Was bringt Software Defined Networking

SDN: Hype oder Muss?

27.02.2014
Von Frank  Witte
Immer häufiger werden Unternehmen mit dem Begriff Software Defined Networking (SDN) konfrontiert. Doch was ist SDN eigentlich, welche Vorteile bringt Software Defined Networking, welche Fallstricke sind bei der Einführung zu beachten und vor allem: Für wen ist es eigentlich sinnvoll?

Cloud Computing und Big Data gehören zu den aktuellen Mega-Trends in der IT. Im Zuge dessen müssen Unternehmen nicht nur immer mehr Daten bearbeiten, sondern auch ihre Netzwerke an neue Anforderungen anpassen. Bislang sind dazu die Konfigurationen der einzelnen Router und Switches manuell zu ändern oder gar das gesamte Netzwerk-Design anzupassen. Bei zunehmend geforderter Flexibilität, vor allem durch Private Cloud oder Infrastructure as a Service, wird der Aufwand jedoch schnell sehr groß.

Die Einsatzbereiche für SDN.
Die Einsatzbereiche für SDN.
Foto: Computacenter

Eine Lösung verspricht die Einführung des bereits im Server- und Desktop-Bereich etablierten Virtualisierungsprinzips. Also die Trennung von Hardware und Software. Beim Netzwerk entspricht dies der Trennung von Kontroll- und Datenebene, die durch Software Defined Networking (SDN) realisiert wird. Dann erfolgt zwar die Weiterleitung der Daten weiterhin durch in Routern und Switches gespeicherten Regeln, doch deren Steuerung ist zentral.

Die Vor- und Nachteile von SDN

Geänderte Business- oder Prozess-Anforderungen lassen sich in SDN-Umgebungen wesentlich schneller und flexibler erfüllen.
Geänderte Business- oder Prozess-Anforderungen lassen sich in SDN-Umgebungen wesentlich schneller und flexibler erfüllen.
Foto: Telekom

Die Vorteile sind relativ klar: Bei einer Änderung der Anforderungen - beispielsweise der Einführung einer Mandantentrennung, oder einer anwendungsspezifischen Datenpriorisierung - muss der Administrator nicht mehr jedes Gerät einzeln umprogrammieren, sondern erledigt dies deutlich effizienter in einem automatisierten Schritt. So lassen sich geänderte Business- oder Prozess-Anforderungen wesentlich schneller und flexibler erfüllen. Universitäten, die viele Forschungsprojekte betreiben, sowie große Cloud- und Service-Provider, die flexibel und hoch skalierbar auf Kundenanforderungen reagieren, setzen daher bereits SDN-Technologien ein. Für den IT-Betrieb lassen sich durch eine zentrale Informationsbereitstellung zudem deutlich schneller Probleme erkennen und beheben.

Doch wie jede Medaille hat auch SDN zwei Seiten. So wird durch die zusätzliche Software-Schnittstelle und Kontrollebene erst einmal die Komplexität und Heterogenität des Netzwerks erhöht. Entsprechend zögern viele Unternehmen noch mit der Einführung, da die Vorteile meist erst mittelfristig durch Prozessveränderungen erzielt werden. Außerdem gibt es derzeit viele verschiedene SDN-Ansätze der Hersteller, die oft nur Teilaspekte einer Kundenanforderung umfassen. Zudem sind die noch fehlende Erfahrung mit SDN-Projekten im Markt sowie der Aufwand zur Entwicklung eines optimalen Ansatzes eine Herausforderung.

Welche Ansätze gibt es?

SDN wird von vielen IT-Experten mit OpenFlow gleichgesetzt. Dieser von der Open Networking Foundation (ONF) verabschiedete offene Standard bietet die Möglichkeit einer einfachen und flexiblen Netzwerksteuerung. OpenFlow kann zwar ein Bestandteil einer SDN-Architektur sein, muss es aber nicht. Denn inzwischen existieren Alternativen mit unterschiedlichen technologischen und konzeptionellen Ansätzen.

Ein SDN-Ansatz ist die Network Function Virtualization.
Ein SDN-Ansatz ist die Network Function Virtualization.
Foto: NFV Official White Paper

So erarbeitet etwa die ETSI Industry Specification Group in der Arbeitsgruppe Network Function Virtualization (NFV) einen weiteren Ansatz. Das NFV-Konzept beinhaltet die Virtualisierung ganzer Funktionsklassen, die sich wie Baukästen verbinden lassen, um neue Dienste zu erzeugen. Zum Beispiel können damit sehr flexibel zusätzliche virtuelle Funktionen für Router, Firewalls, Loadballencer oder andere netzwerkbasierte Systeme eingeführt werden. So kann das Netzwerk ohne die kostenaufwändige, komplexe Installation physikalischer Geräte erweitert werden.

Eine solche Abstraktion der Funktionen durch Virtualisierung im Netzwerk entspricht den bisherigen Ansätzen bei der Servervirtualisierung. Sie lassen sich daher zu einer übergreifenden Software Defined Infrastructure verknüpfen. So kann durch die zentrale Programmierbarkeit und Steuerung aller Komponenten die komplette Infrastruktur im Rechenzentrum effizient und weitgehend automatisiert verwaltet werden.

