Тенденции года - 2013. Сетевая инфраструктура: все дело в виртуализации

В 2012 году самой обсуждаемой темой в сетевой отрасли стали централизованно программируемые сети (SDN). В 2013 году SDN останется «в моде», но дело до конкретных проектов в «обычных» сетях (Google — не в счет), тем более в России, вряд ли дойдет. Дело в том, что концепция SDN полна противоречий. Вынос «интеллекта» в контроллер, казалось бы, «открывает дверь» простым (а значит, недорогим) коммутаторам, но это вряд ли выгодно производителям сетевого оборудования. Вместе с тем при работе по «указке» контроллера потребуется выделить специальные ресурсы для обработки записей в таблицах потоков — в сетях крупных центров обработки данных таких записей будет не просто много, а очень много, а следовательно, и вычислительные возможности сетевого оборудования должны быть весьма значительными. Это не слишком вяжется с тезисом о «дешевых коммутаторах». Централизация управления и администрирования — это прекрасно, но любая централизация требует принятия дополнительных мер по обеспечению отказоустойчивости, включая катастрофоустойчивость, что обычно обеспечивается децентрализацией «интеллекта». Список подобных противоречий можно продолжать еще долго…

Масла в огонь дискуссии об SDN подлил один из творцов протокола OpenFlow (используемого для коммуникации контроллеров с коммутаторами в сети SDN) и основатель компании Nicira Мартин Касадо. В конце 2012 года он заявил, что

А ведь именно эта задача со всей актуальностью сейчас встала перед крупными сервис-провайдерами, нацелившимися на предоставление «инфраструктуры как сервиса» (IaaS). По его мнению, для виртуализации сетевой инфраструктуры наиболее эффективна организация наложенной сети, в которой контроллер будет управлять не физическими, а виртуальными (программными) коммутаторами наподобие Cisco Nexus 1000v, VMware DVS, IBM 5000v или Open vSwitch. Именно такое решение реализовано в продуктах Nicira/VMware (подробнее см. статью «SDN: кому и зачем это надо?» в декабрьском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2012 год).

Скорости каналов подключения серверов к коммутаторам доступа.

Поиск эффективных инструментов для виртуализации сетевой инфраструктуры станет, на наш взгляд, главной тенденцией 2013 года. В этой связи рекомендуем последить за развитием двух технологий: Virtual eXtensible LAN (VXLAN) и Network Virtualization using Generic Routing Encapsulation (NV-GRE). По сути, обе они обеспечивают формирование наложенной системы туннелей для функционирования большого числа виртуальных сетей второго уровня (L2), способных работать в том числе и через маршрутизируемые сети L3. Обе предполагают для идентификации логических сетей использовать поля длиной 24 бит, что позволяет организовывать до 16 млн таких сетей. Это существенно больше того максимума в 4096 виртуальных сетей, который предоставляет классическая технология VLAN.

Сторонниками технологии VXLAN выступают, в частности, компании VMware, Cisco, Arista, Citrix и RedHat. В лагере поддержки NV-GRE — такие тяжеловесы отрасли, как Microsoft и Intel. На данный момент обе технологии находятся в стадии развития, а документы IETF, в которых описаны их основные алгоритмы, носят статус «экспериментальный» или «информационный». Тем не менее именно с этими технологиями связаны надежды на появление стандартных методов виртуализации сетевой инфраструктуры.

В основе любой виртуальной сети должна быть надежная (отказоустойчивая) и высокопроизводительная (высокая скорость + низкая задержка) физическая сетевая инфраструктура. Здесь наблюдается

Их основу формируют протоколы, обеспечивающие одновременное использование всех имеющихся линий связи (без каких-либо блокировок для исключения зацикливания) и общесистемных точек отказа. В области «фабрик» пока преобладают фирменные (нестандартные) решения, однако активная работа организаций IETF и IEEE над технологиями Transparent Interconnection of Lots of Links (TRILL) и Shortest Path Bridging (SPB) дает определенную надежду на то, что уже в 2013 году появятся интероперабельные решения. Подробнее об этих технологиях см. статью «Фабрики» — ЦОДам» в этом номере «Журнала сетевых решений/LAN».

Что касается скорости отдельных каналов, то, согласно прогнозу Dell’Oro, в 2013 году более половины новых серверов будут подключаться по технологии 10GbE, а значит, следует ожидать резкого повышения спроса на коммутаторы с такими портами. Соответственно,

число которых в мировом масштабе будет измеряться уже сотнями тысяч. Однако на участке между серверами и коммутаторами доступа технология 40GbE начнет применяться только с 2014 года. Что касается решений 100GbE, то их внедрение существенно сдерживается дороговизной, а также большими размерами и высоким энергопотреблением существующих трансиверов CFP. Появление в 2013 году компактных и энергоэффективных трансиверов CFP2 (как ожидается, их потребление будет примерно в четыре раза меньше, чем у CFP) сдвинет с мертвой точки использование 100-гигабитного Ethernet.

Массовое внедрение 10-гигабитных интерфейсов вселяет надежду и на то, что более активно будет использоваться пока явно пробуксовывающая технология FCoE. На данный момент это единственный вариант конвергенции сетевых инфраструктур локальных сетей и SAN, которую ждут многие заказчики. По крайне мере, согласно опросу, проведенному осенью 2012 года «Журналом сетевых решений/LAN», именно необходимость поддержки сразу нескольких сетевых инфраструктур и технологий вызывает обеспокоенность большей части российских специалистов. В данном случае вся стандартизационная база для FCoE уже принята, однако даже те представители производителей, которые в своих презентациях ратуют за конвергенцию, в кулуарах конференций не советуют заказчикам спешить с внедрением этой технологии. Много лет находясь «в тренде», FCoE пока так и не получила широкого признания.