Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах
Skip navigation

Виртуализация на мрежовите ресурси

С изключение на най-големите облачни доставчици всички останали внедряват SDN в орязан вид, като широко приложение намират т.нар. насложени мрежи, създадени на базата на технологиите VXLAN, NVGRE и GENEVE
541 прочитания, 1

През центровете за обработка на данни преминават всички големи обеми трафик. Но проблемът не е толкова в увеличените обеми на трафика от данни, колкото в промяната на неговата природа: основната част е облачен трафик. Именно затова мрежата е длъжна да съответства на изискванията към облачната инфраструктура, т.е. да е необичайно гъвкава и адаптируема. Софтуерно дефинираните мрежи позволяват създаване на динамична и програмируема мрежова инфраструктура. Ако първоначално SDN решенията намираха приложение предимно в ЦОД на големите облачни доставчици, днес те се използват във все повече корпоративни центрове за обработка на данни, така че остава да се разбере кое решение да бъде избрано.

Технологиите за програмируеми мрежи са сравнително „млади“, а виртуализацията на мрежата може да бъде реализирана чрез няколко способа. Много от големите компании имат значителна инсталирана база от мрежово оборудване, което обаче не поддържа OpenFlow. За да се възползват и тези организации от предимствата на мрежовата виртуализация/SDN, редица производители предлагат решения за разгръщане на насложени (overlay) мрежи. Този подход предполага организиране на логическа мрежа над съществуващата физическа инфраструктура. Пренасяйки интелигентността към периферията на мрежата, насложените мрежи позволяват да бъде получена функционалност на програмно дефинирани мрежи без замяна на физическото мрежово оборудване, макар че предвид нарастващите изисквания към пропускателната способност и измененията в трафика такава замяна е желателна и често наложителна.

Както твърдят от компанията Mellanox, първоначалният замисъл за реализиране на принципно нова централизирано управляема мрежова архитектура в рамките на разгърнатите SDN мрежи е реализиран само частично. Тотален преход към OpenFlow обаче не може да се очаква.

VMware“: „Засега никой не разбира как ще се развива в бъдеще SDN“

Според анкета на SDXcentral затворените частни решения засега преобладават над отворените. Това е свързано с факта, че качествено работещо решение, което може да се внедри в производство, трудно може да се „сглоби“ от компоненти с отворен изходен код, тъй като някой ще трябва да го поддържа. Отворените компоненти обаче са все по-широко разпространени, а решенията на базата на отворен изходен код и отворени стандарти се развиват доста интензивно. Съответно много производители, било то доставчици на мрежово оборудване или разработчици на софтуер, развиват паралелно двете направления — собствени затворени разработки и поддръжка на отворен код.

Такава неопределеност в кардинални направления за по-нататъшно развитие на SDN многократно усложнява избора на купувача. Същевременно необходимостта от използване на гъвкави мрежи, тяхното бързо разгръщане и адаптиране към променящите се изисквания става все по-реална. Разбира се, никакво описание не заменя непосредственото тестване или пилотни проект, но така може да се оцени доколко едно или друго решение отговаря на условията на конкретната мрежова среда. Не е възможно да се тестват всички достъпни решения, затова е желателно да имаме обща представа за това,какъв е даден продукт, технология или подход и в каква насока се развива.

Какво е мрежова виртуализация?

Допълнително неразбирателство внасят множеството термини и акроними. Все още много потребители се объркват във всички нови понятия: какво точно е мрежова виртуализация, SDN и NFV едно и също нещо ли е? SDN означава OpenFlow или негова поддръжка не е задължителна? SDN представлява ли изцяло софтуерна реализация? Ако това е така, то как тя е свързана с комутаторите (физическото оборудване)? От VMware обясняват следната разлика между SDN и мрежова виртуализация.

Софтуерно дефинираните мрежи е подход към архитектурата, който се състои в разделяне на плоскостта на данните, на контрола и на управлението (data, control&management planes). Мрежовата виртуализация представлява продукт, който се базира на тази архитектура.

Функциите в плоскостта на данните се възпроизвеждат изцяло на програмно ниво, а не на ниво комутатори. Те от своя страна се опростяват и става просто физически транспорт, тъй като цялата функционалност и логика се реализират програмно.

