Software-Defined Networking (SDN) อธิบายใน 5 นาทีหรือน้อยกว่า

SDN ถือเป็นเทคโนโลยีสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีเครือข่ายและแอพพลิเคชั่นใหม่ๆ

การเติบโตของเนื้อหามัลติมีเดีย การใช้อุปกรณ์พกพาที่เพิ่มขึ้น และความต้องการคลาวด์คอมพิวติ้งล้วนมีส่วนสนับสนุนความต้องการสถาปัตยกรรมเครือข่ายที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เนื่องจากแนวโน้มเหล่านี้นำไปสู่รูปแบบทราฟฟิกที่คาดเดาไม่ได้และความต้องการทรัพยากรเฉพาะเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน สถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบดั้งเดิมจึงต้องพยายามตามให้ทัน

จำเป็นต้องมีกลยุทธ์ทางเลือกเนื่องจากการปรับขนาดโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายเพื่อจัดการกับความผันผวนเหล่านี้อาจมีค่าใช้จ่ายสูงและซับซ้อนมาก

SDN ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อแก้ปัญหานี้โดยแยกส่วนควบคุมออกจากส่วนข้อมูล สิ่งนี้ทำให้เครือข่ายสามารถกำหนดค่าตัวเองใหม่โดยอัตโนมัติเพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลง ปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิภาพโดยรวม มาทำความเข้าใจว่า SDN นี้เกี่ยวกับอะไร

SDN คืออะไร?

เครือข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ (SDN) เป็นสถาปัตยกรรมเครือข่ายสมัยใหม่ที่ช่วยให้ผู้ดูแลระบบสามารถใช้ซอฟต์แวร์เพื่อกำหนดและควบคุมลักษณะการทำงานของอุปกรณ์เครือข่าย แทนที่จะกำหนดค่าอุปกรณ์เหล่านั้นแยกกัน

มักจะจับคู่กับฟังก์ชั่นเครือข่ายเสมือน (NFV) เพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงความยืดหยุ่นและความคุ้มค่าของเครือข่าย นอกจากนี้ยังช่วยให้การรวมศูนย์ของข่าวกรองเครือข่ายทำให้ง่ายต่อการแก้ไขปัญหาและตรวจสอบเครือข่าย

สถาปัตยกรรมของ SDN

สถาปัตยกรรม SDN โดยทั่วไปประกอบด้วยชั้นหลักสามชั้น: ระนาบแอปพลิเคชัน ระนาบควบคุม และระนาบข้อมูล

1. Application Layer: นี่คือชั้นบนสุดของสถาปัตยกรรม SDN และมีหน้าที่กำหนดลักษณะการทำงานที่ต้องการของเครือข่าย แอปพลิเคชันในเลเยอร์นี้อาจรวมถึงเครื่องมือวิศวกรรมการรับส่งข้อมูล นโยบายความปลอดภัย หรือการซ้อนทับเครือข่ายเสมือน
2. ชั้นควบคุม: ชั้น ควบคุมมีหน้าที่รับผิดชอบในการดำเนินการตามนโยบายและกฎที่กำหนดไว้ในชั้นแอปพลิเคชัน โดยทั่วไปจะใช้เป็นตัวควบคุมกลางที่สื่อสารกับอุปกรณ์เครือข่ายในระนาบข้อมูล
3. Data Plane หรือ Infrastructure Layer: เลเยอร์ นี้ประกอบด้วยอุปกรณ์เครือข่ายทางกายภาพ เช่น สวิตช์และเราเตอร์ ที่ประกอบกันเป็น Data Plane อุปกรณ์เหล่านี้มีหน้าที่ส่งต่อการรับส่งข้อมูลเครือข่ายผ่านเครือข่าย

