Redes Definidas por Software - SDN

A metodologia utilizada foi a pesquisa exploratória, tendo como coleta de dados o levantamento bibliográfico. As conclusões mais relevantes são de que as redes SDN possuem maiores benefícios quando comparadas com as tradicionais, contribuindo para a melhoria da estrutura da Internet como um todo, possibilitando que haja a melhoria da qualidade de serviço e da proteção, permitindo que novos negócios sejam implementados. Palavras-chave: Rede definida por software. Redes de computadores. Protocolo OpenFlow. Eles, como qualquer iniciativa que surge, precisam considerar questões de performance, escalabilidade e flexibilidade, imprescindíveis para as necessidades existentes (GUEDES et al. A evolução nos padrões de API (Application Programming Interfaces) que não estão restritas ao fabricante, contribuiu para uma mudança de comportamento da rede no que se refere ao programa utilizado, ajudando na dissociação dos enfoques (como já falado anteriormente) em parte lógica e física, isto é, a arquitetura passou a conter essas duas realidades, sem que fosse preciso ter as duas no mesmo equipamento, de maneira obrigatória (SILVA, 2016).

Para que isso fosse possível, era preciso que houvesse uma maneira de fazer a programação de forma remota, possibilitando que o plano de controle pudesse ser alocado em um servidor exclusivo. Assim, a partir das APIs, instrumentos e o código aberto, os administradores poderiam modificar o plano, colocando o que fosse necessário para aquela aplicação. Daí, nasce o padrão aberto conhecido como OpenFlow, concebido no ano de 2007, pela Universidade de Stanford, possibilitando que se use equipamentos de rede para o estudo de novos protocolos, concomitantemente, ao seu funcionamento. O desenvolvimento da internet ocorre a partir do crescimento tecnológico alcançado pela rede de computadores em seus dispositivos, tais como: gateways, routers e switches, entre outros, ao mesmo tempo que, os próprios equipamentos, restringiram, por vezes, a gestão das redes (ALVES E SILVA; FARIA, 2017).

Os equipamentos que conectam as redes e precisam gerir tráfegos distintos, são restringidos a funcionar da maneira que o fabricante previamente definiu, fazendo com esta restrição atrapalhe o tratamento dos problemas e/ou uma possível otimização em uma parte da rede. As SDNs possuem como principal premissa distinguir os planos de controle e de dados. Desse modo, pode-se trabalhar as adversidades que as redes oferecem, como as estruturas complicadas proporcionadas pelos vários equipamentos e a gama de dados trafegando na rede, deixando tudo mais organizado e controlado. Historicamente, as redes definidas por software se originam na arquitetura de redes Ethane, que conceituava um jeito de realizar políticas de controle de acesso de maneira distribuída, através de supervisão centralizada. Operam com diferentes protocolos e padrões, ofertando maior escalabilidade, disponibilidade, performance, sendo capital para a solução de dificuldades computacionais, que são: • Alteração do comportamento do tráfego: aplicações distribuídas em nuvem pública ou particular necessitam acessar ao aumento da banda necessária (MARCUSSO, 2017).

• Crescimento dos serviços em nuvem: acesso sob demanda de aplicações e infraestrutura. • Largura de faixa: extensa quantidade de dados precisa de maior processamento e velocidade para serem tratados (MARCUSSO, 2017). • Complexidade: acrescentar ou mudar componentes é uma tarefa difícil, possui riscos que podem deixar o sistema inoperante e demanda tempo para que seja realizado. • Dificuldade de crescimento: o método de calcular o dimensionamento, com um valor maior que o esperado, não dá mais certo em tráfego dinâmico preconizado por redes virtualizadas, graças ao processamento paralelo. O programa, embora concebido para aquela aplicação, é desenvolvido baseado em um controlador geral, de onde são produzidas as aplicações próprias para as finalidades que uma rede necessita. Conta, ainda, com a possibilidade de se usar um divisor de visões que possibilita que as aplicações sejam partilhadas entre controladores distintos, como se pode perceber na Figura 1 (GUEDES et al.

O preceito fundamental das SDNs é a chance de se realizar a programação dos dispositivos da rede. Essa programação se resume na operação simples de pacotes com base na definição de fluxo, i. e. Durante todo o desenvolvimento das redes computacionais, esse processo de consulta e chaveamento passou por diversas pesquisas, levando a soluções com base em hardware com performance bastante para atender às taxas de transmissão necessárias (GUEDES et al. A chance de correlacionar um processamento intrincado, resolvido por programa, a pacotes que atendam a um certo padrão, permitiu que se pudesse ligar vários tipos de comportamentos na mesma rede. Possibilitou que fosse dado um tratamento convencional para fluxos operacionais e diferenciado para os relacionados a pesquisas. Investigações continuam em andamento para que várias possibilidades de pesquisas sejam realizadas em paralelo na mesma rede física.