Исторически за мрежовата виртуализация основен стимул за развитие бе създаването на облачна инфраструктура по заявка. В ЦОД „командват“ приложените системи, а не инфраструктурата. Съответно изискванията към инфраструктурата зависят от приложенията, а не обратното. Приложения трябва да са защитени, да се осигури цялостност и съхранение на данните, те да се задействат и заменят бързо, ако това се наложи. И да бъдат достъпни – ако има прекъсване, възстановяването да става бързо и по възможност автоматично (виж фиг 1).

На базата на опита от използването на платформите NSX VMware разглежда 3 основни сценария за приложение на мрежовата виртуализация: безопасност, автоматизация и повишена достъпност.

Всяко внедряване на дадена технология в корпоративна организация трябва да е подкрепено от бизнес нужда. Например осигуряването на непрекъсваемост на виртуализирани среди е реална практическа задача, а мрежовата виртуализация позволява тя да се раздели между няколко ЦОД и да се резервират заедно с приложенията не само данните, а и всички мрежови настройки.

И ако задачата изглежда една и съща, условията за решаване й вече са променени. За все повече приложения външният достъп трябва да бъде осигурен от всяко място, а това води до промяна на шаблоните за взаимодействие с приложенията. Архитектурата на приложенията също търпи изменения в резултат на нови технологии като контейнерната виртуализация например. И накрая, преобразува се и инфраструктурата, тъй като класическата архитектура на мрежата не отговаря на архитектурата на приложенията. В резултат всички производители на мрежово оборудване предлагат едни или други варианти за реализация на L3 комутационни матрици. А класическото разгръщане на мрежи L2 отстъпва място на насложените мрежи.

Всичко това се отразява на решенията за виртуализация на мрежите. Доскоро, преди появата на мрежовата виртуализация, високо ниво на достъпност (5 деветки) бе необходимо само за плоскостта на данните. Изискванията за плоскостта на управлението бяха по-ниски. Сега ситуацията се промени, тъй като в компаниите, включително в банките, все по-голяма става ролята на разработчиците.

Дори плоскостта за управление трябва да е резервируема, разпределена, а и да реагира много бързо на промените.

Центърът за изследвания на VMware е разработил технология за подобрено разпределяне в плоскостта на управлението Corfu DB (проект с отворен изходен код). Това е разпределен каталог на транзакциите, който позволява реализиране на плоскостта на управлението чрез разпределена резервирана архитектура, т.е. в режим „активна-активна“.

Следващото направление при развитието на VMware NSX е поддръжката на DPDK. Натоварването става все по-голямо, телеком операторите искат да прехвърлят мрежовите функции на стандартни сървъри, затова се повишават изискванията към производителността на виртуалните комутатори, както и към тяхното времезакъснение. Intel разработи набор библиотеки и драйвери за бърза обработка на пакети, наречен „Развоен комплект за плоскостта на данните“ (Data Plane Developer Kit, DPDK). VMware планира да използва тази технология за свързване към физически мрежи. Това е нужно само там, тъй като във виртуална среда при нас всичко е разпределено, постигаме производителност чрез разпределение на цялото натоварване. Съответно се появява граничен клъстер в NSX в режим „активен-активен“ и средства за бързо известяване на физическата мрежа за прекъсвания“, обясняват от компанията.

3 варианта за реализиране на SDN

Предлаганият от VMware способ за реализация на SDN чрез насложени мрежи не е единственият възможен. Има още 3 варианта за реализации на софтуерно дефинирани мрежи в ЦОД.

Първо, това е реализация на SDN чрез софтуерна комутационна матрица, което предполага програмиране на ниско ниво на комутационната матрица чрез използване на отворения протокол OpenFlow. Логиката на мрежата се изнася в контролер, който програмира мрежата в съответствие със зададената политика. Този „класически“ подход се отличава с най-голяма гъвкавост и универсалност, но едновременно с това и изисква най-много разходи, тъй като налага замяна на остарялото оборудване в цялата мрежа — фактически мрежата трябва да се изгради наново, тъй като цялото мрежово оборудване трябва да поддържа определени интерфейси API. Един от примерите за отворена SDN е, разбира се, OpenFlow. Ако се използва протоколът OpenFlow, всички комутатори трябва да го поддържат. Редица производители, в частност BigSwitch, реализират подобен подход, но при някои има особености, например при Cisco това е Application Centric Infrastructure.

