décodage du sdn (software defined networking)

Livre blanc
DÉCODAGE DU SDN
(SOFTWARE DEFINED
NETWORKING)
Copyright © 2013, Juniper Networks, Inc.
Livre blanc - Décodage du SDN
DÉCODAGE DU SDN
Au cours des douze derniers mois, le SDN (Software Defined Networking), en
d'autres termes la virtualisation des réseaux, a été l'objet de toutes les attentions
dans le monde des réseaux. D'une certaine façon, les réseaux ont toujours été
pilotés par les logiciels. Ces derniers sont omniprésents dans la technologie qui
influe sur notre quotidien et il en va de même pour les réseaux. Toutefois, les
réseaux étaient jusqu'ici limités par la façon dont les logiciels étaient configurés,
mis en œuvre et gérés (littéralement dans une boîte, mis à jour de façon
monolithique et gérés par le biais de lignes de commande rappelant les miniordinateurs et le système d'exploitation DOS des années 80).
Les défis des logiciels réseau
Qu'est-ce que le SDN ?
Les logiciels réseau ont toujours été un frein pour l'innovation
dans notre domaine. Chaque périphérique réseau doit être
configuré individuellement, souvent à la main, à l'aide d'un
clavier, et les réseaux peinent donc à rester en phase avec les
modifications à la volée requises par les systèmes de cloud
modernes. Dans les entreprises présentes sur Internet comme
Amazon ou Google, des centaines d'ingénieurs se consacrent
exclusivement à leurs systèmes de cloud. Ils ont ainsi créé leur
propre solution de configuration réseau, mais cette approche
ne convient pas à la majorité des entreprises désireuses
d'implémenter leur propre cloud. Tandis que la virtualisation et
le cloud ont peu à peu révolutionné le monde des ordinateurs et
du stockage, les réseaux ont pris du retard.
Les entreprises et les opérateurs recherchent des solutions
permettant de relever les défis liés à leurs réseaux. Ils souhaitent
que ces derniers soient évolutifs et qu'ils puissent répondre de
manière dynamique, en fonction des stratégies de l'entreprise.
Ils veulent également que ces stratégies soient automatisées
afin de réduire les tâches manuelles et le coût du personnel
affecté à la gestion des réseaux. Ils doivent pouvoir déployer et
exécuter rapidement de nouvelles applications au sein de leurs
réseaux et au-delà, afin de générer des résultats commerciaux.
Qui plus est, cette méthodologie doit être mise en place sans
perturber leurs activités courantes. Le défi est de taille mais le
SDN a le potentiel nécessaire pour le relever. Comment peut-il
y parvenir ? Pour décoder et comprendre le SDN, nous devons
commencer par examiner les logiciels réseau de plus près. Cela
fait, nous serons en mesure de définir les principes permettant
de résoudre les problèmes. C'est ainsi que fonctionne le SDN.
Dans le domaine des fournisseurs de services, les opérateurs
ont du mal à configurer et gérer leurs réseaux. À l'instar de
Google, ils ont également créé leurs propres systèmes de
support opérationnel pour la configuration de leurs réseaux,
mais ces systèmes ont souvent plus de 20 ans et ils ploient sous
la charge des logiciels dédiés aux réseaux. Pour un opérateur, le
réseau est un élément capital pour la réussite de l'entreprise.
Il doit donc faire appel à des fournisseurs de logiciels réseau
afin d'instaurer de nouvelles fonctionnalités ouvrant la voie
à d'autres opportunités commerciales. Encore une fois, les
logiciels réseau ne répondent plus aux besoins du secteur ;
ils sont développés de façon monolithique, sous forme de
systèmes intégrés, et il n'existe aucun concept d'application.
Chaque nouvelle fonctionnalité requiert une mise à jour de
l'ensemble de la pile logicielle. Imaginez que vous deviez mettre
à jour le système d'exploitation de votre téléphone portable
chaque fois que vous voulez charger une nouvelle application.
C'est pourtant la condition qu'impose l'industrie des réseaux à
ses clients. Pire encore, chaque mise à jour inclut souvent de
nombreuses autres modifications, et ces dernières engendrent
parfois de nouveaux problèmes. Au final, les opérateurs doivent
tester avec précaution et de manière exhaustive chaque mise à
jour avant de l'appliquer à leurs réseaux.
