MỞ ĐẦU tập dữ liệu, môi trường và cấu hình triển khai. Đưa ra các tiêu chí đánh giá và trình bày kết quả đã triển khai. * Chương 5: Kết luận và phát triển. Đánh giá kết quả đạt được, đánh giá ưu điểm, nhược điểm và đưa hướng phát triển trong tương lai.1 Software-Defined Networking - SDN 2.1 Software-Defined Networking Mang định nghĩa bằng phần mềm là một cách tiếp cận mới trong kiến trúc mạng, cho phép kiểm soát và quản lý mạng bằng các ứng dụng phần mềm.
Thông qua SDN, hành vi mạng của toàn bộ hệ thống mạng và các thiết bị có thể được lập trình một cách tập trung và kiểm soát thông qua các ứng dụng phần mềm sử dụng API mở. Software Defined Networking (SDN) Applications Control Plane SDN Controller SDN Datapath Data Plane Pool of Application Servers Hinh 2. Software-Defined Networking ! 2.2 Kiến trúc mang SDN Trong một mang truyền thống, mỗi công tắc có lớp dữ liệu và lớp điều khiển riêng. lớp điều khiển của các công tắc trao đổi thông tin về cấu trúc liên kết và từ đó tạo bảng chuyển tiếp để quyết định nơi một gói dữ liệu sẽ được chuyển tiếp qua lớp dữ liệu.
Trong SDN, lớp điều khiển được tách ra khỏi công tắc và được giao cho một đơn vị tập trung gọi là bộ điều khiển SDN. Do đó, quản trị mạng có thể định hình www.org/software-defined-networking/ 10 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT lưu lượng qua một giao diện điều khiển tập trung mà không cần phải can thiệp vào từng công tắc riêng lẻ. Lớp dữ liệu vẫn nằm trong công tắc và khi một gói tin vào công tắc, hoạt động chuyển tiếp của nó được quyết định dựa trên các mục trong bảng luồng, được bộ điều khiển chỉ định trước.
Kién tric SDN Các lớp trong mang SDN 2? « Lớp dữ Liệu - Data Plane: Lớp dữ liệu bao gồm tất cả các hoạt động liên quan đến các gói dữ liệu do người dùng cuối gửi. Chúng bao gồm: - Chuyển tiếp các gói tin. - Phân đoạn và tái lắp ráp dữ liệu. - Sao chép các gói tin để phát đa hướng - Multicasting.
« Lớp điều khiển - Control Plane: Lớp điều khiển bao gồm tất cả các hoạt động cần thiết để thực hiện các hoạt động của lớp dữ liệu nhưng không liên quan trực tiếp đến các gói dữ liệu của người dùng cuối. Nói cách khác, đây là bộ não của mạng. Các hoạt động của lớp điều khiển bao gồm: ?www. com/docs/network-basics/what-is-software-defined-networking- 11 CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYET - Tạo bảng định tuyến. - Thiết lập các chính sách xử lý gói tin. ¢ Lớp ứng dung - Application Plane: Lớp ứng dung bao gồm các chương trình và ứng dụng mạng, truyền đạt các hành vi và yêu cầu mạng mong muốn đến lớp điều khiển SDN bên dưới. Nhưng trong SDN, người dùng có thể sử dụng lớp ứng dụng để điều khiển và quản lý lớp dữ liệu (data plane).
SDN là một cách tiếp cận mà trong đó người dùng tách lớp điều khiển ra khỏi các công tắc và chuyển nó đến một đơn vị trung tâm gọi là bộ điều khiển SDN (SDN controller). Do đó, quản trị mạng có thể định hình lưu lượng qua một giao diện điều khiển tập trung mà không cần phải can thiệp vào từng công tắc riêng lẻ. Các loại hình SDN Các loại hình SDN được sử dung rộng rãi *: * Open SDN: Open SDN được tận dung bang cách sử dụng công tắc OpenFlow. Đây là một cách triển khai SDN đơn giản, trong đó bộ điều khiển sẽ giao tiếp với các Switch bằng south-bound API với sự trợ giúp của giao thức OpenFlow.
