Redes Definidas por Software

Redes Definidas por Software
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Resumen

Se describe las redes definidas por software (SDN). ¡¡Empieza a aprender CCNA 200-301 gratis ahora mismo!!

¡Bienvenido!: Este tema forma parte del Módulo 13 del curso de Cisco CCNA 3, para un mejor seguimiento del curso puede ir a la sección CCNA 3 para guiarte del índice.

1. Vídeo – Redes Definidas por Software

Haz clic en Reproducir para ver un vídeo sobre programación de red, redes definidas por software (SDN) y controladores.

2. Plano de Control y Plano de Datos

En el tema anterior se explicaba la infraestructura de red virtual. Este tema abarcará las redes definidas por software (SDN). SDN fue explicado en el video anterior. Vamos a cubrir más detalles aquí.

Un dispositivo de red contiene los siguientes planos:

  • Plano de control – Suele considerarse el cerebro del dispositivo. Se utiliza para tomar decisiones de reenvío. El plano de control contiene los mecanismos de reenvío de ruta de capa 2 y capa 3, como las tablas de vecinos de protocolo de enrutamiento y las tablas de topología, las tablas de enrutamiento IPv4 e IPv6, STP, y la tabla ARP. La información que se envía al plano de control es procesada por la CPU.
  • Plano de datos – También conocido como plano de reenvío, este plano suele ser la estructura de switch que conecta lo varios puertos de red de un dispositivo. El plano de datos de cada dispositivo se utiliza para reenviar los flujos de tráfico. Los routers y los switches utilizan la información del plano de control para reenviar el tráfico entrante desde la interfaz de egreso correspondiente. La información en el plano de datos generalmente es procesada por un procesador especial del plano de datos sin que la CPU se involucre.

Haz clic en cada botón para obtener una ilustración y una explicación de la diferencia entre el funcionamiento del control localizado en un switch de capa 3 y un controlador centralizado en SDN.

La figura ilustra cómo Cisco Express Forwarding (CEF) utiliza el plano de control y el plano de datos para procesar paquetes.

CEF es una tecnología de switching de IP de capa 3 que permite que el reenvío de los paquetes ocurra en el plano de datos sin que se consulte el plano de control. En CEF, la tabla de routing del plano de control rellena previamente la tabla de base de información de reenvío (FIB) de CEF en el plano de datos. La tabla de ARP del plano de control se completa con la tabla de adyacencia. Luego el plano de datos reenvía directamente los paquetes en función de la información del FIB y la tabla de adyacencia, sin necesidad de consultar la información del plano de control.

Cisco Express Forwarding

Cisco Express Forwarding

SDN es básicamente la separación del plano de control y el plano de datos. La función del plano de control se elimina de cada dispositivo y se realiza mediante un controlador centralizado, como se muestra en la figura. El controlador centralizado comunica las funciones del plano de control a cada dispositivo. Cada dispositivo ahora puede enfocarse en el envío de datos mientras el controlador centralizado administra el flujo de datos, mejora la seguridad y proporciona otros servicios.

SDN y Controlador centralizado

SDN y Controlador centralizado

Plano de Gestión/Administración

No se muestra en las figuras el plano de gestión, que es responsable de administrar un dispositivo a través de su conexión a la red. Los administradores de red utilizan aplicaciones como Secure Shell (SSH), Trivial File Transfer Protocol (TFTP), Secure FTP y Secure Hypertext Transfer Protocol (HTTPS) para acceder al plano de administración y configurar un dispositivo. El plano de administración es la forma en que ha accedido y configurado los dispositivos en sus estudios de redes. Además, protocolos como Simple Network Management Protocol (SNMP), utilizan el plano de administración.

3. Tecnologías de Virtualización de Red

Hace más de una década, VMware desarrolló una tecnología de virtualización que permitió que un sistema operativo host admitiera uno o más sistemas operativos cliente. La mayoría de las tecnologías de virtualización ahora se basan en esta tecnología. La transformación de los servidores exclusivos para los servidores virtualizados se ha adoptado y se implementa rápidamente en el centro de datos y las redes empresariales.

Se han desarrollado dos arquitecturas de red principales para admitir la virtualización de la red:

  • Redes definidas por software (SDN, Software-Defined Networking) : una arquitectura de red que virtualiza la red, ofreciendo un nuevo enfoque para la administración y administración de redes que busca simplificar y optimizar el proceso de administración.
  • Infraestructura centrada en aplicaciones (ACI, Application Centric Infrastructure) de Cisco – Solución de hardware diseñada específicamente para integrar la computación en la nube con la administración de centros de datos.

Los componentes de SDN pueden incluir los siguientes:

  • OpenFlow – Este enfoque se desarrolló en la Universidad de Stanford para administrar el tráfico entre routers, switches, puntos de acceso inalámbrico y un controlador. El protocolo OpenFlow es un elemento básico en el desarrollo de soluciones de SDN. Busque OpenFlow y Open Networking Foundation para obtener más información.
  • OpenStack – Este enfoque es una plataforma de virtualización y orquestación diseñada para crear entornos de nube escalables y proporcionar una solución IaaS. OpenStack se usa frecuentemente en conjunto con Cisco ACI. La organización en la red es el proceso para automatizar el aprovisionamiento de los componentes de red como servidores, almacenamiento, switches, routers y aplicaciones. Busque OpenStack para obtener más información.
  • Otros componentes – Otros componentes incluyen la interfaz al sistema de routing (I2RS), la interconexión transparente de muchos enlaces (TRILL), Cisco FabricPath (FP) y los puentes de ruta más corta (SPB, Shortest Path Bridging) IEEE 802.1aq.
Tecnologías de Virtualización de Red

Tecnologías de Virtualización de Red

4. Arquitecturas Tradicionales y SDN

En un router o una arquitectura de switches tradicionales, el plano de control y las funciones del plano de datos se producen en el mismo dispositivo. Las decisiones de enrutamiento y el envío de paquetes son responsabilidad del sistema operativo del dispositivo. En SDN, la administración del plano de control se mueve a un controlador SDN centralizado. La figura compara la arquitectura tradicional versus SDN.

Arquitecturas Tradicionales y SDN

Arquitecturas Tradicionales y SDN

El controlador de SDN es una entidad lógica que permite que los administradores de red administren y determinen cómo el plano de datos de switches y routers debe administrar el tráfico de red. Coordina, media y facilita la comunicación entre las aplicaciones y los elementos de red.

El marco SDN completo se muestra en la figura. Observa el uso de interfaces de programación de aplicaciones (API, Application Programming Interfaces) dentro del marco de SDN. Una API es un conjunto de solicitudes estandarizadas que definen la forma adecuada para que una aplicación solicite servicios de otra aplicación. El controlador de SDN usa los API northbound para comunicarse con las aplicaciones ascendentes/upstream. Estos administradores de red de ayuda de API forman el tráfico e implementan los servicios. El controlador SDN también utiliza API southbound para definir el comportamiento de los planos de datos en switches y routers posteriores. OpenFlow es la API original descendente/downstream ampliamente implementada.

API dentro de SDN

API dentro de SDN

Glosario: Si tienes dudas con algún término especial, puedes consultar este diccionario de redes informáticas.

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