Voici les six principes du SDN et les avantages correspondants
pour les clients :
1. Séparer clairement les logiciels réseau en quatre couches
(plans) : Gestion, Services, Contrôle et Transfert, de manière
à fournir l'architecture sous-jacente permettant d'optimiser
chaque plan au sein du réseau.
2. Centraliser les aspects appropriés des plans Gestion,
Services et Contrôle afin de simplifier la conception du réseau
et de réduire les coûts opérationnels.
3. Utiliser le cloud pour une mise à l'échelle et un déploiement
souples, de manière à utiliser la facturation en fonction de
l'utilisation pour réduire le temps de mise en service et rendre
les coûts proportionnels à la valeur.
4. Créer une plate-forme pour les applications réseau, les
services et l'intégration aux systèmes de gestion, favorisant
ainsi l'accès à de nouvelles solutions commerciales.
5. Standardiser les protocoles pour une prise en charge
hétérogène et interopérable entre fournisseurs, dans le but
d'offrir un plus grand choix et de réduire les coûts.
6. Appliquer largement les principes du SDN à tous les
logiciels et services réseau, y compris la sécurité, du centre
de données et campus d'entreprise aux réseaux mobiles et
câblés utilisés par les opérateurs.
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Livre blanc - Décodage du SDN
Les quatre plans du logiciel réseau
À l'intérieur de chaque périphérique réseau et de sécurité, à savoir
chaque commutateur, routeur et pare-feu, vous pouvez séparer
le logiciel en quatre couches ou plans. Alors que nous évoluons
vers le SDN, il est important de comprendre ces plans et de bien
les distinguer. Ceci est absolument essentiel pour la création de
la prochaine génération de réseaux hautement évolutifs.
plans réseau
PLANS DE RÉSEAU
Gestion
Services
Contrôle
Transfert
Transfert. Le plan inférieur, Transfert, a pour rôle
d'acheminer les paquets réseau. Il est optimisé afin de
déplacer les données aussi rapidement que possible. Le
plan Transfert peut être implémenté dans le logiciel, mais il
est généralement créé à l'aide de circuits intégrés propres
aux applications (ASIC), spécialement conçus à cet effet.
Divers fournisseurs tiers proposent des ASIC pour certains
secteurs des marchés des commutateurs, routeurs et
pare-feu. Pour garantir des performances optimales et des
systèmes hautement évolutifs, les ASIC du plan Transfert
sont généralement spécialisés, chaque fournisseur proposant
une implémentation spécifique différente. Selon certains, le
SDN risque d'entraîner la marchandisation du matériel lié aux
commutateurs, routeurs et pare-feu. Toutefois, la demande
quasi-insatiable de capacité réseau émanant des milliers de
nouvelles applications destinées aux consommateurs et aux
entreprises crée une opportunité majeure de différentiation
entre le matériel de transfert et les systèmes réseau. De fait,
en libérant le potentiel d'innovation, le SDN va permettre aux
fournisseurs qui créent ces systèmes de se dinstinguer encore
davantage.
Contrôle. Si le plan Transfert représente les muscles du
réseau, le plan Contrôle en est le cerveau. Le plan Contrôle
comprend la topologie du réseau et décide comment diriger
le flux du trafic réseau. Tel un agent chargé de la circulation, il
est capable de comprendre et décoder le mélange hétéroclite
de protocoles réseau et d'assurer la fluidité du trafic. Plus
important encore, il connaît le moindre détail se rapportant au
réseau en communiquant en permanence avec ses pairs sur
d'autres périphériques. C'est cela même qui protège Internet
des défaillances et permet au trafic de rester fluide, même
lorsqu'un puissant ouragan tel que Sandy provoque la panne
de milliers de périphériques réseau.
Services. Le trafic réseau nécessite parfois un traitement plus
approfondi et le plan Services est idéal pour cette opération.
