Chương 05: Tầng mạng: mặt phẳng điều khiển, Bài 05: Tiếp cận theo hướng phần mềm

Tóm tắt ngắn:

Video giới thiệu về Software Defined Networking (SDN), một cách tiếp cận mới trong quản lý mặt phẳng điều khiển (control plane) của tầng mạng (Network layer). Cách tiếp cận truyền thống là mỗi router tự thực hiện định tuyến, còn SDN sử dụng một bộ điều khiển trung tâm (controller) độc lập để quản lý định tuyến, các router chỉ chuyển tiếp gói tin.
Các điểm chính bao gồm so sánh giữa cách tiếp cận truyền thống (per-router control) và SDN, thảo luận về lợi ích của SDN như quản lý mạng dễ dàng hơn, linh hoạt hơn, khả năng lập trình cao hơn, tính mở và khả năng đổi mới tốt hơn. Các công nghệ được đề cập bao gồm OpenFlow, OpenDaylight, ONOS, và Orion (của Google).
Ứng dụng của SDN bao gồm việc tối ưu hóa luồng giao thông (traffic engineering), cân bằng tải (load balancing), và khả năng định tuyến linh hoạt hơn. SDN được cho là đóng vai trò quan trọng trong mạng 5G, mặc dù tác động thực tế của 5G hiện vẫn còn đang được đánh giá.
Video giải thích chi tiết về kiến trúc SDN, bao gồm các thành phần chính như data plane, control plane (với controller và application), và các giao thức như OpenFlow, cũng như các ví dụ minh họa về tương tác giữa control plane và data plane.

Tóm tắt chi tiết:

Video được chia thành các phần chính sau:

Phần 1: Giới thiệu và so sánh SDN với cách tiếp cận truyền thống:

Video nhắc lại khái niệm tầng mạng và sự phân chia thành data plane (chương 4) và control plane (chương 5). Data plane chịu trách nhiệm chuyển tiếp gói tin, còn control plane quyết định đường đi của gói tin thông qua việc định tuyến và xây dựng bảng chuyển tiếp (forwarding table).
Cách tiếp cận truyền thống (per-router control) là mỗi router tự thực hiện định tuyến. SDN đề xuất một cách tiếp cận mới, sử dụng một bộ điều khiển trung tâm độc lập để quản lý định tuyến, router chỉ chuyển tiếp gói tin. Đây là một sự thay đổi lớn so với mô hình "monolithic router" truyền thống. Video cũng đề cập đến các "middlenbox" như firewall, load balancer, NAT, nhưng không đi sâu vào chi tiết.

Phần 2: Lợi ích của SDN:

Video nhấn mạnh các lợi ích chính của SDN: quản lý mạng dễ dàng hơn (centralized management), tính linh hoạt cao hơn (re-flexibility), khả năng lập trình router (programming router), tính mở (openness) và khả năng đổi mới nhanh hơn (innovation). So sánh SDN với mô hình mainframe (đóng, độc quyền) và PC (mở, linh hoạt) để minh họa cho tính mở của SDN.
Video cũng chỉ ra SDN giải quyết được các vấn đề về traffic engineering khó khăn với cách tiếp cận truyền thống, như việc điều khiển luồng dữ liệu theo ý muốn, cân bằng tải, và định tuyến đa đường cho cùng một đích.

Phần 3: Kiến trúc SDN:

Video mô tả chi tiết kiến trúc SDN, bao gồm data plane (nhanh, đơn giản, sử dụng OpenFlow), control plane (với controller và application). Controller có hai API: northbound API (cho ứng dụng) và southbound API (cho switch). Controller có thể được phân tán trên nhiều máy tính để tăng hiệu suất và khả năng chịu lỗi.
Video giải thích về OpenFlow protocol, các loại message (từ controller đến switch và ngược lại), và cách thức tương tác giữa control plane và data plane thông qua các ví dụ cụ thể.

Phần 4: Ví dụ về các controller SDN:

Video giới thiệu ba ví dụ về controller SDN: Orion (của Google), OpenDaylight, và ONOS. Mỗi controller có kiến trúc riêng nhưng đều tuân theo nguyên tắc cơ bản của SDN, với sự phân tách rõ ràng giữa data plane và control plane.

Phần 5: Thách thức và tương lai của SDN:

Video thảo luận về các thách thức khi triển khai SDN, bao gồm việc đảm bảo tính bảo mật (hardening the control plane), khả năng mở rộng (internet scaling), và sự phù hợp với các yêu cầu cụ thể của dịch vụ (real-time, ultra-reliable, ultra-secure).
Video kết luận bằng việc đặt câu hỏi về sự phát triển của các giao thức mạng truyền thống và vai trò của SDN trong tương lai, đặc biệt nhấn mạnh tiềm năng của SDN trong việc quản lý tắc nghẽn mạng. Video cũng đề cập đến sự phát triển của 5G và vai trò của SDN trong đó, nhưng cho rằng tác động thực tế của 5G hiện vẫn chưa rõ ràng.

Quotes đáng chú ý:

"Software define networking tức là mạng định nghĩa bằng phần mềm"
"easier Network management"
"re flexibility"
"distributed programming thì nó sẽ là khó hơn rất là nhiều"
"với kiểu mà tập trung hết cái phần điều khiển vào trong một hệ thống máy tính thì nó lại dễ lập trình và dễ kiểm soát hơn"
"cái phần mềm bên trên là nó không đóng gói chung với các thứ khác nữa"

Tóm lại, video cung cấp một cái nhìn tổng quan khá toàn diện về SDN, từ khái niệm cơ bản đến kiến trúc, lợi ích, thách thức, và ứng dụng trong thực tế, với nhiều ví dụ và giải thích chi tiết.