SO SÁNH MẠNG TRUYỀN THỐNG VÀ MẠNG DÙNG BỘ ĐIỀU KHIỂN CONTROLLER (PHẦN 2)

2.     Mạng truyền thống là gì?

Không giống SDN, mạng truyền thống có hai đặc điểm chính. Một là, các chức năng của mạng truyền thống thường được hiện thực trong các thiết bị chuyên biệt. Ví dụ cho các thiết bị chuyên biệt là routers, switches,… Hai là, phần lớn các chức năng trong các thiết bị mạng truyền thống được hiện thực dùng các phần cứng chuyên biệt ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Cách hiện thực dựa trên phần cứng này bị nhiều hạn chế.

Trong hơn 25 năm qua, cách cấu hình mạng không thay đổi nhiều. Cách quản trị vẫn là thủ công và trên từng thiết bị. Cách này thì không đáp ứng được các yêu cầu triển khai dịch vụ và ứng dụng mới của các doanh nghiệp. Trog khoảng vài năm gần đây, cách cấu hình và quản trị mạng có một chuyển biến lớn. Các công nghệ của SDN là cuộc cách mạng kế tiếp của cấu hình và quản trị hạ tầng mạng, cho phép hỗ trợ đặc tính động, tự điều chỉnh và hướng chính sách.

Có vài công cụ quản trị mạng trong các năm qua nhưng phần lớn nó dựa vào giao thức SMNP, một giao thức quản trị mạng có nhiều hạn chế. Cho đến gần đây, các công cụ quản trị có cải tiến về phương diện giao tiếp lập trình và quản trị từ xa. Chúng ta cũng không còn quản trị theo kiểu từng thiết bị. Thực tế phát sinh những nhu cầu hợp nhất lại các hệ thống đã được triển khai, xem tập hợp các thiết bị như một hệ thống duy nhất.

Một nhu cầu khác phát sinh là vấn đề trừu tượng hóa. Chúng ta cần tạo ra một mức trừu tượng cao hơn đối với các chi tiết của hệ thống mạng bên dưới mà không cần biết về cụ thể về các lệnh cần để cấu hình vài tính năng nào đó.

Hình vẽ bên dưới mô tả một hệ thống mạng vào những năm 90 của thế kỷ trước và một hệ thống mạng ngày nay. Cách cấu hình dùng CLI hầu như không thay đổi trong hơn 25 năm qua. Dễ dàng nhận thấy độ phức tạp của hệ thống mạng đã tăng lên rất nhiều.

Có ba vấn đề chính của mạng truyền thống: độ phức tạp, khả năng mở rộng, yếu tố con người.

Độ phức tạp:

Bản chất phân tán của hạ tầng mạng, người quản trị mạng phải quản trị và giám sát từng thiết bị như những thực thể riêng lẻ độc lập. Đồng thời, vì thiếu một điểm tập trung để định nghĩa một chính sách, độ phức tạp nhanh chóng tăng lên vì nhiều tính năng và giao thức phải lệ thuộc vào nhau để cung cấp các đặc điểm và các tính năng mà chúng ta mong muốn ở một hệ thống mạng. Giải pháp dựa trên nhiều giao thức như vậy nhanh chóng dẫn đến một hệ thống mạng không chỉ khó để sửa lỗi mà còn rất khó để thay đổi.

Khả năng mở rộng:

Khi kích thước của mạng tăng lên, số lượng nổ lực cần có để thực hiện các thay đổi, triển khai tính năng mới sẽ tăng tính tuyến tính với kích thước của mạng. Hãy tưởng tượng tính huống bạn cần triển khai ACL hoặc QoS trên 5000 switches.

Sai sót của con người:

Nguyên nhân số một không thể chối cãi của sự cố mất mạng là lỗi của con người. Cho dù lỗi do đánh máy, các lỗi đơn giản hay do thiếu tập trung, rõ ràng nguyên nhân số một của sự cố mạng là do con người. Con người thì không giỏi thực hiện các tác vụ lặp lại nhiều lần với độ nhất quán cao. Khi số lượng thiết bị tăng, số lượng các yêu cầu thay đổi cũng tăng. Khả năng các thay đổi do con người thực hiện sẽ có các cấu hình sai, áp dụng thay đổi vào thiết bị sai hoặc bỏ sót hoàn toàn một thiết bị.

3.     SDN khác với mạng truyền thống như thế nào?

Có bốn khác biệt quan trọng giữa mạng truyền thống và SDN.