อินเทอร์เฟซ Northbound และ Southbound ใช้เพื่ออำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างชั้นต่างๆ ของสถาปัตยกรรม การรวมเลเยอร์ทั้งสามนี้เข้าด้วยกันทำให้เครือข่ายสามารถทำงานประสานกันและมีประสิทธิภาพ

SDN ทำงานอย่างไร

ในเครือข่าย SDN ระนาบควบคุมและระนาบข้อมูลจะถูกแยกออกจากกัน ระนาบควบคุมจะตัดสินใจเกี่ยวกับวิธีการส่งต่อทราฟฟิกผ่านเครือข่าย ในขณะที่ดาต้าเพลนมีหน้าที่ส่งต่อทราฟฟิกตามการตัดสินใจเหล่านั้น

ระนาบควบคุมถูกนำไปใช้โดยใช้ตัวควบคุมกลาง แอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนเซิร์ฟเวอร์เครื่องเดียวหรือชุดเซิร์ฟเวอร์ ตัวควบคุมจะรักษามุมมองส่วนกลางของเครือข่ายและใช้มุมมองนี้เพื่อตัดสินใจว่าควรจะส่งต่อทราฟฟิกอย่างไร ทำสิ่งนี้โดยการสื่อสารกับองค์ประกอบระนาบข้อมูลในเครือข่าย ซึ่งเรียกว่า "องค์ประกอบการส่งต่อ" หรือ "สวิตช์"

สวิตช์เหล่านี้ในเครือข่าย SDN โดยทั่วไปจะ "เปิด" ซึ่งหมายความว่าสามารถควบคุมและตั้งโปรแกรมได้ด้วยซอฟต์แวร์ภายนอก แทนที่จะเป็นแบบฮาร์ดโค้ดด้วยชุดกฎตายตัวสำหรับการส่งต่อทราฟฟิก เป็นผลให้ผู้ควบคุมสามารถกำหนดค่าสวิตช์เพื่อส่งทราฟฟิกในลักษณะที่ต้องการ

ในการควบคุมสวิตช์ ตัวควบคุมจะสื่อสารกับสวิตช์โดยใช้ API ทางใต้ ซึ่งเป็นชุดของโปรโตคอลและอินเทอร์เฟซที่ตัวควบคุมสามารถใช้เพื่อส่งคำสั่งไปยังสวิตช์และรับข้อมูลสถานะจากสวิตช์ได้ และคอนโทรลเลอร์ใช้ API เหนือเพื่อสื่อสารกับแอปพลิเคชันและระบบระดับสูงที่จำเป็นต้องใช้เครือข่าย เช่น แอปพลิเคชันที่ทำงานในระบบคลาวด์

ด้วยวิธีนี้ ผู้ควบคุมจะทำหน้าที่เป็น "สมอง" ของเครือข่ายโดยตัดสินใจว่าควรส่งต่อทราฟฟิกอย่างไร และสื่อสารการตัดสินใจเหล่านั้นไปยังสวิตช์ ซึ่งทำหน้าที่เป็น "กล้ามเนื้อ" ของเครือข่าย ดำเนินการตามคำสั่งที่ได้รับจาก ตัวควบคุมและการส่งต่อการรับส่งข้อมูลตามลำดับ

คุณสมบัติของ SDN

มีคุณสมบัติหลักหลายประการของ SDN ที่แตกต่างจากสถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบดั้งเดิม:

