Программно-определяемая сеть

Программно-определяемая сеть (англ. software-defined networking, SDN; также программно-конфигурируемая сеть) — сеть передачи данных, в которой уровень управления сетью отделён от устройств передачи данных и реализуется программно, одна из форм виртуализации сети.

Ключевые принципы программно-определяемых сетей — разделение процессов передачи и управления данными, централизация управления сетью при помощи унифицированных программных средств, виртуализация физических сетевых ресурсов. Протокол OpenFlow, реализующий независимый от производителя интерфейс между логическим контроллером сети и сетевым транспортом, является одной из реализаций концепции программно-определяемой сети и считается движущей силой её распространения и популяризации.

В зависимости от масштаба сетей и используемой среды выделяются специфические технологии: SD-WAN (программно-определяемая глобальная сеть), SD-LAN (локальная), SDMN^[англ.] (мобильная). Дополняющая концепция, возникшая под влиянием идей программно-определяемой сети — виртуализация сетевых функций.

Принципы программно-определяемых сетей сформулировали в 2006 году специалисты Беркли и Стэнфорда^[1]. В 2009 году технологии программно-определяемых сетей появились в списке 10 быстрорастущих технологий, ежегодно составляемом MIT Technology Review^[2], после чего стали (наряду с протоколом Openflow) объектом пристального внимания не только в академических исследованиях, но и со стороны коммерческого сектора.

В архитектуре программно-определяемой сети выделяется три уровня:

• инфраструктурный уровень, на котором функционируют сетевые коммутаторы и каналы передачи данных;
• уровень управления — набор программных средств, физически отделённых от инфраструктурного уровня, обеспечивающий реализацию механизмов управления устройствами инфраструктурного уровня;
• уровень сетевых приложений — набор SDN-приложений, взаимодействующих с SDN-контроллером через программный протокол (API) для сбора, анализа, развёртывания и управления сетевой инфраструктурой на уровне приложений.

Ядром уровня управления программно-определяемой сетью является сетевая операционная система — программное средство, обеспечивающее, с одной стороны, интерфейс со средствами инфраструктурного уровня (например, динамическое изменение таблиц маршрутизации), и с другой стороны — прикладной программный интерфейс для уровня сетевых приложений, сформулированный в терминах более высокого уровня абстракции (например, «имя узла», «имя пользователя»), нежели используется в параметрах конфигурации сетевых устройств (IP-адрес, маска подсети, MAC-адрес).

По состоянию на конец 2012 года существует несколько десятков реализаций сетевых операционных систем^[3].

Программно-определяемые сети эффективны для построения инфраструктурных облачных сервисов, в условиях, когда по запросу от потребителей услуг необходимо автоматически и в кратчайшие сроки создавать виртуальные узлы и выделять виртуальные сетевые ресурсы для них, изолированные от других потребителей.

Также программно-определяемые сети целесообразны в условиях крупных центров обработки данных, позволяя сократить издержки на сопровождение сети за счёт централизации управления на программном контроллере и повысить процент использования ресурсов сети благодаря динамическому управлению.

Другим перспективным применением программно-определяемых сетей считаются приложения в концепции интернета вещей — основанные на вычислительных сетях физических объектов, оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой.

Первый коммерческий проект по построению программно-определяемой сети реализовала в 2007 году компания Nicira^[англ.], основанная Ником Маккеоном, Мартином Касадой и Скоттом Шенкером^[4], вскоре клиентами Nicira стали NTT docomo, AT&T, EBay, Rackspace. В июле 2012 года Nicira была поглощена компанией VMware за $1,26 млрд. С этого момента началась череда поглощений SDN-стартапов: Xsigo^[англ.] была в том же месяце куплена корпорацией Oracle^[5], Brocade приобрела компанию Vyatta, Cisco в ноябре 2012 года поглотила компанию Carriden за $141 млн, в декабре 2012 года Juniper купила фирму Contrail за $176 млн^[6].

Поставщики традиционного сетевого оборудования начиная с 2011 года реализуют поддержку программно-определяемых сетей в выпускаемых устройствах. Так, линейки коммутаторов корпорации Cisco — Nexus и Catalyst серии 35XX поддерживают программно-определяемые сети, также Cisco выпустил платформу Open Network Environment. Juniper встроила поддержку протокола Openflow в операционную систему для сетевого оборудования JunOS SDK и поддержала протокол в линейках коммутаторов EX и MX.

В апреле 2012 года компания Google объявила, что трансформировала всю внутреннюю сеть для обмена трафиком между собственными распределёнными центрами обработки данных в программно-определяемую, притом OpenFlow-коммутаторы были изготовлены компанией самостоятельно.

Объём рынка программно-определяемых сетей в 2012 году составил около $200 млн, прогнозируется его рост к 2017 году до $2,1 млрд^[7].

• Руслан Смелянский. Программно-конфигурируемые сети  (неопр.). Открытые системы. СУБД, №9. Открытые системы (20 ноября 2012). Дата обращения: 3 января 2013. Архивировано 27 января 2013 года.
• Kate Greene. 10 Emerging Technologies of 2009. Software Defined Networking  (неопр.). MIT Technology Review. MIT (1 апреля 2009). Дата обращения: 3 января 2013. Архивировано 27 января 2013 года.
• Thomas A. Limoncelli. OpenFlow: A Radical New Idea in Networking // Communications of the ACM. — 2012. — Т. 55, № 8. — С. 42—47. — ISSN 0001-0782. — doi:10.1145/2240236.2240254.

Обновить статью, актуализировать данные.