SDN, SD-WAN und NFV: Die Zukunft virtueller Business-Netzwerke

Technologie

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Datum 05.04.2019
Lesezeit 6 Min.

SDN, SD-WAN und NFV: Die Zukunft virtueller Business-Netzwerke

SDN steht für Software Defined Networking und bezeichnet eine Technologie, mit deren Hilfe noch zuverlässigere und schnellere Netzwerkverbindungen zwischen Standorten auf der ganzen Welt möglich sind. Das kommende 5G-Netz spielt hierbei ebenso eine zentrale Rolle wie die Virtualisierung von Netzwerkfunktionen (NFV, Network Functions Virtualization).

Bislang mussten Unternehmen pro Standort oder Einsatzzweck entscheiden, welche Technologie für ihren Zweck geeignet ist – MPLS (Multiprotocol Label Switching) oder das „herkömmliche” Internet über Festnetz- oder Mobilfunkanschlüsse. Nun könnten ihnen intelligente SD-WANs diese Entscheidung schon bald abnehmen. Ein dynamischer Netzwechsel bei möglichen Ausfällen einzelner Übertragungsstrecken erhöht die Betriebssicherheit nicht nur für Großunternehmen, sondern macht auch kleine und mittelständische Betriebe deutlich flexibler.

 

SDN und SD-WAN: Das steckt hinter den Begriffen

Die Abkürzung SDN steht für „Software Defined Network”, also ein Netzwerk, dessen Eigenschaften und Funktionsweise nicht durch Hardware, sondern durch Software definiert wird. Ähnliches gilt für SD-WAN, wobei „WAN” hier für „Wide Area Network” und somit den Datentransport über große Entfernungen hinweg steht.

Das SDN-Prinzip wurde an US-Hochschulen wie der Stanford University und der Ohio State University entwickelt und dabei durch enge Kooperationen mit Netzbetreibern und Hardwarelieferanten wie AT&T und Ericsson unterstützt. Im engeren Sinne beschreibt das Verfahren eine Netzwerkarchitektur, bei der über der physischen Netz-Infrastruktur eine Software-Abstraktionsschicht liegt. Diese Software-Schicht unterscheidet wiederum zwischen einer Kontroll-Ebene (Control Plane) und einer Datentransport-Ebene (Data Plane). Ein Steuerungs-Protokoll (beispielsweise „OpenFlow“) dient dazu, den Datentransport und das Verhalten der software-basierten Netzwerkelemente zu steuern.

Die zugrundeliegende Hardware und Netzwerktechnologie wird somit vom eigentlichen Datentransport entkoppelt und kann je nach Bedarf und Situation verändert und auch skaliert werden, was sogar On-Demand-Netzwerke ermöglicht.

 

Software Defined Networking wählt stets den besten Übertragungsweg

Eine wesentliche Stärke von SDN (und damit auch SD-WAN) liegt darin, dass die APIs und Funktionen von „OpenFlow“ die Steuerung und Konfiguration von Netzwerken sehr einfach und flexibel machen. In der Praxis bedeutet dies, dass Firmen sich nicht länger Gedanken darüber machen müssen, auf welche Art sie ihre Standorte vernetzen. Bislang geschah dies meist auf einem dieser drei Wege (mit eventuellen, manuellen Fallback-Mechanismen und Redundanz durch Anmietung verschiedener Technologien):

  • MPLS: Der sogenannte Multiprotocol-Label-Switching-Ansatz wird häufig in Großunternehmen eingesetzt. Er ist Teil des All-IP-Konzepts von Vodafone und wickelt bereits heute einen Großteil des Telefonie- und Datenaufkommens innerhalb von und zwischen Unternehmen ab.
  • Festnetz-Internet: Das klassische Festnetz-Internet über Kabelanschluss oder Zweidrahtleitung ist in kleineren Unternehmen immer noch gängiger Standard.
  • Mobilfunk-Internet: Eine der größten Prioritäten von Vodafone ist der Netzausbau, insbesondere im Mobilfunkbereich. Neben telefonischer Erreichbarkeit unterwegs werden auch große Mengen an Daten über das vorhandene 4G-LTE-Netz übertragen.

Diese strikte Trennung zwischen den Transportwegen für Daten dürfte in absehbarer Zeit Geschichte sein: Durch SDN und insbesondere SD-WAN, wie Vodafone es schon jetzt in 33 Ländern weltweit anbietet, können Sie künftig die Entscheidung, welcher Transportweg der optimale ist, Ihrem Netzanbieter überlassen. Damit, aber auch mit der bereits verfügbaren Lösung Vodafone Connected Business, können Sie individuell festlegen, welche Anwendungen hohe oder niedrige Priorität in Ihrem virtuellen (Standort-)Netzwerk haben sollen.

 

Ausklappbare Informationsgrafik

Infografik: Vodafone Deutschland

 

Außerdem lässt sich in SD-WAN-Umgebungen der Datenfluss auch in komplexen Netzwerken gut nachverfolgen und bis auf Anwendungsebene analysieren. Diese Offenheit und Flexibilität geht jedoch teilweise zu Lasten der Effizienz – der reine Datendurchsatz ist in Software Defined Networks bisweilen etwas geringer als bei Nutzung proprietärer Netzwerk-Infrastruktur. Die derzeit im Aufbau befindliche 5G-Infrastruktur soll diesen Nachteil jedoch großteils ausgleichen. Künftige Netze sollen so nicht nur flexibler, sondern auch deutlich schneller werden. Auch entlegene Standorte werden sich damit deutlich problemloser in bestehende Strukturen einbinden lassen, als dies bisher der Fall war.

