Сегодняшний краткий обзор относится к инновациям в сфере маршрутизации. Оценка этого процесса в IP-сетях позволяет лучше представить архитектурный сдвиг, предлагаемый SDN (См. ранее).
Различают внутреннюю (по отношению к сети) и внешнюю, или межсетевую маршрутизацию.
Эти две системы используют различные протоколы, например, для внутренней маршрутизации широко используется протокол OSPF (протокол динамической маршрутизации, основанный на технологии отслеживания состояния канала и использующий для нахождения кратчайшего пути алгоритм Дейкстры), а стандартом межсетевой маршрутизации является BGP (основной динамический протокол маршрутизации в Интернете). Ключевым элементом сетевой инфраструктуры является маршрутизатор, который выполняет две функции: маршрутизацию и пересылку пакетов с одного интерфейса на другой. Хотя иногда под маршрутизацией понимают обе функции, на самом деле они существенно различаются.
В алгоритмическом плане пересылка пакетов достаточно проста, и основной задачей является производительность. Отправителями и получателями пакетов являются интерфейсы маршрутизатора, а определение адресата осуществляется с помощью т.н. таблицы передачи — FIB.
Рассмотрим подробнее современную технологию Fibbing, которая обеспечивает прямой контроль над таблицей передачи маршрутизаторов с помощью входа протокола распределенной маршрутизации.
Fibbing опирается на традиционные протоколы, такие как OSPF, где маршрутизаторы вычисляют кратчайшие пути. Fibbing управляет маршрутизаторами, устраняя необходимость настраивать их.
Данная техника обеспечивает работу маршрутизаторов по вычислению основных записей переадресации, представляя их с тщательно выстроенной дополненной топологией, включающей поддельные узлы (предоставляющие поддельные конечные адреса) и поддельные ссылки (с фальшивыми значениями). В сущности, Fibbing инвертирует функцию маршрутизации: с учетом записей переадресации (желаемого результата) и протокола маршрутизации (функции), Fibbing автоматически преобразует в вычислительный вид сообщения маршрутизации для отправки на маршрутизатор.
Fibbing выразительна и может направить потоки в любом направлении. Иными словами, она может осуществлять полный контроль; по этой причине, Fibbing охотно поддерживает передовые приложения для переадресации, такие как:
- технические средства регулирования трафика,
- балансировку нагрузки,
- быстрое переключение в случае сбоев,
- управление трафиком.
Опираясь на протоколы маршрутизации, Fibbing не поддерживает мелкодетализированную маршрутизацию и политики переадресации, такие как установка соответствия номеров портов. При этом такая политика может легко поддерживаться с помощью Мiddleboxes.
Шкалы Fibbing устойчивы к сбоям. Предоставление неверных данных маршрутизаторам является мощным, но сложным средством. Действительно, Fibbing должен быть быстрым в преобразовании в вычислительный вид дополненных топологий для избежания сбоев сети. В то же время, технологии Fibbing необходимо вычислять небольшие дополненные топологии, поскольку маршрутизаторы имеют ограниченные ресурсы. Наконец, Fibbing должна быть надежной и корректно обрабатывать ошибки контроллера.
Fibbing отличается от предыдущих подходов, которые опираются на протоколы маршрутизации для программных маршрутизаторов. Предыдущие подходы, такие как платформа управления маршрутизацией, опираются на протокол BGP, используемого в качестве SDN-протокола для установления правил переадресации для каждого префикса пункта назначения каждого маршрутизатора. Fibbing, в отличие от них, использует реализацию протокола маршрутизации на маршрутизаторах. Таким образом, Fibbing может адаптировать схему переадресации нескольких маршрутизаторов одновременно, допуская вычисление записей таблицы переадресации и выдачу их за собственные. То есть, в то время как контроллер вычисляет записи маршрутизации централизованно, схема переадресации все еще вычисляется в распределенном режиме.
Fibbing работает на существующих маршрутизаторах. Реальный прототип Fibbing уже используется для программирования реальных маршрутизаторов (Cisco и Juniper). Эти маршрутизаторы могут установить сотни тысяч записей переадресации со средним временем установки менее 1 мс на запись. Это обеспечивает гораздо большие функциональные масштабы, чем традиционные маршрутизаторы SDN, не требуя развертывания нового оборудования и действий контроллера для каждого устройства. Это также означает, что Fibbing может реализовать последние версии SDN, такие как Google В4 и Microsoft SWAN — поверх существующих сетей. Не замыкаясь на конкретных случаях (например, инжиниринге трафика), мы описываем пользу Fibbing для различных высокоуровневых подходов.
Fibbing обеспечивает следующие преимущества:
• Абстракция: Fibbing показывает, как выразить и реализовать высокоуровневые требования к переадресации с использованием распределенный протокол,
• Алгоритмы: Fibbing предлагает новые эффективные алгоритмы для вычисления компактных топологий,
• Реализация: Fibbing может быть уже сегодня реализована с продукцией компаний Cisco и Juniper,
• Оценка: контроллер Fibbing быстро генерирует небольшие дополненные топологии, вызывающие минимальную нагрузку для маршрутизаторов.
В следующих статьях мы представим более детальное исследование структуры SDN, а также расскажем об интересных наблюдениях Cloud4Y, касающихся влияния SDN на будущее беспроводных сетей.
