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Software-Defined Networking(SDN)とは、ネットワークの構築において、ソフトウェア ベースのコントローラまたはアプリケーション プログラミング インターフェイス(API)を使用して、ネットワーク上のトラフィックの制御と、基盤となるハードウェア インフラストラクチャとの通信を行うアプローチです。
従来型のネットワークはこれと異なり、専用のハードウェア デバイス(ルータおよびスイッチ)によりネットワーク トラフィックを制御します。SDN では、仮想ネットワークを構築して制御するか、従来型のハードウェアに基づくネットワークをソフトウェアにより制御します。
ネットワーク仮想化では、1 つの物理ネットワーク内で複数の仮想ネットワークをセグメント化したり、複数の物理ネットワーク間でデバイスを接続して 1 つの仮想ネットワークを構築したりできますが、SDN では統合サーバによりデータ パケットのルーティングを管理する新しい方法を使用できます。
このセクションでは、SDN の基礎をご説明します。SDN では、(あらゆる仮想化の対象と同様に)ソフトウェアはハードウェアから分離されます。SDN ではネットワーク デバイスを 2 つのプレーンに分離します。ソフトウェアへのトラフィックの送信先を決定する制御プレーンを移動し、ハードウェア内のトラフィックの転送を担うデータ プレーンは元の状態を維持します。これにより、SDN を使用するネットワーク管理者は、個々のデバイスごとではなく、単一の管理画面でネットワーク全体のプログラミングと管理を行えます。
通常、SDN のアーキテクチャは 3 つの要素で構成されます。
上記 3 つの要素は異なる物理ロケーションに配置できます。
実際にネットワーク内でデータの転送を担うのは、物理または仮想ネットワーク デバイスです。場合によっては、物理スイッチの代わりに、ソフトウェアまたはハードウェアのいずれかに組み込むことのできる仮想スイッチを使用して、単一のインテリジェントなスイッチに機能を統合できます。このスイッチはデータ パケットとその転送先となる仮想マシンの両方の整合性をチェックし、パケットを転送します。
SDN には以下のように、従来型のネットワークにはないさまざまなメリットがあります。
SDN と従来型のネットワークのもっとも大きな違いはインフラストラクチャです。SDN はソフトウェア ベースであり、従来型のネットワークはハードウェア ベースです。SDN は、制御プレーンがソフトウェア ベースであるため、従来型のネットワークよりはるかに柔軟です。ネットワークの制御、構成における設定変更、リソースのプロビジョニング、ネットワーク キャパシティの拡張などすべてを、管理者は統合ユーザー インターフェイスで実行でき、ハードウェアの追加は不要です。
セキュリティにおいても、SDN と従来型のネットワークには違いがあります。より優れた可視性と、セキュアな経路を定義できる機能により、SDN はさまざまな面でより強力なセキュリティを実現します。しかし、SDN では統合コントローラを使用するため、ネットワーク セキュリティを維持するにはコントローラの保護が必須であり、この単一障害点を抱えていることが SDN の脆弱性となり得ます。
スイッチとルータにおけるデータの流れを制御する統合コントローラを使用するという点はすべての SDN で共通ですが、SDN にはいくつかの異なるモデルがあります。
今日使用されているサービスやアプリケーション、特にクラウドを活用するものの多くは、SDN なくしては機能しません。SDN では分散されたロケーション間でのデータ転送が容易ですが、これはクラウド アプリケーションには必須の要件です。
さらに、SDN はネットワーク内でのワークロードの高速な移行をサポートしています。たとえば、ネットワーク機能の仮想化(NFV)と呼ばれる技術を使用して仮想ネットワークをセクションに分割することで、通信サービス プロバイダーはカスタマー サービスをより低コストなサーバや、さらには顧客自身のサーバに移行できます。サービス プロバイダーは必要に応じて仮想ネットワークのインフラストラクチャをプライベートからパブリックのクラウド インフラストラクチャへ移行できるほか、新規のカスタマー サービスを迅速に提供できます。SDN では、ネットワーク管理者はオンプレミスかクラウドかにかかわらず仮想マシンを追加および削除でき、ネットワークの柔軟な運用および拡張が容易にできます。
加えて、優れたスピードと柔軟性を備えた SDN は、リモート サイト間での迅速かつ容易なデータ転送が必要となる、エッジ コンピューティングや IoT などの新しいトレンドやテクノロジーをサポートできます。
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