Las redes definidas por software (SDN) explicadas en 5 minutos o menos

La SDN se considera una tecnología facilitadora clave para el desarrollo de nuevas tecnologías y aplicaciones de red.

El crecimiento de los contenidos multimedia, el uso creciente de dispositivos móviles y la demanda de computación en nube han contribuido a la necesidad de arquitecturas de red más flexibles y eficientes.

Como estas tendencias han dado lugar a patrones de tráfico impredecibles y a aumentos repentinos de la demanda de determinados recursos, las arquitecturas de red tradicionales han tenido dificultades para seguir el ritmo.

Era necesaria una estrategia alternativa porque escalar la infraestructura de red para gestionar estas fluctuaciones puede resultar muy costoso y complicado.

La SDN se desarrolló para resolver este problema separando el plano de control del plano de datos. Esto permite a la red reconfigurarse automáticamente para satisfacer las demandas cambiantes, mejorando su rendimiento y eficacia generales. Entendamos en qué consiste esta SDN.

¿Qué es la SDN?

La red definida por software (SDN) es una arquitectura de red moderna que permite a los administradores utilizar software para definir y controlar el comportamiento de los dispositivos de red en lugar de configurarlos individualmente.

A menudo se combina con la virtualización de funciones de red (NFV) para mejorar aún más la flexibilidad y la rentabilidad de la red. Además, permite centralizar la inteligencia de red, lo que facilita la resolución de problemas y la supervisión de la red.

Arquitectura de la SDN

Una arquitectura SDN suele incluir tres capas principales: plano de aplicación, plano de control y plano de datos.

1. Capa de aplicación: Es la capa superior de la arquitectura SDN y se encarga de definir el comportamiento deseado de la red. Las aplicaciones de esta capa pueden incluir herramientas de ingeniería de tráfico, políticas de seguridad o superposiciones de redes virtuales.
2. Capa de control: La capa de control es responsable de aplicar las políticas y reglas definidas en la capa de aplicación. Suele implementarse como un controlador central que se comunica con los dispositivos de red en el plano de datos.
3. Plano de datos o capa de infraestructura: Esta capa está formada por los dispositivos físicos de red, como conmutadores y enrutadores, que componen el plano de datos. Estos dispositivos son los responsables de reenviar el tráfico de red a través de la red.

Las interfaces norte y sur se utilizan para facilitar la comunicación entre las distintas capas de la arquitectura. La integración de estas tres capas permite que la red funcione de forma coordinada y eficaz.

¿Cómo funciona la SDN?

En una red SDN, el plano de control y el plano de datos están separados. El plano de control toma decisiones sobre cómo se reenvía el tráfico a través de la red, mientras que el plano de datos se encarga de reenviar el tráfico de acuerdo con esas decisiones.

El plano de control se implementa mediante un controlador central, una aplicación de software que se ejecuta en un único servidor o en un conjunto de servidores. El controlador mantiene una visión global de la red y utiliza esta visión para tomar decisiones sobre cómo debe reenviarse el tráfico. Lo hace comunicándose con los elementos del plano de datos de la red, que se conocen como «elementos de reenvío» o «conmutadores»

Estos conmutadores en una red SDN suelen ser «abiertos», lo que significa que pueden ser controlados y programados por software externo en lugar de estar codificados con un conjunto fijo de reglas para el reenvío del tráfico. Como resultado, el controlador puede configurar los conmutadores para que transmitan el tráfico de la manera deseada.

Para controlar los conmutadores, el controlador se comunica con ellos mediante una API de dirección sur, un conjunto de protocolos e interfaces que el controlador puede utilizar para enviar instrucciones a los conmutadores y recibir información de estado de ellos. Y el controlador utiliza API de dirección norte para comunicarse con aplicaciones y sistemas de nivel superior que necesitan utilizar la red, como las aplicaciones que se ejecutan en la nube.

De este modo, el controlador actúa como el «cerebro» de la red tomando decisiones sobre cómo debe reenviarse el tráfico y comunicando esas decisiones a los conmutadores, que actúan como el «músculo» de la red, llevando a cabo las instrucciones recibidas del controlador y reenviando el tráfico en consecuencia.

Características de la SDN

Hay varias características clave de la SDN que la distinguen de las arquitecturas de red tradicionales:

• Flexibilidad: Los cambios en la red pueden realizarse sin reconfigurar físicamente los dispositivos, lo que permite a los gestores de red reaccionar con rapidez ante la evolución de las necesidades y las circunstancias.
• Programabilidad: Es posible controlar mediante programación el comportamiento de la red utilizando API u otras herramientas de desarrollo de software. Esto facilita la automatización de las tareas de la red y su integración con otros sistemas.
• Abstracción: En una arquitectura SDN, el plano de control está separado del plano de datos, que reenvía el tráfico. Esto ayuda a los ingenieros a cambiar fácilmente el funcionamiento de la red sin afectar a los dispositivos de reenvío del tráfico.
• Virtualización: También permite la virtualización de los recursos de red, lo que permite a los administradores crear redes virtuales bajo demanda. Esto puede resultar especialmente útil en entornos de computación en nube, en los que la demanda de recursos de red puede ser muy dinámica.

Además de las características enumeradas anteriormente, la principal ventaja de utilizar SDN es que permite a las empresas simular su infraestructura de red física en software, reduciendo así los gastos generales de capital (CAPEX) y los gastos operativos (OPEX).

