SDN: Was macht eigentlich Big Switch Networks?

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Im Zuge der SDN-Welle gibt es nicht nur etablierte Hersteller, die ihre Positionen formulieren, sondern auch ganz neue, die dem einen oder anderen Leser vielleicht nicht so geläufig sind. Darum wollen wir sie und ihre Produkte bzw. Strategien in loser Folge vorstellen. In diesem Artikel beginnen wir mit Big Switch Networks.

Big Switch Networks bezeichnet sich selbst als den führenden Plattform-unabhängigen SDN-Anbieter. Das mag sogar stimmen, es gibt ja noch nicht viele andere. Konstruktiver Kern ist eine Open SDN-Architektur, deren zentrales Element ein Big Network Controller ist, der ein gemeinschaftliches Datenmodell und eine Regel-Abstraktion für alle Network Fabric Elemente liefert. Nach Angaben des Herstellers liefern diese Art von Abstraktion und der Controller Industrie-Standards und offene APIs. Der Controller soll dabei einen breiten Bereich von Anwendungsunterstützung einschließlich der Netzwerk-Virtualisierung bieten.

Open SDN basiert aus einer dreilagigen Architektur, siehe Bild 1

  • Anwendungsebene mit dem „Northbound API“ für Anwendungsentwicklungen
  • Control Plane mit dem Big Network Controller
  • Data Plane mit einer Dataplane Schnittstelle, aktuell ist das Open Flow

Die „Northbound APIs“ sind die Schnittstelle zwischen den Software-Modulen der Controller-Plattform und den SDN-Anwendungen, die auf dieser Plattform laufen. Diese Schnittstellen werden veröffentlicht und stehen neben Kunden und Partnern auch der Open Source Community für ihre Entwicklungen zur Verfügung.

Im Zentrum der Architektur sitzt ein zentraler Controller namens „Floodlight“. Dieser ist API-konsistent zum kommerziellen Big Switch Big Network Controller. Für Floodlight geschriebene Anwendungen laufen auch auf dem Big Network Controller. Floodlight wird unter Apache Version 2.0 distribuiert.

Für die „Southbound“-Schnittstellen verlässt sich Big Networks auf Standard-Schnittstellen für die Kommunikation zwischen den Hardware-Einrichtungen der Data Plane einschließlich physikalischer und virtueller Switches und der Controller-Schicht. Obwohl sich der Schwerpunkt der Entwicklungen von Big Switch Networks bisher im OpenFlow-Umfeld bewegt hat, ist die Konstruktion auch durchaus offen für andere Kommunikationsprotokolle dieser Art.

Was am Modell von Big Switch Networks sofort als Unterschied zu anderen Architekturdefinitionen im OpenFlow Umfeld auffällt, ist die Einbindung der virtuellen Switches, wie sie im Umfeld der Virtualisierung vorkommen und der physikalischen Switches auf einer gleichberechtigten Position. Physikalische Switch ASICs, die OpenFlow unterstützen wollen, benötigen eine entsprechende Erweiterung, um die durch die Flows definierten Kommandos umzusetzen. Das Gleiche gilt für die virtuellen Softswitches. Der Microsoft Hyper-V Extensible Switch besitzt z.B. die Möglichkeit, Regeln von extern geschriebenen Steuerprogrammen zu implementieren. Und genau das wird in diesem Zusammenhang benötigt. Und auch die aktuellen Erweiterungen des Cisco 1000v stehen in einem derartigen Zusammenhang.

Der Big Network Controller ist die Netzwerk-Anwendungsplattform für das Open Software Defined Network und stellt die konzentrierte Intelligenz für die Netzwerk-Steuerung dar. Nach Angaben des Herstellers hat er eine „Enterprise Class“-Skalierbarkeit (was auch immer das bedeuten soll), Hochverfügbarkeit und bietet eine Plattform für die Realisierung eines weiten Bereichs von Netzwerk-Anwendungen einschließlich der Virtualisierung des RZ-Netzes.

Der Big Virtual Switch ist eine Anwendung für die Virtualisierung im RZ-Netz und läuft auf dem Big Network Controller. Der Big Virtual Switch kreiert Virtuelle Netzwerk-Segmente für dynamische Workloads. Big Virtual Switch ermöglicht es den Kunden nach Angaben der Herstellers, dramatisches Wachstum in Automation und Agilität zu erreichen und gleichzeitig die Betriebskosten in einem RZ durch die Verdichtung der Virtuellen Maschinen deutlich zu senken. Die Behinderung der Agilität durch konservative Netzwerkstrukturen ist nachweislich ein erheblicher Kostentreiber.

Big Switch Networks geht in seinen Präsentationen einer spannenden Frage nach, nämlich dem möglichen Mischbetrieb aus Komponenten, die eine Schnittstelle wie OpenFlow unterstützen und solchen, die das nicht machen. Offensichtlich sieht der Hersteller bereits einen Vorteil darin, wenn man wenigstens die vSwitches mit einem Protokoll wie OpenFlow steuern kann. In der Tat ist es ja so, dass dieser Punkt vor allem vor dem Hintergrund der Migration die meisten Probleme bereitet. Big Switch Networks sagt nichts über die tatsächlich erreichbare Leistung aus, aber die Idee ist interessant.

