SDN は元々、ネットワークリソースユーザの視点からネットワークを改善し、ネットワークの抽象化を通してより速いビジネスイノベーションを推進することを期待して設計されました。そして SDN アプリケーション層はこの見解を具現化する鍵です。従来のネットワークアプリケーションと比較して、SDN アプリケーションはよりインテリジェントになり、動的に制御され、プログラマブルになり、コントローラは SDN ビジネスアプリケーションと相互作用して、ビジネスのネットワーク要求に従ってネットワークリソース能力の提供をタイムリーに動的に調整することができます。SDN のオープンでプログラム可能な機能は "ネットワークを意識したアプリケーション、アプリケーションが制御するネットワーク" を現実のものにすると言えます。
SDN アーキテクチャの観点から、制御と転送のレイヤは制御機能をデバイスから切り離すという問題を解決しますが、openflow に代表される SDN の転送メカニズムは従来のネットワークのより高いレベルでの情報の識別と処理には関与しません。ネットワークのインテリジェンスを促進したいのであれば、SDN のアプリケーションレイヤのレイヤ 4-7 のネットワーク機能を改善することも必要です。SDN ベースの上位レイヤのサービスは要求に応じて基礎となるネットワーク機能を自動的かつ便利に呼び出すことができます。
アプリケーションレイヤーは SDN アーキテクチャの最上位レイヤーにあり、コントローラによって提供される API インターフェースに基づいて管理、セキュリティ、その他のアプリケーションに関連するネットワークサービスを実現します。現在、SDN アプリケーションは主に3つのタイプを含んでいます：
リソース管理プラットフォーム：主にクラウドコンピューティングリソースの統合管理とスケジューリングのためのプラットフォームで、その目的は、クラウドコンピューティングのビジネスリソース要件をオンデマンドで満たすために、プールされたコンピューティング、ストレージ、ネットワーク、その他のリソースの柔軟な提供を実現することです。
Software-Definedアプリケーションデリバリ：SDNのコンセプトに基づいて、責任分散、アクセス制御、アプリケーション高速化、およびその他のアプリケーションデリバリ技術を変換することで、従来は専用のハードウェアを使用して従来のネットワークに実装する必要があった機能を置き換えたり、拡張したりすることができます。
革新的なネットワークサービス：主に伝統的な静的ネットワークを指しますが、達成することは困難ですが、SDN環境では、新興サービスのための良いサポートを得ることができ、そのようなアプリケーションは非常に大きな技術革新を持って、SDNアプリケーションの将来の発展の主流になります。
主流の SDN アプリケーション、リソース管理プラットフォームと Software-Defined Application Delivery ベースのこれら3つのタイプは、一般的な直接呼び出し SDN コントローラを通してノースバウンドインタフェース API を提供し、アプリケーションの要求に応じて直接コントローラを駆動して基盤となる SDN ネットワーク機能を呼び出すことができます。同時に、これら2つのタイプのSDNアプリケーションはノースバウンドインターフェースに基づいてコントローラを拡張し、カプセル化します。もちろん、革新的なネットワークサービスは、コントローラのノースバウンドインターフェースAPIを直接呼び出して、サービスの実行効率を向上させることもできます。
業界は SDN の革新的なアプリケーションについてあまり包括的な説明を持っていませんが、SDN ネットワーク制御機能に基づいたクラウドリソースプラットフォームや SDN 技術の使用による伝統的なネットワーク配信技術の変革のようなアプリケーションは既に関連する事例で登場しています。
資源管理プラットフォーム
リソース管理プラットフォームはリソース管理機能に重点を置いています。つまり、SDN ネットワーク制御機能の統合を前提に、クラウドコンピューティングのようなビジネスシナリオにおけるリソースのオンデマンドデリバリの需要に応えるために、コンピューティング、ストレージ、ネットワークのような複数のタイプのリソースの統合制御を実現します。
SDN が提供するネットワーク制御機能をリソース管理プラットフォームに統合することは、クラウドコンピューティングのリソースプロビジョニングの自動化の要求に応えることです。クラウドコンピューティングはオンデマンドのサービスプロビジョニングとサービス提供のプロセスにおいて
基本的に、リソース管理プラットフォームに SDN によって提供されるネットワーク制御機能を統合することは、クラウドコンピューティングにおけるリソースプロビジョニングの自動化の要求を満たすことです。 クラウドコンピューティングのオンデマンドの性質は、特にクラウドサービスが複雑な構造を持つインフラストラクチャ上でホストされている場合、デリバリプロセスにおけるサービスのダイナミクスとスケーラビリティに非常に高い要求を課し、関連するリソースとサービスのコンフィギュレーションは正確に行われなければなりません。リソースとサービスのコンフィギュレーションは正確でなければなりません。このような複雑な作業を手作業で行うと、効率の低下と人的ミスの両方が発生しやすくなり、効率的で信頼性の高いクラウド・コンピューティング・サービスの提供をサポートできない重要な理由となります。
