Nyílt gondolkodású hálózatok

Alapvetően megváltoztatja a hálózatok, így az internet működését is, ha elterjednek az úgynevezett szoftverdefiniált hálózatok. A Google már hisz a technológiában.

Azt hihetnénk, hogy kiválóan működnek az ip alapú hálózatok, így az internet is. Hiszen mi sem lehet ennél egyszerűbb: Budapesten beírunk a böngészőbe egy webcímet, és néhány másodpercen belül már meg is jelenik a monitorunkon az adat, amit egy szegedi, angliai vagy éppen amerikai szerver tárol. Ugyanígy, az emailek is mindig (na jó, majdnem mindig…) megtalálják a címzettjeiket: a hálózati kapcsolók és útválasztók világméretű rendszere teszi a dolgát.

Utak és választások

A valóság persze nem ennyire rózsás. Az internetes forgalomirányítást végző útválasztók ugyan legjobb tudásuk szerint, ám önállóan hozzák meg a döntéseket, ami az egész képet tekintve nem mindig jelent optimális választást. A Wired magazin hasonlata szerint a jelenlegi infrastruktúrában az útválasztók olyanok, mint a nagyvárosi taxik. Mindegyik tudja, hova akarja eljuttatni utasát és ismeri a lehetséges útvonalakat is. Ha az egyik út le van zárva vagy dugó alakult ki, saját döntése alapján kiválaszt egy másikat, egy jobban járhatót, amely azonban hosszabb is lehet. Ha ott is besűrűsödik a forgalom, vagy elered az eső, lassabban tud haladni. Vagyis előbb-utóbb az utas eljut a céljához, de nagy összegben nem érdemes fogadni az érkezés pontos idejére.

Most képzeljünk el egy olyan várost, ahol a taxik nem maguk döntenek a követendő útvonalról. Mindegyik egy központi szolgálatnak jelenti be, hogy éppen hol van és hova kellene eljutnia; a központ ráadásul tökéletesen tisztában van a forgalmi és időjárási helyzettel is. Ilyen esetben nincs szükség a taxisofőrök önálló, esetleges és csak a közvetlen környezetük ismeretében meghozott döntéseire. A központi szolgálat tudja, mely utcák nem járhatók, hol sűrű a forgalom és merre vezet a leggyorsabb útvonal a kívánt célhoz, majd ezzel a tudással felvértezve irányítja a taxikat; esetleg még arról is dönthet, hogy bizonyos útvonalakat hagyjanak szabadon, mert éppen arra megy a tűzoltóság. Így aztán mindenki tudni fogja, hogy mikorra fog odaérni a céljához.

Az ilyen, központilag irányított rendszer az úgynevezett szoftverdefiniált hálózat (sdn). Többféle megvalósítási formája is létezhet, de a legnagyobb gyártók már felsorakoztak a nyílt, OpenFlow nevű szabvány mögé, és tagjai lettek a szabvánnyal kapcsolatos munkákat koordináló Open Networking Foundationnek (az ONF-nek).

Együtt vagy külön?

Ahhoz, hogy megérthessük a különbséget a hagyományos és a szoftverdefiniált hálózat, illetve az ezekben működő eszközök között, egy kicsit bele kell pillantani ezen hálózati eszközök működésébe.

Egy mai hálózati kapcsoló vagy útválasztó két logikai részegységből épül fel. Az egyik az úgynevezett data vagy forwarding plane (adat- vagy továbbító panel – valaha külön áramköri panel volt, a nevük fennmaradt – a szerk.) az adatok továbbításáért felel, tehát kiszámolja és nyilvántartja a lehetséges útvonalak hozzá közel eső szakaszait. Nem kell ismerni a célállomásig terjedő teljes útvonalat: éppen elég, ha tudja, hogy egy New Yorkba vagy Hongkongba induló adatcsomagot merre indítson útnak; a továbbküldésről majd a soron következő útválasztó gondoskodik, a saját információi alapján. A másik komponens – a control plane, vezérlő panel – a hálózati intelligenciát biztosítja: egyrészt ez tölti fel információval a data plane-t, másrészt ez határozza meg például, hogy az egyes forgalomtípusok milyen prioritást kapjanak, milyen biztonsági eljárásokat alkalmazzanak rájuk, és így tovább.

A mai hálózati eszközök mindkét komponenst tartalmazzák, egymástól (és az alapul szolgáló hardvertől) elválaszthatatlanul. Ennek következményei sokrétűek: a kétféle feladat menedzsmentje összefonódik az eszközön belül; az egyes gyártók termékei saját operációs rendszerrel, konfigurációs és felügyeleti szoftverekkel rendelkeznek, miáltal a vegyes infrastruktúrák kialakítása szinte megoldhatatlan.

A szoftverdefiniált hálózatban viszont elválik egymástól az adattovábbító és a vezérlő komponens. Előbbi továbbra is megmarad a hálózati eszközön, utóbbit viszont „hátraviszik”, és egy erre a célra fenntartott szerveren valósítják meg. Ez a szerver a „lebutított” hálózati eszközök vezérlését és felügyeletét egy nyílt felületen keresztül végzi – ez a felület lehet például az OpenFlow. Az egyetemi kutatásként indult projekt egyre nagyobb érdeklődés tárgya, és sokak szerint a hálózatok következő generációját jelenti.

Új lehetőségek

Nem véletlen a felhasználói érdeklődés, és a nyomában járó gyártói támogatás. A két komponens elválasztásának számos előnye közül a legnyilvánvalóbb, hogy így többféle gyártó különféle hálózati eszközeit lehet központilag konfigurálni és menedzselni. (Mind több gyártó kínálatában jelennek meg OpenFlow-kompatibilis eszközök.) Nem kell többé az egyes eszközök beállításával bajlódni: az egyszer beállított szabályok minden eszközre automatikusan felkerülnek, a szakemberek pedig több időt fordíthatnak a magasabb szintű üzleti szabályok megalkotására, az adatforgalom jellegének beállítására.

Ezeket a vezérlési funkciókat könnyebben lehet frissíteni, módosítani, miközben a forgalomtovábbító eszközök változatlanok maradhatnak. A rendszergazdák igény szerint hozhatnak létre zárt útvonalakat a késleltetésre érzékeny hang- és videoforgalomnak; szoftveresen lehet összekapcsolni fizikai kapcsolatokat, hogy kiszolgálják az időlegesen megnövekvő adatforgalmi igényeket. A központosított vezérlés révén ráadásul az egész hálózatról teljesebb képet kaphatnak az üzemeltetők, hogy nagyobb rugalmassággal és hatékonysággal irányíthassák hálózatukat (lásd a keretet). Új utakat nyit meg az elválasztás a hálózat virtualizációja terén is, mert a vezérlési és adattovábbítási kapacitások egymástól függetlenül kezelhetők és méretezhetők.

Schopp Attila