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Redes definidas por software: tudo que você precisa saber sobre SDN

Para as grandes empresas já não é mais novidade a incrível quantidade de dados que o mundo produz todos os dias. Isso se deve, entre vários fatores, às novas tecnologias e meios de comunicação que vieram para facilitar a produção e a disseminação de informações. Com isso, surge uma questão importante a ser discutida e que abrange companhias, provedores de serviços e operadoras de diversas áreas.

A notável expansão de conteúdos multimídia, da computação em nuvem e o uso cada vez mais massivo dos dispositivos móveis, é algo que demanda investimento em novas tecnologias.

Entretanto, essa mesma época de expansão e revolução tecnológica também enfrenta a constante necessidade comercial de reduzir custos, especialmente quando não há um crescimento das receitas da empresa, gerando problemas ao trabalhar com modelos de negócio tradicionais.

Nesse sentido, muitas companhias já têm trabalhado em meios de difundir o uso de recursos como o Big Data e implementar a computação em nuvem de forma mais expressiva, além da utilização de metodologias como o Business Intelligence.

Assim, entre as possibilidades identificadas e que se apresentam como ideais para trabalhar de acordo com o ritmo acelerado dos novos modelos de negócio, temos as redes definidas por software — ou SDN —, uma tecnologia que vem sendo adotada com sucesso por diversas companhias de médio e grande porte.

Apesar de ainda não ser tão conhecida, trabalhar com soluções baseadas nessa tecnologia tem se mostrado uma atitude de grande importância nos dias de hoje, fazendo com que as organizações possam continuar fortes e competitivas no mercado ao revolucionar o design e as operações de rede.

Quer conhecer essa tecnologia, saber como ela funciona e como tem impactado o mercado? Então continue conosco e saiba tudo sobre as redes definidas por software!

O que são redes definidas por software?

Uma SDN — sigla para Software Defined Network ou Rede Definida por Software, em tradução livre — é uma abordagem para arquitetura de redes que utiliza um software, em vez de dispositivos específicos, para fornecer e administrar serviços e tecnologias de rede, de modo a facilitar a mobilidade e o provisionamento de aplicações de forma programável, elástica e sob demanda.

Essa tecnologia — que apesar do pouco tempo, já revoluciona a indústria — tem sido utilizada em decorrência da demanda por infraestruturas expansíveis que possam lidar corretamente com a escalabilidade dos negócios modernos.

Entre as vantagens de contar com uma abordagem que busque trazer mais controle e personalização ao estruturar as redes como a SDN, pode-se notar uma definição de processos mais centralizada e inteligente.

Vale ressaltar, inclusive, que a centralização da estrutura de SDN automatiza a configuração e disponibilidade da rede como um todo, eliminando as restrições existentes em instalações definidas por hardware, o que proporciona mais eficiência, independentemente de qual tecnologia de rede seja utilizada no projeto.

As redes definidas por software dividem o plano de controle da rede do plano de dados e transferem o gerenciamento, a orquestração e a automação e análise de rede para os controladores SDN, que serão abordados no tópico a seguir. Quer saber melhor como isso tudo funciona? Então continue a leitura!

Afinal, como funciona uma SDN?

As companhias provedoras de redes definidas por software fornecem diversas alternativas de arquiteturas que concorrem entre si. Entretanto, todas elas têm um ponto em comum, que é a centralização de controle da rede, posicionando a lógica de controle dos recursos no local adequado, como abordamos.

Além disso, todos os modelos de rede definida por software possuem uma versão de controlador SDN e APIs Southbound e Northbound — em tradução livre, algo como limites Sul e Norte, respectivamente. Saiba mais a seguir:

Controladores

Os controladores SDN são o cérebro da rede e fornecem uma visão centralizada da rede geral, além de permitir que seus administradores informem aos demais sistemas — como os roteadores e switches — de que forma o plano de encaminhamento de dados deve trabalhar com o tráfego de rede.

Visto que esses controladores não são dispositivos físicos de rede, eles podem utilizar o desempenho, disponibilidade e escalabilidade presentes nos recursos de armazenamento e computação em nuvem atuais.

Além disso, os controladores SDN têm sido, cada vez mais, desenvolvidos com base em sistemas open source, utilizando padrões e APIs abertas, o que possibilita a gestão e o controle de equipamentos de rede dos mais variados provedores.

APIs Southbound

As SDNs utilizam APIs denominadas Southbound para transmitir dados aos roteadores e switches “abaixo” delas — daí o termo “limite abaixo” ou “limite Sul”, no seu nome.

Nesse sentido, o OpenFlow — também considerado o primeiro padrão SDN — foi a API Southbound original e permanece como um dos protocolos mais comuns do mercado.

