Software Defined Networks

EEL879 - Redes II - UFRJ 2016.2

Aplicações

O uso de SDNs vem atraindo cada vez mais investimentos de empresas que buscam diminuir custos com implantação e manutenção de redes e aumentar a qualidade da sua infraestrutura e dos seus serviços. Com esses objetivos definidos, algumas aplicações vêm surgindo ao longo do tempo:

SDMN - Software-defined Mobile Network

A Rede Móvel Definida por Software é uma abordagem que aplica nas redes móveis atuais os conceitos das SDNs com o intuito de melhorar a qualidade do serviço que hoje é prestado pelas operadoras. A infraestrutura atual da rede é baseada em hardware especializado, como antenas e comutadores, muitas vezes fabricados por empresas especializadas, criando uma certa dependência entre as prestadoras de serviço e os fornecedores de hardware.

Como SDNs utilizam hardware de computadores comuns, os custos com manutenção e produção dessas redes cairia bastante, barateando assim o preço do serviço para o consumidor. Além disso, essa abordagem de definição por software facilita muito a implementação de inovações.

Um exemplo é a transição das redes 2G/3G para a 4G no Brasil. Se as redes já possuíssem a arquitetura das SDNs, essa mudança seria muito mais rápida por não envolver a instalação de novas antenas nem alterações na infraestrutura física da rede, seria apenas definido no software, agilizando a expansão da nova tecnologia.

SD-WAN e SD-LAN

A SD-WAN é a aplicação dos conceitos das SDNs em redes geograficamente distantes, e utiliza a característica principal desse novo conceito (a separação da camada de controle da camada de hardware) para simplificar o gerenciamento dessas redes. Essa tecnologia tem sido utilizada por companhias para para interligar filiais ou data-centers através de redes de alto desempenho com baixo custo.

Com a separação das camadas de controle e hardware, equipamentos especializados e caros (como MPLS - Comutação de Rótulos Multiprotocolo) e links dedicados de conexão vêm sendo substituídos pela tecnologia de virtualização, computação na nuvem e conexão via Internet banda larga.

Já nas LANs, o uso de SDN tem como objetivo facilitar e centralizar o gerenciamento das redes cabeada e sem-fio, principalmente com o aumento das políticas de BYOD (Bring Your Own Device - Traga Seu Próprio Dispositivo) em empresas de todos os portes, simplificando, por exemplo, a criação e o gerenciamento de políticas de segurança para esses dispositivos.

SDN em Data-Centers

O uso de SDNs em data-centers também vem sendo muito estudado devido a alta programabilidade que o controlador centralizado oferece. Com essa arquitetura, todo o cálculo das rotas dentro do data-center é feito por software na máquina controladora, e qualquer mudança necessária é feita rapidamente sem a necessidade de alterações na camada física da rede. Esse aspecto facilita, por exemplo, a virtualização de redes.

SDN e QoS

Há ainda o uso das SDNs para garantir Qualidade de Serviço (QoS) em redes de computadores. Um exemplo dessa aplicação é o QFlow, um sistema que utiliza o paradigma das Redes Definidas por Software (SDN) para garantir o isolamento de recursos e qualidade de serviço para redes virtualizadas. Esse sistema possui arquitetura baseada no XenFlow, que utiliza máquinas virtuais Xen para implementar o plano de controle e a API do OpenFlow para o encaminhamento de pacotes (plano de dados).

O QFlow utiliza filas de encaminhamento associadas a cada roteador virtual, para garantir o isolamento dos recursos de cada rede virtual. Já para garantir a Qualidade de Serviço (QoS), são utilizadas filas na matriz de encaminhamento OpenFlow associadas às máquinas virtuais com os limites de banda superior e inferior bem definidos, garantindo a qualidade do serviço oferecido.