首頁 > 智慧網路管理–SDN與網路效能量測
:::
智慧網路管理–SDN與網路效能量測
SDN的全名是Software-Defined Network,軟體定義網路,是網路界聲勢如日中天的新寵兒。SDN是網路近代史上極少數源自於純學界的研究,而最終能吹起世界級風潮的新技術。
 
 
 
SDN 的全名是 Software-Defined Network,軟體定義網路,是網路界聲勢如日中天的新寵兒。網路的發展早被相關大企業把持已久,而 SDN 是網路近代史上極少數源自於純學界的研究,而能廣受注目,甚至吸引業界競相投入,最終吹起世界級風潮的新技術。是什麼讓它從傳統網路技術中脫穎而出,繼而得到萬千寵愛於一身的呢?

回答這個問題之前,讓我們先來看看傳統網路是怎麼運作的。傳統網路,是把要上網的電腦和網路設備連接起來,再把各地的網路設備連接起來形成的。網路訊息從電腦發出後,要如何選擇正確的路徑流向目的地,靠的就是這些居中的網路設備的本事。不巧的是,網路設備只能依靠幾種網路協定彼此跟鄰居溝通,只能獲得鄰近設備的資訊,無法縱觀全局。因此常常發生 A 知道自己有跟 B 連接、又從 B 那裏聽說 B 有跟 C 連接,於是 A 要給 C 的訊息就都透過 B 轉交,卻不知道 C 根本就住在 A 隔壁,其實 A 直接交給 C 會更順暢的這種狀況。

又或是 A 和 B 之間的主要線路已經滿載,非常壅塞了,明明兩者間還有其他閒置的線路可用,卻不知道拿來使用。受限於網路設備的視野有限,這種看起來很「笨」的情況,其實每天都發生在我們身邊的網路中,甚至在廣域的網路或國際線路中也是司空見慣。讓人恨不得想對網路設備大喊:喂,你就把這個訊息直接從那邊送出就好啦!何必繞這麼大圈呢?可惜就算喊了也沒用,因為網路設備聽不懂中文。

SDN的特別之處就是設計成聽得懂你的吶喊。當然不是用中文,而是用 SDN 的專用語言,例如 OpenFlow。因此 SDN 又稱為「可程式化網路」。通過一個擁有全局視野的控制器 (Controller) 用這種語言對各地的網路設備發號施令,網路設備就不再各自為政,而能協調步伐,以最好的方式來使用網路。當使用者有特別的需求時,也可以透過程式告知控制器,讓控制器依使用者的特殊需求做出相應的安排,比如安排專用的頻寬、安排指定的傳輸路徑、甚至安排擋下來自某個特定來源的網路攻擊等等。因此 SDN 不但可以提供更好的服務、更佳的基礎設施利用率,而且因為具備更多功能和彈性,也可以省下很多原本要靠加裝昂貴特殊網路設備 (例如防火牆) 才能達成的需求。也就是這種可程式化的操控彈性,讓 SDN 成為了網路界的明日之星。

然而有了 SDN 這種高控制彈性的網路,網路的效能量測就更加重要了。這是因為網路的先天設計就是假設它是通的,直到使用者遇到了問題,才會發現問題的存在。就好比全家準備從新竹出發想去墾丁踏浪,卻直到塞在車陣中,才發現國道一號和屏鵝公路大塞車,甚至發現某段道路因為天災毀損不通,因而拖延了原訂的抵達時間、甚至中途敗興而歸。如果能在出發前就知道路況該多好?(就無須浪費資源嘗試),而且現今路網健全,若能知道各條道路的路況,豈非可以預先規劃較佳路徑,避開不良的路段?SDN 給了我們選擇路徑及使用網路方式的彈性,而在我們做出選擇之前,需要先知道可用網路的「路況」,這也就是網路效能量測登場的時機了。

網路設備其實也可以回報基本的網路狀態,但就與實際開車前往目的地的感受,往往與高公局提供的國道資訊有落差一樣,網路設備所回報的資訊僅反應該地網路所呈現的巨觀概況,不一定能準確反映使用者使用網路的狀況。因此網路效能量測除了被動收集網路的狀態資訊外,還需要設計主動式的偵測機制,以使用者的角度定時對網路進行實測。這樣的系統配合 SDN 網路的特性設計,就是能夠應用在 SDN 網路的網路效能量測。

臺灣高品質學術研究網路(TWAREN)目前所發展的 SDN 網路效能量測系統,是針對 SDN 網路路徑調控的最小單位,也就是兩台 SDN 網路設備及連接其間的網路來進行量測。為了達成每兩台設備間都能量測的精度,必須在每台 SDN 網路設備旁配置一個量測節點,讓量測節點配合 SDN 的組態定時兩兩對測,使每個可用網路線段的狀態都能準確獲得。為了配置的方便與功能的彈性,我們使用 PerfSONAR 的虛擬機器做為量測節點,進行點對點之間的網路延遲時間、封包遺失率、以及最大傳輸速率的量測。未來將搭配量測狀態資訊頁面(Dashboard)及自行開發的整合式顯示環境,使複雜的 SDN 網路狀態得以一目瞭然的掌控,網路障礙都能立即偵知並迅速排除。

加上了網路效能量測之後,如虎添翼的SDN就能真正發揮高調控彈性的能力,幫傳統網路應用開了一扇新的窗,讓使用者獲得更加全面而體貼的網路服務,讓我們拭目以待!
推薦文章

TOP