リソース管理プラットフォームでは、ネットワークのコンフィグレーションと変更管理、仮想マシンのライフサイクル管理、ミドルウェアとデータベースの管理、ルータとスイッチの配信と管理など、ビジネスプロセスの複数のインスタンスで繰り返されるような標準的なステップで構成されるワークフローは、通常、自動化された実装に適しています。このようなプロセスの自動化のために、リソース管理者は専用のスクリプトを開発し、プロセス操作に関連する手動入力プロセスを整理し、自動的に再生することができます。同時に、SDN、DHCP、IP アドレス管理、VLAN セグメンテーションのような管理プロセスのようなネットワークサービスを自動化するために市販のツールを使用することもできます。一方、SDN の提案と導入はリソース管理プラットフォームによるネットワークリソースの制御を改善し、管理を自動化します。
SDN アーキテクチャはネットワークデバイスの分散配置からコントロールプレーンを抽出し、集中コントローラとしてネットワーク全体を制御します。コントローラは SDN ネットワークのリソースキャパシティとネットワーク需要をグローバルに検出することができ、ネットワークの設定情報、接続性、そして機能とキャパシティの割り当てまでも動的に制御することができます。リソース管理プラットフォームはコントローラのノースバウンドインターフェースを呼び出すだけで、ソフトウェアプログラムの形でネットワークリソースのスケジューリングと割り当てを自動的に実現し、ネットワークリソースをコンピューティングとストレージリソースと共にクラウドコンピューティングサービスに配信されるグラム消費のリソース構成に分解します。
リソース管理プラットフォームのコアは SDN コントローラのノースバウンドインターフェースに基づいてリソース管理プロセスをオーケストレーションすることにあります。クラウドコンピューティングのような典型的なサービスは通常、コンピューティング、ストレージ、ネットワーク等の複数のタイプのリソースを協調して提供する必要があることを考慮すると、SDN 制御機能の呼び出しは独立したコンポーネントとしてカプセル化され、対応するコンピューティングリソース制御コンポーネント、ストレージリソース制御コンポーネント、その他の機能コンポーネントと一緒に動作する必要があります。現在のクラウドコンピューティングサービスは一般的にコンピューティングリソース中心のサービスであり、ネットワークリソース管理の柔軟性と利便性の向上に伴い、より多くのネットワークリソース中心のクラウドコンピューティングサービスが将来提案され適用されるでしょう。
リソース管理プラットフォームの主な機能の中で、SDN アーキテクチャの基礎となるネットワークデバイスの設定制御は重要な側面であり、同時にパフォーマンス管理、障害管理、セキュリティ管理などのより完全な管理機能を持つ必要があり、それらは全て別々のプロセスになり、適切な場所で SDN コントローラのノースバウンドインターフェースを呼び出す必要があります。一般的に、リソース管理プラットフォームのネットワーク管理と制御のコンポーネントは REST API に基づいてコントローラのインターフェースをリモートから呼び出すことによってアーキテクチャ的にコントローラとの緩やかな結合を実現します。
最後に、クラウドコンピューティングサービスのためのリソース管理プラットフォームはオープンプロトコルに基づいた SDN 実装モデルをサポートするだけでなく、ビジネスの実際のニーズに応じてオーバーレイネットワークに基づいた SDN 実装方式やプライベートインターフェースに基づいた SDN 実装方式に対応するサポートを提供できることに注意すべきです。 例えば、VMware のクラウドコンピューティング管理ボトルネックは VXLAN プロトコルトンネルを使用するものを含むオーバーレイネットワークに基づいた SDN 実装をサポートします。例えば、VMware のクラウド管理ボトルネックはオーバレイネットワークソリューションを構築するための VXLAN プロトコルトンネルの使用を含むオーバレイネットワークに基づいた SDN 実装をサポートし、また Nicira NVP ネットワーク仮想化プラットフォームソリューションを製品に統合しています。これは主に、クラウドホストに代表されるクラウドコンピューティングサービス、リソースのマルチテナント共有やその他のサービスにおいて、従来の VLAN 数による制限を突破する必要があり、データセンター間での仮想マシンの移行などをサポートする必要があるためで、オーバーレイネットワークに基づく SDN 実装はこれらのニーズを十分に満たすことができます。