• ความยืดหยุ่น: การเปลี่ยนแปลงเครือข่ายสามารถทำได้โดยไม่ต้องกำหนดค่าอุปกรณ์ใหม่ ซึ่งช่วยให้ผู้จัดการเครือข่ายสามารถตอบสนองความต้องการและสถานการณ์ที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็ว
• ความสามารถใน การโปรแกรม: เป็นไปได้ที่จะควบคุมพฤติกรรมของเครือข่ายโดยใช้โปรแกรมโดยใช้ API หรือเครื่องมือพัฒนาซอฟต์แวร์อื่นๆ สิ่งนี้ทำให้การทำงานเครือข่ายอัตโนมัติง่ายขึ้นและรวมเครือข่ายกับระบบอื่น ๆ
• สิ่งที่เป็น นามธรรม: ในสถาปัตยกรรม SDN ระนาบควบคุมจะถูกแยกออกจากระนาบข้อมูล ซึ่งจะส่งต่อการรับส่งข้อมูล สิ่งนี้ช่วยให้วิศวกรเปลี่ยนวิธีการทำงานของเครือข่ายได้อย่างง่ายดายโดยไม่กระทบต่ออุปกรณ์การรับส่งข้อมูลที่ส่งต่อ
• การ จำลองเสมือน: นอกจากนี้ยังอนุญาตให้มีการจำลองเสมือนของทรัพยากรเครือข่าย ทำให้ผู้ดูแลระบบสามารถสร้างเครือข่ายเสมือนได้ตามต้องการ สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมการประมวลผลแบบคลาวด์ซึ่งความต้องการทรัพยากรเครือข่ายอาจมีไดนามิกสูง

นอกจากคุณลักษณะที่ระบุไว้ข้างต้นแล้ว ข้อได้เปรียบหลักของการใช้ SDN ก็คือช่วยให้ธุรกิจสามารถจำลองโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายทางกายภาพของตนในซอฟต์แวร์ได้ ซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านทุนโดยรวม (CAPEX) และค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน (OPEX)

ประเภทของสถาปัตยกรรม SDN

โดยทั่วไป เครือข่ายประเภทต่างๆ อาจต้องการแนวทางที่แตกต่างกันสำหรับ SDN

ตัวอย่างเช่น เครือข่ายองค์กรขนาดใหญ่ที่มีอุปกรณ์หลายประเภทและโทโพโลยีที่ซับซ้อนอาจได้รับประโยชน์จากสถาปัตยกรรม SDN แบบไฮบริด ซึ่งรวมองค์ประกอบของ SDN ทั้งแบบรวมศูนย์และแบบกระจาย ในทางกลับกัน การออกแบบ SDN แบบรวมศูนย์อาจทำงานได้ดีสำหรับเครือข่ายขนาดเล็กที่มีอุปกรณ์น้อยกว่าและโทโพโลยีที่ง่ายกว่า

สิ่งสำคัญคือต้องประเมินตัวเลือกต่างๆ อย่างรอบคอบ และเลือกสถาปัตยกรรมที่ตรงกับความต้องการขององค์กรมากที่สุด SDN ใช้โมเดลสถาปัตยกรรมห้าแบบเป็นหลัก

#1. SDN แบบรวมศูนย์

ในสถาปัตยกรรม SDN แบบรวมศูนย์ ฟังก์ชันการควบคุมและการจัดการทั้งหมดจะรวมอยู่ในตัวควบคุมส่วนกลางตัวเดียว ซึ่งช่วยให้ผู้ดูแลระบบสามารถกำหนดและควบคุมลักษณะการทำงานของเครือข่ายได้อย่างง่ายดาย ถึงกระนั้นก็สามารถสร้างความล้มเหลวเพียงจุดเดียว

#2. SDN แบบกระจาย

ในสถาปัตยกรรมประเภทนี้ ฟังก์ชันการควบคุมจะกระจายไปตามตัวควบคุมหลายตัว ปรับปรุงความน่าเชื่อถือแต่ทำให้การจัดการเครือข่ายมีความซับซ้อนมากขึ้น

#3. SDN ไฮบริด

โมเดลสถาปัตยกรรม SDN แบบไฮบริดรวมองค์ประกอบ SDN แบบรวมศูนย์และแบบกระจาย อาจใช้ตัวควบคุมส่วนกลางสำหรับบางฟังก์ชันและตัวควบคุมแบบกระจายสำหรับฟังก์ชันอื่นๆ ขึ้นอยู่กับความต้องการของเครือข่าย

