SDN: оптимальная основа для виртуализации сетей

Информационные технологии существенно изменились за последние 10 лет. Времена, когда ИТ-инфраструктура ограничивалась стационарными ПК и серверами, давно прошли. Сегодня, в расцвет облачных технологий, при многообразии различных устройств и увеличении спроса на доступ к информации в любое время и в любом месте, организациям необходимо повышать гибкость и манёвренность ИТ-инфраструктуры.

За прошедшее десятилетие кардинальные изменения произошли, в том числе, и в сетевой архитектуре. Но отправной точкой в истории процесса виртуализации центров обработки данных бесспорно можно назвать виртуализацию серверов. Этот тренд долгое время превалировал как в России, так и в других странах. Осознав преимущества новой парадигмы, многие организации делают особый акцент на виртуализацию при формировании своих ИТ-стратегий. Благодаря этому и новейшим разработкам различных производителей сегодня появляются новые варианты использования данной технологии, например, создание виртуальных сетей в центрах обработки данных.

На ранних стадиях эта тенденция приняла форму виртуальных локальных сетей (VLAN). Здесь, однако, выделяется не комплексная сеть, но ее отдельные сегменты, не обладающая теми же преимуществами, что и виртуальная машина. Однако с ростом технологических возможностей виртуальные сети приобрели значительную гибкость. Идея полной виртуализации сети — предмет бурных дискуссий в сфере ИТ. Эффективна ли она? Если да, то в какой степени?

Зачем нужна виртуализация?

В сравнении работы классического ПК и виртуальной машины не стоит забывать, что возможности первого ограничены техническими характеристиками его компонентов. Для увеличения скорости работы или емкости хранения компаниям приходится модернизировать отдельные его компоненты или же полностью заменять системные блоки. Виртуальные машины используют программное обеспечение, которое полностью имитирует работу обычного компьютера. В результате они приобретают большую гибкость и способность адаптироваться к меняющимся требованиям приложений. А необходимые изменения могут быть легко внесены через интерфейс программного обеспечения без необходимости физического вмешательства в системные компоненты.

Аналогично и у физических сетей также есть сдерживающие ограничения, на которые следует обратить внимание в современную эпоху мобильности и высоких требований к оперативности обработки информации. Важный компонент физических сетей — аппаратное оборудование с определенными техническими характеристиками, обычно объединённое статичной сетевой топологией. Перераспределение сетевых ресурсов «по запросу» в аппаратной среде практически невозможно, и приложения должны адаптироваться под текущие реалии сетевой архитектуры. В результате мы получаем неоптимальные условия работы для пользователей и функционирования бизнес- приложений, а также сложности в управлении инфраструктурой для ИТ-команд.

В полностью виртуализированной сети логика управления отделена от сетевого оборудования. Физические компоненты, таким образом, сохраняют функцию транспортировки пакетов данных и лишаются функции контроля и принятия решения. Они реализуются в качестве программных услуг, которые свободно адаптируются к изменениям в сетевом трафике, охватывают все сегменты, отслеживают изменения в состоянии сети и адаптируют качество обслуживания в соответствии с требованиями приложений. Подобное разделение функций позволяет построить эффективные виртуальные сети. Они собирают сетевые функции на отдельном уровне абстракции, который с точки зрения приложений выглядит и функционирует так же, как и обычная сеть.

Построение виртуальных сетей

Виртуальные сети сегодня можно построить с использованием различных технологий, одна из наиболее обсуждаемых и актуальных — программно-управляемая сеть (SDN). SDN обеспечивает необходимое разграничение функций сети, что позволяет создать две отдельных плоскости – управления и передачи данных. Это создает основу для виртуальных сетей, которые воспринимаются вышестоящими сервисами (ОС или приложения) как обычная сеть. Сервисы и приложения, таким образом, становятся доступны в любой среде без необходимости дополнительной настройки.

В виртуальной сети, построенной на SDN, сетевые ресурсы могут быть выделены дополнительно точно так же, как мощность и объем хранилища могут быть увеличены в виртуализированном сервере. Основанные на SDN виртуальные сети сдвигают фокус внимания с открытых протоколов в сторону открытых API, расширяя программируемую гибкость, ограниченную только видением разработчика.

Построение виртуальной сети без использования SDN возможно, но не так эффективно. Виртуализация отображает несколько логических сетей в общей физической плоскости – наборе устройств. Однако административное управление состояниями становится сложной технической проблемой, когда логические сети могут располагаться почти в любом месте. Вот где достоинства SDN вступают в игру. Программно-управляемые сети хорошо управляет большим количеством состояний. В то же время, SDN могут обеспечить достаточную степень операционной целостности, так как они разработаны для обеспечения оптимальных изменений в плоскости передачи данных. Без возможностей, которые SDN открывают для управления состояниями, целесообразность виртуальных сетей значительно снижается.

Построение виртуализированных сетей с применением технологии SDN сделает реальным переход центров обработки данных на полностью программно-управляемую модель – SDCC, и станет логическим шагом развития технологий виртуализации. Все чаще для правильной работы приложения требуется чётко настроенная инфраструктура. Подобная настройка становится все более и более ориентированной на приложения, включая целевые политики качества обслуживания, своевременное распределение ресурсов (для быстрой реакции на возникающие проблемы), контроль транзакций (для расчета издержек) и дифференцированные сетевые пути. Традиционное сетевое оборудование не способно соответствовать столь широким требованиям приложений. Программно-управляемый центр обработки данных заменяет массивные инфраструктурные элементы программными сетевыми сервисами, отделенными от аппаратного обеспечения и адаптированными под требования отдельных приложений.

В ситуации, когда технологии постоянно изменяются, а ИТ-бюджеты сокращаются, компаниям необходимо снижать операционные расходы, повышать гибкость ИТ- инфраструктуры и скорость реакции на изменения. Таким образом, виртуализация в центрах обработки данных заслуживает особого внимания. Виртуальные сети, основанные на SDN, могут предоставить компаниям инструменты, необходимые для эффективной доставки приложений и упрощения физической инфраструктуры. Многие организации уже понимают значительные преимущества виртуализации центров обработки данных — именно они приведут нас в будущем к программно-управляемой ИТ- среде.