A história da SDN retorna ao início dos anos 2000, quando os desafios enfrentados pelas redes tradicionais começaram a exigir soluções inovadoras e mais flexíveis. Naquela época, as redes eram predominantemente construídas em torno de dispositivos de rede proprietários, com funções de controle e encaminhamento de dados profundamente integradas. Essa arquitetura monolítica tornava difícil a implementação de políticas de rede flexíveis e a adaptação rápida a mudanças nas demandas de tráfego.
Um dos pontos de virada nesse cenário ocorreu com o trabalho pioneiro de Nick McKeown, professor da Universidade Stanford. McKeown e sua equipe buscavam encontrar maneiras de tornar as redes de computadores mais programáveis e adaptáveis, permitindo uma maior flexibilidade no gerenciamento do tráfego e na implantação de novos serviços.
Em 2008, o termo “Rede Definida por Software” (SDN) foi formalmente cunhado por um grupo de pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley, liderados por Scott Shenker. Eles propuseram uma abordagem radicalmente diferente para projetar redes, na qual o controle da rede seria desacoplado dos dispositivos de encaminhamento e centralizado em um plano de controle lógico, gerenciado por software.
Essa ideia revolucionária de separar o plano de controle do plano de dados abriu novas possibilidades para a programação e automação de redes. Em vez de depender exclusivamente da inteligência embutida nos dispositivos de rede, os administradores de rede poderiam agora programar o comportamento da rede por meio de software, usando interfaces de programação simples e padronizadas.
Desde então, a SDN ganhou rápida aceitação e adoção na indústria de tecnologia. Empresas e provedores de serviços viram na SDN uma oportunidade para simplificar a complexidade das redes, aumentar a agilidade operacional e reduzir os custos de gerenciamento. Hoje, a SDN é amplamente reconhecida como uma tecnologia fundamental na transformação digital das organizações, capacitando a inovação e impulsionando a próxima geração de infraestrutura de rede.
Em resumo, na sua essência, a SDN, representa uma mudança de paradigma na forma como as redes são projetadas, implementadas e gerenciadas. Em contraste com as redes tradicionais, que têm suas funções de controle e encaminhamento de dados intimamente integradas nos dispositivos de rede, a SDN propõe uma abordagem mais flexível e programável, tendo o controle da rede desacoplado dos dispositivos de encaminhamento e centralizado em uma camada unificada, gerenciada por software. Isso permite uma visão global da rede e a capacidade de controlar o tráfego de forma dinâmica e automatizada, tudo por meio de interfaces de programação simples e padronizadas.
Arquitetura e Funcionamento de uma SDN
O termo SDN abrange vários tipos de tecnologias, incluindo separação funcional, virtualização de rede e automação por meio de programabilidade. Originalmente, a tecnologia SDN focava exclusivamente na separação do plano de controle da rede do plano de dados. Enquanto o plano de controle (Control Plane) toma decisões sobre como os pacotes devem fluir pela rede, o plano de dados (Data Plane) movimenta os pacotes de um lugar para outro.
Em um cenário clássico de SDN, um pacote de dados chega a um switch em uma infraestrutura de rede, então regras incorporadas ao firmware proprietário desse switch indicam para onde encaminhar o pacote. Essas regras de manipulação de pacotes de dados são enviadas para o switch a partir do controlador centralizado da SDN.
O switch – também conhecido como dispositivo de Data Plane – consulta o controlador para orientação conforme necessário e fornece ao controlador informações sobre o tráfego que ele manipula. A partir desse momento o determinado switch começa a envia todos os pacotes que vão para o mesmo destino ao longo do mesmo caminho e trata todos os pacotes da mesma maneira.
A rede definida por software usa um modo de operação às vezes chamado de adaptativo ou dinâmico, no qual um switch emite uma solicitação de rota para um controlador para um pacote que não tem uma rota específica. Esse processo é separado do roteamento adaptativo, que emite solicitações de rota por meio de roteadores e algoritmos com base na topologia da rede, não por meio de um controlador.
Uma representação típica da arquitetura SDN compreende três camadas: a camada de aplicação, a camada de controle e a camada de infraestrutura. Essas camadas se comunicam usando interfaces de programação de aplicativos de ida e volta, que são conhecidas pelos termos northbound e southbound APIs.
Camada de aplicação
A camada de aplicação contém os aplicativos ou funções de rede típicos que as organizações utilizam. Isso pode incluir sistemas de detecção de intrusão, balanceamento de carga ou firewalls. Onde uma rede tradicional usaria um dispositivo especializado, como um firewall ou balanceador de carga, uma SDN substitui o dispositivo por um aplicativo que utiliza um controlador para gerenciar o comportamento do plano de dados (data plane).
Camada de controle
A camada de controle representa o software do controlador SDN centralizado que atua como o cérebro da rede definida por software. Esse controlador reside em um servidor e gerencia políticas e fluxos de tráfego em toda a rede.
Camada de infraestrutura
A camada de infraestrutura é composta pelos switches físicos na rede. Esses switches encaminham o tráfego de rede para seus destinos.
APIs
Essas três camadas se comunicam usando APIs de ida e volta respectivas. Os aplicativos se comunicam com o controlador por meio de sua interface de ida (Northbound). O controlador e os switches se comunicam usando interfaces de volta (Southbound), como o OpenFlow, embora outros protocolos existam.
