Multi-Layer SDN: Netzwerke fit machen für Paket- und optische Layer

Multi-Layer SDN erweitert vor allem WANs mit faszinierenden neuen Funktionen. Mit mehr Flexibilität bewältigen Netzwerke zukünftige Herausforderungen.

In den letzten Jahren haben sich die SDN-Diskussionen auf den Paket-Layer und das Datenzentrum fokussiert. Inzwischen erweitert sich der Fokus. Im April 2013 hat die Open Network Foundation (ONF) die Optical Transport Working Group gegründet. Diese hat die Aufgabe, Software-defined Networking (SDN) für optische Techniken ebenso wie für die Paket-Optische-Integration zu entwickeln. Das beinhaltet optische Transportnetzwerke (Optical Transport Networking; OTN) und Photonik (Photonics). Die Paket-Optische-Integration im Controller ermöglicht neue, erweiterte Funktionen die als „Multi-Layer SDN“ bezeichnet werden.

Multi-Layer SDN – Wozu?

Die Netzwerkindustrie hat bereits früher versucht, unterschiedliche Layer in einem konsistenten Paradigma zusammenzufassen, allerdings konnten sie bislang die Vorteile der Multi-Layer-Integration nicht wirklich ausnutzen. Die zentralisierte Netzwerkintelligenz und die Möglichkeit, die Rechenleistung von Cloud Computing zu nutzen, erlauben es SDN, den Traffic effektiv zu routen. In einem Multi-Layer-Netzwerk lassen sich Daten flexibel über die effizienteste Technik leiten, nicht mehr nur über eine vorgegebene Transporttechnik. Zum Beispiel könnte ein geswitchter Ethernet Dienst zunächst über OTN und anschließend über Multiprotocol Label Switching (MPLS) übertragen werden, um am Ende über Ethernet seinen Bestimmungsort zu erreichen.

Eine andere Möglichkeit: Kommt die Bandbreite in einem bestimmten Layer an ihre Grenzen, kann das Multi-Layer SDN Optionen anbieten und dynamisch Bandbreite aus einem niedrigeren Layer hinzuschalten. Alternativ kann das System den Datenverkehr umleiten und so die Engstelle umgehen. In den meisten aktuellen Netzwerken dauert das Beheben eines solchen Rückstaus Stunden, Tage oder Wochen, inklusive Kauf neuer Hardware. Intelligente Multi-Layer SDN können diese Optimierungen automatisch vornehmen und so die IT-Abteilung entlasten – sowohl beim Arbeitspensum wie auch beim Budget.

Multi-Layer SDN: Engpass-Verwaltung und Netzwerk-Optimierung

Zusätzlich kann die Technik die Notwendigkeit für Hold-Down Timer minimieren. Hold-Down Timer sind bislang auf höheren Layern notwendig, damit die niedrigeren Layer auf potentielle Fehler reagieren können. Der SDN-Controller könnte stattdessen ein Problem direkt auf dem entsprechenden Layer angehen und etwaige Downtimes so signifikant verringern. Es könnten sogar Applikationen geschrieben werden, die Engstellen verwalten, Preise dynamisch berechnen und das Netzwerk optimieren.

Eine automatisierte Engpass-Verwaltung kann sogar verzögerte „Verstopfungen“ im Netzwerk erkennen und mit dem Controller zusammenarbeiten, um die entsprechenden Ressourcen aus anderen Layern hinzuzuziehen oder den Datenverkehr umzuleiten.

Dynamische Preisanpassungen analysieren Service-Anfragen im Umfeld von aktueller und erwarteter Nachfrage, zur Verfügung stehender Netzwerk-Ressourcen und auf verschiedenen Netzwerk-Layern. Darauf basierend werden verschiedene Optionen zu unterschiedlichen Preisen angeboten. Damit lassen sich die notwendigen Ressourcen anpassen und der Umsatz pro Verbindung optimieren.

Netzwerk-Optimierung untersucht die Netzwerk-Ressourcen auf allen Layern und empfiehlt Anpassungen oder optimiert das Netzwerk entsprechend den Service Level Agreements. Dadurch wird die Nutzung des Netzwerks weiter optimiert.

Was benötigt Multi-Layer SDN, um Realität zu werden?

Bevor diese Anwendungen zum Einsatz kommen können, muss ein Netzwerk drei Funktionen erfüllen, damit einfaches Multi-Layer-Networking Realität wird. Diese sind: Multi-Layer-Topologie, Multi-Layer-Kostenparadigmen und Multi-Layer-Berechnung. Zunächst muss der Controller in der Lage sein, die Topologie mehrerer Layer gleichzeitig zu nutzen. Zugleich muss der Controller „es verstehen“, wie diese Techniken auf unterschiedlichen Ebenen zusammenarbeiten können. Anschließend muss der Controller definieren, wie viele „Kosten“ anfallen, wenn Ressourcen zwischen verschiedenen Layern verschoben werden. Dann muss er abwägen, welche Pfade durchs Netzwerk die Richtigen sind. Administrative Kosten, CAPEX-Kosten, Betriebskosten und andere Faktoren können einen Einfluss auf die Berechnung dieser „Kosten“ haben. Zuletzt muss der Controller in der Lage sein, die Ressourcen-Kosten auf der Topologie abzubilden, Pfade durchs Netzwerk festzulegen und sicherstellen, dass die entsprechenden Service Level Agreements (SLA) erfüllt werden.

Glücklicherweise steht für die Berechnung dieser rechenintensiven Funktionen im SDN die nahezu unendliche Prozessorleistung von Cloud Computing zur Verfügung. Damit sind selbst mehrere tausend Pfadberechnungen pro Sekunde möglich. Dienstanbieter und Unternehmen ernten deutliche Vorteile, etwa erheblich geringere Bandbreitennutzung (Einsparungen zwischen 15 Prozent und 60 Prozent sind möglich) durch die Automatisierung von Prozessen. Zudem erlaubt das System so agilere und dynamische neue Dienste. Multi-Layer SDN macht das Netzwerk außerdem dank dynamischer Preisanpassung profitabler – Unternehmen können neue Dienste beziffern und Kosten mit Nutzen aufwiegen.

Multi-Layer SDN bietet sich besonders im WAN als eine der notwendigen Techniken an, damit Unternehmen und Service-Anbieter die Herausforderungen einer immer stärker vernetzten Umwelt meistern können. Schließlich steigen die Anforderungen der Nutzer an die Bandbreite immer weiter, während sie zugleich nicht bereit sind, höhere Kosten in Kauf zu nehmen. Multi-Layer SDN im WAN wird kritisch für Netzwerkbetreiber werden, um Dienste dynamisch und mit maximaler Effektivität im Markt anbieten zu können.

Artikel wurde zuletzt im Januar 2014 aktualisiert

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