Tous les périphériques réseau ne disposent pas d'un plan
Services ; par exemple, ce plan ne figure pas dans un simple
commutateur. Toutefois, pour la majorité des routeurs et
tous les pare-feu, le plan Services effectue les recherches
approfondies, exécutant les opérations complexes sur les
données réseau que le matériel de transfert n'est pas en
mesure de mener à bien. Le plan Services est l'emplacement
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où les pare-feu bloquent les intrus et où les contrôles
parentaux sont mis en vigueur. Il vous permet de naviguer sur
le Web ou de visionner une vidéo à l'aide de votre téléphone
portable, en vérifiant que vous êtes correctement facturé pour
ces opérations. Le plan Services est propice à l'innovation.
Gestion. À l'instar des ordinateurs, les périphériques réseau
doivent être configurés ou gérés. Le plan Gestion fournit les
instructions de base indiquant comment le périphérique
réseau doit interagir avec le reste du réseau. Si le plan Contrôle
est capable d'obtenir toutes les informations dont il a besoin
à partir du réseau proprement dit, le plan Gestion doit être
informé de ce qu'il doit faire. Les périphériques réseau actuels
sont souvent configurés individuellement. Leur configuration,
généralement manuelle, se fait à l'aide d'une interface de
ligne de commande (CLI) ésotérique, familière à seulement
un petit nombre de spécialistes réseau. Cette configuration
manuelle entraîne de fréquentes erreurs pouvant avoir de
graves conséquences, comme par exemple l’interruption du
trafic de la totalité d’un centre de données ou le blocage du
trafic d’un réseau national. Les opérateurs craignent parfois
que leurs câbles à fibres optiques ne soient endommagés
par des pelles excavatrices, mais plus fréquemment, leurs
ingénieurs coupent eux-mêmes ces câbles de manière
virtuelle, en commettant une simple erreur dans l'interface de
ligne de commande complexe qu'ils utilisent pour configurer
leurs routeurs réseau ou leurs pare-feu.
périphériques réseau
PÉRIPHÉRIQUES
RÉSEAUactuels
ACTUELS
Ge
stio
n
Se
CLI
rv
ice
s
Contrô
le
s
Tran
fer t
Si le plan Transfert utilise un matériel spécifique pour effectuer
les tâches qui lui incombent, les plans Contrôle, Services et
Gestion s'exécutent sur un ou plusieurs ordinateurs destinés
à un usage général. Ces derniers varient considérablement en
niveau de sophistication et en type, allant de processeurs peu
onéreux fonctionnant dans des périphériques grand public à
des serveurs haut de gamme appartenant à des systèmes de
classe opérateur beaucoup plus importants. Mais, dans tous
les cas, ces ordinateurs d'usage général utilisent actuellement
des logiciels spéciaux qui exécutent une fonction fixe et sont
dédiés exclusivement à la tâche à effectuer. Cette rigidité est à
l'origine même de l'intérêt suscité envers le SDN.
Si vous examinez en détail les logiciels se trouvant actuellement
dans un routeur ou un pare-feu, vous y trouverez les quatre
plans décrits précédemment. Mais le code des logiciels actuels
est créé de façon monolithique, sans interfaces clairement
définies entre les plans. Il s'agit en fait de périphériques réseau
individuels, dotés de logiciels monolithiques et nécessitant
une configuration manuelle. La tâche est ainsi bien plus
compliquée qu'il n'y paraît.
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Livre blanc - Décodage du SDN
Centralisation
Par conséquent, si les logiciels réseau actuels sont à l'origine
du problème, la solution se trouve dans des logiciels plus
performants, et c'est là qu'intervient le SDN. Comment passer
des logiciels réseau actuels à une architecture moderne ?
