Dieser Artikel ist Teil unseres Guides: Einführung in Software-defined Networking (SDN)

Software-Defined Networking: Fünf SDN-Protokolle neben OpenFlow

OpenFlow findet breite Unterstützung durch die Industrie. Allerdings gibt es damit auch Probleme, die Alternativen interessant machen könnten.

Die Open Networking Foundation (ONF) definiert OpenFlow als die erste Standard-Kommunikations-Schnittstelle zwischen der Control- und der Forwarding-Schicht einer SDN-Architektur. Allerdings ist es denkbar, dass es nicht das vorherrschende Protokoll bleibt.

OpenFlow ist vielversprechend, bringt aber jede Menge Herausforderungen mit sich – diese reichen von der Skalierbarkeit bis hin zur Sicherheit. Das größte Problem dürfte aber sein, dass Netzwerkanbieter Switch-Unterstützung bereitstellen müssen, damit OpenFlow branchenweit angenommen wird.

Die meisten Netzwerkanbieter haben bereits OpenFlow-basiertes Equipment entwickelt. Allerdings designen Sie auch SDN-Architekturen, die alternative Kommunikationsmethoden verwenden. Dazu gehören unter anderem existierende Netzwerkprotokolle wie MPLS und NETCONF.

Wir stellen Ihnen in diesem Beitrag fünf SDN-Protokolle vor, die nicht OpenFlow heißen.

1. Border Gateway Protocol (BGP)

Es handelt sich hier um ein Protokoll für den Austausch von Routing-Informationen zwischen Gateway-Hosts in einem Netzwerk autonomer Systeme. Man setzt dieses Protokoll oftmals zwischen Gateway-Hosts im Internet ein. Weiterhin gilt es als standardisiertes Exterior Gateway Protocol. Das Border Gateway Protocol klassifiziert man oft auch als Path Vector Protocol oder Distance-Vector Protocol. 

In einem Netzwerk besitzt jedes Gateway in der Regel einen eigenen Router. In der Routing-Tabelle befindet sich eine Liste mit bekannten Routern mit erreichbaren Adressen und eine Kosten-Metrik mit dem Pfad zu jedem Router. Durch diesen Umstand lässt sich die beste Route für Pakete ermitteln.

Anbieter versuchen, BGP bei hybridem Software-Defined Networking zu verwenden. Einige argumentieren, dass das sogenannte Southbound-Protokoll einer SDN-Architektur weniger wichtig ist als die betriebliche Agilität und Programmierbarkeit, die SDN zu bieten hat – mit oder ohne OpenFlow. Aus diesem Grund sehen diverse Anbieter BGP als ein SDN-Protokoll an, weil es das Potenzial mit sich bringt, das Netzwerk programmieren zu können. Genau das ist das Versprechen von SDN.

2. NETCONF

NETCONF ist ein Netzwerk-Management-Protokoll von der IETF (Internet Engineering Task Force). Damit kann ein Systemadministrator oder Netzwerktechniker auf sichere Weise eine Firewall, einen Switch, einen Router oder ein anderes Netzwerkgerät konfigurieren. Es basiert auf RPC (Remote Procedure Call) und wurde entwickelt, um Probleme zu adressieren, die mit SNMP (Simple Network Management Protocol) und Protokollen auf der Kommandozeile auftraten. Es geht hier natürlich um diejenigen, die mit der Konfiguration von Netzwerkgeräten in Verbindung stehen.

Die ONF (Open Networking Foundation) hat sich kürzlich für NETCONF stark gemacht. Es ist nun zwingend für die Konfiguration von Geräten erforderlich, auf denen OpenFlow aktiviert ist. Die Spezifikation nennt sich OF-CONFIG. Unterstützen es Geräte, müssen sie das NETCONF-Protokoll als Beförderungsmittel implementieren.

3. XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol)

Dieses Protokoll basiert auf XML (Extensible Markup Language). Es wurde für Instant Messaging und Erkennung von Online-Präsenz entwickelt. Das Protokoll funktioniert zwischen oder mit Servern und ermöglicht nahezu einen Echtzeitbetrieb. XMPP hat sich als alternatives SDN-Protokoll zu OpenFlow in hybriden Netzwerken entpuppt. Es lässt sich vom Controller verwenden, um Informationen von der Kontroll- und der Management-Schicht zu Server-Endpunkten zu transportieren. XMPP verwaltet Informationen auf allen Abstraktions-Niveaus.

4. OVSDB (Open vSwitch Database Management Protocol)

OVSDB ist ein OpenFlow-Konfigurations-Protokoll und wurde mit dem Ziel entwickelt, Implementierungen mit Open vSwitch zu managen. Open vSwitch ist ein virtueller Switch, der Netzwerkautomatisierung und die Unterstützung von Standard-Management-Schnittstellen und -Protokollen wie NetFlow ermöglicht. Das Protokoll unterstützt die Verteilung über mehrere physische Server.

In einer Implementierung mit Open vSwitch enthält ein Kontroll-Cluster einen Manager und einen Controller, die wiederum das OVSDB-Protokoll enthalten. Damit werden Informationen an den Switch-Datenbank-Server übermittelt. Controller verwenden OpenFlow, um die Details der Paketflüsse durch den Switch zu spezifizieren. Jeder Manager und Controller kann mehrere Switche dirigieren und jeder Switch kann Anweisungen von mehreren Managern oder Controllern erhalten.

5. MPLS-TP (MPLS Transport Profile)

Es handelt sich hier um ein Transportprofil für MPLS (Multiprotocol Label Switching). MPLS-TP ist ausgelegt, um als Netzwerkschicht-Technologie in Transportnetzwerken zu agieren. Die Protokollerweiterungen für MPLS wurden von der IETF entwickelt und basieren auf Anforderungen und Anregungen, die man von Service-Providern erhalten hat. 

Das Protokoll wird eine CO-PS-Applikation (Connection-Oriented Packet-Switched) sein, die eine dedizierte MPLS-Implementierung zur Verfügung stellt. Die für CO-PS-Applikationen irrelevante Funktionen werden entfernt. Weiterhin fügt man Geräte hinzu, die Unterstützung für wichtige Transportfunktionalität garantieren.

Die Open Networking Foundation hat Änderungen bei MPLS beantragt, die eine Verwendung der standardmäßigen MPLS-Datenschicht vorsehen, aber eine einfachere Kontrollschicht beinhalten. Letztere basiert auf SDN und OpenFlow. Mit der vereinfachten Kontrollschicht, die von der Datenschicht getrennt ist, lassen sich laut ONF Services global optimieren. Weiterhin seien die Services dynamischer und man könne außerdem neue Services erschaffen, indem man Netzwerkapplikationen basierend auf dem SDN-Controller programmiert.

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