SDNの実現方法 - トーメンエレクトロニクス

Software Defined Network / Programmable Network Device
SDN / PND特集
■ SDNの実現方法
既存のルーターやインテリジェントスイッチと呼ばれるネットワーク機器の内部は汎用のＣＰＵとソフトウェアから成るコントロール
プレーンと、ハードウェアで高速にデータ処理を行うデータプレーンで構成されています。
ＳＤＮにおけるコントローラーとWhiteBoxの関係は、このネットワーク機器内部のコントロールプレーンとデータプレーンの処理
をネットワーク上に展開、配置することで実現しています。
（図4）
ただし、機器ベンダーが独自に決めていたコントロールプレーンとデータプレーン間の通信を、プロトコルとして標準化すること
と、この間を高速な内部バスでなく外部のネットワークを経由して行うことに課題がありました。
このSDNの課題を解決する手段のひとつに、OpenFlowがあります。
/
S
D
N
従来のネットワーク機器の内部構成
特集
P
N
D
コンロトールプレーン
汎用CPUによる
複雑な処理
ソフトウェア
汎用CPU
制御、命令
データプレーン
専用ハードウェア
による高速処理
統計、状態、応答
（非同期）FDB等
Local Bus
SDNの構成
コントローラー
ソフトウェア
汎用CPU
White Box
インターネットを含めた
ネットワーク経由での制御
SDN対応LSI
OpenFlow プロトコル
ソフトウェア
基本機能
図4 SDNの実現手段
■ OpenFlow
OpenFlowとは？
OpenFlowは、
「人間はネットワーク管理は苦手だ！」という発想に基づいて、2007年にスタンフォード大学が中心となり、大手通信
機器メーカーが参画して設立されたOpenFLowコンソーシアム（現在はOpen Network Foundation（ONF）に引き継がれている）
において標準化作業が開始されました。現在はOpenFLow V1.3が最新の仕様として公開されています。
OpenFlowプロトコルの仕組み
OpenFLowコントローラーとOpenFLowスイッチの間はOpenFlowプロトコルによってやり取りされます。
OpenFLowスイッチには受信パケットの処理方法を決めるフローエントリーと、これを格納するフローエントリーテーブルが定義
されており、OpenFlowコントローラーはOpenFLowプロトコルを使ってOpenFlowスイッチへフローエントリーを送り、スイッチに
入ってきたパケットを自由自在に制御します（図5）。フローエントリーには、パケットが処理対象か識別するためのマッチフィールド
（入力ポート番号、Macアドレス、IPアドレス等）、
マッチしたときに適用するアクション（出力するポート番号、パケットの廃棄、特定
フィールドの書き換え等）、そのアクションを適用する優先度などの情報が含まれています。
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OpenFlowスイッチの処理プロセス
パケット受信すると、初めにフローエントリーの情報に従って優先度の高いエントリーから順番にマッチフィールドを比較します。
マッチした場合はそのアクションを適用し、次のテーブルの処理に移ります。マッチしなかった場合は次のエントリーのマッチ
フィールドを比較し、テーブル内のすべてのフローエントリーに対して順次適用します。
OpenFlowコントローラー
/
フローエントリー
の設定・削除
OpenFlowスイッチ
データパケット
S
D
N
フローエントリー
テーブル－０
フローエントリー
テーブル－１
アク
マッチ
フィールド ション
マッチ
アク
フィールド ション
P
N
D
特
集
フローエントリー
テーブル－Ｎ
● ● ●
アク
マッチ
フィールド ション
パイプライン処理
図5 PNDの基本アーキテクチャ
■ SDN/OpenFlowを一般的なネットワークで使用するときの課題
クラウドサービスを提供しているネットワーク機器やサーバ類が設置されているデーターセンター内では、多数のOpenFlow
スイッチが導入され、OpenFlow プロトコルによってSDNが実現されています。
しかし、OpenFlowは、コントローラーからすべてのパケット処理情報をフローエントリーとしてスイッチに転送するため、この転送
が頻繁に発生する環境（一般企業やキャンパスなどの一般的なネットワーク）では、次の理由で利用されていないのが現状です。
課題点
①コントローラーとスイッチの間に特別な制御用回線の設置が必要
②コントローラーや制御用回線の冗長化が必要
③エントリー数の増加には高価なT-CAMの増量が必要となり、機器が高額化する
この課題を解決するためにトーメンアドバンストテクノロジーはPNDをご提案します。
PNDは、一般のネットワーク環境でOpenFlowによるSDNを実現する技術的手段と普及のためのビジネスソリューションとして、
お客様の問題解決に貢献できる製品となります。
お問い合わせ先 株式会社トーメンアドバンストテクノロジー SDN事業推進部
Mail：[email protected] Tel：03-5462-9869
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