APIs Northbound

Enquanto isso, as redes definidas por software utilizam as chamadas APIs Northbound para se comunicar com os aplicativos e toda a lógica de negócio que está em um nível acima dos controladores. Assim como as Southbound, é dessa visão que surge o seu nome.

Essa é uma metodologia importante para que os gestores da rede possam modelar o tráfego e implementar serviços de forma programática.

O que uma SDN faz na prática?

Essencialmente, existem quatro aspectos pelos quais a abordagem das redes definidas por software pode trazer melhorias para as empresas. Confira cada um deles a seguir:

Rede configurável

Utilizar uma SDN permite o ajuste do comportamento da rede com base no software — que fica localizado além dos dispositivos que são responsáveis pelas conexões físicas.

Dessa forma, as operadoras da rede podem configurar a infraestrutura para fornecer suporte a novos tipos de serviço ou, ainda, a clientes de forma independente. Além disso, também podem apresentar tecnologias inovadoras com muito mais velocidade do que ocorreria com as restrições existentes em plataformas proprietárias.

Centralização de inteligência e controle

Os meios de controle das redes tradicionais são distribuídos. Isso faz com que os dispositivos trabalhem de forma independente, mas com pouco reconhecimento do estado da rede. Enquanto isso, a tecnologia de SDN é composta por sistemas de rede com lógica centralizada. Isso faz com que o controle e a gestão dos seus recursos sejam feitos de forma muito mais inteligente.

Assim, ao controlar a infraestrutura com tecnologias baseadas em SDN, gerenciar detalhes como a segurança e as políticas de largura de banda, por exemplo, pode se tornar uma tarefa bastante otimizada e inteligente, além de proporcionar à empresa uma visão completa da rede.

Abstração de rede

Enquanto que nas tecnologias tradicionais as aplicações interagem com a rede por meio de interfaces de gerenciamento estritamente vinculadas ao hardware, os serviços e aplicativos que utilizam SDN realizam essa interação de maneira diferente.

Ao utilizar um software, esse processo ocorre por meio de APIs, abstraindo a rede das tecnologias subjacentes e, consequentemente, das limitações do hardware.

Abertura e suporte

Um outro aspecto a ser observado nessa tecnologia é o seu ótimo casamento com a era de tecnologias abertas que temos vivenciado. Uma SDN trabalha de forma transparente mesmo entre fornecedores diferentes, gerando um ecossistema neutro e interoperável, nesse sentido.

Essa interoperabilidade provém das APIs de uma SDN que oferecem suporte a diversos tipos de aplicações, incluindo OSS/BSS, orquestração na nuvem, SaaS e outros serviços essenciais para as organizações hoje.

Por fim, o software inteligente utilizado em infraestruturas desse tipo pode comandar o hardware de diversos fornecedores por meio de interfaces flexíveis e abertas. Assim, os serviços e aplicações dessas redes podem ser executados dentro de um mesmo painel virtual.

Como as SDNs influenciam as empresas?

Dispositivos móveis, computação em nuvem e outras tecnologias desta década têm tornado as redes tradicionais obsoletas em diversos cenários.

A computação e serviços de armazenamento avançaram bastante por conta das inovações em automação e virtualização dos últimos anos — permitindo criar instâncias computacionais e de armazenamento de forma praticamente instantânea, por exemplo. Entretanto, a infraestrutura de rede é algo que não havia passado por uma revolução tão grande, até então — limitando o poder das novas tecnologias.

Nesse sentido, as redes definidas por software mostram seu potencial ao revolucionar data centers antigos, o que é útil de diversas maneiras. Visto que elas permitem uma gestão estratégica da infraestrutura de forma centralizada, é possível contar com uma instalação protegida, um tráfego fluido e boa velocidade de entrega de aplicativos.

Além disso, essa tecnologia permite que as empresas automatizem funções de rede e solucionem eventuais interrupções de forma muito mais rápida, evitando problemas com prazos de entrega e qualidade de software.

Desse modo, pode-se cortar custos e calculá-los com base no consumo, aumentar a disponibilidade dos serviços e ampliar a flexibilidade de todo o sistema a partir de um mesmo ambiente de software, além de outras vantagens que contaremos a seguir. Confira!

Quais são as vantagens de adotar as SDNs?

Como é possível notar, aderir a um modelo de SDN traz diversos benefícios para o negócio. Essa tecnologia tem sido estudada nos últimos tempos e há uma tendência perceptível para o crescimento no número de empresas que passam a utilizá-la.

De acordo com um estudo realizado pela ReportsnReports, a expectativa é de que o mercado de SDN e virtualização de funções em rede cresça de US$ 3,68 bilhões em 2017 para mais de US$ 50 bilhões até 2022, causando um grande impacto na conectividade e transmissão de dados.

