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Datacenter-Architektur: SDN versus NFV oder doch komplementär

Software-Defined-Networking (SDN) und Networks-Functions-Virtualization (NFV) sind aktuell zwei in der Branche heiß diskutierte Modelle für Netzwerkarchitekturen. Doch gerade weil sich die beiden Konzepte perfekt ergänzen, stochern viele bei der Abgrenzung von SDN und NFV im Nebel.

Bildquelle: © Brocade

Austauschbar sind die beiden Begrifflichkeiten nicht, auch wenn es durchaus einige Gemeinsamkeiten gibt: Beide Konzepte entstanden in einem ähnlichen Zeitraum und können gemeinsam eingesetzt werden. Auch spielt bei beiden das Thema „Virtualisierung“ und der Einsatz neuer flexibler Technologien eine große Rolle. Eine weitere Gemeinsamkeit ist, dass durch sie IT erheblich skalierbarer wird. Gerade bei stark wachsenden Unternehmen wirkt sich diese flexible Erweiterbarkeit des Netzwerkes ohne Bevorratung teurer Hardware positiv auf die operativen Kosten aus.

Software-Defined-Networking

SDN ermöglicht das zentrale Verwalten von zunehmend komplexer werdenden, virtualisierten Rechenzentren. Technisch gesehen wird dabei eine Software-Abstraktionsschicht über die physische Netzwerkinfrastruktur gelegt. So entstehen Funktionen auf der Steuerungsebene (Control-Plane), die von der Datenebene (Data-Plane) und der diskreten, physischen internen Steuerungsebene der Netzwerkgeräte getrennt sind. Damit eignet sich SDN besonders für schnell wachsende Netzwerke: Durch die zentrale, programmierbare Steuerung ist das Netzwerk agiler und lässt sich insgesamt besser verwalten.
Bei einer SDN-Lösung gibt es drei Kernbereiche:

  • Auf der Datenebene werden Tunnel-Overlays als Transportmittel für den Traffic eingesetzt, der von den Einschränkungen des physischen Netzwerks nicht betroffen und durch die Cloud-Management-Schicht kontrolliert wird.
  • Die Kontrollebene stellt programmierbare Steuerungs-APIs bereit, die den Netzwerkbetreibern die Kontrolle über bestimmte Verkehrsströme ermöglicht. Ein wichtiges, standardisiertes Protokoll für das Layer-2/3-Forwarding ist Openflow, welches von der Open Networking Foundation (ONF) verwaltet wird. Openflow erlaubt direkten Zugriff auf die Forwarding-Plane eines Routers oder eines Switches – entweder physisch oder virtuell (Hypervisor-basiert).
  • Auf der Cloud-Management-Ebene steuern und kontrollieren Netzwerkbetreiber die Regeln des Netzes durch standardisierte Schnittstellen und Plugins.

Die Möglichkeit, die Kontrolle aus dem Netzwerk herauszulösen, bedeutet einen fundamentalen Wandel für das Design des Netzwerks, vor allem aber für denjenigen, der für das Netzwerkdesign verantwortlich ist. Protokolle wie beispielsweise Openflow werden von zahlreichen Usern adaptiert und eine Vielzahl dieser Neuentwicklungen entsteht aus Open-Community-Projekten. Auch kleinere Anbieter oder Startups widmen sich Openflow und treiben das Netzwerkdesign voran, was vorher durch die vertikale Netzwerkarchitektur nicht möglich war. Seit der Gründung der Open Networking Foundation (ONF) 2011 wird der Standard zudem auch von Branchengrößen stetig weiter entwickelt. Bei der Auswahl der SDN-Lösung ist es also wichtig darauf zu achten, dass diese nicht nur einzelne Protokolle oder Funktionsbausteine unterstützt, sondern mit offenen Standards in der jeweils aktuellen Version arbeitet und kompatibel zu allen notwendigen Netzwerkkomponenten ist.

Dieser Ansatz der offenen Standards ist tatsächlich das neue Element bei Software-Defined-Networking. Denn auch früher gab es Hersteller für zentrale Managementsoftware, welche Netzwerkkomponenten konfigurierte und programmierte und damit ein ähnliches Ziel hatte wie SDN. Diese Applikationen funktionierten allerdings oft nur mit einem bestimmten Switchtyp, so dass man hier sehr an einen bestimmten Hersteller gebunden war und das Netzwerk nicht flexibel vergrößern konnte. Bei SDN ist man nun erheblich mehr in die Breite gegangen und hat offene Standards geschaffen, die von vielen Herstellern genutzt und weiterentwickelt wurden.