Tipos de arquitecturas SDN

En general, los distintos tipos de redes pueden requerir distintos enfoques de la SDN.

Por ejemplo, una gran red empresarial con muchos tipos diferentes de dispositivos y una topología compleja puede beneficiarse de una arquitectura SDN híbrida, que combine elementos de SDN centralizada y distribuida. Por el contrario, un diseño SDN centralizado podría funcionar bien para una red más pequeña con menos dispositivos y una topología más sencilla.

Es importante evaluar cuidadosamente las distintas opciones y elegir la arquitectura que mejor se adapte a las necesidades de la organización. La SDN utiliza principalmente cinco modelos de arquitectura diferentes.

#1. SDN centralizada

En una arquitectura SDN centralizada, todas las funciones de control y gestión se consolidan en un único controlador central, lo que permite a los administradores definir y controlar el comportamiento de la red con facilidad. Aun así, también puede crear un único punto de fallo.

#2. SDN distribuida

En este tipo de arquitectura, las funciones de control se distribuyen entre varios controladores, lo que mejora la fiabilidad pero hace más compleja la gestión de la red.

#3. SDN híbrida

El modelo de arquitectura SDN híbrida combina elementos SDN centralizados y distribuidos. Puede utilizar un controlador centralizado para algunas funciones y controladores distribuidos para otras, en función de las necesidades de la red.

#4. SDN superpuesta

Las arquitecturas superpuestas utilizan tecnologías de redes virtuales, como VXLAN o NVGRE, para crear una red lógica sobre una red física existente. Esto permite a los administradores crear redes virtuales que pueden crearse, modificarse y eliminarse fácilmente.

#5. SDN subyacente

La arquitectura underlay utiliza la infraestructura de red existente para soportar la creación de redes virtuales que pueden utilizar tecnologías como MPLS o el enrutamiento por segmentos para crear enlaces virtuales entre los dispositivos de la red.

Recursos de aprendizaje

Puede resultar complicado elegir los mejores recursos para aprender los conceptos relacionados con la SDN, ya que existen muchas opciones diferentes. Por lo tanto, puede ser útil probar algunos recursos diferentes para ver cuál funciona mejor para usted.

#1. Curso intensivo práctico SDN

Se trata de un curso ofrecido en la plataforma Udemy. Este curso es una forma excelente de adquirir experiencia práctica en SDN y programación de redes basada en OpenFlow. También cubre una variedad de conceptos avanzados de OpenFlow como la tabla de contadores (QoS) y la tabla de grupos (Balanceador de carga, Sniffer).

Recomendaríamos encarecidamente este curso a cualquiera que desee aprender más sobre SDN y las diferentes tecnologías implicadas. Basta con tener conocimientos básicos de redes para empezar con este curso.

#2. SDN: Redes definidas por software

Este libro analiza principalmente las tecnologías y protocolos clave de SDN, incluidos OpenFlow, OpenStack y ONOS. Proporciona ejemplos detallados de cómo se pueden utilizar estas tecnologías para construir y gestionar redes.

También proporciona consejos útiles para configurar y gestionar redes SDN, incluyendo la resolución de problemas y consideraciones de seguridad.

#3. SDN y NFV simplificadas

Este libro ofrece una visión completa de la SDN y la NFV, incluidas sus ventajas, tecnologías y aplicaciones. También incluye ejemplos del mundo real y estudios de casos para ayudar a ilustrar los puntos clave y mostrar cómo se están utilizando estas tecnologías en la industria.

Los autores han hecho un gran trabajo explicando los conceptos clave de SDN y NFV de forma clara y concisa, haciendo que el libro sea accesible para lectores de todos los niveles de conocimientos técnicos.

#4. Redes definidas por software

Este libro ofrece una introducción exhaustiva a las SDN desde el punto de vista de las personas que implementan y utilizan la tecnología.

Este libro es bastante útil para comprender toda la arquitectura SDN, incluso para los principiantes. También analiza cómo se diseña la red utilizando los estándares de la industria para un entorno escalable.

#5. SDN y NFV: Aspectos esenciales

Es una guía bien escrita y atractiva que proporciona una base sólida en SDN y NFV y es adecuada para lectores de todos los niveles de conocimientos técnicos.

La mejor forma de aprender los conceptos de SDN es adquirir experiencia práctica trabajando con herramientas y tecnologías SDN. Puede probar a configurar un entorno SDN sencillo utilizando herramientas como Mininet y un controlador como RYU y experimentar con el control del tráfico de red mediante el software.

Conclusión

La SDN es útil en el entorno digital actual porque hace que las redes sean más flexibles y eficaces.

En las redes tradicionales, el plano de control y el plano de datos están estrechamente acoplados, lo que significa que los cambios en el plano de control también requieren cambios en el plano de datos. Esto puede dificultar y llevar mucho tiempo cambiar la red, especialmente en redes grandes y complejas.

Con la SDN, el plano de control se abstrae del plano de datos, lo que facilita el control y la optimización del comportamiento de la red mediante programación. Esto puede ser especialmente útil en entornos en los que es necesario realizar cambios en la red de forma rápida y sencilla, como en los entornos de computación en nube en los que las cargas de trabajo pueden aprovisionarse y desaprovisionarse rápidamente.

Espero que este artículo le haya resultado útil para conocer la SDN y su arquitectura.

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