Software Defined Networking. und seine Anwendbarkeit für die Steuerung von Videodaten im Internet

Transkript

1 und seine Anwendbarkeit für die Steuerung von Videodaten im Internet FACHBEREICH FB5 Stefan Königs ISE Seminar

2 Agenda o Einführung o Software Defined Networking o Ansatz/Prinzip o o Vergleich OpenFlow mit bisherigen Verfahren o Nutzen / Anwendbarkeit / evtl. Probleme o Ausblick o Bezug zur Steuerung von Videodaten im Internet

3 Einführung ein Ansatz für Netzwerkstrukturen entwickelt über 6 Jahre von Die ONF ist ein non-profit-konsortium (Gründung März 2011) Gründerfirmen

4 Einführung (normales Netzwerk ohne SDN)

5 Einführung (normales Netzwerk ohne SDN)

6 Der Ansatz Ziel: Das Verhalten des Netzwerks an die jeweilige Netzwerk-Situation anzupassen (Flows) und die Konfiguration zu vereinfachen APPLICATION LAYER Business Applications Business Applications Business Applications API API API CONTROL LAYER SDN Control Software Network Services Network Services Network Services INFRASTRUCTURE LAYER Network Device Network Device Control Data Plane interface (e.g., OpenFlow) Network Device Network Device Network Device

7 OpenFlow Protokoll OpenFlow realisiert den SDN-Ansatz: CONTROL LAYER kennt Netzwerktopologie kann Flowtable Einträge ändern OpenFlow Controller OpenFlow Protocol (SSL) INFRASTRUCTURE LAYER Flowtables Secure Channel (OpenFlow) Openflow-fähiger Switch

8 Arbeitsweise OpenFlow INFRASTRUCTURE LAYER Openflow-fähiger Switch Packet IN Flow-Table Packet OUT Flow-Table besteht aus einem Match Field (Bedingung) einem Counter Field (wie oft ist diese Bedingung erfüllt worden) einem Instructions (was muss getan werden?) (Erweiterung der Forwarding Tabellen)

9 Arbeitsweise OpenFlow INFRASTRUCTURE LAYER Openflow-fähiger Switch Packet IN Flow-Table Packet OUT Was soll ich mit dem Paket tun? Weiterleiten an 00-FF-AE Port 4 CONTROL LAYER OpenFlow Controller

10 Arbeitsweise Layer-2-Switch INFRASTRUCTURE LAYER Packet IN Layer-2-Switch Forwarding-Tabelle Packet OUT INFRASTRUCTURE LAYER Packet IN Layer-2-Switch Forwarding-Tabelle Broadcast Packet OUT Packet OUT Packet OUT Packet OUT

11 Zusammenfassung SDN / OpenFlow SDN: bietet zentrale Steuerung des Netzwerks schnellere Reaktion auf Veränderungen im Netzwerkverkehr möglich Applikationen können im Netzwerk agieren OpenFlow: offener Standard herstellerunabhängig besteht aus Controller und angeschlossenen Netzwerkgeräten (Verbindung mittels SSL- Channel) dynamische Änderungen von Flow-Table-Einträgen Nur ein Controller wird pro Network Device

12 FlowVisor In der Praxis möchte man häufig die Steuerungslogik auf mehrere Controller verteilen: Single Point of Failure Bottleneck Controller 1 Controller 2 Controller 3 FlowVisor Translation Forwarding Resource Allocation Policy Slice Policy C1 Slice Policy C2 Slice Policy C3 INFRASTRUCTURE LAYER

13 Anwendung / Nutzen Möglichkeit zum Testen von neuen Netzwerkalgorithmen vereinfacht herstellunabhängig (d.h. Hersteller müssen diese nicht selber implementieren sondern können mittels OpenFlow verbreitet werden) Test neuer Netzwerkalgorithmen mit realen Traffic und Netzwerkgrößen möglich Die offene Schnittstelle bietet Drittanbietern die Möglichkeit Produkte für OpenFlow-Komponenten zu entwickeln (Firewalls / IDS / Load Balancer)

14 evtl. Probleme Verschiedene Veröffentlichungen weisen auf evtl. Performance Probleme aufgrund der Kommunikation zwischen Netzwerk-Devices und Controllern hin. Bugs in der Controller-Software können zum kompletten Ausfall des Netzwerks führen Anfragen wie ARP, DNS und LLDP sind langsamer Traffic steigt um ca. 3-4% durch die Kommunikation zum OpenFlow- Controller Das größte Netzwerk-Setup, dass von Stanfort implementiert und produktiv genutzt wird erreicht ca. 500 Flows pro Sekunde (nicht viel)

15 Ausblick (Möglichkeiten) Normaler Traffic kritischer Traffic

16 Ausblick Google und Microsoft hat ein DataCenter komplett auf SDN umgestellt HP bietet hybride-systeme an sowohl herkömmliches Netzwerkprotokoll unterstützt als auch OpenFlow Microsoft bietet mit Windows Server 2012 mit SDN Unterstützung an

17 Bezug zur Steuerung von Videodaten im Internet Ein Video mit 2 unterschiedlichen Qualitätsstufen soll neben dem normalen Traffic übertragen werden. Lösung mit OpenFlow (SDN): Klassifizierung der Datenströme Basic Video (verlustfrei) Enhanced Video (verlustbehaftet) Normaler Traffic (best-effort)

18 Bezug zur Steuerung von Videodaten im Internet Video Basic Video Enhanced Normaler Traffic

19 The End.Danke für Ihre Aufmerksamkeit. connection terminated

20 FH Aachen Fachbereich 5 ISE Seminar bei Prof. Dr. Frank Hartung Stefan Königs Ackerstraße Herzogenrath