Open SDN SDN Controller Open Open flow flow Network Network Network devices devices devices Hình 2. Open SDN 4 ¢ SDN qua API: Trong SDN qua API, các chức nang trong các thiết bị từ xa như công tắc được gọi bang các phương pháp thông thường như SNMP hoặc CLI hoặc thông qua các phương pháp mới hơn như Rest API. Ở đây, các thiết bị được cung cấp các điểm điều khiển cho phép bộ điều khiển thao tác các thiết bị từ xa bằng API.org/software-defined-networking/ www.org/types-of-software-defined-networks-implementation/| 4 13 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYET Open SDN SDN applications a Controller Open Open flow | flow Network Network Network devices devices devices Hình 2.
SDN qua API > ¢ SDN qua mang Overlay dựa trên Hypervisor: Trong SDN qua hypervisor, cau hình của các thiết bi vat ly không thay đổi. Thay vào đó, các mang overlay dựa trên hypervisor được tạo ra trên mạng vật lý. Chỉ các thiết bị ở cạnh mạng vật lý được kết nối với các mạng ảo hóa, do đó che giấu thông tin của các thiết bị khác trong mạng vật lý. SDN via Hypervisor SDN SDN SDN applications applications applications = Controller Hypervisor Hypervisor Hypervisor Hypervisors Hypervisors connected to connected to edge devices edge devices Network Devices Network Devices Network Devices Network Devices Network Devices Network Devices Network Devices Hình 2.
SDN qua mang Overlay dựa trên Hypervisor 5 * Hybrid SDN: Hybrid SDN là sự kết hợp giữa Mang Truyền thống với SDN trong một mạng để hỗ trợ các loại chức năng khác nhau trên mạng.org/tybes-~o£-software-de£1ned-networks- 1mp]ementation/ 6 www.org/tybpes-o£-so£tware- de£1ned-networks- 1mp]ementation/ 14 CHƯƠNG 2.4 Ưu điểm của SDN [5] ¢ Khả lập trình: Mạng có thể được lập trình và dé dang thay đổi thông qua bộ điều khiển thay vì từng công tắc riêng lẻ. * Giảm chỉ phi: Phần cứng công tắc trở nên rẻ hơn vì mỗi công tắc chỉ cần lớp dữ liệu. ° Trừu Tượng Hóa Phần Cứng: Phần cứng được trừu tượng hóa, do đó các ứng dụng có thể được viết trên bộ điều khiển mà không phụ thuộc vào nhà cung câp công tặc. * Bao Mật Tốt Hơn: Bộ điều khiển có thể giám sát lưu lượng và triển khai các chính sách bảo mật.
Ví dụ, nếu bộ điều khiển phát hiện hoạt động đáng ngờ trong lưu lượng mạng, nó có thể chuyển hướng hoặc chặn các gói tin.5 Nhược điểm của SDN [5] * Phụ thuộc vào bộ điều khiển trung tâm: Phụ thuộc vào bộ điều khiển trung tâm, nghĩa là một điểm lỗi duy nhất. Nếu bộ điều khiển bị lỗi, toàn bộ mạng sẽ bị ảnh hưởng. * Quy Mô Lồn: Việc sử dung SDN trên quy mô lớn vẫn chưa được định nghĩa và khám phá rõ ràng. SDN mở ra nhiều kha năng mới trong việc quản lý và kiểm soát mạng, tạo ra một hướng tiếp cận hiện đại và hiệu quả cho các hệ thống mạng phức tạp ngày nay.6 SDN trong điện toán dam mây Trong bối cảnh chuyển đổi số ngày càng trở nên cấp thiết, các doanh nghiệp cần áp dụng những phương pháp tiếp cận mới mẻ và ưu tiên hóa quá trình chuyển đổi này.
