SDN(software defined networking) control plane

트래픽 엔지니어링

어느 한 쪽으로 트래픽이 몰리는 게 마음에 안들면 분산시키고 싶을 수도 있음 (로드 밸런싱)

그런데 전통적인 방법으로는(라우터에서 포워딩 테이블 만들기) 어려움이 있음

예전 방식은 control과 data plane이 분리가 안됨

 

현재는 네트워크 관리자가 패킷의 흐름을 제어할 수 있도록 관여 -> 소프트웨어를 통해

 

논리적으로 중앙화된 컨트롤 플레인

멀리 있는 컨트롤러와 라우터의 CA(control agent)와 상호작용하여 포워딩 테이블을 만듦

왜 "논리적으로" 중앙화인가

물리적으로는 보통 분산처리가 되어 있는데, 포워딩 테이블 만드는 기능에선

그게 중요한게 아니니까 논리적으로 하나의 컨트롤러로 생각하는 것

 

SDN 방식은 OSPF 같은 개방형 프로토콜처럼 제조회사가 달라도 사용 가능함

 

 

Generalized Forwarding

기존에는 오직 IP 주소만 보고 포워딩 테이블을 만들었음

이제 헤더의 여러 정보를 검토해서 포워딩함 => Flow Table

 

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Control applications

직접 개발할 수도 있고, 상업 SW 사용도 가능

보안, 로드 밸런싱, 경로 설정 등을 소프트웨어로 제어 가능

중요한 건 정책

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SDN contoller (network OS)

- 네트워크 상태 정보를 유지

- northbound API - 네트워크 컨트롤 어플리케이션과 소통

- southbound API - 네트워크 스위치들과 소통

 

성능을 위해서 실제론 분리되어 있으나, 논리적으론 통합되어 있음

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Data plane switch

하드웨어로 구현된 데이터 플레인(포워딩)을 가짐

플로우 테이블은 컨트롤러에 의해 인스톨됨

컨트롤로와 소통을 위한 프로토콜 사용

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OpenFlow protocol

컨트롤러와 오픈플로우 스위치 간 메시지 교환

tcp 사용

오픈플로우 메시지

- controller to switch (sync .. 동기적. 컨트롤러는 스위치한테 응답을 받은 이후에 다른 작업이 가능)

- switch to controller (async .. 비동기적. 제대로 받는지 확인을 하지 않음)

- symmetric (misc .. 기타 메시지. 테스트 용으로 같은 메시지를 주고 받음, 메아리)

 

Controller-to-switch messages

- features: 문제 없냐고 쿼리

- configure: 세팅에 문제 없냐고 쿼리

- modify-state: add, delete, modify 등 테이블 내용 모디파이 지시

- packet-out: 특정 포트로 보내라고 지시

=> 스위치, 라우터로부터 정보를 모으고 지시

 

Switch-to-controller messages

- packet-in: 패킷이 왔는데 나갈 수 있는 포트가 없어서 어디로 보낼지 위에 물어보기

- flow-removed: 포트 없애기

- port status: 포트 상태 알려주기

 

 

오픈 플로우 - Flow Table Entries

오픈 플로우 메시지에 들어가는 내용들임

[ 룰 | 액션 | 스탯 ]

룰: 스위치 포트, [ VLAN ID, MAC src, MAC dst, Eth type ] [IP src, IP dst, IP Protocol] [TCP s port, TCP d port]

 

액션: port6, drop 등 ..

룰에 일치하는 패킷에 대해 행동할 동작을 정의

ex)

- Destination-based forwarding-

[IP dst]: 51.6.0.8, [Action]: port6 => 51.6.0.8로 향하는 패킷은 포트 6번으로 보내라

 

-Firewall-

[TCP dport]: 22, [Action]: drop => 22번 포트로 들어오는 패킷은 버려라

[IP src]: 128.119.1.1, [Action]: drop => 128.119.1.1 IP에서 오는 패킷은 버려라

 

match+action => 다양한 종류의 장치를 통합

 

라우터

- 매치: longest destination IP prefix

- 액션: 해당하는 링크로 내보내기

 

방화벽

- 매치: IP 주소와 TCP/UDP 포트 번호

- 액션: 허가 혹은 거부

 

스위치

- 매치: 목적지 MAC 주소

- 액션: 포워드 or 플루드 (거기로만 보내서 전달하거나, 그냥 알아서 받으라고 브로드캐스팅하거나)

 

NAT

- 매치: IP 주소와 포트

- 액션: 주소랑 포트 rewrite