Commençons par examiner comment les fournisseurs de
cloud créent leurs logiciels. Amazon, Google et Facebook
utilisent des racks de serveurs x86 standard qui exécutent
des logiciels évolutifs par conception, permettant donc l'ajout
de serveurs supplémentaires à mesure que la demande de
capacité augmente. Le recours à un matériel d'architecture x86
standard combiné à des logiciels évolutifs représente la
méthode utilisée pour créer des systèmes à haute disponibilité
modernes.
fonctions centralisées
Gestion centralisée
Gestion centralisée
Services centralisés
ONS
ALISÉES
IONS
ALISÉES
Services centralisés
Contrôleur centralisé
Contrôleur centralisé
PÉRIPHÉRIQUE RÉSEAUpériphériques
1
PÉRIPHÉRIQUE RÉSEAU N
PÉRIPHÉRIQUEdistribués
RÉSEAU 2
PÉRIPHÉRIQUE RÉSEAU 1
Copie de configuration
PÉRIPHÉRIQUE RÉSEAU 2
Copie de configuration
PÉRIPHÉRIQUE RÉSEAU N
Copie de configuration
Copie de configuration
Couche de contrôle local
Copie de configuration
Couche de contrôle local
Couche de transfert
Couche de contrôle local
Couche de transfert
Couche de contrôle local
Couche de transfert
Couche de transfert
Couche de transfert
Couche de transfert
Copie de configuration
ÉRIQUES
Couche de contrôle local
UÉS
ÉRIQUES
Couche de contrôle local
BUÉS
Contrairement à la plupart des applications de cloud, les
réseaux sont intrinsèquement décentralisés. Cela s'explique
par le fait que la fonction première des réseaux consiste
à déplacer les données d'un endroit à un autre. Ainsi, si
Facebook peut s'exécuter dans un petit nombre de centre
de données gigantesques, les réseaux sont distribués
dans un centre de données, sur un campus, dans une ville ou,
comme dans le cas d'Internet, sur l'ensemble de la planète.
C'est pour cette raison que les réseaux ont toujours été mis en
œuvre sous forme d'une collection de périphériques séparés
et autonomes, gérés individuellement. Mais la centralisation
est puissante ; elle est le principe clé du SDN et il est donc
particulièrement approprié de l'appliquer aux logiciels réseau.
Il convient toutefois de ne pas aller trop loin. La centralisation
n'a de sens que dans une zone géographique restreinte,
hautement connectée, par exemple dans un centre de
données, sur un campus ou, dans le cas d'un opérateur, dans
une ville. Même avec cette centralisation, les périphériques
réseau proprement dits restent distribués et doivent disposer
d'informations locales.
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Lorsque vous ajoutez le concept de centralisation aux logiciels
réseau, les quatre plans s'en trouvent quelque peu modifiés.
Quel que soit le nombre de périphériques distribués, vous
souhaitez sûrement gérer le réseau comme s'il s'agissait d'un
seul système ; la gestion centralisée vous permet de le faire.
Une fois la gestion centralisée mise en œuvre, elle devient
la configuration maître et les périphériques en conservent
uniquement une copie. Ce fonctionnement est similaire à celui
des journaux sur nos téléphones portables et tablettes. Si vous
exécutez l'application du New York Times sur votre iPad, celleci récupère l'édition du jour. Au cours de la journée, elle vérifie
les mises à jour et les télécharge, dès qu'elles sont disponibles.
Ceci est comparable à la façon dont la gestion centralisée
fonctionne ; les données réelles résident au centre et seule
une copie des données de configuration est stockée sur les
périphériques réseau.
Traditionnellement, les services étaient implémentés au sein
de chaque périphérique réseau ou de sécurité, mais avec
le SDN, ils peuvent être déplacés vers le centre et exécutés
pour le compte de l'ensemble des périphériques. Toutefois,
cette méthode n'a de sens que dans une zone géographique
restreinte hautement connectée. Si vous accédez à Internet
depuis votre téléphone portable, vous voulez accéder au
réseau de la ville où vous vous trouvez, et non pas à celui d'une
ville située à l'autre bout du pays.
Lors de l'introduction du SDN et de la centralisation de certains
éléments, les modifications apportées au plan Contrôle sont
les plus complexes. Ce plan est comparable à un agent de
la circulation. Chaque périphérique réseau communique
avec les autres périphériques réseau auxquels il se connecte
directement. Ils échangent ainsi toutes les informations dont
ils disposent sur le réseau. Cette méthode peut en quelque
sorte être assimilée à une version électronique des signaux
de fumée. Chaque périphérique transmet des informations
sur le réseau au périphérique suivant. La méthode fonctionne
particulièrement bien dans un environnement réseau
hautement connecté. Grâce aux travaux conséquents
réalisés dans l'ensemble du secteur des réseaux, ces derniers
continuent à bien fonctionner, même en cas de problèmes.