Confira a seguir algumas das principais vantagens em aderir a essa eficiente abordagem:

Torna a rede mais inteligente

Ao utilizar SDN para ampliar os recursos de uma rede, pode-se, além de contar com uma melhoria na experiência de controle do usuário, facilitar a criação de aplicações em nuvem, sejam unificadas ou híbridas.

Nesse cenário, o núcleo das aplicações poderá contar com componentes de rede que apoiam e ajudam na conexão dos processos realizados no servidor.

Além dessa integração, o uso de SDN permite que os administradores da rede desenvolvam soluções mais inteligentes como um melhor planejamento de recuperação para eventuais falhas ou, ainda, meios de redução do tempo de inatividade do sistema.

Centraliza a gestão do tráfego

Um outro benefício das redes definidas por software é a garantia de um controle maior e mais unificado, por meio de um painel controlador SDN que proporciona uma visão global da rede.

Com esse recurso, o operador pode definir como o fluxo de dados funcionará, permitindo um aperfeiçoamento do tráfego de forma simplificada.

Confere mais qualidade aos serviços

Ainda por conta da gestão facilitada que um painel unificado proporciona, os gestores podem melhorar de modo notável o tempo de resposta às requisições dos usuários do serviço.

Esse é um aspecto de grande importância, considerando a necessidade atual de respostas cada vez mais complexas e qualificadas. Atendendo a essa demanda, o negócio está no caminho certo para elevar a experiência do usuário final.

Reduz os custos

Ao implementar uma SDN, uma outra vantagem é a economia financeira que a migração proporciona. Visto que essa é uma abordagem baseada em sistemas e não em hardware dedicado, a demanda por grandes investimentos é reduzida.

A partir daí, é necessário atentar à configuração dos recursos de software, já que muitos deles, quando não estão integrados ao sistema, podem ser obtidos de forma gratuita.

Traz flexibilidade à configuração

Uma infraestrutura com tecnologia SDN é totalmente programável, e isso é possível graças à independência existente entre as funções de controle e as funções de encaminhamento. Assim, é possível trabalhar facilmente com ferramentas de automação, sejam elas proprietárias ou open source.

Melhora a escalabilidade

A abordagem tradicional da infraestrutura de redes é escalável, mas passar por um processo de expansão em uma instalação desse tipo é algo que tem suas dificuldades, seja na aquisição ou na configuração de novos equipamentos. Enquanto isso, as redes definidas por software estão prontas para se adaptar ao crescimento da demanda de forma quase instantânea.

Reduz o risco de falha humana

Visto que numa instalação de SDN o controle de elementos físicos — como switches e roteadores — acontece por meio de um software totalmente configurável, há uma facilidade maior em desenhar, implementar e gerenciar as redes.

Além disso, pode-se automatizar o provisionamento e orquestração, o que vai melhorar a confiabilidade do sistema, reduzir o risco de falhas humanas na manutenção do hardware e diminuir o tempo gasto na gestão.

Proporciona agilidade

Contar com uma rede definida por software permite que as empresas implantem novos aplicativos, serviços e infraestrutura com qualidade e de forma rápida, atendendo sem demora aos objetivos e metas de negócios que estão em contínua evolução.

Favorece a inovação

O mercado tem passado por uma era de transformações rápidas e bastante inovação, de modo que as empresas que querem se manter no topo precisam ter consciência disso, além de contar com tecnologia adequada para tal.

Nesse sentido, uma SDN permite que a companhia implante facilmente novos tipos de modelos de negócio e serviços que podem trazer grandes e positivas mudanças — como um aumento de receita, por exemplo — agregando ainda mais valor ao negócio.

Como as SDNs impactam no mercado?

Abordando de forma mais ampla, todo software que administra uma rede de endereços definidos de forma dinâmica está utilizando várias SDNs. É isso que ocorre quando serviços ou funções são consumidos, por exemplo.

A nossa rede mundial de computadores é a grande pioneira na ideia de endereçar uma função por meio de um nome que aponta — ou resolve — para um endereço IP.

Inicialmente, a web seria um sistema para tratar o conteúdo desse modo. Entretanto, logo foi percebido que um modelo como esse seria suficientemente capaz de lidar com a sua própria funcionalidade, permitindo a criação das primeiras aplicações web.

A partir daí, esse modelo de rede influenciou os profissionais da área a pensar em aplicações e serviços distribuídos, com uma variedade de recursos sendo provisionados de forma assíncrona e servidores trabalhando de forma independente. Assim, toda tecnologia inovadora que hoje é disponibilizada por meio de servidores necessita de algum tipo de SDN.

