Programmabilité des Réseaux: Introduction à SDN

Introduction à la Programmabilité des Réseaux (SDN)

• Sujet: Programmabilité des réseaux : Introduction à SDN
• Filière: IA
• Année universitaire: 2024-2025
• Enseignant: H. Hantouti

OpenFlow

• OpenFlow: Norme ouverte pour un protocole de communication qui découple le plan de contrôle des périphériques du plan de transfert, permettant une programmabilité supérieure.
• Fonctionnement: Les périphériques communiquent avec un point central, ce qui améliore la fonctionnalité et la programmabilité.

Architecture SDN

• Architecture SDN: Comprend trois couches : Couche Application (avec API), Couche Contrôle (avec OpenFlow) et Couche Infrastructure.
• Couche Application: Utilisée pour les interactions avec le plan de gestion via API.
• Couche Contrôle: Gère les flux de données, utilise OpenFlow pour les recherches et transferts.
• Couche Infrastructure: Comprend les commutateurs et autres appareils physiques.

Motivation: Réseau Traditionnel

• Inconvénients du réseau traditionnel: Chaque appareil possède son propre plan de contrôle, ce qui rend la gestion complexe, avec des perspectives individuelles. La configuration se fait directement sur chaque appareil.

Composants d'un Commutateur OpenFlow

• Commutateur OpenFlow: Comprend un contrôleur, une table de flux, et un canal sécurisé.
• Contrôleur: Gère et contrôle le commutateur.
• OpenFlow Switch: Le commutateur lui-même.
• Secure Channel: Canal sécurisé pour la communication entre le contrôleur et le switch.
• Flow Table: Table qui effectue les recherches et les transferts de paquets.

Tables de Flux

• Objectif des tables de flux: Permettre l'ajout, la mise à jour et la suppression des entrées de flux, de façon réactive et proactive.
• Proactive: Regles programmées avant l'arrivée du trafic.
• Réactive: Regles activées en réponse aux paquets.
• Fonctionnement: Un moteur de correspondance recherche les règles correspondantes dans les tables de flux, et exécute les actions si une correspondance est trouvée. Si aucune règle n'est trouvée, une action par défaut est exécutée ou le paquet est envoyé au contrôleur.

Tables de Flux: Pipeline

• Pipeline: Processus en deux étapes: traitement des entrées et traitement des sorties.
• Fonctionnement: Paquet recherché dans les tables de flux selon l'ordre de priorité; si correspondance, les instructions associées sont exécutées. Sinon, processus de traitement et/ou envoi au contrôleur.

Composants des Tables de Flux

• Champs de correspondance: Spécifie les conditions pour les flux.
• Instructions: Spécifie les actions à prendre pour chaque flux.
• Compteurs: Comptabilisent les occurrences des règles.

Les Ports OpenFlow

• Types de Ports: Physique, Logique, Réservé.
• Port Physique: correspond à une interface matérielle.
• Port Logique: abstraction pour le trafic.
• Port Réservé: actions de transfert génériques (par exemple, ALL/CONTROLLER/TABLE/IN_PORT etc.)

Types de Commutateurs OpenFlow

• Commutateurs OpenFlow Uniquement: Fonctionnent uniquement avec le pipeline OpenFlow.
• Commutateurs Hybrides OpenFlow: Prennent en charge à la fois OpenFlow et la commutation Ethernet normale.

Messages OpenFlow

• Types de messages: Contrôleur-commutateur, Asynchrones, Symétriques.
• Contrôleur-commutateur: Pour la configuration et l'inspection.
• Asynchrones: Pour mettre à jour le contrôleur sur les événements et l'état du commutateur.
• Symétriques: Pour l'initiation et la persistance de connexion.

Initiation du Canal OpenFlow

• Fonctionnement: Établissement d'une connexion TCP; messages "HELLO" et "FEATURE_REQUEST" / "FEATURE_REPLY"
• Négociation: La version de protocole OpenFlow, capacités du commutateur.

Fonctionnement

• Contrôleur: Installe les règles dans les tables de flux.
• Paquet: Le moteur de correspondance cherche les règles correspondantes.
• Correspondance: Actions exécutées, ou action par défaut, ou envoi au contrôleur.