Сравнение ПКС с традиционными КС

В настоящее время компьютерные сети (КС) являются неотъемлемой частью развития современных информационных технологий (ИТ). С каждым годом ИТ предъявляют все больше и больше требования к гибкости и масштабируемости компьютерных сетей.

Согласно прогнозу Cisco, опубликованному в 10-м ежегодном отчете «Наглядный индекс развития сетевых технологий» (Cisco® Visual Networking Index, Cisco VNI), в период с 2014 по 2019 гг. мировой IP-трафик утроится и достигнет рекордного показателя в 2 зеттабайта. Это произойдет за счет глобального роста числа интернет-пользователей, персональных устройств и межмашинных соединений, увеличения скоростей ШПД и распространения продвинутых видеосервисов. Как ожидается, в результате суммарного действия этих факторов среднегодовой прирост глобального IP-трафика составит 23%, что будет означать максимальный рост за все десять лет подобных прогнозов.

Максимальный глобальный рост IP-графика

Эксабайт в месяц

Рисунок 1 - Глобальный IP-трафик за период 2014-2019 гг.

В результате этого эффективность доступного спектра частот для мобильных сетей уже близка к насыщению.

До последних лет многие компании использовали традиционные компьютерные сети. Они до сих пор широко используются в мире, но традиционные сети, как правило, имеют некоторые недостатки.

В табл. 1 проведено сравнение SDN с традиционными КС.

Сети	Программно-конфигурируемые сети	Традиционные сети
Недостатки	Проблема надежности: Контроллер является потенциальной точкой отказа работы сети. -   Количество  управляющего   трафика , предназначенного для  централизованного контроллера,    растет    пропорционально количеству коммутаторов в сети. -    Время установления новых потоков может расти значительно с ростом размеров сети. Проблема             производительности. Производительность сети напрямую зависит от производительности контроллера и его физических ограничений	-    Недостаток в надежности. Если основной сервер системы ПК отделяется, вся инфраструктура окажется бесполезной. -    Зависимость от большего объема работы на ПК, а не от приложения усилий, которые необходимо выполнить. -    Вирус и вредоносное ПО. Если существует вероятность заражения даже одного компьютера в системе, существует возможность заражения альтернативных платформ. -    Стоимость сети Расходы на выполнение системы, включая кабели и оборудование, могут быть дорогими.
Преимущества	-    Программируемость и гибкость управления сетью, значительное упрощение возможности модификации управления сетью за счет создания новых приложений или модификации существующих, автоматизация управления и администрирования сетями. -    Адаптивность управления сетью , возможность изменять поведение и состояние сети в режиме реального времени с учетом	-    Многопользовательский режим. Существует незначительный диапазон возможностей, необходимых для подключения к современной компьютерной сети. Легкое присоединение позволяет даже юным детям начать использовать данные. -    Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы,

изменяющихся условий функционирования и адаптироваться к ним, адаптироваться к меняющимся потребностям пользователей сетей за счет создания новых сетевых приложений и сервисов. -    Независимость от оборудования и проприетарного программного обеспечения производителей сетевого оборудования. -    Возможность независимого развертывания УУ и УПД . -    Возможность независимого масштабирования УУ и УПД. -    Повышение надежности за счет снижения объема распределенного состояния для управления.

например, управлять периферийными устройствами, такими, как печатающие устройства, внешние устройства хранения информации, модемы и т.д. со всех подключенных рабочих станций. -    Разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации. -    Разделение программных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.

Недостатки традиционных КС затрудняют управление и обслуживание изо дня в день. Чтобы преодолеть эти ограничения, была разработана SDN

(Программно-конфигурируемая сеть), и в будущем большинство типов сетей будут SDN, рис 2.

SDN vs Традиционных КС

■ Традиционные

■ SDN

2015  2016  2017  2018  2019  2020

Рисунок 2 - Переход от традиционных КС к SDN

Технология SDN и протокол OpenFlow были разработаны в

Стэнфордском университете в ответ на потребность выделения сетевых ресурсов для тестирования новых сервисов. Идею быстро подхватили крупные интернет-провайдеры, и вскоре появилась организация Open Networking Forum. Одним из ее начинаний стала стандартизация протокола OpenFlow для взаимодействия контроллера с коммутаторами в инфраструктуре SDN. Как ожидается, SDN позволит использовать недорогие коммутаторы и управляемые контроллеры.

Суть SDN состоит в отделении «плоскости управления» от «плоскости передачи данных», централизации управления и программирования сети, изменении архитектуры сети в целом. Стандартные серверы теперь способны успешно заменять прежние системы, создававшиеся для узких областей (в том числе в решениях для инфраструктуры связи).

Традиционная сеть

Пакет Управление              Управление            Управление Получатель

Сеть SDN

Рисунок 3 - Передача пакетов в традиционной сети и в сети SDN.

Традиционная сеть IP представляет собой набор функциональных блоков, причем в каждом ее узле выполняется обработка достаточно больших пакетов данных. Такая архитектура сложна, далеко не оптимальна и неизбежно вносит существенные задержки. В крупных сетях это становится серьезной проблемой. В случае SDN при построении сети используется стандартное недорогое оборудование, а процедуры управления и необходимые в каждом сетевом узле сервисы реализуются с помощью ПО.

Основные типы сетей, где может быть востребована (и уже задействуется) технология SDN — это кампусные сети, сети ЦОД, облачные платформы, а области применения — сети для облаков, оркестрация и автоматизация. В настоящее время основными объектами внедрения SDN являются крупные облачные сети и платформы. Пока лишь немногие заказчики решаются построить ЦОД на базе SDN, хотя такие примеры есть.

В дополнение к его многочисленным преимуществам, вот несколько других причин, почему предприятия данных выбирают SDN вместо традиционных сетей:

• -    Современные пользователи требуют неограниченного доступа к инфраструктуре, приложениям и ИТ-ресурсам. Этот спрос возникает в результате распространения облачных сервисов, что требует дополнительного хранилища, вычислений и пропускной способности.

• -    Появление собственного устройства на рабочем месте требует динамичных и гибких сетей. Эти сети также должны быть безопасными и способными защищать данные и активы, а также соответствовать

нормативным требованиям и стандартам. Поскольку он придерживается циклов продукта и фирменных интерфейсов среды конкретного поставщика, традиционная сеть не в состоянии удовлетворить эти требования. Традиционные сети имеют тенденцию быть жесткими, что затрудняет сетевым операторам и администраторам настройку программирования своих сетей. Процесс добавления устройств или увеличения пропускной способности сети является громоздким и трудоемким, требующим непосредственного доступа к каждой консоли и устройству.

• -    SDN позволяет сетевым операторам и администраторам корректировать свои ресурсы и пропускную способность по мере необходимости, обеспечивая центры обработки данных с повышенной эффективностью, гибкостью и отказоустойчивостью. Кроме того, SDN не требует инвестиций в физическую инфраструктуру и в значительной степени не может быть автоматизирована, что еще больше повышает шансы предприятий сократить расходы и повысить производительность сети.

Таким образом, подход ПКС позволяет значительно автоматизировать и упростить управление сетями за счет возможности их «программирования», позволяя строить гибкие масштабируемые сети, которые могут легко адаптироваться к изменяющимся условиям функционирования и потребностям пользователей. Внедрение этого подхода, прежде всего, должно оказать значительное влияние на управление сетевой инфраструктурой в центрах обработки данных (ЦОД), корпоративными сетями, WAN, сотовыми и домашними сетями.