Der SDN-Controller im Fokus

IT-DIRECTOR: Herr Hamm, bitte definieren Sie für unsere Leser ein „Software Defined Network, SDN“.
U. Hamm: SDN ist ein Thema mit vielen Facetten und stellt sich in den verschiedenen Netzwerkdomains wie Campus, WAN oder Data Center unterschiedlich dar. So bedeutet SDN im Rechenzentrum eigentlich nur die Verwendung von Overlay-Netzwerken und Netzwerkvirtualisierung. Generell lässt sich aber sagen, dass Software Defined Networks (SDN) und das Openflow-Protokoll Ansätze sind, um die Kontroll- von der Datenebene zu trennen. Hier wird sozusagen die Kontrollebene aus den Netzwerkelementen extrahiert und in ein zentrales System, den SDN-Controller, übertragen. Dieser kann ein physischer Server, eine virtuelle Maschine oder eine Hardware-Appliance sein.

IT-DIRECTOR: Was genau sind die wichtigsten Unterschiede zwischen SDN und bisherigen, herkömmlichen IT-Infrastrukturen?
U. Hamm: Der wichtigste Unterschied ist, dass in herkömmlichen Infrastrukturen Änderungen an den Netzwerkprotokollen einzeln an den Netzwerkelementen vorgenommen werden müssen, bei SDN erfolgt dies zentral im SDN-Controller. Er definiert die Regeln, wie die Datenpakte weiterzuleiten sind. Diese Regeln werden dann vom Controller an die Netzwerkelemente weitergegeben. Hier stehen also zentrales Management, Provisionierung und Automation im Vordergrund.

IT-DIRECTOR: Welche Vorteile ergeben sich hieraus für die Anwenderunternehmen?
U. Hamm: Ein zentraler Controller ermöglicht die Steuerung und Programmierung aller Netzwerkkomponenten, um Änderungen automatisieren und orchestrieren zu können. Damit lassen sich Netzwerkressourcen besser, schneller und flexibler an geänderte Anforderungen anpassen. Zudem vereinfacht sich wesentlich das Netzwerkmanagement, da es nun zentriert von einem Punkt aus erfolgt. Dies kann aber auch ohne den „klassischen“ SDN-Ansatz und Openflow erreicht werden.

IT-DIRECTOR: Was sollten IT-Verantwortliche berücksichtigen, wenn sie von herkömmlichen Netzwerkkonzepten auf ein SDN umsteigen wollen?
U. Hamm: An erster Stelle sollte eine genaue Analyse der Anforderungen und der Ist-Situation stehen. Darüber hinaus ist zu bedenken, dass es auch zu berücksichtigende Auswirkungen auf Organisation, Prozesse und Mitarbeiterfähigkeiten gibt. Aufgrund der steigenden Anforderungen ist in Zukunft ein noch umfassenderer, pragmatischer Managementansatz für das Netzwerk nötig. Dieser muss sowohl übergeordnete Ebenen wie Netzwerkdienste und Orchestrierungen als auch untergeordnete Layer wie das Transportprotokoll umfassen. Dabei hat die flexible Architektur möglichst offen für verschiedene Szenarien zu sein, etwa das Hosten von Workloads auf physikalischen Infrastrukturen, einem Hypervisor oder einem Cloud-Service, so wie es unser Konzept Cisco One (Open Network Environment) bietet, als Architektur für die verschiedenen Netzwerkdomains wie Campus, WAN und Data Center.