#4. SDN ซ้อนทับ

สถาปัตยกรรมแบบโอเวอร์เลย์ใช้เทคโนโลยีเครือข่ายเสมือน เช่น VXLAN หรือ NVGRE เพื่อสร้างเครือข่ายแบบลอจิคัลบนเครือข่ายจริงที่มีอยู่ ซึ่งช่วยให้ผู้ดูแลระบบสามารถสร้างเครือข่ายเสมือนที่สามารถสร้าง แก้ไข และลบได้อย่างง่ายดาย

#5. อันเดอร์เลย์ SDN

สถาปัตยกรรม Underlay ใช้โครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายที่มีอยู่เพื่อรองรับการสร้างเครือข่ายเสมือนที่อาจใช้เทคโนโลยี เช่น MPLS หรือการกำหนดเส้นทางเซกเมนต์เพื่อสร้างลิงก์เสมือนระหว่างอุปกรณ์ในเครือข่าย

แหล่งเรียนรู้

อาจเป็นเรื่องยากที่จะเลือกแหล่งข้อมูลที่ดีที่สุดสำหรับการเรียนรู้เกี่ยวกับแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับ SDN เนื่องจากมีตัวเลือกมากมายให้เลือก ดังนั้น การลองใช้แหล่งข้อมูลต่างๆ สักสองสามแหล่งเพื่อดูว่าแหล่งใดเหมาะกับคุณที่สุดอาจเป็นประโยชน์

#1. SDN Crash Course ภาคปฏิบัติ/ภาคปฏิบัติ

หลักสูตรนี้เป็นหลักสูตรที่เปิดสอนบนแพลตฟอร์ม Udemy หลักสูตรนี้เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการได้รับประสบการณ์จริงในการเขียนโปรแกรมเครือข่ายแบบ SDN และ OpenFlow นอกจากนี้ยังครอบคลุมแนวคิด OpenFlow ขั้นสูงที่หลากหลาย เช่น ตารางมิเตอร์ (QoS) และตารางกลุ่ม (โหลดบาลานซ์, Sniffer)

เราขอแนะนำหลักสูตรนี้เป็นอย่างยิ่งสำหรับทุกคนที่ต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ SDN และเทคโนโลยีต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง เพียงแค่ความรู้พื้นฐานด้านเครือข่ายก็เพียงพอที่จะเริ่มต้นกับหลักสูตรนี้

#2. SDN: เครือข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์

หนังสือเล่มนี้กล่าวถึงเทคโนโลยีและโปรโตคอลหลักของ SDN เป็นหลัก ซึ่งรวมถึง OpenFlow, OpenStack และ ONOS ซึ่งจะให้ตัวอย่างโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีการใช้เทคโนโลยีเหล่านี้ในการสร้างและจัดการเครือข่าย

ดูตัวอย่าง	ผลิตภัณฑ์	คะแนน	ราคา
	SDN: เครือข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์: การทบทวนอย่างเป็นทางการของเทคโนโลยีความสามารถในการโปรแกรมเครือข่าย	ยังไม่มีการให้คะแนน	$40.72	ซื้อในอเมซอน

นอกจากนี้ยังมีเคล็ดลับที่เป็นประโยชน์สำหรับการตั้งค่าและจัดการเครือข่าย SDN รวมถึงการแก้ไขปัญหาและการพิจารณาด้านความปลอดภัย

#3. SDN และ NFV แบบง่าย

หนังสือเล่มนี้ให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของ SDN และ NFV รวมถึงประโยชน์ เทคโนโลยี และการใช้งาน นอกจากนี้ยังมีตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริงและกรณีศึกษาเพื่อช่วยอธิบายประเด็นสำคัญและแสดงให้เห็นว่ามีการใช้เทคโนโลยีเหล่านี้ในอุตสาหกรรมอย่างไร

