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SDN
SDN 軟體定義網路

目前日常生活常見的網路架構大致上都是遵照 DoD 或 OSI 模型, 這種分層概念屬於一種分散式架構, 各階層的軟體或硬體各司其職、分工合作, 讓網路得以順利運作。然而隨著網路技術的發展, 各種網路應用與服務越來越多元, 這樣壁壘分明的架構也造成一些問題。

傳統網路架構的不便

首先越來越多各式各樣的網路應用, 紛紛採用不同的網路協定, 資料傳輸過程必須反覆進行封包判讀、解析的動作, 造成資料流量和複雜度都大幅增加, 導致網路傳輸效率不彰。再者, 各個設備雖然都可完成每一層的任務, 但如何完成任務就由廠商自行設計, 使用者若需要做任何傳輸機制的調整, 就得學習各種不同的操作設定環境。最後, 傳統網路架構仰賴著網路硬體設備的架設, 要更換網路架構就得大費周章更動硬體線路或設定, 使用上缺乏彈性。

SDN 的特性

SDN 是 Software Defined Network (軟體定義網路) 的縮寫, 顧名思義, 就是透過軟體來決定網路架構。SDN 最大的突破就是將以往各種網路設備的操控介面獨立出來, 所有網路設備支援標準的控制指令或協定, 由 SDN 控制器統一管理, 而每個網路設備就單純負責資料的傳輸。由於 SDN 能有效掌控所有設備, 自然清楚整個網路傳輸的狀況, 可以規劃出最好的傳輸路徑;使用者若有需要, 也能直接對 SDN 控制器下命令。在 SDN 網路中, 對應 OSI 模型的第 2 層到第 7 層, 都在 SDN 控制器的管理範圍, 使用者甚至可以彈性調整整個網路架構。正因如此, 已有不少大型企業陸續更換其網路機房的設備, 最有名的例子就是 Google 於 2012 年 4 月公開其資料中心的機房設備, 宣稱已全面導入 SDN 架構。



在 Google Maps 上就可以看到 Google 在美國的資料中心機房


SDN 大致可區分為 3 層架構

從上圖可以大致了解 SDN 運作機制, 但要特別說明一點, SDN 的分層和 OSI 網路模型分層的意義不同, 實際上 SDN 並未更動原有 OSI 網路架構, 而只是重新定義原有網路架構的資料傳輸方式, 藉此來提升網路的傳輸效率和彈性。

SDN 的發展現況

由於目前 SDN 相關的傳輸溝通標準尚未底定, 雖然最早推出的 OpenFlow 具備開放式的架構, 獲得普遍的支持, 但其他網路設備大廠也推出其他不同的協定, 還待未來凝聚共識。此外支援 SDN 的設備也還未普及、價格仍高, 而且要管理 SDN 網路需要一定基礎的技術能力, 對於多數使用者來說並不適合, 只有大型資料中心或大型雲端服務機房才有此需求, 多數網路環境仍然以現有網路架構較為適合。

本文節錄自最新網路概論 第14 版


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