Вторият вариант е SDN във вид на насложени мрежи (overlay). Идеята е да се изнесе цялата програмна логика на SDN от крайните комутатори към сървъри. Този вариант е много по-прост за реализация, затова именно той се развива най-бързо днес - SDN може се разгръщат, без да се заменя съществуващото мрежово оборудване, а просто се инсталира нужният софтуер. Запазването на досегашното оборудване понижава разходите за нови устройства, но се купуват софтуерни приложения. Усложнява се обаче управлението на мрежата и нейната диагностика, тъй като се налага да управлява и основната физическа мрежа, и насложената логическа, да се корелира информацията от физическите и виртуалните устройства.

Този подход се ползва основно в центровете за обработка на данните. SD-WAN е още един пример за реализация на подобен подход във WAN мрежите. Този модел (overlay) е вграден в в решенията VMware NSX, Nuage Networks (днес част от Nokia), VSP, PLUMGrid ONS, OpenContrail и Midokura MidoNet. Насложените мрежи се реализират изцяло софтуерно на сървъра (на базата на виртуални комутатори) или се изнасят в комутационната матрица (в комутатори на върха на шкафа, ToR).

И накрая, SDN чрез API. Това е е най-очевидният вариант. Доскоро никой не го наричаше SDN, но днес той може да бъде отнесен към DevOps, който се използва като средство за автоматизиране и унифициране на управлението. Идеята е да се използва единен модел на данните за описание на конфигурацията, както и стандартни интерфейси за управление, налични в мрежовите устройства, това са класическият SNMP, Netconf, XML, REST и др. Различни програмни API позволяват прилагане на автоматизирани сценарии вместо управление чрез Web интерфейс и чрез СLI. Моделът предполага най-малки разходи. Функционалността обаче се ограничава от възможностите на CLI интерфейса в конкретното устройство. Този подход често се прилага като допълнение към първия и втория модел, още повече че на пазара има редица средства за автоматизация, например Chef, Puppet и Ansible.

Open Ethernet като допълнение към SDN

Ако доскоро мрежовите устройства представляваха „черна кутия“ със своя хардуерна архитектура и собствен софтуер, днес този подход постепенно остава в миналото.

Инициативата Open Ethernet предлага използване на мрежовото устройство като отворена платформа за задействане на ОС и приложения.

Ако си купите сървър от HPE, на него едва ли ще инсталирате само определена операционна система, можете да сложите Windows, Linux. Същото е възможно и при Open Ethernet - купувате комутатор и можете да инсталирате всяка ОС с необходимия ви набор приложения за поддръжка на избран вариант за реализация на софтуерна мрежа.

Самата употреба на Open Ethernet не дава толкова осезаеми предимства както SDN. Но, допълвайки SDN, той дава много по-голяма свобода - потребителят вече не е „заключен“ към конкретен производител на оборудване и софтуер. Това се постига с цял набор от средства и преди всичко на отворени хардуерни платформи. Микросхемите ASIC, които са в сърцето на комутатора, трябва да поддържат отворени интерфейси, осигуряващи управление на комутатора. С други думи, интерфейсите трябва да са отворени, общодостъпни, описани и документирани.

Пример за такъв интерфейс е интерфейсът за абстракция на комутатора (Switch Abstraction Interface, SAI). Той представлява набор библиотеки, които позволяват създаване на мултивендорна абстракция за управление на различни чипове - с помощта на един и същ код се управляват чипове на Mellanox, на Marvell и др. Под егидата на Linux Foundation в самата Linux общност се разработва Switchdev. Тази прослойка представлява напълно отворен драйвер вътре в Linux ядрото за комутатори. Чрез поддръжката на Switchdev в комутатори Mellanox, както и на обикновен сървър, може да се инсталира операционна система Linux (виж фиг. 2). Важно е да има само съответствие на версията на ядрото.

