“Soft­ware Defined Ever­ything” - ein NETHINKS-Maste­rand berichtet

Im März dieses Jahres begann Maste­rand Tim Hofer seine Zeit bei NETHINKS mit einem drei­mo­na­tigen Prak­tikum, das er im Rahmen seiner Zeit als Master­stu­dent an der Hoch­schule Fulda absol­vierte. Das Ziel des Prak­ti­kums lag in der Ergrün­dung des Para­digmas “Soft­ware-defined WAN” (SD-WAN), einem Ansatz zur auto­ma­ti­sierten und program­ma­ti­schen Verwal­tung von WAN-Anbin­dungen. Nach dem Prak­tikum verlän­gerte Tim seine Zeit bei NETHINKS für die Erstel­lung seiner Master­ar­beit. Durch das voran­ge­hende Prak­tikum war die thema­ti­sche Rich­tung der Master­ar­beit bereits fest­ge­legt: Inhalt­lich beschäf­tigt sich die Arbeit, mit deren Erstel­lung sich Tim zum Zeit­punkt des Verfas­sens dieses Arti­kels befasst, mit der Reali­sie­rung von Soft­ware-Defined-Networ­king in einem Service Provider Netz­werk, das mit seinen Eigen­schaften dem Back­bone von NETHINKS entspricht.
Im Rahmen dieses Beitrages sollen die Begriffe rund um die Thema­tiken vonein­ander abge­grenzt und ihre Zusam­men­hänge sowie das durch die Tech­no­lo­gien entste­hende Poten­zial darge­legt werden.
 

Soft­ware Defined Networ­king (SDN)

Herkömm­liche Netz­werke werden mit weitest­ge­hend autarker und proprie­tärer Hard­ware betrieben. Jedes Gerät verfügt über seine eigene Control- sowie Data­plane. Die durch die Control-Plane getrof­fenen Routin­g­ent­schei­dungen werden der Data­plane mitt­ge­teilt, sodass das Weiter­leiten von Paketen auf Basis dieser Infor­ma­tionen durch­ge­führt werden kann. Jedes Gerät im Netz­werk trifft auto­nome Routin­g­ent­schei­dungen, sodass man bei herkömm­li­chen Netz­werken von einer auf die Geräte verteilten Intel­li­genz spricht. Ände­rungen im Netz­werk gehen einher mit aufwen­digen Konfi­gu­ra­tionen, die oft über die Shell der verschie­denen Netz­werk­ge­räte durch­ge­führt werden muss.
 
Der Aufwand für die besagte Konfi­gu­ra­tion und die Wartung von Netz­werk­ele­menten wird inef­fi­zient, wenn man die zuneh­menden Anfor­de­rungen an die Skalier­bar­keit und die Flexi­bi­lität moderner Netz­werke in Betracht zieht. SDN verfolgt mit der Tren­nung von Control- und Data­plane das Ziel, die Intel­li­genz im Netz­werk zu zentra­li­sieren. Die im Netz­werk einge­setzte Hard­ware ist dann nur noch für die Weiter­lei­tung von Paketen zuständig, während ein zentraler Controller - mit einer Über­sicht über die gesamte verteilte Data­plane - intel­li­gente Entschei­dungen bezüg­lich der Weiter­lei­tung von Paketen treffen kann. Durch die Stan­dar­di­sie­rung von APIs und Proto­kollen zwischen dem zentralen Controller und der verteilten Data­plane wird der Einsatz von herstell­un­ab­hän­giger Hard­ware realistisch.
 

SDN-Funktionalität in Service Provider Netzwerken?

Während SDN vor allem im LAN-Bereich und Data­center-Netz­werken Anwen­dung findet, entsteht mit der Zeit auch der Wunsch nach ähnli­cher Funktionalität im Bereich der Service Provider Netz­werke. Die komplette Migra­tion eines Service Provider Netz­werkes mit proprie­tärer Hard­ware hin zu einem Netz­werk bestehend aus SDN-kompa­ti­blen Geräten ist unrea­lis­tisch. Um eine zentra­li­sierte Verwal­tung in einem Service Provider Netz­werk dennoch reali­sieren zu können, hat die Bewe­gung im Bereich der Netz­werk­au­to­ma­ti­sie­rungen inter­es­sante Tech­no­lo­gien hervor­ge­bracht. Hier beginnt thema­tisch der Inhalt der Master­ar­beit, die Tim Hofer mit der Unter­stüt­zung von NETHINKS und der dort vorhanden Kompe­tenz erstellt.
 

Der Lösungs­an­satz

Durch die Link-State Erwei­te­rung des BGP-Proto­kolls soll ein zentraler Controller dazu in der Lage sein, die Topo­logie des Netz­werkes kennen­zu­lernen. Eine zentrale Kompo­nente des Lösungs­an­satzes ist NETCONF, ein Proto­koll, das primär für die Konfi­gu­ra­tion von Netz­werk­ge­räten ausge­legt ist. Durch dieses Proto­koll kann der zentrale Controller Entschei­dungen bezüg­lich der Netz­werk-Konfi­gu­ra­tion im Netz­werk umsetzen. Durch Model-Driven Strea­ming Tele­metry soll die zentrale Kompo­nente mit Echt­zeit­daten versorgt werden, die den aktu­ellen Status des Netz­werkes bezüg­lich der Auslas­tung beschreiben. Basie­rend auf diesen Echt­zeit­daten soll der zentrale Contoller mit der Fähig­keit ausge­stattet werden, auto­ma­ti­siertes Traffic Engi­nee­ring durch­zu­führen. Durch diesen Lösungs­an­satz soll es einem Network Service Provider erleich­tert werden, Dienste mit der in ihrem Back­bone-Netz­werk etablierten Hard­ware schnell auf sich stetig ändernden Markt­be­dürf­nissen anpassen zu können.

Schreibe einen Kommentar

Cookie Einstellungen
Diese Website verwendet Cookies, um die bestmögliche Funktionalität zu gewährleisten. Mehr lesen

Akzeptiere alle Cookies Speichern