Những yêu cầu mới phát sinh từ hoạt động kinh doanh đã đòi hỏi khả năng vận hành và cau hình từ xa trên cơ sở hạ tầng mang của họ. Điều này nhanh chóng chứng minh giá trị của các giải pháp tự động hóa trong việc thực hiện những thay đối từ một số ít địa điểm trung tâm, qua đó giảm bớt gánh nặng công việc cho các quản trị 15 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT viên hệ thống và mạng. Nhờ sự hỗ trợ của SDN, việc cấu hình mạng và quản lý hoạt động trở nên đơn giản và hiệu quả hơn, đáp ứng nhanh chóng nhu cầu kinh doanh thay đổi liên tục.
Trong thập kỷ qua, xu hướng di chuyển lên đám mây đã trở nên phổ biến trong các doanh nghiệp. Họ tìm kiếm cơ sở hạ tầng có khả năng mở rộng nhanh chóng, tận dụng những dịch vụ mà các nhà cung cấp dịch vụ đám mây đã xây dựng và quản lý. Những năng lực này, khi kết hợp với phương pháp ảo hóa mạnh mẽ, trở thành yếu tố then chốt trong việc định hình lại cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin của doanh nghiệp. SDN, với khả năng tối ưu hóa và quản lý mạng lưới một cách linh hoạt và tự động, được xem như một thành phần cơ bản và không thể thiếu trong việc xây dựng một cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu hoàn toàn dựa trên phần mềm.
Nó không chỉ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và tài nguyên mà còn nâng cao độ tin cậy và khả năng mở rộng của hệ thông. Qua đó, SDN đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ doanh nghiệp tiền hành chuyển đổi số một cách toàn diện và hiệu quả, đảm bảo ho luôn sẵn sàng đáp ứng những thách thức và cơ hội mới trong kỷ nguyên sé. SDN là một kiến trúc mạng tiên tiến, trong đó lớp điều khiển (control plane) được tách ra khỏi lớp dữ liệu (data plane). Điều này cho phép quản trị viên mạng có thể điều khiển toàn bộ hệ thống mạng thông qua các chương trình phần mềm trung tâm.
SDN mang lại nhiều lợi ích, bao gồm: * Tính linh hoạt Quản ly và cấu hình mạng linh hoạt hơn nhờ khả năng trừu tượng hóa và tự động hóa các chức năng mạng. ° Khả nang mở rộng: Dễ dàng mở rộng và thay đổi cấu hình mạng ma không cần can thiệp vào phần cứng. ¢ Hiệu quả hoạt động: Tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động thông qua việc quản lý mạng tập trung và tự động. - Công nghệ SDN được tận dụng trong điện toán đám mây dựa vào các lợi thế: * Quan lý tài nguyên linh hoạt: SDN cho phép các nhà cung cấp dịch vụ đám mây dễ dàng quản lý và phân bổ tài nguyên mạng theo nhu cầu của người dùng.
CƠ SỞ LÝ THUYET Điều này giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và giảm thiểu lãng phí. ¢ Tự động hóa quản lý mạng: Với SDN, các tác vụ quản lý mạng có thể được tự động hóa, giúp giảm thiểu công việc thủ công và tăng cường hiệu quả quản lý. Các quy tắc và cấu hình mạng có thể được thay đổi tự động dựa trên các yêu cầu của ứng dụng. ¢ Kha năng giám sát: SDN cung cấp kha năng giám sát và kiểm soát mạng toàn diện, cho phép phát hiện và phản ứng nhanh chóng với các mối đe dọa bảo mật.
Các chính sách bảo mật có thể được áp dụng và cập nhật một cách linh hoạt. * Cân bằng tải: SDN có thé được sử dung để triển khai các giải pháp cân bằng tải, giúp tối ưu hóa việc phân phối lưu lượng mạng và đảm bảo hiệu suất cao cho các ứng dụng đám mây. ° Quan lý Hybrid Cloud: Trong môi trường đám mây lai (hybrid cloud), SDN giúp kết nối và quản lý một cách liền mạch giữa đám mây công cộng và đám mây riêng, đảm bảo sự tương tác và hiệu quả của toàn bộ hệ thống.2 SDN - Openstack Neutron OpenStack là một nền tang điện toán đám mây mã nguồn mở, được thiết kế dé cung cấp các dịch vụ hạ tầng như máy tính, lưu trữ và mạng.