Der Teufel steckt im Detail

Doch bevor Unternehmen von anwendungs- und ereignisorientierten dynamischen Netzwerken profitieren können, ist eine Menge Detailarbeit zu leisten. Denn es gibt heute noch keine kundenspezifische SDN-Lösung "von der Stange". Die verschiedenen Hersteller bieten teils sehr unterschiedliche Lösungsansätze, die in jedem Fall an die individuellen Bedürfnisse angepasst werden müssen.

Bei der SDN-Migration ist jede Menge Detailarbeit zu leisten.
Bei der SDN-Migration ist jede Menge Detailarbeit zu leisten.
Foto: Telekom

Daher ist im ersten Schritt sehr genau der Bedarf zu ermitteln: Welche IT-Probleme oder Business-Anforderungen sollen mit einer SDN-Lösung adressiert werden? Welche Funktionen sollen über die zentrale Steuerung abgedeckt werden? Wie hoch ist die Kompatibilität der SDN-Lösung mit der vorhandenen Infrastruktur oder mit ergänzenden SDx-Ansätzen? Ein Unternehmen muss nicht nur seine Anforderungen evaluieren, sondern sich auch gründlich mit der Technik auseinandersetzen. Welche Flexibilität, Skalierbarkeit, Security und Quality of Service ist für die einzelnen Anwendungen nötig? Welche operationalen Änderungen erfordert die Einführung von SDN? Wie werden Betriebsabläufe verändert oder beschleunigt? Ist spezielles Know-how für konzeptionelle Aufgaben nötig? Und wie lässt sich eine verstärkte interdisziplinäre Zusammenarbeit der verschiedenen Verantwortlichen, etwa für Security, Netzwerk und Datacenter, erreichen?

Die Möglichkeiten von SDN erhöhen zwar die Geschwindigkeit beim Ausrollen neuer Anwendungen oder der Optimierung des Datenverkehrs durch das Automatisieren bislang manueller Schritte. Doch SDN ist im ersten Schritt ein Add-On, das eine neue Dimension in das Netzwerk einfügt. Diese höhere Komplexität wird erst später wieder reduziert durch das Abschalten veralteter Prozesse, der Vereinfachung des Betriebs und der Steigerung der Ressourcennutzung. Erst dann kann sich die IT-Abteilung anstelle der bislang vorwiegend administrativen Aufgaben verstärkt der konzeptionellen Arbeit mit den Fachbereichen widmen.

Für wen ist SDN interessant?

Unternehmen sollten sich daher bei der Einführung von SDN nicht von den technischen Ansätzen alleine treiben lassen, sondern ihre Lösungsszenarien konsequent anhand der aktuellen technologischen und operativen Herausforderungen entwickeln. Zu den derzeit größten Herausforderungen aus dem Bereich Datacenter gehören der betriebliche Änderungsbedarf, die Dynamisierung der Infrastruktur und die Optimierung des Datenflusses, auch über verschiedene Standorte hinweg. Häufig werden diese Anforderungen für dynamische, flexible Netzwerke durch Private Cloud Services oder Infrastructure as a Service getrieben. Dies geschieht über sämtliche Branchen sowie über alle Unternehmensgrößen hinweg.

Think big, start small

Mögliche Umsetzungsphasen eines SDN-Projekts.
Mögliche Umsetzungsphasen eines SDN-Projekts.
Foto: Computacenter

Bei der konkreten Einführung von SDN gibt es viele Fragstellungen und wenig Erfahrungswerter - schließlich sind die Technologien erst seit relativ kurzer Zeit verfügbar. Zudem unterliegen die Standards, wie auch das Hersteller-Produktangebot in der derzeitigen Phase einer ständigen Weiterentwicklung. So lassen sich die bislang durchgeführten Projekte nur bedingt in anderen Unternehmen reproduzieren. Deshalb sollten sich Unternehmen gut auf SDN vorbereiten und es in kleinen Schritten umsetzen. Sobald sie es in einem Teilbereich erfolgreich durchgeführt haben, lassen sich vergleichbare Projekte einfacher realisieren. Aber sie sollten nicht außer Acht lassen, dass sich der Markt und auch die Angebote schnell verändern. So können praktisch, unter Berücksichtigung der jeweiligen Risiken, jederzeit neue Chancen genutzt werden.

Große Unternehmen mit umfassendem IT-Know-how sind durchaus in der Lage, SDN-Projekte selbstständig durchzuführen. Sie sollten sich aber fragen, ob sie sich das auch leisten wollen. Alternativ können erfahrene Dienstleister eingebunden werden, die bei der Konzepterstellung helfen. Zudem können sie Unternehmen durch Marktübersichten, Analysen und Herstellerinformationen bei der Entscheidung unterstützen, ob SDN überhaupt und - wenn ja - in welcher Form sinnvoll ist.