Auch VMware geht mit VXLAN den Weg, einfach durch bestehende Netzwerk-Infrastrukturen zu tunneln. Das Tunneln hat aber auch erhebliche Nachteile, die wir an anderer Stelle diskutieren. Natürlich unterstützt der Big Virtual Switch auch eine ganzheitliche OpenFlow-Lösung.

In der Realität wird es aber in den nächsten Jahren häufig zu der Situation kommen, dass ein Teil der einfacheren Switches, z.B. ältere ToR-Switches, ein Protokoll wie OpenFlow unterstützen und andere dies nicht tun. Dennoch möchte man eine ganzheitliche Steuerung erzielen. Auch in einem solchen Szenario soll es möglich sein, die Steuerungsintelligenz i.w. durch die Nutzung der Möglichkeiten der vSwitches herbeizuführen.

Big Tap ist eine vereinheitlichte Netzwerk-Monitoring Anwendung, die auf dem Big Virtual Switch läuft. Big Tap liefert den Netzwerkadministratoren eine kontinuierliche und nach Angaben des Herstellers allgegenwärtige Sicht auf das Netz für eine effektive und kostengünstige Netzüberwachung. Big Tap bietet Monitoring des gesamten Open SDN-Umfeldes einschließlich Sicherheits- und Monitoring-Tools sowie Network Packet Brokern. Man kann jederzeit uneingeschränkt den gesamten Anwendungsverkehr beobachten und den richtigen Traffic zur richtigen Zeit mit dem richtigen Tool bearbeiten, ohne zusätzliche Aggregations Appliances oder gar die manuelle Konfiguration von Switch Port Analyse Ports oder Taps zu benötigen. Eine Anwendung wie Big Tap gehört sicherlich zu den ersten Anwendungen, die man in einem SDN-Netz installiert.

Big Switch unterstützt eine Reihe von Open Source Projekten, dazu zählen:

  • Floodlight, ein Java-basierter SDN Controller, der von der weltgrößten Community für die Entwicklung von SDN-Controllern getestet und unterstützt wird.Auch OpenStack Entwickler können Floodlight in ihren Stack integrieren. Zu den Herstellern und Big Playern, die den Controller und seine APIs ausprobieren, gehören u.a. Arista, Brocade, Citrix, Dell, Extreme Networks, Fujitsu, Google, HO, IBM, Intel, Juniper Networks und Microsoft.
  • Indigo, ein Open Source Projekt, welches Hersteller bei der Implementierung von OpenFlow auf virtuellen und physikalischen Switches unterstützt.
  • OFTest, eine Testumgebung für OpenFlow Compliance Tests und unterstützt bisher die OpenFlow Versionen 1.0, 1.1 und 1.2

Eine stets aktuelle reichhaltige Informationsquelle für aktuelle Projekte und Entwicklungen ist www.openflowhub.org

Insgesamt kann man festhalten, dass Big Switch Networks eine einerseits zunächst relativ vollständige und andererseits für zukünftige Entwicklungen sehr flexible Strategie entwickelt hat. So lange die überwiegende Zahl der aktuellen Entwicklungen auf OpenFlow basiert, wird das eben verfolgt. Die Konstruktion lässt aber auch jederzeit den Wechsel auf ein anderes Treiberprotokoll zu. Die gleichartige Behandlung von physikalischen und virtuellen Switches ist ein sehr interessanter Ansatz. Er könnte in der Praxis höchstens bei Engpässen in der Bearbeitungs-Performance stottern.

Es ist interessant, dass nicht nur verschiedene DV- und Netzwerk-Hersteller, wie Arista, Brocade, Broadcom, Citrix, Mellanox, Dell, Juniper Networks , radware und Microsoft sondern auch bekannte Analysten wie Gartner, Infonetics Research oder Lippis den Ansatz von Big Switch Networks begrüßen und für vielversprechend halten und sogar Finanz- und Industrie-Analysten wie Fidelity, Goldman Sachs, ACG Research, Ashton, Metzeler & Ass. und Doyle Research in diesen Chor einstimmen.

Würde ich jetzt etwas einwenden, würde ich an dieser Stelle einfach überstimmt. Und tatsächlich, bis auf die alle Controller-basierten Strukturen bedrohenden möglichen Leistungsengpässe, die weniger den Architekturen, sondern eher dem Geiz des Betreibers bei der Anschaffung einer entsprechenden Hardware-Plattform anzulasten ist, finde auch ich nichts zum Meckern. Ganz im Gegenteil: abgesehen von den Unsicherheiten, die ein Startup immer begleiten, ist der Big Network Controller eine ernstzunehmende und wichtige technologische Entwicklung. In Verbindung mit dem Big Switch bildet er das erste Software-Paket, welches die Konfiguration eines Multivendor-Netzes ohne MPLS oder gar ein Overlay-Protokoll wie VXLAN ermöglicht.

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