過去数年間、ソフトウェア定義ネットワーク（SDN）は、コンピュータネットワーク/IT業界で大きな話題を呼んでいます。今日、ますます多くの企業がSDNをビジネスおよび将来の成長計画に活用するためにSDNについて議論しています。その理由は、SDNがネットワークのCAPEX（ネットワーク機器の資本的費用）とOPEX（運用および保守の費用）を削減することです。これは、ネットワーク業界のすべての企業が1日の終わりに望んでいることです。
それは私たちに質問をもたらします、既存またはレガシーネットワークが提供できないSDNの何が特別なのですか？
基本的に、従来のネットワークは、動的スケーラビリティ、中央制御と管理、オンザフライの変更や実験、各ネットワークノードでのエラーが発生しにくい手動構成、ネットワークトラフィックの処理（大幅に増加）などの現在のネットワーク要件に対応できず、満たすことができません。モバイルデータのブームによる）、およびデータセンターのサーバー仮想化トラフィック。
さらに、従来のネットワークは、内部をカスタマイズするためのオープン性や機能を提供しない非常に高価なネットワーク要素と緊密に結合されています。このような問題に対処するために、オープンソースコミュニティが集まって将来のネットワーキングアプローチを定義しました。そして、それがSDNの概念を実現した方法です。
アプローチとして、SDNは時間とともに進化しています。実装について言えば、その名前が示すように、SDNはソフトウェアを介して実装されます。
SDNはソフトウェアレイヤーであるため、手動による労力の削減、動的なスケーラビリティ、ネットワークデバイスの集中管理などの利点があります。理解を深めるには、次のことを考慮してください。従来のネットワークでは、エンタープライズまたはデータセンターの各ネットワークデバイスは手動で構成されます。これは、エラーが発生しやすいだけでなく、必要に応じて手動で再構成する必要があります（非常に面倒で時間のかかる作業）。ネットワークの変更。
一方、SDNは、ネットワークの全体像を把握することを目的としています。ネットワークデバイスを中央から簡単に構成/監視/トラブルシューティングできるため、手作業を大幅に削減できるため、プロセスの時間と費用を節約できます。
ソフトウェアレイヤーは仮想であるため、上に作成されるネットワークを仮想化するのに役立ちます。これらの仮想ネットワークは、既存の物理ネットワークにマッピングされます。サーバーの仮想化がIT業界に革命をもたらし、ストレージとコンピューティングエンティティを仮想化するようになったため、ネットワーク仮想化が非常に必要でした。これは、リソースを効率的に利用する上で重要な役割を果たしました。同様に、従来のネットワークのネットワーク要素は、無限の機能を備えた非常に高価ですが、それらの機能が完全に利用されていなかったため、SDNが解決しようとしている問題です。
SDNは、そのコアであり、ワンライナーとして、従来のネットワーク要素（スイッチ、ルーター）のデータプレーン（またはフォワーディングプレーン）からコントロールプレーンを分離することに他なりません。
初心者の場合、コントロールプレーンは、ネットワーク機器のインテリジェントロジックであり、データトラフィック（機器に到達する）の管理方法と処理方法を制御します。一方、データプレーンは、ネットワークデータトラフィックの転送/操作/ドロップを管理するフォワーディングプレーンです。コントロールプレーンとデータプレーンについてもここで理解できます。
この分離により、ネットワーク要素のコアインテリジェンス（つまり、コントロールプレーン）を中央の場所に移動できます。中央の場所には、通常、「制御システム」、「コントローラー」、または「ネットワークオペレーティングシステム」のいずれかのモニカがあります。
次の図は、スイッチの場合、SDNがコントロールプレーンのコントローラーへの分離をどのように実現するかを示しています。
コントロールの分離には、次のような多くの利点があります。
- 中央管理 ：ネットワークの構成、監視、トラブルシューティングを行うことができ、コントローラーからネットワークの完全なビュー（ネットワークトポロジ）を取得することもできます。
- 軽量ネットワーク機器 ：スイッチやルーターなどのネットワーク要素をスリム化できるため、時間の経過とともにコストを削減できます。インテリジェンスは、コントロールプレーン（つまり、制御ロジック）が存在するコントローラーにあり、共通のチャネル（つまり、プロトコル）を介してルールをプッシュすることにより、基盤となるネットワーク要素の制御を可能にします。
- ネットワーク仮想化 ：ネットワークの仮想化はマルチテナンシー（単一のソフトウェアインスタンスがサーバー上で実行され、複数のテナントにサービスを提供するアーキテクチャ）につながり、ネットワーク要素の可能性を最大限に活用するのに役立ちます。 SDNコントローラーは、基盤となる物理ネットワークを抽象化し、ネットワーク管理者が各テナントに対応する仮想ネットワークをプログラムできるようにします。ネットワーク仮想化が使用されている場所の実際の例はデータセンターです。このアーキテクチャは、多くの顧客間で共通の物理ネットワークを共有するために使用されています。
SDNコントローラーは、多くの大手ネットワークベンダー/企業によって市場で販売されています。これらのコントローラの例としては、Cisco Open SDNコントローラ、Juniper Contrail、Brocade SDNコントローラ、およびNECのPFCSDNコントローラがあります。 Opendaylight、Timeout、Beacon、Ryuなどの多くのオープンソースSDNコントローラーも市場に出回っています。このようなコントローラーの良いところは、SDNソリューションがどのように設計されているかをよく理解できることです。
より広範なスキームでは、SDNソリューションは中間層としてSDNコントローラーを持ち、基盤となるネットワークインフラストラクチャ層を制御および管理するだけでなく、ネットワークの状態と情報を収集し、APIを介して最上位のアプリケーション層に公開します。
SDNの世界では、時間の経過とともに、ネットワークベンダーとオープンソースコミュニティの大多数が、コントロールプレーンとデータプレーン間の通信プロトコルとしてOpenflowを受け入れてきました。言うまでもなく、OpenFlowを使用したSDNソリューションでは、プロトコルをコントローラー要素とネットワーク要素の両方に実装する必要があります。 OpenflowとSDN全般については、今後の記事で詳しく説明します。
記事の後半でOpenFlowのアーキテクチャの詳細をお読みください。
This article is co-authored by Tarun Thakur.
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参照：
- http://opennetsummit.org/archives/mar14/site/why-sdn.html
- https://www.sdxcentral.com/sdn/definitions/what-the-definition-of-software-defined-networking-sdn/