2 SDN

Architektúra tradičnej paketovej siete pozostáva z uzlov, z ktorých každý obsahuje funkciu logiky riadenia paketov a hardvér na preposielanie (angl. forwarding) paketov. V mnohých smerovačoch (a im podobným sieťových zariadeniam) existuje špecializovaný hardvér pre rýchle preposielanie paketov medzi rozhraniami zariadenia, ktorý tvorí tzv. rovinu preposielania dát. Samotné preposielanie sa riadi pravidlami riadenými lokálnymi procesormi s vlastným operačným systémom, algoritmami smerovania, prekladom adries a ďalšími vyššími funkciami. Pri tradičnom vytváraní sietí sú rovina riadenia a rovina preposielania dát  implementované v každom sieťovom uzle. To umožňuje, aby boli všetky zariadenia úplne autonómne a vykonávali všetky rozhodnutia vyššej úrovne, ako napr. smerovanie paketov, nezávisle.

Obr. 1 znázorňuje architektúru tradičnej paketovej siete, v ktorej každý sieťový prvok obsahuje dátovú a riadiacu rovinu. Uvedený model architektúry sieťových prvkov obmedzuje zavádzanie nových funkcií a protokolov a prináša komplexnosť riadiacich mechanizmov a obmedzuje inovácie v IP sieťach.

 V moderných sieťových zariadeniach rovina riadenia zbiera informácie o stave susedných prepojení a siete ako celku a poskytuje ich smerovacím algoritmom. Smerovanie sieťovej prevádzky zabezpečujú distribuované smerovacie algoritmy, ale ich nedostatkom je možný problém s konvergenciou. Keďže každé zariadenie zbiera informácie o sieti a rozhoduje o smerovaní samostatne, oneskorenie prenosu informácií o zmenách v sieti môže spôsobiť problémy pri prevádzke siete. Extrémny nárast počtu prepojených zariadení môže tiež limitovať budúci adresný priestor a použiteľnosť, resp. škálovateľnosť súčasných smerovacích protokolov pre veľké, komplexné siete, ako aj ďalšie inovácie, pretože nové funkcie musia byť distribuované do všetkých sieťových uzlov. Uvedené nedostatky rieši SDN.

Softvérovo definovaná sieť (SDN - Software Defined Networking) je nový prístup k architektúre ICT siete so zameraním na programové riadenie celej siete. SDN umožňuje správcom siete automatizovane a dynamicky manažovať a riadiť veľký počet sieťových zariadení, služby, topológiu, dátové cesty a politiky pre spracovanie paketov (QoS) prostredníctvom jazykov vyššej úrovne a API (Application Programming Interface) rozhraní.

Obr. 2 Architektúra SDN siete

Základným princípom SDN je oddelenie roviny riadenia od roviny preposielania dát v sieti, ako je znázornené na obr. 2. Odstránenie roviny riadenia z každého uzla siete a použitie centralizovanej roviny riadenia umožní nielen kompletný pohľad na sieť bez problémov s konvergenciou, ktoré sú pre distribuované algoritmy prirodzené ale umožní tiež znížiť náklady. Navyše, bez potreby distribuovať funkcie smerovania do jednotlivých sieťových uzlov je možné oveľa ľahšie zavádzať nové alebo  modifikovať a vylepšovať existujúce algoritmy. Okrem toho konfigurovanie centrálnej roviny riadenia robí riadenie siete jednoduchším, znižuje možnosť nesprávnej konfigurácie a urýchľuje hľadanie problémov. Prídavnou výhodou implementovania softvéru v centralizovanej rovine riadenia je ľahká modifikácia a vývoj nových vlastností.

SDN prináša nasledovné výhody:

• jednoduchšia architektúra – oddelenie roviny riadenia od roviny preposielania dát, možnosť integrovať roviny riadenia pre IP a transportné siete,
• vyššia odolnosť a automatizácia - mechanizmy zotavenia sa z výpadku, škálovateľnosť a vyššia úroveň automatizácie,
• skrátenie doby uvedenia na trh - rýchlejšie zavádzanie nových služieb, možné hosťovanie sieťových služieb v infraštruktúrnom cloude.