Мифология SDN

Сегодня в СМИ все чаще обсуждается тема — не пришел ли конец инновациям, не утратили ли мы интереса к новым идеям на фоне того, что мировая экономика потихоньку восстанавливается? Такие вопросы обычно рождаются накануне очередного технологического прорыва — так что нас ждет впереди? Есть явные призна- ки того, что мы на пороге новой эры, когда движущей силой станет Всеобъемлющий Интернет (Internet of Everything, IoE). Действительно,  появляются  автомобили без водителей, интеллектуальные здания, экономика, основанная на приложениях, а главное — бизнес уже начинает извлекать выгоду из миллиардов соединений, делая нашу повседневную жизнь продуктивнее как в бытовом, так и в профессиональном плане. Последние двадцать лет успех бизнеса предопределялся веб-экономикой, извлекавшей выгоду из растущей базы пользователей Сети, а в предстоящее десятилетие успех будет зависеть от того, насколько мы сумеем воспользоваться возможностями, предоставляемыми IoE. По разным оценкам, частный сектор экономики может благодаря интеллектуальным сетевым соединениям получить прибыль в 14,4 трлн долл. По расчетам аналитиков, на каждое потерянное рабочее место Интернет создает два новых, и новая стадия развития Сети окажет на экономику такое же влияние, как и предыдущая.

В контексте IoE весьма интересна дискуссия, которая развернулась вокруг программно-конфигурируемых сетей (Software Defined Networking, SDN), — как обычно, в ходе дебатов возникают разночтения. Первоначальное определение SDN как логического разделения уровня управления (маршрутизация и коммутация) и уровня данных постепенно расширяется, и в результате разные люди начинают по-разному толковать один и тот же термин.

Сегодня на рынке возник ряд потребностей, привлекающих внимание к SDN. Например, операторы сетевых сервисов пытаются использовать тенденцию к виртуализации сетевых функций, чтобы увеличить гибкость сетей и получить преимущества для своего бизнеса за счет быстрого вывода на рынок новых услуг. Традиционные предприятия рассматривают SDN как возможность преодоления сложностей эксплуатации и управления ЦОД, а также как средство масштабирования их инфраструктуры.

Университеты хотят пользоваться программируемыми контроллерами для экономичного распределения сетевых ресурсов между учебными и исследовательскими задачами. Ясно одно — сегодня нет единого решения SDN, которое могло бы удовлетворить всех.

В некоторых кругах SDN воспринимается как инструмент, размывающий ценность сетевой инфраструктуры (аппаратных средств и интегральных схем). Считается, что перенос интеллектуальных сетевых функций на уровень программного обеспечения сделает аппаратные средства и процессоры менее значимыми и превратит их в информационно-технологический ширпотреб.

Попробуем развеять мифы, сложившиеся вокруг программно-конфигурируемых сетей, и очертить взгляды компании Cisco на будущее сетевых технологий.


Виртуализация СЕТИ И СЕРВЕРОВ

Уже имеющиеся в компаниях и организациях ИТ-ресурсы, как правило, не загружены полностью. Например, серверы работают лишь на 10–15% своей максималь- ной мощности, что делает весьма привлекательной их виртуализацию. Гипервизоры позволяют устанавливать на одном сервере множество операционных систем и приложений, повышая загруженность совместно потребляемых серверных ресурсов. Однако сетям недозагрузка не грозит, скорее наоборот — сеть всегда была совместно используемым ресурсом, и такие базовые технологии, как VPN, позволяют множеству пользователей работать вместе в одной и той же сетевой инфраструктуре. На практике сетевые ресурсы всегда работают с высокой загрузкой.

Современный бизнес требует от сетей не консолидации, а повышения их емкости. Более того, виртуализация серверов доводит загрузку сетевых ресурсов до максимально возможного уровня, требуя установки все новых физических портов. Виртуализация серверов создает спрос на более высокую сетевую емкость и позволяет создавать новые решения путем матриц коммутации нового поколения. В целом можно утверждать, что факторы, стимулирующие виртуализацию сетей, сильно отличаются от факторов, вызывающих виртуализацию серверов. Современный бизнес концентрирует внимание не столько на консолидации, сколько на ускоренном подключении к новым сервисам и приложениям, а также на облегчении процессов широкомасштабного выделения ресурсов, управления сетями и изменения их конфигурации в соответствии с требованиями приложений. Подход к сетям, ориентированный на потребности приложений, повышает значение слаженности инфраструктурного стека, облегчает эксплуатационные проблемы, снижает расходы и способствует оптимизации производительности при предоставлении сервисов.

