Контакты
ФАКУЛЬТЕТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАТЕМАТИКИ И КИБЕРНЕТИКИ
КАФЕДРА АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

Программно-конфигурируемые сети (SDN)

Программно-конфигурируемые сети (SDN)

Лектор: Пашков Василий Николаевич

Курс предполагает углубленное изучение основ концепции программно-конфигурируемых сетей (ПКС, Software-Defined Networks, SDN) и подходов к реализации и применению новых SDN технологий в современных сетях передачи данных: корпоративных сетях, сетях операторов и провайдеров связи, сетях центров обработки данных, в виртуальных сетях облачных платформ, домашних сетях.

Программно-конфигурируемые сети – это одно из самых востребованных и перспективных направлений исследований и разработок на сегодняшний день в области компьютерных сетей. За счет возможности «программировать сети» технологии SDN позволяют повысить гибкость и эффективность управления сетями, снизить операционные затраты на обслуживание сетевого оборудования, существенно упростить и ускорить процесс вывода новых сетевых цифровых сервисов на рынок.

Технологии SDN уже сегодня применяются в ведущих телекоммуникационных компаниях таких как Google, Microsoft, Amazon, Deutsche Telekom, AT&T, VMware и других. Специалисты, владеющие знаниями в области программно-конфигурируемых сетей и технологиями SDN, являются крайне востребованными в российских и зарубежных телекоммуникационных компаниях.

Курс «Программно-конфигурируемые сети (SDN)» читается в весеннем семестре на английском языке для студентов 1 курса магистратуры:

    • как спецкурс по выбору для всех желающих студентов факультета ВМК

Курс читается по средам в 9:00 в аудитории 582.

Содержание курса на 2023-2024 учебный год:

Итоговый результат

  1. Введение. Информация о курсе
  2. Основы программно-конфигурируемых сетей (ПКС, SDN). Архитектура традиционных сетей. Проблемы традиционных сетей. Мотивация перехода к SDN. Принципы и архитектура SDN. История развития SDN. Сетевая операционная система. Задачи SDN контроллера. Достоинства и недостатки SDN. Полный SDN стек.
  3. Протокол OpenFlow и OpenFlow коммутатор. Основные понятия. Архитектура OpenFlow коммутатора. Типы OpenFlow коммутаторов. Виды организации управления OpenFlow коммутатором. Протокол OpenFlow. Коммутаторы с поддержкой OpenFlow. Типы, виды, особенности. Версии протокола OpenFlow.
  4. SDN/OpenFlow контроллеры.  Архитектура. Классификация контроллеров. Различия и особенности реализации контроллеров. Режимы работы контроллеров. Основные количественные характеристики контроллеров. Open source проекты контроллеров. Коммерческие контроллеры.
  5. Распределенные контроллеры для SDN/OpenFlow сетей.  Особенности организации распределенного контура управления и методы обеспечения надежности.
  6. Контроллер RUNOS 2.0. Архитектура контроллера. История RUNOS. Особенности реализации. Ядро и приложения. Существующие приложения для контроллера RUNOS. Особенности разработки приложений для контроллера RUNOS.
  7. Контрольный тест №1 (по лекциям 1-6)
  8. Применение SDN в корпоративных сетях.  
  9. Применение SDN/OpenFlow сетей в центрах обработки данных.
  10. Протокол NETCONF и язык YANG.  NETCONF vs SNMP. Уровни NETCONF. Стандарты протокола NETCONF. Операции и основные сообщения NETCONF. Язык моделирования YANG. Модели данных YANG. YANG и NETCONF.
  11. Контрольный тест №2 (по лекциям 6, 8-10)

Содержание курса на 2022-2023 учебный год:

  1. Введение. Информация о курсе
  2. Основы программно-конфигурируемых сетей (ПКС, SDN). Архитектура традиционных сетей. Проблемы традиционных сетей. Мотивация перехода к SDN. Принципы и архитектура SDN. История развития SDN. Сетевая операционная система. Задачи SDN контроллера. Достоинства и недостатки SDN. Полный SDN стек.
  3. Протокол OpenFlow и OpenFlow коммутатор. Основные понятия. Архитектура OpenFlow коммутатора. Типы OpenFlow коммутаторов. Виды организации управления OpenFlow коммутатором. Протокол OpenFlow. Коммутаторы с поддержкой OpenFlow. Типы, виды, особенности. Версии протокола OpenFlow.
  4. SDN/OpenFlow контроллеры.  Архитектура. Классификация контроллеров. Различия и особенности реализации контроллеров. Режимы работы контроллеров. Основные количественные характеристики контроллеров. Open source проекты контроллеров. Коммерческие контроллеры.
  5. Распределенные контроллеры для SDN/OpenFlow сетей.  Особенности организации распределенного контура управления и методы обеспечения надежности.
  6. Контроллер RUNOS 2.0. Архитектура контроллера. История RUNOS. Особенности реализации. Ядро и приложения. Существующие приложения для контроллера RUNOS. Особенности разработки приложений для контроллера RUNOS.
  7. Применение SDN в корпоративных сетях.
  8. Контрольный тест №1 (по лекциям 1-5)
  9. Применение SDN/OpenFlow сетей в центрах обработки данных.
  10. Протокол NETCONF и язык YANG. NETCONF vs SNMP. Уровни NETCONF. Стандарты протокола NETCONF. Операции и основные сообщения NETCONF. Язык моделирования YANG. Модели данных YANG. YANG и NETCONF.
  11. Применение SDN/OpenFlow в домашних сетях.

