Software-Defined Networking

Abstract

Software-defined networking is a modern approach to networking, providing a flexible and cost-effective way of configuring networks with the help of software and virtualization. SDN technology is becoming more popular with each passing month and is in a defining role in the future of networking. The objective of this thesis was to clarify the way SDN technology works and what benefits can be gained from it compared to traditional networking architectures, and to create an example of software-defined network using VMware NSX.

This thesis was composed as a design-based study, and because there was zero-knowledge of the subject before the study was started, the initial phase consisted of studying the subject of SDN and making notes for installations.

The installations were done using both physical and virtual components. vCenter environment had to be established on physical ESXi hosts which were connected to each other through a Cisco 2960 switch. In the later phases of the installation, the physical layer was used minimally as the NSX network was fully virtualized and the routing between virtual machines occurred virtually without participation from physical network devices.

SDN environment was successfully created with separation between physical and virtual layers, enabling all-virtual routing. The objectives set for this thesis were successfully achieved. Kymijoen ICT gained useful information from the benefits and use cases of SDN technology, allowing them to make better decisions on the possible migration to SDN architecture in the future.

Ohjelmistopohjainen verkottaminen on moderni lähestymistapa tietoverkkoihin tarjoten joustavan ja kustannustehokkaan tavan konfiguroida verkkoja ohjelmiston ja virtualisoinnin avulla. SDN-teknologia yleistyy kuukausittain ja on keskeisessä roolissa koskien tulevaisuuden verkkoja. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selventää sitä, miten SDN-teknologia toimii ja mitä hyötyjä kyseisessä tekniikassa on verrattuna perinteisiin verkkoarkkitehtuureihin, kuin myös luoda esimerkki ohjelmistopohjaisesta verkkoratkaisusta VMware NSX:n avulla.

Tämä opinnäytetyö tehtiin kehittämistutkimuksena. Työn alkuvaiheet koostuivat SDN-aihealueen opiskelusta ja muistiinpanojen tekemisestä käytännön asennuksia varten, koska aiheesta ei ollut aiempaa tietoa ennen työn aloittamista.

Asennukset suoritettiin käyttäen fyysisiä ja virtuaalisia komponentteja. Fyysisille ESXi-isännille perustettiin vCenter-ympäristö, jonka jälkeen nämä ESXi-isännät liitettiin toisiinsa Ciscon 2960-kytkimen kautta. Myöhemmissä asennusvaiheissa fyysistä tasoa käytettiin harvoin, koska NSX-verkko oli kokonaan virtualisoitu ja reititys virtuaalikoneiden välillä toimi virtuaalisesti ilman, että fyysiset verkkolaitteet osallistuivat prosessiin.

SDN-ympäristö luotiin onnistuneesti erottaen fyysisen ja virtuaalisen tason toisistaan ja mahdollistaen kokonaan virtuaalisen reitityksen. Työlle asetetut tavoitteet saavutettiin onnistuneesti ja Kymijoen ICT sai hyödyllistä informaatiota SDN-teknologian hyödyistä ja käyttötarkoituksista. Tämä mahdollistaa paremman päätöksenteon mahdollisessa migraatiossa SDN-arkkitehtuuriin tulevaisuudessa.