SDNの解説(応用情報技術者シラバス用語)

目次

SDNとは

SDN(Software-Defined Networking)とは、ネットワーク機器の物理的な接続や設定変更を、専用のソフトウェアを使って一元的に管理し、柔軟にコントロールする技術コンセプトです。「ソフトウェアによって定義されたネットワーク」を意味します。

従来のネットワークでは、新しい接続を追加したり設定を変えたりする際、ルーターやスイッチなどの個々の機器がある場所まで行き、1台ずつコマンドを入力して設定する必要がありました。SDNでは、ネットワークをコントロールする頭脳部分(制御プレーン)と、実際にデータを運ぶハードウェア部分(転送プレーン)を分離します。これにより、管理者はセンターの画面上でプログラムを実行するだけで、物理的な配線を変えることなく、ネットワーク全体の構成やルールを一瞬で変更できます。

具体例

クラウドサービスを提供するデータセンターでの利用が挙げられます。新しい顧客が契約するたびに、エンジニアが物理的なLANケーブルを挿し直す必要はありません。SDNの管理ソフトから「このサーバーとあのサーバーを繋ぐ」とボタンを押すだけで、一瞬で論理的な専用ネットワークが構築されます。

もう少し詳しく

SDNのアーキテクチャでは、「コントローラ(頭脳)」が集中管理を行い、各スイッチ(実体)に対してパケットの処理ルール(フローエントリー)を配信します。このコントローラとスイッチ間の通信を行うための代表的なオープン規格プロトコルが「OpenFlow」です。OpenFlowでは、パケットの宛先MACアドレスやIPアドレス、ポート番号などの条件と、それに対するアクション(転送、破棄、ヘッダ書き換えなど)を「フローテーブル」で定義します。SDNは、データセンターの仮想化やマルチテナント環境の構築に必要不可欠です。また、SDNのコンセプトをWAN(広域ネットワーク)に応用した「SD-WAN」は、企業の拠点間接続を論理的に統合し、回線の利用効率を最適化する技術として、多くの企業で導入が進められています。

試験でのポイント

シラバスや試験では、SDNの基本概念である「データ転送機能(データプレーン/転送プレーン)と経路制御機能(コントロールプレーン/制御プレーン)の分離」というキーワードが最も頻出します。また、集中管理を行うソフトウェア(SDNコントローラ)の役割や、コントローラとネットワーク機器間で情報をやり取りするプロトコルである「OpenFlow」の名称についても知識が問われます。さらに、物理的なネットワーク構成(アンダーレイ)の上に、ソフトウェアで仮想的なトンネルを掘って構築する「オーバーレイネットワーク(VxLANなど)」の概念もSDNの重要な応用例として試験に出題されます。

関連する用語

SDNに関連する用語としては、制御と転送の通信を規定する「OpenFlow」や、ネットワークの頭脳となる「SDNコントローラ」があります。また、SDNの技術を広域回線に応用した「SD-WAN」や、サーバーなどを含めてデータセンター全体をソフトウェア定義する「SDDC」、そしてネットワーク機器の機能を汎用サーバー上でソフトウェア実行する「NFV(Network Functions Virtualization)」も重要な関連技術です。

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