Em plataformas de nuvem

A eficiência das plataformas de nuvem está sujeita à capacidade nativa de realocação de cargas de trabalho para diferentes pontos da infraestrutura física, sem que isso atrapalhe consideravelmente a sua performance.

Ao contar com a tecnologia de SDN nesse cenário, as cargas de trabalho passam a ser definidas pelos seus endereços virtuais. Dessa forma, seus administradores devem autorizar que esses endereços sejam realocados para o novo local físico, conferindo mais controle para o operador da rede.

Na arquitetura NFV

As redes definidas por software estão relacionadas a outra tecnologia do nosso mercado: a virtualização de funções de rede — também conhecida como NFV, sigla para Network Functions Virtualization.

Essa tecnologia faz com que funções de rede baseadas em dispositivos possam ser virtualizadas. Esse é o caso, por exemplo, dos balanceadores de carga, aceleradores de WAN e firewalls. Nesse cenário, o controle centralizado da SDN permite gerenciar com plena eficácia as tarefas de virtualização de funções de rede.

Na comunicação 4G

A tecnologia sem fio 4G foi a responsável por inserir as SDNs nas redes de telecomunicações por meio da tecnologia NFV.

Nesse sentido, a introdução da virtualização de funções de rede nessa área proporcionou uma simplificação sem precedentes na arquitetura de servidores de telecomunicações que se estende até os dias de hoje. Isso possibilitou que o serviço ao cliente seja prestado de forma mais econômica, utilizando tecnologia semelhante à encontrada em servidores corporativos.

Em sistemas OSS

A arquitetura NFV também está presente nos sistemas de suporte de serviço de operações — ou sistemas OSS — utilizados nos grandes servidores com os quais os provedores de serviço trabalham.

Ao identificar erros, o operador da rede pode isolar os serviços dentro dela. Isso permite uma substituição completa do ponto defeituoso por meio de um painel de controle unificado — como o de uma SDN.

Em plataformas de container

As plataformas de serviço com container também são beneficiadas com a tecnologia de SDN, visto que trabalham com o mapeamento de endereços de rede para suas cargas de trabalho.

Em uma plataforma desse tipo, cada carga possui um endereço. Assim, ao somar um bom orquestrador a um balanceador de carga baseado em software, é possível replicar essas cargas sob demanda, sem alterar o endereço de acesso ao serviço.

Na infraestrutura de redes virtuais

Infraestruturas de rede virtual têm permitido que as empresas provisionem suas cargas de trabalho em qualquer tipo ou nível de infraestrutura, de acordo com o que for mais lógico para os negócios no momento. Essa flexibilidade permite que os recursos sejam movidos de um local para o outro conforme a demanda e com bastante facilidade.

O papel da SDN nesse cenário é transformar de maneira eficiente todos os principais recursos dos servidores em algo como commodities, simplificando processos. Entre os produtos do servidor gerados por essa conversão estão a memória, o armazenamento e a largura de banda, por exemplo.

Todos esses recursos são separados em diferentes classes e, a partir daí, um sistema de gerenciamento de configuração pode ativar uma rede virtual apenas com recursos selecionados para uma carga de trabalho específica.

Qual é o impacto das SDNs na automação industrial?

Na era da Indústria 4.0, a automatização, flexibilidade, integração e otimização de tempo são elementos fundamentais para o sucesso, e essas são exatamente as vantagens da adoção das SDNs.

Nesse aspecto, a automação industrial pode ser grandemente beneficiada por essa revolução na tecnologia de redes, já que as SDNs são perfeitamente capazes de resolver questões como eficiência energética e capacidade de adaptação às mudanças.

Na automação industrial, todos os equipamentos dependem de instalações que conectem e permitam um controle facilitado das operações. Assim, com base em tudo que abordamos ao longo do texto, nota-se que as redes definidas por software atendem também a esse cenário, sem deixar de lado a escalabilidade facilitada, tornando essa tecnologia o grande trunfo para indústrias automatizadas que precisam estar atualizadas e prontas para passar por mudanças constantemente.

Por fim, o que também faz as SDNs pontuarem no ramo da automação industrial é que esse setor requer não apenas a conexão de máquinas entre si, mas também uma melhoria nas conexões com aqueles que as gerenciam. O desafio se torna, então, a aplicação das novas abordagens e conceitos à nossa realidade.

Desse modo, nota-se que a tecnologia de redes definidas por software é bastante eficiente na missão de auxiliar empresas a entregarem uma experiência de mais qualidade aos que utilizam seus serviços ao possibilitar o provisionamento de aplicações modernas de forma rápida e altamente flexível.

Gostou do que aprendeu sobre as redes definidas por software? Já tinha ouvido falar dessa tecnologia? Conhece outros exemplos de aplicação das SDNs? Então conta para a gente nos comentários abaixo!