Lorsqu'un routeur important est déconnecté, un flot
d'échanges entre les périphériques leur permet de restructurer
leur perspective du réseau afin de vous maintenir connecté.
Dans certains cas, il est toutefois préférable de disposer
d'une vue d'ensemble du trafic du réseau, depuis un point
central. C'est là que peut intervenir le contrôleur centralisé. Ce
contrôleur a un aperçu général du réseau et il est en mesure
de connecter les divers composants de manière à optimiser
l'ensemble du trafic.
Dans le monde du SDN, le plan Transfert demeure néanmoins
décentralisé. Cela s'explique par le fait que son rôle consiste à
déplacer les données qui sont, par définition, décentralisées.
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Livre blanc - Décodage du SDN
Comment faire la transition
Étape 1 : Le plan Gestion est celui par lequel il convient de
commencer, car c'est à ce niveau que l'opération peut être la
plus rentable. La clé du succès consiste à centraliser la gestion
réseau, ainsi que les fonctions d'analyse et de configuration, de
manière à obtenir un outil de gestion maître unique, capable
de configurer l'ensemble des périphériques réseau. Il devient
alors possible de réduire les coûts opérationnels et de donner
aux clients de nouvelles perspectives sur l'entreprise à partir
de leurs réseaux.
étape 1 :
gestionCENTRALISÉE
centralisée
ÉTAPE
1 : GESTION
Orchestration,
systèmes
opérationnels
et d'entreprise
Orchestration du
centre de données
Applications
personnalisées
Machines virtuelles
de gestion
Machines virtuelles
d'analyse
Co
con pie de
figu
ratio
n
Contr
ôle
Ser
v i ce
Transfer
s
t
Les périphériques réseau et de sécurité génèrent des quantités
importantes de données se rapportant aux activités du réseau.
L'analyse de ces données est particulièrement instructive et,
comme pour les autres aspects de l'entreprise, les techniques
d'analyse de grandes masses de données (« Big Data ») appliquées
aux données de réseau et de sécurité peuvent transformer notre
compréhension du fonctionnement de l'entreprise.
Le transfert de la gestion du périphérique réseau vers un service
centralisé constitue la première étape de la création d'une
plate-forme d'applications. La simplification de la connexion
aux systèmes opérationnels utilisés par les entreprises et les
opérateurs est de la plus grande importance. Mais, au fur et
à mesure de la création de cette plate-forme, de nouvelles
applications vont émerger. L'analyse permet de comprendre
le fonctionnement interne du réseau, favorisant la prise de
décisions plus éclairées et la création d'applications capables
de modifier de manière dynamique le réseau en fonction
des stratégies de l'entreprise. La gestion centralisée permet
d'effectuer des modifications dans des délais plus courts.
Les opérateurs peuvent ainsi essayer de nouveaux packages,
plans ou applications, puis implémenter rapidement ceux
qui fonctionnent, en abandonnant ceux qui ne s'avèrent pas
satisfaisants. En fait, comme pour les nouvelles plate-formes
mises en œuvre au fil des années, il existe une multitude de
possibilités, et les applications les plus intéressantes ne
pourront émerger qu'une fois cette plate-forme mise en place.
Étape 2 : L'extraction des services des périphériques réseau
et de sécurité en faveur de la création de machines virtuelles
de services est la prochaine étape importante, car les services
sont particulièrement mal desservis par les logiciels réseau. Les
services réseau et de sécurité peuvent ainsi être redimensionnés
de manière indépendante à l'aide de matériel d'architecture x86
standard, en fonction des besoins de la solution.