Đầu tiên là SDN controller có các giao tiếp (northbound interface) cho phép các ứng dụng truy cập trực tiếp thông qua các API. Đặc điểm này cho phép các nhà phát triển ứng dụng lập trình cho các mạng một cách trực tiếp. Trong khi đó, các mạng truyền thống dùng các giao thức mạng (networking protocols).

Thứ hai, chính sách mạng tập trung. SDN là một mạng dựa trên phần mềm, cho phép người dùng kiểm soát các tài nguyên ảo thông qua mặt phẳng điều khiển (control plane), xác định đường đi và cấu hình các dịch vụ mạng. Trong khi đó mạng truyền thống dựa trên hạ tầng vật lý để thiết lập kết nối. Tương tự như cách vận hành giữa Wireless LAN controller và các APs, các controller là nơi duy nhất định nghĩa các chính sách, giảm thiểu độ phức tạp thông qua việc áp dụng các chính sách nhất quán đến tất cả thiết bị trong phạm vi quản trị của controller.

Thứ ba, SDN có nhiều khả năng hơn trong việc giao tiếp với các thiết bị trong toàn bộ hạ tầng mạng. SDN cho phép các tài nguyên được cấp phát từ một điểm tập trung và cho phép các nhà quản trị mạng kiểm soát dòng lưu lượng. SDN ảo hóa toàn bộ hệ thống mạng và cho phép người dùng kiểm soát nhiều hơn khả năng của mạng. Bộ điều khiển sẽ cho phép người quản trị quản lý và giám sát nhiều switches và routers như thể nó là một thực thể duy nhất. Mô hình này giúp giải quyết vấn đề khả năng mở rộng của các mạng truyền thống. Người quản trị mạng không còn cần phải truy cập đến từng thiết bị mạng riêng lẻ để có thể thực hiện các thay đổi trong môi trường mạng. Khái niệm bộ điều khiển tập trung này không mới vì nó được dùng trong các mô hình mạng không dây (wireless LAN controller) hoặc VMWare vCenter, cung cấp nền tảng giống như bộ điều khiển để quản lý các hệ thống trong toàn bộ một trung tâm dữ liệu. Mô hình ví dụ là các điện thoại IP phone được cấu hình thông qua máy chủ CUCM.

Thứ tư, các thay đổi trong hệ thống mạng được tự động hóa. Bằng cách chyển trách nhiệm về các thay đổi cho bộ điều khiển tập trung, các sai sót của con người có thể tránh được thông qua các phương pháp bao gồm:

• Xác nhận thay đổi trên bộ điều khiển tập trung.
• Áp dụng một cách nhất quán các thay đổi cho tất cả các thiết bị.
• Khả năng vô hiệu hóa các thay đổi đối với thiết bị bên ngoài bộ điều khiển.

Trong mạng truyền thống, mặt phẳng điều khiển (control plane) nằm trong switch hay router, do đó rất bất tiện. Người quản trị không thể dễ dàng truy cập hoặc mô tả dòng dữ liệu.

4.     Tại sao các công ty chuyển sang SDN?

Khi các trung tâm dữ liệu tiếp tục thay đổi và mạng truyền thống không thích ứng được, các hãng thiết bị mạng chuyển sang dủng SDN. Có vài lý do.

Đầu tiên là sự bùng nổ của các dịch vụ điện toàn đám mây làm phát sinh yêu cầu người dùng truy cập nhanh đến hạ tầng, các ứng dụng và các tài nguyên IT. Yêu cầu này dẫn đến yêu cầu nhiều hơn ở thiết bị lưu trữ, thiết bị tính toán và yêu cầu về băng thông.

Thứ hai là xu thế BYOD (Bring Your Own Device). BYOD là thực tế cho phép người dùng mang các thiết bị cá nhân của họ (máy tính, điện thoại) để dùng truy cập tài nguyên mạng, phục vụ công việc. BYOD yêu cầu mạng phải đủ uyển chuyển và đủ bảo mật để bảo vệ được dữ liệu và đảm bảo tính tương thích với nhiều chủng loại thiết bị khác nhau. Tuy nhiên mạng truyền thống không thể đáp ứng các yêu cầu ngày càng tăng bởi vì nó bị ràng buộc bởi các chu kỳ sản phẩm và các giao tiếp độc quyền của nhà sản xuất. Việc thêm vào hay bỏ bớt các thiết bị trong mạng truyền thống thường phức tạp và tốn thời gian, chúng ta cần truy cập đến đừng thiết bị riêng lẻ. Với SDN, các nhà quản trị mạng có thể cấu hình các tà nguyên và băng thông một cách đồng thời, giúp gia tăng tính uyển chuyển, hiệu quả và bền bỉ. Nó cũng loại bỏ nhiều nhu cầu đầu tư hạ tầng vật lý.