen Netzwerk-Appliances oder -Funktionen konzentriert, verfolgt Software-defined Networking das Ziel, die Netzwerkintelligenz zu zentralisieren – unabhängig davon, ob es sich um physische, virtuelle oder hybride Netzwerkkomponenten handelt. Zweck der Zentralisierung ist es, Datenflüsse durchgängig transparent zu gestalten und die Voraussetzungen für die Automatisierung von Prozessen zu schaffen. Die Transparenz der Datenflüsse kann auch als Basis für automatisiertes dynamisches Routing dienen, so dass Daten über optimale Wege zu ihrem Ziel geleitet werden.

SDN trennt Netzwerkfunktionen in zwei Gruppen oder Ebenen. Die Control Plane oder Kontrollebene bestimmt als zentrale Schicht für Netzwerkdatenanalyse und -steuerung den optimalen Weg für die Datenpakete. Die Data Plane oder Datenebene ist für die eigentliche Weitergabe und den Transport der Daten verantwortlich. Während die Intelligenz der Datenebene auf Netzwerkhardware im gesamten LAN, WAN oder Rechenzentrum verteilt bleibt, ist es möglich, die Analyse- und Steuerungsebene vollständig zu virtualisieren. Ein physischer Netzwerkzugriff ist nicht notwendig.

Die Unterschiede zwischen NFV und SDN sind klar: NFV konzentriert sich auf die schnelle Bereitstellung und Steuerung von Netzwerkfunktionen durch Virtualisierung, während SDN die Netzwerkintelligenz entkoppelt, um eine intelligentere Routing-Architektur zu schaffen, die automatisiert werden kann. Diese beiden Methoden lassen sich gut miteinander kombinieren, um hochflexible Netzwerke zu schaffen. In einem Ansatz geht es um die Virtualisierung und Optimierung beim Bereitstellen von Netzwerkfunktionen, der andere Ansatz optimiert den Datentransport.

SDN-Komponenten schrittweise implementieren

Sehr häufig ist die Frage, wo SDN implementiert wird. In der Realität gibt es nur wenige Unternehmen, die ihre bestehenden Netzwerke überstürzt umbauen oder ersetzen, damit sie vollständig SDN-fähig werden. Stattdessen sind die meisten auf der Suche nach spezifischen Schwachpunkten in ihrer Infrastruktur, die am einfachsten von End-to-End-Sichtbarkeit und Routing-Intelligenz profitieren.

Das WAN ist ein perfektes Beispiel. Seit Jahren kämpfen Netzwerkarchitekten mit den Einschränkungen bei der Verbindung von entfernten Standorten, da sie nur eine begrenzte Anzahl von Verbindungsoptionen haben ‑ von denen viele ziemlich teuer sind. Diese begrenzte Auswahl führte häufig zu Verbindungen mit hoher Ausfallrate, Engpässen bei der Bandbreite oder hoher Latenz. WAN-Optimierungstechnologien linderten die Probleme, griffen aber wegen der fehlenden End-to-End-Sichtbarkeit über das gesamte WAN letztendlich zu kurz. SD-WAN-Technologien lösen dieses Problem, indem sie die Steuerungsebene des gesamten WAN zentralisieren, so dass die optimale Routing-Auswahl getroffen werden kann. Sie erlauben auch das Pooling mehrerer unterschiedlicher Leitungen, um zusätzliche Wege für den Transport der Daten bereitzustellen. Das Endergebnis ist eine höhere Datenleistung; dies gelingt oft mit Hilfe von kostengünstigeren Leitungen, da die Architektur den Datenverkehr intelligent über den optimalen Verbindungsweg routet.

Im Rechenzentrum bringt Software-defined Networking sogar doppelte Vorteile:

Zum einen ist es dank SDN nicht mehr notwendig, neue Dienste, Anwendungen und andere Netzwerkfunktionen manuell bereitzustellen. Grund dafür ist die Zentralisierung wichtiger Komponenten wie Netzwerkintelligenz, Recheneinheit, Storage und Sicherheit. Aus Netzwerkperspektive lässt sich eine automatische Bereitstellung implementieren, um die Bandbreite, die Qualität der Services (QoS), Zugriffsregeln und andere Richtlinien innerhalb des Rechenzentrums zu programmieren. Das beschleunigt die Provisionierungszeiten enorm und eliminiert zeitraubende Aufgaben, die zuvor ein Netzwerk-Administrator ausführen musste.

Zum anderen ist es mit Hilfe von SDN im Data Center möglich, Datenströme in einer bisher noch nie gesehenen Granularität zu automatisieren. Die überwiegende Mehrheit des modernen Datenverkehrs fließt im Rechenzentrum in Ost-West-Richtung, sprich zwischen Servern oder virtuellen Maschinen innerhalb des Rechenzentrums. Aus diesem Grund sorgt die Zentralisierung der Steuerungsebene nicht nur für konsistente Richtlinien zwischen Serveranwendungen, Middleware und Datenspeichern, sondern sie optimiert auch das Routing auf Anwendungsebene.

Möglicherweise setzen sich SDN-Komponenten im Campus-LAN der Unternehmen durch und wir sehen letztendlich ein komplettes, durchgängiges Netz mit vollautomatischer Intelligenz für Routing und automatisierte Provisionierung. Es ist aber davon auszugehen, dass die ersten SDN-Komponenten im WAN oder innerhalb des Rechenzentrums implementiert werden.

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