На практика по архитектурата си комутаторът представлява опростен сървър, състоящ се от процесор, памет, диск, като на PCI шината има и ASIC схема. Ако за ASIC има и драйвер, който можем да управляваме, за инсталирането на коя да е ОС е достатъчно да се възползваме от отворена дистрибуция. Тя бе създадена в рамките на проекта Open Compute и се нарича ONIE. Това е аналог на BIOS/UEFI в сървъра, само че за комутатори. С нейна помощ може да се инсталира всякаква операционна система, а след това да се ползват съответните приложения. Това води до обратната тенденция: сървърите се превръщат във (виртуални) комутатори, а комутаторите - в сървъри.

Мрежова матрица за SDN

Преди да се задействат всички необходими услуги, трябва правилно да се настрои инфраструктурата. Ако мрежата е изградена неефективно (губи пакети, на портовете често има грешки и т.н.), SDN няма да работи. Ключовата идея е обединяване на класически универсални устройства в топология на две нива Leaf-Spine, при която всеки комутатор от първо ниво (leaf) е свързан с всеки комутатор от второ ниво (spine). Тази топология бе предложена от Чарлз Клоз през 50-те години на миналия век за изграждане на мащабируеми телефонни мрежи.

Комутаторите за достъп (leaf, или „лист“) осигуряват свързване на крайните възли: сървъри, системи за съхранение, различни мрежови устройства като комутатори, системи за разпределение на натоварването, защитни стени и др. Комутаторите от ядрото (spine, или „ствол“) осъществяват свързването на „листата“ - всеки „лист“ е съединен с всеки друг ствол. Между „листата“, както и между „стволовете“ няма връзки. Това позволява организиране на множество резервни пътища между „листата“. Отказ на един от комутаторите води само до незначителна намаляване на производителността на мрежовата комутационна матрица.

Много производители предлагат свои частни решения, реализиращи топологията на Клоз. Днес са актуални и стандартни варианти за реализация ECMP матрица. Предвид достъпността на няколко маршрута трафикът трябва да се разпредели между тях, като за целта се използва протокол за равноотдалечени маршрути (Equal Cost MuptiPathing, ECMP). За реализиране на насложена мрежа е достатъчно да се съединят всички комутатори по топологията на Клоз и в тях да се настрои маршрутизация в съответствие със стандартните протоколи OSPF/BGP. По принцип над същата физическа топология може да се реализира и софтуерна мрежа на базата на протокола OpenFlow.

Сложното да стане по-просто

SDN предизвиква все по-голям практически интерес вследствие на нуждата облачните ЦОД да осигуряват виртуализация, стандартизация и автоматизация. Благодарение на отделянето на плоскостта на данните от контролната плоскост софтуерно дефинираните мрежи предоставят на ИТ администраторите съвършено нов инструмент за ефективно управление на критични мрежови ресурси. Решения за реализация на SDN и виртуализацията на мрежата предлагат много производители, но повечето им предложения се различават не само по детайлите, а и по принципите, на които са базирани решенията. Всички усилия обаче са насочени в крайна сметка към опростяване на мрежа и нейното управление.

(28.06.2017)

КОМЕНТАРИ

 
  