étape 2 :
extraction
des
services
ÉTAPE
2 : EXTRACTION
DES
SERVICES
Protocoles publiés,
format ouvert si possible
La centralisation du plan Gestion a plusieurs objectifs, chacun
ayant une valeur significative. Vous commencez par créer un
système de gestion centralisée. À l'instar des applications de
cloud, ce système de gestion centralisée est installé sur des
machines virtuelles d'architecture x86 qui s'exécutent sur des
serveurs standard. Ces machines virtuelles sont orchestrées
à l’aide de l’un des systèmes d’orchestration courants tels
que VMware vCloud Director, Microsoft System Center ou
OpenStack.
Dans le cas d'un opérateur, ses systèmes opérationnels et
commerciaux se connectent aux machines virtuelles de
gestion centralisée qui configurent le réseau. De la même façon,
pour un centre de données, ce même système d'orchestration
(VMware vCloud Director, OpenStack, etc.) peut désormais
gérer directement le réseau.
La configuration est exécutée par le biais d'API et de
protocoles publiés et, chaque fois que cela est possible, il
s'agit de protocoles standard. Le SDN étant encore récent, de
nouveaux protocoles standard continuent à être publiés, mais
il est essentiel que d'autres soient créés à l'avenir.
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Machines virtuelles
d'applications personnalisées
Machines virtuelles
de gestion et d'analyse
Services
attachés
Machines virtuelles
de services
Orchestration des
machines virtuelles
Comment faire la transition des réseaux actuels, entièrement
décentralisés, vers un nouvel environnement dans lequel
plusieurs éléments sont centralisés à l'aide du SDN ? Il n'est pas
possible de recommencer à zéro, car les réseaux sont déjà en
cours d'exécution et doivent continuer à fonctionner pendant
l'introduction du SDN. Cette opération est similaire à un projet
de refonte ; vous devez procéder étape par étape. Comme
dans la majorité de ces projets, il existe plusieurs façons de
procéder pour obtenir le résultat escompté avec le SDN. Voici
quelques étapes simples vous permettant d'atteindre ce but :
C
con opie de
figu
ratio
n
Contrô
le
Transf
ert
La création d'une plate-forme permettant la mise en place
de services à l'aide de machines virtuelles d'architecture x86
modernes ouvre tout un nouveau monde de possibilités. Par
exemple, la capacité d'un pare-feu de sécurité est actuellement
totalement dépendante de la puissance générale de traitement
dont dispose un périphérique réseau ; le plan Transfert est
considérablement plus rapide. Par conséquent, si vous
parvenez à extraire les services de sécurité du périphérique, puis
à les exécuter sur un parc de serveurs x86 peu coûteux, vous
augmentez sensiblement leur capacité et agilité.
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Livre blanc - Décodage du SDN
Dans un premier temps, vous pouvez attacher ou reconnecter
ces services à un périphérique réseau unique. Vous pouvez
placer ces serveurs x86 dans un rack à proximité du
périphérique réseau, ou les implémenter en tant que serveurs
à lames au sein de ce même périphérique réseau. Dans les
deux cas, cette étape permet d'envisager la mise en œuvre de
nombreuses nouvelles applications réseau.
l'aide du chaînage de services SDN, les réseaux peuvent être
reconfigurés à la volée, ce qui leur permet de répondre de
manière dynamique aux besoins de l'entreprise. Le chaînage
de services SDN va réduire considérablement le temps
nécessaire aux clients, ainsi que les coûts et les risques qu'ils
encourent, lors de la conception, du test et de la livraison de
nouveaux services réseau et de sécurité.
Étape 3 : La création d'un contrôleur centralisé constitue une
grande avancée. Le contrôleur centralisé permet à plusieurs
services réseau et de sécurité de se connecter en série sur
les divers périphériques du réseau. Ce procédé, appelé
« chaînage de services SDN », consiste à utiliser un logiciel
pour insérer de façon virtuelle les services dans le flux du trafic
réseau. Pour le moment, le chaînage de services est exécuté
à l'aide de périphériques réseau et de sécurité séparés. La
procédure physique utilisée actuellement est rudimentaire :
des périphériques distincts sont physiquement connectés via
des câbles Ethernet et chaque périphérique doit être configuré
de manière individuelle pour établir la chaîne de services. À
Voici quelques exemples de chaînage de services SDN. Le
premier exemple (fig.1) est une connexion de centre de données
cloud entre Internet et un serveur Web. Dans cet exemple,
le service de pare-feu dynamique protège l'application, et
le contrôleur de mise à disposition d'applications (ADC)
offre des fonctionnalités de répartition de charge du trafic
réseau sur plusieurs instances du serveur Web. Le chaînage
de services SDN permet à chaque service de la chaîne d'être
redimensionné de manière souple en fonction des besoins ; la
chaîne de services SDN ajuste dynamiquement les liens de la
chaîne à mesure que les instances des services apparaissent
et disparaissent.