Isso significa trabalhar com visões distintas da mesma rede, partilhando os recursos entre os vários controladores. É interessante perceber que essa visão unificada e centrada da rede é classificada como lógica. Não requer que o controlador atue como um agente concentrador, com infraestrutura em apenas um ponto do sistema. A visão global pode ser desenvolvida de maneira distribuída, partilhando os elementos de visão entre domínios distintos ou trabalhando com um controlador de características distribuídas, trabalhando com um algoritmo consensual, com vistas a conservar a visão sólida entre as subdivisões (GUEDES et al. Diversos controladores foram utilizados pelas SDNs. Vários deles disponibilizam uma interconexão necessária para a programação da rede. As mensagens podem ser classificadas em simétricas, assíncronas ou introduzidas pelo controlador.

Foi criado e implementado pelas Universidades de Stanford e Berkeley, em 2007, para suprir a necessidade de uma arquitetura e de protocolos de rede para dispositivos que atendessem às necessidades existentes. Pode ser compreendido como um protocolo padronizado para o encaminhamento de pacotes para os elementos da rede (MIRANDA; ZAMBONE, 2013). A descrição de ações e princípios que estão contidas nos elementos de rede é feita por um equipamento externo, denominado controlador, que pode estar alocado em um servidor comum, da forma que a Figura 3 está mostrando a seguir. Figura 3: Exemplo de uma rede com OpenFlow habilitado Fonte: Miranda, Zambone (2013). Elas possuem, funções e especificidades distintas entre si, no entanto, apresentam quatro particularidades comuns às duas opções, que são: modelos de comutadores, a comunicação usada entre controlador e comutador, a forma da mensagem utilizadas na comunicação entre dispositivos da rede e o controlador e, por último, os critérios que podem ser ajustados.

Um ponto marcante das SDNs é que elas representam muito mais do que o OpenFlow determina. O segundo possibilita um recurso simplificado para a implementação de várias redes virtuais apoiadas em uma infraestrutura física, onde cada rede é constituída por switches trabalhando no nível dois, roteadores e gateways de aplicação comuns. Por outro lado, as SDNs permitem o desenvolvimento de outras aplicações que realizem o controle dos elementos de comutação em uma rede física de maneira bem mais abrangente e flexível (GUEDES et al. Para que seja possível esse desenvolvimento, é vital a compreensão da função dos controladores de rede. A estruturação da rede possibilitada pelos comutadores programáveis e a opção de visão lógica presente permitem a implementação e a evolução de várias funções e aplicações em diversos ambientes (SILVA, 2016): Controle de acesso distribuído: a interconexão de programação proporcionada pelo OpenFlow, onde o tratamento é determinado pelos padrões que reconhecem os fluxos, o seu uso em controle de acesso é bastante pertinente.

O controlador, munido de sua visão geral da rede, possibilita que normas de acesso possam ser implementadas baseadas em informações amplas e não somente o que a utilização de um firewall poderia abarcar em um segmento de rede. Assim, o sistema Ethane, que deu origem ao OpenFlow, era um sistema de controle de acesso distribuído com base em uma visão geral das políticas de controle da rede (GUEDES et al. Gerência de redes: um dos benefícios ligados às redes definidas por software é que sua visão geral da rede torna mais simples as ações de configuração e gestão da rede, ao mesmo tempo que seus contadores ligados aos fluxos, possibilitam o monitoramento dos fluxos que importam. Pode-se integrar switches OpenFlow aos sistemas clássicos de gerenciamento, que usam o protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol -Protocolo Simples de gerenciamento de redes (MARCUSSO, 2017).

Essa tecnologia demonstrou ser benéfica quando comparada com as redes tradicionais com relação aos seguintes requisitos: estão mais preparadas para o desenvolvimento da computação e para responder aos obstáculos emergentes em comunicação de dados, permitem melhor controle da qualidade de serviço oferecida, conseguem analisar e compreender melhor o fluxo das aplicações, conseguem refinar a busca por falhas e erros. As SDNs constituem um grande avanço na melhoria do funcionamento da grande rede em premissas como a segurança da informação trafegada, escalabilidade, qualidade de serviço e performance quanto às adversidades. Conclui-se, então, que ela está apta para encarar os obstáculos que o mundo moderno proporciona e as transformações tecnológicas que estão ocorrendo, inclusive com a Internet das Coisas.

Referências ALVES E SILVA, J. P. dcc. ufmg. br/~mmvieira/cc/papers/minicurso-sdn. pdf >. Acesso em: 08 jul. M. Redes definidas por software. Monografia apresentada como exigência para obtenção do grau de Especialização em Redes de Computadores da UFJF – Universidade Federal de Juiz de Fora. Juiz de Fora, MG. SILVA, G.