Die Umstellung auf SD-WAN ist dabei weder mit langen Ausfallzeiten noch mit hohen Zusatzkosten verbunden: Ihr persönlicher Vodafone-Ansprechpartner kümmert sich von A bis Z um alle Fragen rund um die Migration in das Gigabit-Zeitalter. Außerdem könnten dank der zusätzlichen NFV-Technologie schon bald Installationsarbeiten an Routern, Modems oder Switches der Vergangenheit angehören, wie nachstehendes Video verdeutlicht:

 

NFV: Mit Network Functions Virtualization zu mehr Flexibilität und Effizienz

Neben den erwähnten Routen durch das Wide Area Network lassen sich auch Netzwerkkomponenten virtualisieren. Da neue Netzelemente nur noch das Laden und Ausführen von Software auf entsprechend leistungsstarken Host-Systemen erfordern, lassen sich Funktionen wie Load-Balancing oder Quality-of-Service-Mechanismen schneller und kostengünstiger im Netz realisieren. Die zeitraubende und kostenintensive Installation von Spezial-Hardware können Sie mit diesem Ansatz also demnächst einsparen.

Das „Networks Functions Virtualization“ (NFV)-Konzept wurde von Netzbetreibern und Cloud-Anbietern gemeinsam entwickelt und löst diverse Netzwerkkomponenten auch im Kernnetz der Provider ab, die bislang durch Hardware realisiert wurden:

  • Firewalls und WAN-Optimizer (sorgen für Transportsicherheit und optimale Bandbreitenverteilung)
  • Carrier-spezifische Elemente wie SGSN/GGSN (Serving GPRS Support Node und Gateway GPRS Support Node, zur paketorientierten Datenvermittlung im GSM-Netz)
  • Session Border Controller (SBC, zur Kopplung von externen und internen Netzen)
  • Radio Access Networks (RANs, also Funkbasisstationen)

Dies klingt zunächst vielleicht so, als ob NFV-Technik in erster Linie für die Netzbetreiber interessant wäre. Doch auch hier ergeben sich klare Vorteile für die Anwender. Sie genießen beispielsweise besseren Schutz vor Schad- und Spionagesoftware, da Firewalls zentral verwaltet werden und immer auf dem neuesten Stand sind. Außerdem werden die Netze performanter, da sie dynamisch skaliert werden können. Das wiederum kommt der pro Anwender verfügbaren Bandbreite zugute.

Die im Rahmen von NFV virtualisierten Netzelemente können dabei auch SDN nutzen – dies ist allerdings nicht zwingend erforderlich. Es können auch andere, im Carrier-Umfeld bereits etablierte Protokolle, genutzt werden.

Genau wie bei SD-WAN war und ist auch hier das Ziel, proprietäre, spezialisierte und teure Hardware durch Spezial-Software zu ersetzen, die auf Standard-Hardware läuft. Für die Spezifikation und Standardisierung der genannten und weiterer NFV-Elemente ist das European Telecommunications Standards Institute ETSI verantwortlich.

 

Wie Virtualisierung künftige Netze und Services verändert

Konzepte wie NFV sind eine wichtige Grundlage für die kommenden 5G-Netze. Im 5G-Standard ist „Network Slicing“ vorgesehen: Dabei nimmt dasselbe Funknetz je nach Anwendung unterschiedliche Profile und Charakteristika an. Diese Funktion setzt virtualisierte und software-gesteuerte Netzelemente fast schon zwingend voraus.

Ob jedoch im Zusammenspiel oder je nach Anwendung auch im getrennten Einsatz – SDN und NFV sind wichtige Bausteine für die Evolution von Festnetz und Mobilfunknetz. Netzbetreiber und Kunden profitieren gleichermaßen von den Vorteilen dieser Technologien. Sie ermöglichen nicht nur schnellere und preiswertere Netze, indem beispielsweise die Netzkapazitäten schneller an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden können. Netze, die auf SDN und NFV basieren, bieten zudem ideale Voraussetzungen für die schnelle Entwicklung innovativer Dienste: Etwa zum Schutz gegen Schadsoftware oder für stabileren Netzbetrieb.

 

Video: YouTube / Vodafone Business

 

Zusammenfassung

  • Die Abkürzung SDN steht für „Software Defined Network”, also ein Netzwerk, das nicht durch Hardwarekomponenten, sondern durch Programmierung definiert wird.
  • Im SD-WAN, also dem zugehörigen „Wide Area Network”, findet Datenübertragung auch rund um den Globus statt.
  • Ein Steuerungs-Protokoll namens „OpenFlow“ dient dazu, den Datentransport und das Verhalten der software-basierten Netzwerkelemente zu steuern.
  • Mit NFV werden Netzwerkkomponenten innerhalb von SDN wie beispielsweise Firewalls und erweiterte Monitoring-Features mehr und mehr softwareseitig statt hardwareseitig realisiert.

 

Wie ist Ihr Unternehmen derzeit mit dem Internet verbunden? Wie vernetzen Sie, falls vorhanden, Ihre verschiedenen Standorte miteinander? Wir freuen uns auf Ihren Kommentar.

 

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