Neue Netzwerk-Architekturen mit Software-Defined Networking

Netzwerk-Transformation mit SDN und Ethernet Fabrics

| Redakteur: Wilfried Platten

Beim Tunneling wird der limitierte Layer-2-Verkehr über Layer-3-Overlays verlegt.
Beim Tunneling wird der limitierte Layer-2-Verkehr über Layer-3-Overlays verlegt. (Bild: Brocade)

Die klassischen Netzwerk-Architekturen stoßen an ihre Grenzen. Neue Anwendungen und Dienstleistungen, exponentielles Wachstum beim Internet-Traffic sowie die Servervirtualisierung lassen sie alt aussehen. Die Lösung: neue Technologien wie Software-Defined Networking und Ethernet Fabrics.

Neue Technologien sollen im Netzwerk die Leistung und Flexibilität bereitstellen die benötigt wird, um neue Dienste und leistungsstarke Analysetechnologien für die seitens der Unternehmen und Verbraucher benötigten Anwendungen und Dienstleistungen bereitzustellen.

Klassischer Hemmschuh

Die Nachfrage nach Diensten und Netzwerkleistung steigt rasant an. Wachstumstreiber sind etwa die schnell wachsende Nachfrage nach Video-Übertragungen und mobilen Datendiensten, die neue, attraktive und profitable Geschäftsfelder bieten. Gleichzeitig stellen sie auch Risikofaktoren und eine große Herausforderung für alle Netzwerkbetreiber dar:

  • Mobilfunkbetreiber kämpfen mit der Überlastung der Funkfrequenzen, dem Übergang zu IP und der steigenden Anzahl neuer User.
  • Telekommunikationsanbieter werden mit dem enormen Wachstum des globalen IP-Traffic bei gleichzeitig stagnierenden monatlichen Preisen für die Endnutzer konfrontiert.
  • Betreiber von Rechenzentren müssen sich mit extremen Wachstumsraten im Bereich der Server und virtuellen Maschinen auseinandersetzen. Darüber hinaus bedeutet die zunehmende Machine-to-Machine-Kommunikation, dass die in den Rechenzentren auftretenden horizontalen Übertragungsraten den vertikalen Datentransfer mit der Außenwelt um ein Vielfaches übersteigen.
  • Forschungsnetzwerke müssen riesige Datenaufkommen handhaben, speichern und transportieren.

Mehr Speed, mehr Effizienz

Um den oben genannten Herausforderungen zu begegnen, müssen Netzwerkbetreiber Effizienz, Flexibilität, Agilität und Skalierbarkeit der Anwendungen und Dienste in ihrem bestehenden Netzwerk erhöhen. Klassische Netzwerk-Architekturen haben mehrere Problembereiche, die von den Netzwerkbetreibern gelöst werden müssen. Das Entfernen redundanter Schichten und Verbindungen im Netzwerk ermöglicht es ihnen auch, die Effizienz der Verkehrsströme im Netzwerk zu erweitern. Ein agileres Netz ermöglicht die beschleunigte und effizientere Realisierung von Modifikationen. Weiterhin können die Netzwerkbetreiber der Netzinfrastruktur mehr Flexibilität und Modularität verleihen, indem ein Application-Programming-Interface (API) für Protokolle bereitgestellt wird, die außerhalb des Geräts laufen, um die Datenebene eines Netzwerk-Elements zu programmieren.

Roter Faden

Der rote Faden aller heutigen Herausforderungen der Netzbetreiber ist die Netzwerk-Architektur selbst. Die klassischen Architekturen sind von den Anwendungen bis zu den Betriebssystemen und der Hardware höchst spezialisiert. Darüber hinaus wurden diese Architekturen mit mehreren Ebenen für vertikalen Transfer und verschiedene Oversubscription-Modelle auf der Grundlage von allgemeinen, relativ statischen Traffic-Mustern konzipiert. Da die Bedeutung des horizontalen Datenverkehrs zusammen mit der Virtualisierung steigt, und die Verbindungen zwischen Anwendern und Geräten im Netzwerk zunehmen, kann das klassische Netzwerk aufgrund seiner mangelnden Flexibilität und Spezialisierung nicht hinreichend angepasst werden. Der heute gängige Netzwerktypus ist spröde, lokalisiert und langsam; er wurde nicht entwickelt, um den heute erforderlichen Betrieb zu ermöglichen.

