SDN é uma sigla cada vez mais comum no mundo de Tecnologia da Informação e Comunicação. Praticamente qualquer evento que envolva redes de computadores possui alguma palestra, apresentação, etc, relacionada, isso quando não é voltado especificamente para SDN.
Mas o que vem a ser esse tal de SDN?
SDN (Software-Defined Network) é exatamente o que a tradução do termo que dizer, ou seja, é uma Rede Definida por Software.
Para os que já estão envolvidos com o assunto, como pesquisadores e fabricantes, essa definição minimalista é suficiente, mas o que dizer de quem esta conhecendo SDN? Não quer dizer muita coisa.
Software-Defined Network é um conceito, um amplo e complexo conceito, difícil de ser entendido perfeitamente, mesmo porque ainda não esta definido completamente. Há muitos trabalhos de pesquisa e discussão em andamento sobre SDN, sua definição, seu escopo de atuação, problemas que visa, etc, etc.
Para começarmos a entender SDN, vamos analisar o que quer dizer uma rede definida por software, em comparação com o modelo que temos de rede atualmente, o qual passaremos a chamar de rede legada.
Rede legada.
O funcionamento de uma rede legada não é segredo, é o modelo que vem sendo utilizado por décadas. Basicamente temos vários ativos de rede(switches e roteadores), conectados por cabeamento UTP, fibra ótica, wireless, etc. Essa rede pode seguir o layout em três camadas (Acesso, Distribuição e Core), e possuir múltiplas conexões, visando prover redundância, resiliência, e maior largura de banda onde se fizer necessário. Controlando o layout de nossa rede e provendo funcionalidades diversas, temos o STP (Spanning-Tree Protocol) que é responsável por eliminar ou controlar loops introduzidos pelos múltiplos links redundantes, Link-Aggregation, que é responsável por combinar links redundantes entre dois ativos quaisquer, algum protocolo de roteamento, como OSPF, que é responsável por distribuir os prefixos de rede utilizados em cada site (local), de modo a prover comunicação entre os dispositivos de rede (computadores, servidores, etc). Este é o cenário comum que encontramos em uma rede legada.
Software-Define Network, ou Rede Definida por Software.
Em uma rede SDN, basicamente utilizamos o mesmo layout físico de uma rede legada. Temos ativos de rede, links diversos realizando a interconexão, etc. Assim como na rede legada, em uma rede SDN também teremos diversas funcionalidades para controlar o comportamento da rede e fornecer conectividade aos diversos hosts (computadores e servidores, por exemplo) .
Complicou agora. SDN é um conceito novo, mas é igual a uma rede legada? Que isso? Onde esta a diferença então?
Qual a diferença entre uma rede legada e uma rede SDN?
Para entendermos a diferença precisamos nos aprofundar um pouco no funcionamento dos ativos de rede que compõem a nossa rede legada, e ver como SDN trata isso.
Switch convencional
Conforme o diagrama, cada switch em nossa rede legada tem sua inteligência no software, ou firmware, disponibilizado pelo fabricante. Esse software/firmware é proprietário, o que significa que não temos como adicionar alguma funcionalidade extra, e mesmo as correções de bugs estão sujeitas a disponibilização de uma atualização por parte do fabricante, o que nem sempre ocorre segundo as nossas necessidades. A inteligência disponibilizada pelo software é individual a cada equipamento, o que significa que temos que ir de equipamento em equipamento para configurar tal ou qual funcionalidade. Essa mesma inteligência é a que aprende o que fazer com os pacotes que trafegam em nossa rede, e informa ao Data Plane, normalmente implementado em ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) ou FPGA (Field Programmable Gate Array), como comutar estes pacotes, o que chamados de comutação de pacotes em hardware.
Claro que muito devemos a este modelo, pois network e internetwork tem funcionado há décadas graças a ele. Mas temos algumas desvantagens neste modelo que exigem que uma nova abordagem com relação a rede seja estudada. Podemos sumarizar as desvantagens do modelo de rede legada assim:
A rede legada, com sua crescente demanda por novas funcionalidades, não é escalável ao dependermos que os fabricantes disponibilizem atualizações com correções e novas features, não é escalável quando tratamos de questões relacionadas a interoperabilidade entre fabricantes diversos, não é escalável conforme aumenta o números de equipamentos e temos a necessidade de acessar equipamento por equipamento para realizar a configuração, e, principalmente, não é capaz de atender aos requisitos atuais de fluxos de dados onde dependemos das funcionalidades disponibilizadas para definir como um pacote trafega em nossa rede.
Switch SDN
Pelo diagrama acima podemos ver a diferença de um switch SDN, comparado com um switch legado.
No diagrama usamos alguns termos novos, como Openflow, Secure Channel e Controller. Em um outro post vamos falar sobre Openflow, por hora vamos nos limitar a dizer que Openflow é a solução que melhor materializa os conceitos SDN atualmente. Então, quando formos nos referir a um switch SDN, vamos usar o termo switch Openflow.
Explicando o diagrama, podemos notar que no lugar do Control Plane habitual (software/firmware do fabricante) temos a implementação de uma funcionalidade, no caso do Openflow chamada de Secure Channel, que se comunica com uma entidade externa chamada Controller. Esta entidade externa é um servidor executanto um software chamado de Controller (controlador), onde está a inteligência de nosso equipamento. Podemos notar que a parte do hardware continua inalterada, ou seja, um switch Openflow continua realizando a comutação dos pacotes de nossa rede utilizando ASICs ou FPGA, porêm agora aprende o que fazer com cada pacote utilizando um Controller externo ao equipamento.
Embora o diagrama represente apenas um switch, em um cenário real temos todos os switches de uma rede SDN consultando este controlador, “perguntando” o que fazer com os pacotes que chegam até ele. Da mesma forma, quais links e de que forma serão utilizados é esse controlador que define.
Eis ai o Sofware-Defined Network, ou Rede Definida por Software. Ao invés de termos a rede definida pelos tipos de equipamentos dos diversos fabricantes e suas interconexões, é um software centralizado que define o comportamento de nossa rede.
Bem, espero ter contribuído. Claro que o assunto não se encerra aqui. Vamos falar futuramente sobre Openflow, entrar em detalhes sobre as desvantagens do modelo de rede legado, as vantagens do SDN, iniciativas, etc.
Referências
Site Oficial do ONF (Open Networking Foundation)
https://www.opennetworking.org/
Site antigo do Openflow (agora mantido pelo ONF)