05:04, 20 септември 2017 # 1
NO AVATAR
michael kors outlet
ugg boots
longchamp outlet
canada goose outlet
michael kors outlet
ugg boots
kobe 9
coach outlet online
oakley sunglasses
coach outlet
mulberry bags
canada goose uk
canada goose outlet
michael kors outlet
michael kors outlet
michael kors handbags
michael kors handbags
ugg boots
christian louboutin shoes
converse shoes
montblanc pens
coach outlet online
pandora jewelry
fitflops sale clearance
coach outlet
air max 90
ferragamo shoes
coach outlet
coach outlet
cleveland cavaliers jersey
oakley sunglasses
jordan shoes
michael kors
christian louboutin uk
kate spade outlet
canada goose outlet
canada goose coats
bottega veneta outlet
oakley sunglasses
canada goose jackets
nike trainers
ugg outlet
kate spade outlet
nike shoes
longchamp outlet
ugg outlet
tory burch outlet
christian louboutin outlet
michael kors bags
longchamp bags
cheap snapbacks
canada goose outlet
true religion jeans
polo ralph lauren
hermes birkin
true religion jeans
lacoste polo shirts
michael kors outlet clearance
polo outlet
canada goose jackets
mcm outlet
michael kors outlet
ferragamo shoes
fitflops
ugg outlet
nhl jerseys
true religion outlet
longchamp pas cher
oakley sunglasses
mbt shoes
oakley sunglasses wholesale
vans shoes
swarovski crystal
ray ban sunglasses
basketball shoes
oakley sunglasses
michael kors outlet clearance
herve leger outlet
canada goose outlet
polo outlet
coach outlet store online
coach outlet online
michael kors outlet
canada goose outlet
mulberry sale
michael kors outlet online
ugg cyber monday
true religion outlet
canada goose uk
ugg boots
nba jerseys
polo outlet
michael kors outlet
fred perry polo shirts
marc jacobs outlet
canada goose jackets
ralph lauren outlet
coach factory outlet
longchamp outlet
true religion jeans
michael kors
canada goose outlet
ugg boots
oakley sunglasses
pandora jewelry
polo outlet
canada goose outlet
swarovski crystal
true religion jeans
christian louboutin online
fitflops sale clearance
canada goose jackets
ugg outlet
michael kors outlet
tory burch outlet
pandora jewelry
ralph lauren polo shirts
adidas nmd
canada goose jackets
true religion outlet
ralph lauren uk
canada goose outlet
air max uk
michael kors outlet
coach outlet online
thomas sabo
ugg outlet
oakley sunglasses
ugg outlet
oakley sunglasses
hermes belt
longchamp handbags
supra shoes
coach handbags
ugg outlet
coach outlet online
cheap jordans
true religion jeans
canada goose jackets
puma outlet
uggs outlet
canada goose outlet
soccer jerseys
ray bans
christian louboutin shoes
fitflops shoes
mulberry outlet store
ugg outlet
fitflops sale clearance
oakley sunglasses
oakley sunglasses wholesale
ysl outlet
canada goose uk
mulberry handbags
canada goose coats
coach outlet canada
tory burch outlet
louboutin shoes
coach factory outlet
nba jerseys
michael kors outlet
christian louboutin outlet
michael kors
air max uk
coach factory outlet
birkenstock sandals
kate spade outlet
swarovski crystal
true religion jeans
cheap uggs
michael kors outlet
nike shoes
ray ban sunglasses
ecco shoes
michael kors factory outlet
pandora charms
swarovski outlet
ed hardy clothing
moncler jackets
canada goose jackets
ugg outlet
nike huarache
ugg boots
pandora charms sale clearance
fitflops outlet
coach outlet online
ray ban sunglasses
nike store uk
ugg boots
football shirts
polo ralph lauren
ray ban sunglasses
michael kors outlet
ferragamo outlet
polo shirts
uggs outlet
oakley sunglasses
cartier outlet
canada goose coats
nike outlet store
polo ralph lauren
air max 1
canada goose outlet
canada goose coats
coach outlet
michael kors handbags
links of london
ralph lauren outlet
coach outlet online
oakley sunglasses
coach outlet
cheap uggs
michael kors outlet
michael kors outlet
kate spade handbags
canada goose uk
adidas trainers
michael kors outlet online
kate spade handbags
canada goose outlet
coach outlet
kobe bryant shoes
nike store
kate spade outlet
oakley sunglasses
oakley sunglasses
ugg outlet
oakley sunglasses
true religion jeans
canada goose outlet
mlb jerseys wholesale
ugg outlet
tory burch outlet
nike air max
burberry outlet
ralph lauren polo
oakley sunglasses
longchamp handbags
coach outlet
michael kors
christian louboutin outlet
tory burch outlet
coach factory outlet
canada goose jackets
ralph lauren polo
oakley sunglasses
