Intel が思い描く、コモディティ SDN の構想 _2

Posted in OpenFlow, SDN by Agile Cat on August 9, 2012

Intel® Ethernet Switch FM6000 Series – Software Defined Networking Recep Ozdag Intel Corporation

http://wp.me/pwo1E-4xn

http://www.intel.com/content/www/us/en/switch-silicon/ethernet-switch-fm6000-sdn-paper.html

初めての方は：Intel が思い描く、コモディティ SDN の構想 _1

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Administrators need to be freed from the physical infrastructure to simplify the task of managing large and virtualized networks. Software Defined Networking (SDN) is a new networking paradigm that separates, abstracts and centralizes the control information of the network from the underlying distributed data forwarding infrastructure. This centralized view of the network, as illustrated in the figure below, combined with splitting the control and data planes creates a far more dynamic, flexible, automated and manageable architecture that also results in increased reliability and reduced costs. SDN provides the opportunity for the networks to be managed through intelligent orchestration software that supports virtualized networking and on-demand resource allocation. SDN provides a global network wide data flow control to the administrator, allowing administrators to define network flows that meet the requirements of end users. The SDN controller, which implements the control plane functionality, logically centralizes and manages switches and routes packets through the network.

大規模な仮想ネットワークの管理を簡潔にするためには、アドミニストレータを物理的なインフラから解放してあげる必要がある。 Software Defined Networking（SDN）は、基礎をなす分散データ･フォワーディング･インフラから、ネットワークのコントロール情報を分離し、抽象化し、センタライズするための、新しいネットワーク･パラダイムである。以下の図に示すセンタライズされたネットワークのビューは、コントロールとデータのプレーンを分離し、それらを組み合わせるものとなる。それは、信頼性を高めコストを削減するためのアーキテクチャでもあり、また、柔軟性と自動化を達成する、さらにダイナミックで、容易な管理を実現するアーキテクチャでもある。 SDN は、仮想化されたネットワークとオン･デマンドによるリソース割り当てをサポートする、インテリジェントなオーケストレーション･ソフトウェアを介して、ネットワークを管理するための機会を提供する。そして SDN がアドミニストレータに対して、グローバル･ネットワークに対応するデータ･フロー･コントロールを提供することで、彼らはエンドユーザーの要件を充たすための、ネットワークの定義を実現していく。そして SDN コントローラは、このネットワークを介して、コントロール･プレーン機能を実装し、また、スイッチの論理的なセンタライズと管理を行い、パケットをルーティングしていく。

Some of the high level goals of SDN include the following:

- Flexible control of flows passing through the network
・Forwarding of packets according to software defined rules
・Load balancing of packets according to software defined
   heuristics combined with hardware flow hashing
・Flexible modification of the frame (NAT, Tunneling, tag rewrites)
   to aid in interfacing between hosts, local networks,
   and external network interfaces
・Intelligent flow classification (security, virtual domaining, etc.)
   that is software defined and is done in parallel with forwarding
   and frame modifications
- Vendor independent interface to the switching elements
- Ability to work beside existing protocols (hybrid switch)
- Ability to overlay SDN intelligence using tunneling

SDN における、いくつかのハイレベル･ゴールには、以下の項目が含まれる:

- 対象ネットワークを通過していくフォローの柔軟なコントロール
・ソフトウェア定義されたルールにしたがった、
   パケットのフォワーディング
・ソフトウェア定義された経験則とハードウェア･フロー･ハッシング
    にしたがった、パケットのロードバランシング
・ホスト／LAN／外部ネットワークのインターフェイスを目的とした、
   フレーム（NAT、Tunneling、Tag Rewrite）の柔軟な修正
・インテリジェントなフロー分類（Security、Virtual Domaining など）
   のソフトウェアによる定義と、フォワーディングおよびフレーム･
   モディフィケーションとの並列での処理。
- スイッチングの要素に対する、ベンダー非依存のインターフェイス
- 既存プロトコルと別に機能するための、能力の提供（Hybrid Switch）
- トンネリングを用いてSDN インテリジェンスをオーバーレイする機能

OpenFlow

The OpenFlow protocol is one method to enable SDN. OpenFlow provides software control of the flow tables that instruct switches how do handle traffic within an SDN based network. OpenFlow provides access to the data plane of the network and allows software to determine the path that data packets or flows will take.

OpenFlow プロトコルは、SDN を実現していくための 1つの方法論である。 OpenFlow は、SDN ベースのネットワークにおいて、どのようにトラフィックをスイッチすべきかと指示する、フロー･テーブルをコントロールするソフトウェアを提供する。OpenFlow は、ネットワークのデータ･プレーンへのアクセスを提供し、また、データのパケットあるいはフローが向かう経路を、ソフトウェアにより決定させる。

OpenFlow depends on switches with internal flow tables and an interface to add, remove and manipulate flow entries that can be controlled via software running on an external and decoupled control plane. The controller and the switch communicate via the OpenFlow protocol. OpenFlow uses a number of packet header fields to define a flow. Each entry in the flow table contains a set of packet fields against which incoming traffic is matched and an associated action is performed on the matched flow. When the switch encounters a flow that it cannot match, the packet is sent to the controller to determine how to handle the packet. The controller may define a new flow and a new action based on this unmatched packet, and populate the switch’s flow table accordingly.

OpenFlow は、インターナルなフロー･テーブルを伴う複数のスイッチに依存し、また、フロー･エントリーの追加／削除／操作を実行する。それらのコントロールは、コントロール･プレーンとは分離された、外部に置かれるソフトウェアにより行われる。このコントローラーとスイッチは、OpenFlow プロトコルを介してコミュニケートする。 OpenFlow は、フローを定義するために、数多くのパケット･ヘッダ･フィールドを使用する。フロー･テーブル内の個々のエントリーは、入力トラフィックに適合するパケット･フィールドと、適合するフォロー上で実行されるアクションのパケット･フィールドの、セットを内包している。そして、スイッチとフローが適合しない場合には、対象となるパケットの操作方法を決定するために、そのパケットがコントローラへ向けて送信される。それを受信したコントローラは、適合しないパケットに基づいた新しいフローとアクションを定義し、それに応じたスイッチのフロー･テーブルをポピュレートするだろう。

While OpenFlow provides a new networking paradigm that is gaining traction, it must co-exist with traditional networks – the transition to SDN or OpenFlow will not happen overnight. For the transition to be smooth, OpenFlow must be supported by hybrid switches that also support traditional L2/L3 switching and IP routing.

OpenFlow がもたらす、新しいネットワーク･パラダイムが推進力を得ているが、SDN および OpenFlow への移行期においては、従来からのネットワークと共存しなくてはならないこれも、ひと晩で解決する問題ではない。この移行をスムースに行うためには、これまでの L2 / L3 スイッチングと IP ルーティングをサポートする、ハイブリッド･スイッチにより OpenFlow をサポートする必要性が生じる。

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このあとは、FM6000 Series の詳細へと入って行きますが、お仕事でその部分が必要だったので、この序文をお裾分けとして掲載しました。Intel が、この領域に参入してくるということは、SDN や OpenFlow のコモディティ化を狙ってのことであり、これまで Cisco や Juniper の聖域とされたきた高速スイッチが、より多くのソフトウェア･ベンダーや OSS などに開放されるということです。この先、どのような変化がマーケットに生じるのか、注目したいですね。ーーー