étape 3 :
contrôleur
centralisé
ÉTAPE
3 : CONTRÔLEUR
CENTRALISÉ
Chaînage
de services
Machines virtuelles
de gestion et d'analyse
Machines virtuelles
de services
Orchestration du
centre de données
Applications
personnalisées
Machines virtuelles
de contrôleur central
Copie de
configura
tion
rôle
Co n t l
loca
rt
Transfe
fig.1
exemple 1 de chaîne de services sdn
Centre de données cloud - Connexion entre Internet et un serveur Web
Pare-feu
dynamique
Routeur
Internet
Exécution en tant que machine virtuelle
fig.2
Le second exemple (fig.2) illustre deux composants d'une
application de cloud ; dans ce cas, il s'agit d'une connexion
entre les machines virtuelles du serveur Web et de niveau
intermédiaire de l'application. Le trafic entre ces composants
d'application doit être isolé du trafic du centre de données cloud
et la charge doit être répartie entre les instances d'application
à l'aide d'un service de contrôleur de mise à disposition
d'applications (ADC). Avec le chaînage de services SDN, toutes
ces opérations sont effectuées dans le logiciel ; la chaîne
forme un réseau virtuel dans lequel les points de terminaison
sont les commutateurs virtuels des hyperviseurs des serveurs
qui exécutent les machines virtuelles de l'application. La
chaîne de services SDN ajuste de manière dynamique les liens
de la chaîne lorsque le système d'orchestration du centre de
données déplace une machine virtuelle d'un serveur physique
à un autre. Bien sûr, il existe toujours un réseau physique sousjacent à la chaîne de services SDN, mais il n'est plus nécessaire
de le reconfigurer en cas de modifications de la chaîne.
Contrôleur de
mise à disposition
d'applications (ADC)
Hyperviseur
vSwitch
Serveur Web
exemple 2 de chaîne de services sdn
Centre de données cloud - Connexion entre les machines virtuelles du serveur
Web et de niveau intermédiaire de l'application
Serveur Web
Exécution en tant que machine virtuelle
Hyperviseur
vSwitch
Contrôleur de
mise à disposition
d'applications
(ADC)
Hyperviseur
vSwitch
Application
de niveau
intermédiaire
Réseau physique
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Livre blanc - Décodage du SDN
exemple 3 de chaîne de services sdn
Routeur de périphérie de fournisseur de services mobiles
fig.3
Routeur
de périphérie
Cœur de
réseau EPC
(Evolved
Packet Core)
Pare-feu
dynamique
Analyse en
profondeur
des paquets
(DPI)
Fonction
PCEF (Policy &
Charging
Enforcement
Function)
Traducteur
d'adresses
réseau (NAT)
de classe
opérateur
Routeur
de périphérie
Exécution en tant que machine virtuelle
Dans le troisième exemple (fig.3), les deux points de terminaison
de la chaîne de services SDN sont des routeurs de périphérie.
Si l'application spécifique dans le routeur de périphérie de
l'opérateur mobile est très différente du centre de données,
l'architecture de chaînage de services SDN demeure néanmoins
exactement la même.
Le chaînage de services SDN accroît de manière significative la
flexibilité du déploiement des services. Plus particulièrement,
il permet aux périphériques réseau et de sécurité d'être gérés
et mis à niveau indépendamment des services figurant dans
la chaîne de services SDN. Le chaînage de services SDN
permet de traiter les services comme les applications de
votre téléphone portable ; le réseau peut ainsi continuer à
fonctionner lors de l'installation de nouveaux services. Cela
représente une avancée considérable par rapport à la situation
actuelle, car ces mises à niveau ont un effet très perturbateur,
ce qui requiert la planification et l'exécution de l'opération
avec beaucoup de soin.