prada sunglasses
burberry outlet
coach outlet
coach outlet online
coach outlet
coach outlet
michael kors wallets
ray ban sunglasses
ugg boots
michael kors
canada goose outlet
nfl jerseys wholesale
ferragamo outlet
polo ralph lauren
canada goose outlet
canada goose outlet
true religion jeans
ray ban sunglasses
michael kors outlet online
canada goose outlet
nike trainers
michael kors outlet
oakley sunglasses
christian louboutin outlet
coach outlet
ugg outlet
air max 90
ray-ban sunglasses
coach factory outlet
polo ralph lauren
cheap ray bans
longchamp pliage
canada goose jackets
ray ban sunglasses
ray ban sunglasses
adidas uk
adidas wings
coach outlet online
canada goose cyber monday
tory burch shoes
air max 90
ugg boots
canada goose outlet
canada goose outlet
adidas nmd
nike roshe run
michael kors outlet
ugg outlet
canada goose outlet
canada goose outlet
reebok trainers
true religion jeans
michael kors outlet
mac cosmetics
michael kors handbags
cheap mlb jerseys
coach outlet online
kate spade outlet
nfl jersey wholesale
kobe shoes
nike outlet
ugg outlet
coach outlet
canada goose outlet
ugg boots
michael kors outlet
ugg black friday
yeezy boost 350
cazal sunglasses
ralph lauren polo
giuseppe zanotti outlet
ugg boots
jordan shoes
swarovski outlet
coach outlet
michael kors outlet online
michael kors outlet
nike air max 2015
lakers jerseys
uggs outlet
canada goose jackets
nike factory outlet
polo ralph lauren
michael kors black friday
michael kors handbags
ray ban sunglasses
adidas outlet store
ralph lauren polo
mulberry handbags
ugg boots
ralph lauren polo
tory burch outlet
canada goose jackets
asics shoes
longchamp solde
longchamp solde
longchamp handbags
birkenstock outlet
michael kors handbags
true religion jeans
coach outlet
nike roshe
soccer jerseys
cheap jordans
valentino outlet
true religion uk
coach outlet online
coach outlet
ferragamo shoes
coach factory outlet
cheap jordans
mulberry handbags
michael kors outlet clearance
ferragamo shoes
nike blazer pas cher
canada goose outlet
ralph lauren uk
michael kors outlet online
prada shoes
coach factory outlet
lebron james shoes
canada goose black friday
christian louboutin shoes
nike air force 1
ray ban sunglasses
ray ban sunglasses
oakley sunglasses
canada goose jackets
true religion jeans
christian louboutin outlet
nfl jersey wholesale
soccer shoes
coach outlet online
michael kors handbags
ray ban sunglasses
chrome hearts outlet
hermes outlet
michael kors outlet online
burberry outlet
canada goose outlet
michael kors outlet online
mulberry handbags
yeezy boost
fitflops
chicago blackhawks jerseys
coach factory outlet
polo ralph lauren
canada goose
ralph lauren pas cher
ferragamo outlet
canada goose outlet
ray ban sunglasses
ray bans
mont blanc pens
ugg outlet
coach outlet
kevin durant shoes
canada goose outlet
nike foamposite
coach factory outlet
lebron james shoes
air max 90
lacoste soldes
chrome hearts
michael kors outlet
pandora charms
coach outlet
air jordan 4
christian louboutin outlet
coach outlet
ugg outlet
new balance shoes
ugg boots
ralph lauren sale
canada goose outlet
salomon shoes
cheap snapbacks
michael kors outlet
reebok outlet store
michael kors factory outlet
ugg boots
ray ban sunglasses
coach factory outlet
ugg outlet
michael kors outlet
canada goose coats
fitflops sale
kate spade outlet
polo outlet
coach outlet online
coach outlet
ugg outlet
cheap nhl jerseys
longchamp bags
ugg boots
canada goose coats
canada goose jackets
hermes outlet
nike huarache
prada outlet
prada handbags
michael kors outlet
burberry outlet
mulberry bags
coach outlet online
ray ban sunglasses
fitflops shoes
swarovski crystal
tods outlet
air max trainers
canada goose coats
coach handbags
futbol baratas
ugg boots
nike roshe one
ugg outlet
cheap jordans
michael kors cyber monday
ugg outlet
canada goose uk
michael kors outlet
michael kors outlet online
nike shoes
tory burch outlet
nike free 5
cheap jerseys
coach handbags
michael kors outlet
mulberry outlet
polo ralph lauren
ugg outlet
true religion outlet
oakley sunglasses
jordan shoes
canada goose jackets
cheap ugg boots
coach outlet online
canada goose jackets
ugg outlet
20170920caihuali
Трябва да сте регистриран потребител, за да коментирате статията
"Виртуализация на мрежовите ресурси"



    

© Ай Си Ти Медиа ЕООД 1997 - 2017 съгласно общи условия за ползване