1. アプリ開発から見たSDN
ネットワークもプログラムできる
2013年10月19日
チャンスラボ株式会社 尾関 晃充

2. まずはじめに
■ネットワークとはなにか？
大きく出てみました。
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3. ネットワークとは
Wikipedia曰く
節点（ノード）と経路（リンク又はエッジ）からなり、流れ（フロー）があるもの
との事。
つまり、点があって、線で結んで。
点から点への線のたどり方の事、あるいは方法をネットワークと言うのですね。
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4. さて、本題
そのネットワークの仕組みは今、SDNというキーワードによって大きく変わろう
としています。
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5. そもそもSDNって、何ぞ？
■Software Defined Network
直訳すると「ソフトウェアで定義されたネットワーク」
今までハードウェア（ルータとかスイッチングハブとか）を繋げて定義していた
SDNでは、その名の通りソフトウェアで定義するようになる
そんなネットワークの事を言います
→つまり、SDNとは「概念を表す単語」
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6. SDNの何が嬉しいの？
■今までのネットワークの限界を超えることができる
例えば
仮想PCなどを柔軟に配置できるようになった(by VMWare)けど、ネット
ワークが追いつかずに、機器設定とか工事とかに相当時間かけてました…
ー＞ネットワークをソフトウェアで構築（制御）する事でこの工数がだいぶ減り
ました！
などといった、従来問題の解決的な嬉しさと
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7. SDNの何が嬉しいの？
■ネットワークを柔軟に構築できる
物理PCと論理PC（Virtual PC）の差のようなもの
例えば、道路と信号をすべてSWで操作できたら、どうなるだろうか？
渋滞してたら迂回路を動的に増やすとか？
信号待ちの人が増えてきたら、歩行者信号の青信号の時間をもっと伸ばすとか？
という、新しい仕組みを実現できる（かもしれない）嬉しさがあります。
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8. アプリ（ソフトウェア）開発者からみたSDN
■純粋に、ソフトウェア開発に関する話
実現（実装）するのは、標準出力の文字列ではなく、HTML出力ではなく、画
面表示でもないし、帳票でもない。
今回は、ネットワークの機能。
コントローラ配下のスイッチ群を用いて、パケットをどのようにしてお届けする
かを実装する。
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9. ところで、SDNの実現について
とりあえずSDNとは概念的な単語だけれども
（バズワードって言わないで…）
多分、一番近いところに居ると思われる仕組みは
OpenFlow
という技術です
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10. OpenFlowって、なんぞ？
プロトコル…かな？
従来のスイッチ（ングハブ）の機能を置き換える技術です
今までのネットワーク（プロトコル）は、それぞれのスイッチが個別にコントローラとデータ転送処理を持ち合わせ
ていましたが、OpenFlowはこの2つが分かれています
コントローラが集約できる
■ JPNICのここの記事が大変わかりやすいです
https://www.nic.ad.jp/ja/newsletter/No52/0800.html
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11. OpenFlowの嬉しいところ
■データ転送処理とコントローラが分かれている
■コントローラは集約できる
複数のスイッチ（データ転送処理）を一括制御できる
■コントローラはプログラミング可能
データ転送ルールを自由に構築できる
WEB APIを持たせることもできる
■要は、ネットワークを制御する仕組みが揃っている。
■これが、SDNに一番近いとされている理由です。
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12. OpenFlow対応スイッチ（HW）
■OpenFlowに対応したハードウェアは、総じて高価
最低50万円くらいから。ラックマウント
しかし、裏ワザがある
Buffalo社のブロードバンドルータがOpenFlowスイッチに……！
http://www.srchack.org/orc12/
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13. OpenFlow対応スイッチ（SW）
■ソフトウェア（仮想）実装なら、OSSなものが多い
Open vSwitch
各Linuxディストリビュータがパッケージを用意している。インスコはお手軽
http://openvswitch.org/
Trema
OpenFlowコントローラだけど、試験目的での仮想スイッチもついてくる
http://trema.github.io/trema/
Mininet
検証目的のOpenFlow対応仮想スイッチ
http://mininet.org/
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14. OpenFlowコントローラ
■普通のパソコンでも動かせるやつ。たくさんあるよー！
NOX
C++
Floodlight
java
Trema
ruby
Ryu
Python
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15. OpenFlowの、今のところの使われ方
■広域ネットワークの制御に用いられてます
Googleのデータセンター間通信で
従来のActive/Standbyという回線構成ではなく、OpenFlowを用いて
ロードバランシング的なネットワークにしたというお話。
■データセンターで流行り始めた模様
VLAN（数が少なすぎる）の代わり、とか。
仮想ホストを自由に配置するために、仮想ホストへのネットワークを
OpenFlowで動的構築させる、とか。
主に従来問題の解決という位置づけ。
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16. OpenFlowが使われてないところ
■小規模ネットワークとか
■コンシューマー用途とか
■規模がちっちゃいと、プログラミングするより配線したほうが楽という話もある
が…
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17. 新しいものを作ってこそ、開発者
■またまた大きく出てみました
ネットワークはアプリケーションからみて、CPU,メモリと同じくらい、あって当た
り前で、動かせないものだった
でも、それが動かせるようになるという話がSDNで
そのSDNを（一番近いところで）実現しているものが、OpenFlow
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18. 新しいものを作ってこそ、開発者
■ここはアプリ開発者の出番だと思うわけです
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19. アプリ開発的なOpenFlowを考えてみた
■OpenFlow阿弥陀くじ
スイッチ並べて阿弥陀くじ
阿弥陀のルールはコントローラで集中管理
■ペアレンタルコントロール・ネットワーク
ゲーム機とか、キッズフィルター等でおなじみのコントロール機能をネットワー
クに持ち込んでみる
コントロール内容はコントローラで集中管理
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20. 考えたら、遊んで（実装して）みる
■今回はペアレンタルコントロールを実装したいと思います。
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21. The Parental Control Network
■実現する機能
時限ネットワーク
ペアレント（親）としては、子供のネットワーク（インターネット）利用時間は朝7
時から夜8時まで。時間外は一切認めない。
そんな要求に、ネットワークレイヤーで応えてみる。
■開発環境
Debian Linuxが動く環境（VMでも良いです）
Trema（Ruby1.8.7）
｢裏ワザを用いたブロードバンドルーター（OpenFlowスイッチ）」 or
「Tremaの仮想ネットワーク」
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