IT-DIRECTOR: Mit welchen Aufwänden (z.B. Hard- bzw. Softwareanschaffungen, Zeit, Ausbildung) ist der Aufbau eines SDN verbunden?
U. Hamm: Dies hängt stark davon ab, wie das bestehende Netzwerk aussieht, wie die Anforderungen an die neue Infrastruktur sind und welche Lösung künftig eingesetzt werden soll. Unser Konzept Cisco One umfasst bereits Programmierschnittstellen (APIs), Controller und Agenten sowie Overlay-Netzwerke, die sich relativ einfach aus einer Hand einführen lassen. Es bietet sich aber an, in einzelnen Schritten vorzugehen, zum Beispiel zuerst in Richtung einer Monitoring-Anwendung, um Erfahrung zu sammeln, bevor eine „aktive“ Beeinflussung implementiert wird. Einen Schritt zu noch höherer Flexibilität ermöglicht unsere neue, komplett anwendungszentrierte Application Centric Infrastructure (ACI) für die Data-Center-Netzwerkinfrastruktur, die die Anwendungen konsequent in den Mittelpunkt stellt sowie eine bislang nicht vorhandene Flexibilität und Visibilität für Anwendungen auf der Netzwerkinfrastruktur bietet.

IT-DIRECTOR: Wie lassen sich Systembausteine verschiedener Hersteller in einem SDN nutzen? Inwieweit ist das überhaupt sinnvoll?
U. Hamm: Auch dies hängt vor allem von der neu eingesetzten Lösung ab. Zum Beispiel verwandelt unsere ACI das Netzwerk in eine Plattform, über die sich jede beliebige IT-Anwendung On demand bereitstellen lässt. Zugleich integriert ACI die physikalischen und virtualisierten Serverinfrastrukturen gleichermaßen und ist auch in alle gängigen Hypervisors integrierbar, wodurch sich einheitliches und vereinfachtes Management sowie reduzierte Komplexität ergeben. Der Schlüssel dafür sind offene standardbasierte Schnittstellen, die eine Integration ermöglichen.

IT-DIRECTOR: Welche Standards spielen im SDN-Umfeld eine Rolle? Wie ist es generell um Offenheit und Interoperabilität bestellt?
U. Hamm: Ein Standard ist Openflow, an dem auch Cisco aktiv mitarbeitet und der von der Open Networking Foundation (ONF) überwacht wird. VXLAN als Overlay-Technologie spielt ebenfalls eine wichtige Rolle, insbesondere in Data Center-Umgebungen. Wir arbeiten natürlich auch in anderen Standardgremien wie IETF mit und sind auch im Industriekonsortium Open Daylight stark engagiert. Open Daylight stellt eine Open Source Platform für einen SDN-Controller bereit und legt besonderen Fokus auf offene Schnittstellen. Die Basis des Open-Daylight-Controllers ist der Cisco-XNC-Controller.

IT-DIRECTOR: Wie können SDN-Umgebungen sicher gemacht werden? Auf welche Sicherheitslücken sollte man besonders achten?
U. Hamm: Bislang wird SDN meist nur in einzelnen Teilbereichen und nicht in produktiven Systemen eingesetzt, daher spielen die Themen Security und Ausfallsicherheit noch eine untergeordnete Rolle. Sobald SDN aber in größerem Rahmen, in produktiven oder sensiblen Strukturen genutzt werden soll, sind diese entsprechend abzusichern, insbesondere das Herzstück zur Funktionsfähigkeit, der SDN-Controller. Einerseits ist der Zugriff darauf über strenge Authentifizierung und Identifizierung zu regeln, andererseits eine Redundanz einzuführen, die einen Totalausfall der Controllerfunktion verhindert.

IT-DIRECTOR: Worauf gilt es, bei Konfigurationen und Aktualisierungen im SDN besonders zu achten?
U. Hamm: Die verschiedenen Netzwerkdomänen wie Campus, WAN und Data Center haben unterschiedliche Anforderungen und Herausforderungen, damit gibt es auch nicht die eine Lösung für alle Domains. Neben der Analyse und Priorisierung der Anforderungen sind somit auch die jeweils spezifischen Prozesse und Organisationen in alle Überlegungen einzubeziehen. Das erst vor kurzem eingeführte Application-Policy-Infrastructure-Controller-Enterprise-Modul (Apic) erweitert die ACI-Lösungen über das Rechenzentrum hinaus auf WAN- und Campus-(LAN-)Netzwerke, so automatisiert es Netzwerk- und Policy-Konfigurationen, vereinfacht damit den Betrieb und ermöglicht eine vollständige Transparenz der Netzwerke.