Практические задания по курсу:

  1. Практическая работа №1 – Среда Mininet.
  2. Практическая работа №2 – Коммутатор OpenVSwitch
  3. Практическая работа №3 – Применение WireShark для анализа OpenFlow трафика

Текущие результаты по курсу.

Содержание курса на 2021-2022 учебный год:

  1. Введение. Информация о курсе
  2. Основы SDN. Архитектура традиционных сетей. Проблемы традиционных сетей. Мотивация перехода к SDN. Принципы и архитектура SDN. История развития SDN. Сетевая операционная система. Задачи SDN контроллера. Достоинства и недостатки SDN. Полный SDN стек. Проблемы SDN: Надежность, безопасность. Кто уже использует SDN: Google B4.
  3. Протокол OpenFlow и коммутаторы. Основные понятия. Архитектура OpenFlow коммутатора. Типы OpenFlow коммутаторов. Виды организации управления OpenFlow коммутатором. Протокол OpenFlow. Коммутаторы с поддержкой OpenFlow. Типы, виды, особенности. Версии протокола OpenFlow (порты 6653).
  4. SDN/OpenFlow контроллеры. Архитектура. Классификация контроллеров. Различия и особенности реализации контроллеров. Режимы работы контроллеров. Основные количественные характеристики контроллеров. Open source проекты контроллеров. Коммерческие контроллеры.
  5. Контроллер RUNOS 2.0. Архитектура контроллера. История RUNOS. Особенности реализации. Ядро и приложения. Существующие приложения для контроллера RUNOS. Особенности разработки приложений для контроллера RUNOS.
  6. Распределенные контроллеры для SDN/OpenFlow сетей. Особенности организации распределенного контура управления и методы обеспечения надежности.
  7. Применение SDN в корпоративных сетях.
  8. Контрольный тест №1.

Содержание курса на 2020-2021 учебный год:

  1. Introduction. Course information.
  2. SDN Basics. Traditional network architecture. Problems of traditional networks. Motivation for the transition to SDN. SDN principles and architecture. SDN history. Network operating system. SDN controller tasks. Types of SDN switch management organization. Advantages and disadvantages of SDN. Full SDN stack. SDN Issues: Reliability, Security. Who is already using SDN?(17.02.2021).
  3. OpenFlow protocol. Basic concepts. OpenFlow switch architecture. Types of OpenFlow switches. OpenFlow protocol: message types, formats, matching fields. Switches with OpenFlow support: types, types, features. Different versions of the OpenFlow protocol. (24.02.2021).
  4. Quiz # 1 on topics: SDN Bascis and OpenFlow standard. (03.03.2021)
  5. SDN/OpenFlow controllers. Controller architecture. Classification of controllers. Differences and implementation features of controllers. Controller operation modes. Basic quantitative characteristics of controllers. Controller’s performance evaluation. Open source controller’s projects. Commercial controllers (10.03.2021).
  6. Distributed controllers. Global network view. High availability problem of control plane. Controller’s fault-tolerance techniques. Onix project (17.03.2021).
  7. RUNOS 2.0 Controller. Controller architecture. The history of RUNOS. Features of the implementation. RUNOS kernel and Applications. Existing applications for the RUNOS controller. Features of application development for the RUNOS controller (24.03.2021).
  8. SDN switches and Mininet. Switch architecture. Software and hardware switches. Mininet environment for experiments. OpenVSwitch (31.03.2021).
  9. NETCONF protocol and YANG. NETCONF vs SNMP. NETCONF layers. NETCONF standards. NETCONF operations. NETCONF messages. YANG modeling language. YANG vs SNMP. YANG Data Models. YANG operators. YANG and NETCONF (07.04.2021).
  10. SDN for enterprise networks. SD-WAN (14.04.2021).
  11. SDN for home networks (14.04.2021).
  12. Quiz #2 on topics (using Socrative app): SDN/OpenFlow controllers, distributed controllers, RUNOS, Mininet, NETCONF and YANG (21.04.2021).

Deadline for «NAT and ACL applications for RUNOS»: 21.04.2021 23:59 (send archive to e-mail)

The current course results (2021)