Neues Netzwerk-Paradigma

Wenn das Netzwerk selbst zu einer Einschränkung geworden ist, muss ein neues Netzwerk-Paradigma her. Um auf heutige Herausforderungen vorbereitet zu sein, muss das Netzwerk der Zukunft Flexibilität, Netzwerkintelligenz und verteilte Steuerung in sich vereinen – kurz gesagt: es muss virtualisiert sein. Durch die Fokussierung auf ein Cloud-optimiertes, skalierbares und adaptives Netzwerk können Netzwerkbetreiber die Einschränkungen mit denen sie konfrontiert sind, bewältigen.

Die Macht der Software ist bereits in weiten Teilen der IT-Landschaft offensichtlich, und weitet sich derzeit auf das Netzwerk aus. Das neue Netzwerk verbindet die Leistungsfähigkeit von Fabric-basierten Architekturen mit SDN – einem Virtualisierung- Ansatz, der Hardware und Software entkoppelt, und der von den wichtigsten Netzwerkbetreibern unterstützt wird. SDN ermöglicht die Steuerung von Netzwerken durch Programmierung. Die Transformation des Netzes von der klassischen Architektur mit diskreten, physischen Ebenen zu einer hochelastischen, Cloud-optimierten Architektur ist aktuell voll im Gange.

Ergänzendes zum Thema
 
SDN ist die Zukunft

SDN treibt die Transformation voran

SDN stellt eine Weiterentwicklung des Netzwerks dar, da hier eine Software-Abstraktionsschicht über die physische Netzwerkinfrastruktur gelegt wird. So entstehen Funktionen auf der Steuerungsebene, die von der Daten-Ebene und der diskreten, physischen internen Steuerungsebene der Netzwerkgeräte getrennt sind. Durch die Implementierung einer übergeordneten Steuerungsebene bietet SDN ein Mehr an Flexibilität sowie weniger Komplexität, die die derzeitigen Netzwerkarchitekturen zu einem Hindernis für Netzbetreiber machen. SDN bringt Netzwerken eine ganze Reihe von Vorteilen, da sie programmierbarer, und hinsichtlich der geschäftlichen Anforderungen anpassungsfähiger werden.Durch die Verringerung der Betriebskosten und des Stromverbrauchs bringen sie zudem Effizienzvorteile mit sich.

Der wahre Wert von SDN liegt allerdings im Potenzial der Abstraktion. Da die Komplexität der physischen Infrastruktur ausgeblendet und die Transportebene für Anwendungen und Dienste transparent wird, ermöglicht SDN nachweisbare Abläufe und vereinfachtes Netzwerk-Management. SDN bringt dem Netzwerk durch die Zentralisierung des Netzwerkbetriebs und -Managements und der beschleunigten Entwicklung von Anwendungen durch erhöhte Netzwerkintelligenz und einer transparenten Umgebung die Vorteile der Virtualisierung. Dadurch sind die Netzbetreiber in der Lage, eine höhere Anzahl von Netzwerk-Anwendungen zur Unterstützung von neuen Diensten anzubieten und zu skalieren. Flexible Geschäftsmodelle ermöglichen neue Profitquellen, wobei Kapazitätsengpässe kostengünstig durch optimierte Ablaufsteuerung gelöst werden können.

Inhalt des Artikels:

  • Seite 1: Netzwerk-Transformation mit SDN und Ethernet Fabrics
  • Seite 2: SDN-Komponenten

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