Imagem: Digitizeme
Vantagens obtidas com a SDN em Empresas
Existem quatro áreas críticas em que a tecnologia SDN pode fazer diferença para uma organização:
- Programabilidade de rede: SDN permite que o comportamento da rede seja controlado pelo software que reside além dos dispositivos de rede que fornecem conectividade física. Como resultado, os operadores de rede podem adaptar o comportamento de suas redes para suportar novos serviços, e até mesmo clientes individuais. Ao desacoplar o hardware do software, os operadores podem introduzir rapidamente novos serviços inovadores e diferenciados – livres das limitações de plataformas fechadas e proprietárias.
- Centralização lógica da inteligência e controle: SDN é construído em topologias de rede logicamente centralizadas, que permitem controle e gerenciamento inteligentes dos recursos de rede. Métodos de controle de rede tradicionais são distribuídos. Os dispositivos funcionam autonomamente com conhecimento limitado do estado da rede. Com o tipo de controle centralizado que uma rede baseada em SDN oferece, o gerenciamento de largura de banda, restauração, segurança e políticas podem ser altamente inteligentes e otimizados – e uma organização ganha uma visão holística da rede.
- Abstração da rede: Serviços e aplicativos executados em tecnologia SDN são abstraídos das tecnologias subjacentes e hardware que fornecem conectividade física a partir do controle da rede. Os aplicativos interagem com a rede por meio de APIs, em vez de interfaces de gerenciamento fortemente acopladas ao hardware.
- Openness: Arquiteturas SDN inauguram uma nova era de abertura – possibilitando interoperabilidade entre vários fornecedores, bem como fomentando um ecossistema neutro de fornecedores. A abertura vem da própria abordagem SDN. As APIs abertas suportam uma ampla gama de aplicativos, incluindo orquestração de nuvem, Software como Serviço (SaaS) e aplicativos de rede críticos para os negócios. Além disso, o software inteligente pode controlar hardware de vários fornecedores com interfaces programáticas abertas como o OpenFlow. Por fim, a partir do SDN, serviços de rede e aplicativos inteligentes podem ser executados dentro de um ambiente de software comum.
Uma vantagem chave da tecnologia SDN é a capacidade dos operadores de rede escreverem programas que utilizam APIs SDN e dão às aplicações controle sobre o comportamento da rede. SDN permite que os usuários desenvolvam aplicativos cientes de rede, monitorem inteligentemente as condições da rede e adaptem automaticamente a configuração da rede conforme necessário.
Além disso, SDN permite que as redes sejam automaticamente dimensionadas para cima ou para baixo conforme necessário, de modo que as empresas estejam pagando apenas pela capacidade que precisam quando precisam dela.
Adicionalmente, a SDN é uma solução ideal, principalmente para empresas que não podem tolerar longos períodos de inatividade ou downtime. Configurações podem ser implementadas na rede para que, quando ocorrer uma interrupção, a rede seja automaticamente “re-roteada” e mantenha conexões suficientes para que as funções comerciais continuem. Através dessa automação, os engenheiros podem aumentar o tempo de atividade sem adicionar grandes despesas com novos equipamentos.
O Futuro da Rede Definida por Software
A rede SDN ainda está em fase inicial, e a tecnologia tem sido aplicada principalmente a planos de controle hospedados em nuvem implementados em redes de produção. Mas a indústria está começando a aplicar SDN em redes de acesso e em pipelines programáveis usados para fornecer novos recursos de plano de dados. A implementação de redes virtuais e SD-WAN tem variado, mas as redes tradicionais ainda superam em número as redes definidas por software.
Preocupações sobre SDN precisam ser abordadas, visto que é uma tecnologia de código aberto, e embora as economias de custo que ela oferece sejam consideráveis, as organizações que adotam a tecnologia precisarão encontrar uma maneira de proteger adequadamente suas redes.
A adoção de SDN crescerá e muito à medida que a tecnologia melhora. No entanto, os casos de uso que ainda estão por ser desenvolvidos podem, no final das contas, ter o maior impacto sobre como o SDN será usado no futuro. A promessa do SDN está nos recursos potenciais que ele oferece, que simplesmente não eram alcançáveis anteriormente com as redes tradicionais.
Mantenha-se atualizado
À medida que as demandas por conectividade ágil, segurança robusta e eficiência operacional aumentam, as empresas enfrentam o desafio de modernizar suas infraestruturas de rede para acompanhar o ritmo da inovação tecnológica. Nesse cenário em constante evolução, a adoção de soluções baseadas em SDN emerge como uma escolha estratégica para empresas que buscam estar na vanguarda da transformação digital.
Ao investir em soluções de rede definidas por software, sua empresa pode desbloquear uma série de benefícios que impulsionam a eficiência, a flexibilidade e a inovação:
- Agilidade Operacional: Com a capacidade de programar e automatizar o comportamento da rede, você pode responder rapidamente às mudanças nas demandas de tráfego e implementar novos serviços com facilidade.
- Escalabilidade Sob Demanda: As soluções SDN permitem escalar sua infraestrutura de rede de forma dinâmica e eficiente, garantindo que você tenha a capacidade certa no momento certo, sem desperdício de recursos.
- Segurança Avançada: A centralização do controle da rede permite uma aplicação consistente de políticas de segurança em toda a infraestrutura, protegendo seus dados e aplicativos contra ameaças cibernéticas.
- Economias de Custo: Ao desacoplar o hardware do software e aproveitar a automação, você pode reduzir os custos operacionais e de manutenção, ao mesmo tempo em que aumenta a eficiência do uso dos recursos.
Com base nessas vantagens, é evidente que investir em uma solução baseada em SDN é uma jogada inteligente para empresas que buscam se manter competitivas em um mercado digitalmente transformado.
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