РОСТ Производительности Приложений

Происходящая трансформация ИТ и Интернета заключается в переходе от веб-ориентации к ориентации на приложения. В процессе этого перехода появляются приложения новых типов, а производительность сетей становится критическим фактором. Отдельные пользователи и бизнес предъявляют к приложениям все более строгие требования. В этой ситуации оптимальная производительность может быть обеспечена только с помощью новаций на всех уровнях: аппаратном, программном, а также на уровне интегральных схем. Современной экономике, ориентированной на приложения, нужен прогресс в оборудовании и средствах повышения масштабируемости, поддержанный виртуализацией и интегральными схемами, настроенными на поддержку систем, которые обеспечивают наиболее эффективную работу того или иного приложения. Программно-конфигурируемые сети не принижают значения аппаратных инженерных решений, но увеличивают важность системного подхода, поскольку общедоступные коммерческие аппаратные средства уже не способны поддерживать необходимый уровень производительности приложений. Так или иначе, экономика, ориентированная на приложения, требует значительной перестройки существующей сегодня модели ИТ.

Поскольку гипервизоры Hyper-V, Red Hat KVM и Xen постепенно отнимают рыночную долю у соответствующих решений VMware, на этом рынке начинается процесс коммодитизации — гипервизор становится всего лишь одной из функций облачного стека. Несмотря на это, бизнес унифицированных компьютерных систем Cisco Unified Computing System за четыре года вырос до 2 млрд долл. Этот пример примечателен тем, что Cisco UCS пользуется виртуализацией и применяет гипервизоры для расширения возможностей управления. Хотя виртуализация принизила значение серверов стандартной архитектуры, она создала новую рыночную возможность, за которую в Cisco и ухватились, разработав UCS. Другими словами, возможности виртуализации серверов помогли на систем- ном уровне разработать новое решение, и это общая тенденция (рис. 1).

Из общего объема рынка SDN, составляющего 3,7 млрд долл., 58%, или около 2,1 млрд долл., приходится на долю сетевой инфраструктуры. Таким образом, в мире SDN ни маршрутизаторы, ни коммутаторы не утратят своего значения. Лишь 8,7% от общего «пирога» (около 330 млн долл.) будет приходиться на долю технологий SDN, работающих на уровне управления, то есть на долю программных контроллеров и других виртуальных оверлейных технологий, таких как наложенные или оверлейные сети, позволяющие оперативно реагировать на потребности приложения или рабочую нагрузку серверов. Истина в том, что поверх аппаратно-программной инфраструктуры будет создан рынок приложений нового поколения и сетевых ресурсов объемом в 670 млн долл. Этот рынок может дополнить бизнес, которым Cisco занимается сегодня. Кроме того, можно упомянуть о высокодоходном рынке услуг по привязке новых приложений к системной инфраструктуре. Размер этого рынка оценивается в 570 млн долл.


Цена ПРОГРАММНОГО Подхода

Теперь посмотрим на преимущества, которые, на первый взгляд, дает виртуализация серверов. Как следует из рис. 2, с начала широкомасштабной виртуализации серверов архитектуры x86 эксплуатационные расходы ЦОД выросли до непомерного уровня и стали поглощать примерно 80% ИТ-бюджета. Хотя виртуализация позволила консолидировать стандартные коммерческие серверы, быстрый рост числа виртуальных машин вызвал увеличение стоимости управления — виртуализация традиционной инфраструктуры, проводимая на уровне коммерческих серверов, себя не окупает. Нет причин для того, чтобы повторять эту ошибку и увеличивать операционную сложность других компонентов ЦОД. Вместо этого следует сдержать рост текущих расходов с помощью аппаратных и программных инноваций, сходных с теми, что были реализованы в решении Cisco UCS. Отметим, что с момента появления виртуализации объем рынка коммерческих серверов практически не вырос, однако бизнес Cisco UCS за четыре года приобрел более 20 тыс. заказчиков.

Следующим этапом в развитии сетевых технологий станет системный подход, требующий слаженной совместной работы интегральных схем, аппаратных систем и ПО. Вся инфраструктура должна стать программируемой везде, где это необходимо. Кроме того, она должна хорошо встраиваться в существующие и будущие облачные стеки, а для этого требуются централизованное управление политиками, гибкая масштабируемость приложений, а также комплексная информационная безопасность на уровне конечных пользователей. Сугубо программный подход решить эту задачу не способен.

***

Если предыдущие 20 лет нас чему-то и научили, так это тому, что каждый раз, когда нам кажется, будто Интернет исчерпал свой трансформационный потенциал, происходит какой-нибудь крупный прорыв. Инновации в SDN приведут не только к тесной интеграции аппаратных и программных средств, использующих интеллектуальные сетевые функции для выделения ресурсов, но и к более эффективному использованию приложений.

Падмашри Уорриор (nebecker@cisco.com) — главный директор Cisco по технологи- ям (Сан-Хосе, США).

«Открытые системы» (№4 за 2013 год).
"Перепечатывается с разрешения издательства "Открытые системы". Все права сохранены."

© Cisco, 2013
© Издание 12NEWS (ИП Маринин А.Л.), 2013