Le chaînage de services SDN étant une innovation récente,
les extensions aux protocoles existants ou nouveaux restent
à définir. À mesure qu'elles sont disponibles, il est important
qu'elles soient définies en tant que normes, afin de favoriser
une plus grande interopérabilité entre les fournisseurs.
Étape 4 : La dernière étape de l'optimisation du matériel
réseau et de sécurité peut être effectuée parallèlement aux
trois étapes précédentes. Lorsque les services sont dissociés
des périphériques et que les chaînes de services SDN sont
mises en place, le matériel réseau et de sécurité peut être utilisé
pour optimiser les performances en fonction des besoins de la
solution. Ce matériel continuera à offrir des performances de
transfert au moins dix fois supérieures à celles que le logiciel
seul est en mesure de fournir. L'association d'un matériel
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étape 4 :
optimisation
matériel
ÉTAPE
4 : OPTIMISATION
DUdu
MATÉRIEL
Applications
personnalisées
Chaînage
de services
Machines virtuelles
de gestion et d'analyse
Machines virtuelles
de services
Orchestration du
centre de données
Si les deux premiers exemples de chaînes de services SDN
s'appliquent au centre de données cloud, le troisième se
rapporte à un domaine entièrement différent, à savoir le
routeur de périphérie d'un opérateur mobile. Dans ce cas, le
trafic réseau provient d'une tour relais de téléphonie mobile et
transite par un routeur de périphérie, puis une série d'opérations
successives sont exécutées. Le cœur de réseau EPC (Evolved
Packet Core) extrait les sessions IP des tunnels réseau
connectés aux stations de base de la tour relais de téléphonie
mobile. Ce trafic est immédiatement analysé et protégé par
un pare-feu dynamique. L'analyse en profondeur des paquets
(DPI) permet de déterminer les tendances du trafic et de
générer des informations d'analyse. La fonction PCEF (Policy
Charging and Enforcement Function) applique les stratégies
spécifiques aux abonnés, par exemple l'amélioration de la
qualité de service pour les abonnés Premium. Enfin, lorsque le
trafic se dirige vers Internet, un traducteur d'adresses réseau
(NAT) de classe opérateur lui fournit une adresse IP.
Machines virtuelles
de contrôleur central
Copie de configuration
Contrôle local
Transfert optimisé
optimisé et du chaînage de services SDN permet aux clients
d'implémenter les meilleurs réseaux possibles.
La séparation des quatre plans permet d'identifier les
fonctionnalités susceptibles d'être optimisées dans le matériel
de transfert. Cela représente un important potentiel d'innovation
pour la conception des systèmes et circuits intégrés spécialisés
(ASIC) des périphériques réseau et de sécurité. Si un serveur x86
est destiné à un usage général, les ASIC se trouvant dans les
périphériques réseau sont optimisés afin d'acheminer le trafic
réseau à des vitesses très élevées. Ce matériel va évoluer et
devenir plus performant ; ainsi, chaque fois que vous déplacez
un élément d'un logiciel vers un ASIC, vous pouvez obtenir des
performances au moins dix fois supérieures. Pour ce faire, une
stricte coordination est requise entre la conception de l'ASIC, les
systèmes matériels et le logiciel proprement dit. À mesure que
le SDN se généralise, la possibilité d'optimiser le matériel offrira
de nombreuses opportunités aux fournisseurs de systèmes
réseau et de sécurité.
Résumé
Le SDN représente un changement majeur dans les domaines
des réseaux et de la sécurité. Son impact s'étendra bien
au-delà du centre de données et il est donc déjà beaucoup
plus important que beaucoup ne le prédisaient. Il y aura des
gagnants mais aussi des perdants. De nouvelles entreprises
relèveront avec succès le défi, tandis que quelques entreprises
historiques peineront à franchir le cap de la transition. Mais,
comme pour toutes les grandes tendances de l'industrie, les
avantages pour les clients sont indéniables et nous avons
atteint le point charnière où l'évolution technologique devient
une évidence.
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Livre blanc - Décodage du SDN
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