SDNでは、従来のネットワーク機器の制御機能をソフトウェアで抽出し、SDNコントローラと呼ばれる集中管理装置で統合する。これにより、ネットワークの構成や設定をソフトウェアで柔軟に変更できるようになり、さまざまなメリットをもたらす。
SDNの構成要素
SDNコントローラー
SDNコントローラーは、SDNの中心となる構成要素である。SDNコントローラーは、以下の機能を備えている。
- ネットワークの状態の把握
SDNコントローラーは、ネットワーク全体の状態を把握する。ネットワークの状態には、ネットワーク機器の位置や接続関係、ネットワークのトラフィック状況などが含まれる。
- ネットワークの構成や機能の制御
SDNコントローラーは、ネットワークの構成や機能を動的に制御する。ネットワークの構成や機能の変更には、ルータのルーティングテーブルの変更や、スイッチのポートの設定変更などが含まれる。
- アプリケーションとの連携
SDNコントローラーは、アプリケーションと連携する。アプリケーションから送られてくる要求に基づいて、ネットワークの構成や機能を動的に制御する。
SDNスイッチ
SDNスイッチは、SDNコントローラーから送られてくる指示に従って、データの転送を行う。SDNスイッチは、以下の機能を備えている。
- SDNコントローラーからの指示の受信
SDNスイッチは、SDNコントローラーから送られてくる指示を受信する。指示には、データの転送先や、データ転送の優先度などが含まれる。
- データの転送
SDNスイッチは、SDNコントローラーの指示に従って、データの転送を行う。データの転送には、L2スイッチングやルーティングなどが行われる。
アプリケーション
アプリケーションは、SDNコントローラーと連携して、ネットワークの構成や機能を変更するソフトウェアである。アプリケーションは、以下の機能を備えている。
- SDNコントローラーへの要求の送信
アプリケーションは、SDNコントローラーに対して、ネットワークの構成や機能を変更するための要求を送信する。要求には、ネットワークの構成や機能の変更内容が含まれる。
- SDNコントローラーからの応答の受信
アプリケーションは、SDNコントローラーからの応答を受信する。応答には、ネットワークの構成や機能の変更が成功したかどうかの判断結果が含まれる。
SDNの代表的な技術
SDNを実現する技術として、以下のようなものが挙げられる。
- OpenFlow
OpenFlowは、SDNコントローラとネットワーク機器間の通信を制御するプロトコルである。OpenFlowは、SDNの標準プロトコルとして広く普及している。
- SDNコントローラソフトウェア
SDNコントローラソフトウェアは、SDNコントローラを実現するソフトウェアである。SDNコントローラソフトウェアは、ネットワークの状態を監視したり、各ネットワーク機器にどのような動作をさせるかを指示したりする機能を提供する。
- SDNアプリケーションソフトウェア
SDNアプリケーションソフトウェアは、SDNアプリケーションを実現するソフトウェアである。SDNアプリケーションソフトウェアは、ネットワークの構成や設定を変更したり、ネットワークのトラフィックを制御したりする機能を提供する。
SDNのメリット
SDNの具体的なメリットとしては、以下のようなものが挙げられる。
- ネットワークの柔軟性と拡張性の向上
SDNコントローラーによってネットワークの構成や機能を動的に変更できるため、ネットワークの柔軟性と拡張性が向上する。例えば、アプリケーションの要求に応じて、ネットワークの構成を変更したり、新しいネットワーク機器を追加したりすることができる。
- ネットワークの効率性の向上
SDNコントローラーによってネットワークの状態を把握し、アプリケーションの要求に応じて最適なネットワーク構成を実現することで、ネットワークの効率性が向上する。例えば、トラフィックの流れを最適化することで、ネットワークのパフォーマンスを向上させたり、コストを削減したりすることができる。
- ネットワークのセキュリティの向上
SDNコントローラーによってネットワークのアクセス制御を集中管理することで、ネットワークのセキュリティが向上する。例えば、アプリケーションごとにアクセス権を制御することで、セキュリティを強化することができる。
- 運用コストの削減
SDNコントローラーによってネットワークの構成や機能を自動的に管理することで、運用コストを削減することができる。例えば、ネットワークの状態を監視し、異常を検知した場合に自動的に修復することで、トラブル対応にかかる時間を短縮することができる。
SDNの応用例
SDNは、さまざまな分野で応用されている。主な応用例としては、以下のようなものが挙げられる。
- データセンター
データセンターでは、大量のサーバやストレージ機器を接続する必要がある。SDNを活用することで、データセンターのネットワークを効率的に管理・運用することができる。例えば、サーバの仮想化や、アプリケーションごとにネットワーク帯域を制御することで、ネットワークのパフォーマンスを向上させることができる。
- クラウドサービス
クラウドサービスでは、ユーザーがさまざまなアプリケーションやサービスを利用するために、ネットワークを利用する必要がある。SDNを活用することで、クラウドサービスのネットワークを柔軟に構成・変更することができる。例えば、アプリケーションの要求に応じて、ネットワークの構成を変更したり、新しいネットワーク機器を追加したりすることで、ユーザーのニーズに応じたネットワークサービスを提供することができる。
- モバイルネットワーク
モバイルネットワークでは、スマートフォンやタブレットなどの端末からインターネットに接続するために、ネットワークを利用する必要がある。SDNを活用することで、モバイルネットワークを効率的に管理・運用することができる。例えば、トラフィックの流れを最適化することで、ネットワークのパフォーマンスを向上させることができる。
- 産業用ネットワーク
産業用ネットワークでは、生産設備や制御装置を接続する必要がある。SDNを活用することで、産業用ネットワークを安全かつ効率的に管理・運用することができる。例えば、アクセス制御を強化することで、セキュリティを向上させることができる。
まとめ
SDNは、ネットワークの可視性と制御性の向上、ネットワークの柔軟性と拡張性の向上、ネットワーク運用の効率化などのメリットをもたらす技術である。SDNは、クラウドコンピューティングやモバイルネットワークなどの分野で注目されている技術であり、今後ますます普及していくと考えられる。