ดูตัวอย่าง	ผลิตภัณฑ์	คะแนน	ราคา
	SDN และ NFV แบบง่าย: คู่มือภาพเพื่อทำความเข้าใจเครือข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์และเครือข่าย...		$39.98	ซื้อในอเมซอน

ผู้เขียนทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในการอธิบายแนวคิดหลักของ SDN และ NFV ด้วยวิธีที่ชัดเจนและรัดกุม ทำให้ผู้อ่านทุกระดับของความเชี่ยวชาญด้านเทคนิคสามารถเข้าถึงหนังสือเล่มนี้ได้

#4. เครือข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์

หนังสือเล่มนี้นำเสนอคำแนะนำอย่างละเอียดเกี่ยวกับ SDN จากมุมมองของบุคคลที่ดำเนินการและใช้เทคโนโลยี

ดูตัวอย่าง	ผลิตภัณฑ์	คะแนน	ราคา
	เครือข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์: วิธีการของระบบ	ยังไม่มีการให้คะแนน	$26.83	ซื้อในอเมซอน

หนังสือเล่มนี้มีประโยชน์มากในการทำความเข้าใจสถาปัตยกรรม SDN ทั้งหมด แม้แต่สำหรับผู้เริ่มต้น นอกจากนี้ยังกล่าวถึงวิธีที่เครือข่ายได้รับการออกแบบโดยใช้มาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับสภาพแวดล้อมที่ปรับขนาดได้

#5. SDN และ NFV: สิ่งจำเป็น

เป็นคู่มือที่เขียนอย่างดีและมีส่วนร่วมซึ่งให้รากฐานที่มั่นคงใน SDN และ NFV และเหมาะสำหรับผู้อ่านที่มีความเชี่ยวชาญด้านเทคนิคทุกระดับ

ดูตัวอย่าง	ผลิตภัณฑ์	คะแนน	ราคา
	SDN และ NFV: สิ่งจำเป็น	ยังไม่มีการให้คะแนน	$5.08	ซื้อในอเมซอน

วิธีที่ดีที่สุดในการเรียนรู้เกี่ยวกับแนวคิด SDN คือการได้รับประสบการณ์จริงในการทำงานกับเครื่องมือและเทคโนโลยี SDN คุณสามารถลองตั้งค่าสภาพแวดล้อม SDN อย่างง่ายโดยใช้เครื่องมือ เช่น Mininet และตัวควบคุม เช่น RYU และทดลองควบคุมการรับส่งข้อมูลเครือข่ายโดยใช้ซอฟต์แวร์

ห่อ

SDN มีประโยชน์ในสภาพแวดล้อมดิจิทัลในปัจจุบัน เนื่องจากทำให้เครือข่ายมีความยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ในเครือข่ายแบบดั้งเดิม ระนาบควบคุมและระนาบข้อมูลเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนา ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงในระนาบควบคุมจำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงในระนาบข้อมูลด้วย ซึ่งอาจทำให้ยากและใช้เวลานานในการเปลี่ยนเครือข่าย โดยเฉพาะในเครือข่ายขนาดใหญ่และซับซ้อน

ด้วย SDN ระนาบการควบคุมจะแยกออกจากระนาบข้อมูล ซึ่งทำให้ง่ายต่อการควบคุมและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครือข่ายทางโปรแกรม สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงเครือข่ายอย่างรวดเร็วและง่ายดาย เช่น ในสภาพแวดล้อมการประมวลผลแบบคลาวด์ที่สามารถจัดเตรียมและยกเลิกการจัดเตรียมปริมาณงานได้อย่างรวดเร็ว

ฉันหวังว่าคุณจะพบว่าบทความนี้มีประโยชน์ในการเรียนรู้เกี่ยวกับ SDN และสถาปัตยกรรม

คุณอาจสนใจเรียนรู้เกี่ยวกับเครื่องมือตรวจสอบเครือข่ายแบบไม่ใช้เอเจนต์ที่ดีที่สุด