SDN

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익명

작성일

2025.09.06

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SDN OpenFlow 제어 평면 분리 중앙 집중식 제어 네트워크 자동화

SDN

개요**소프트웨어 정 네트워크Software-Defined Networking,하 SDN)는 네트워크 인라의 제어 평면(control plane)과 데이터달 평면(data plane을 분리하여 네트워크의 구성 및 관리를 소프트웨어를 통해 중앙에서 프로그래밍 가능하게 만드는 네트워크 아키텍처입니다. SDN은 전통적인 네트워크 장(예: 라우터, 스위치)가 자체적으로 제어 로직을 수행하던 방식에서 벗어나, 네트워크 운영의 유연성, 자동화, 확장성을 극대화하는 것을 목표로 합니다.

이 기술은 클라우드 컴퓨팅, 대규모 데이터센터, 5G 통신망, IoT 등 현대 IT 인프라의 핵심 요소로 자리 잡으며, 네트워크 관리의 패러다임 전환을 이끌고 있습니다.

SDN의 핵심 개념

제어 평면과 데이터 평면의 분리

전통적인 네트워크에서는 스위치나 라우터가 패킷을 전달하는 동시에, 어떤 경로로 전달할지 결정하는 제어 기능도 자체적으로 수행합니다. 그러나 SDN은 이 두 기능을 물리적 또는 논리적으로 분리합니다.

제어 평면(Control Plane): 네트워크 전반의 경로 결정, 정책 설정, 상태 관리 등을 수행하며, 중앙의 SDN 컨트롤러(SDN Controller)에 위치합니다.
데이터 평면(Data Plane): 패킷을 실제로 전달하는 역할을 수행하며, 단순한 스위치나 라우터(OpenFlow 스위치 등)에서 처리됩니다.

이 분리는 네트워크 운영자가 전체 네트워크를 중앙에서 통합적으로 제어할 수 있게 해줍니다.

중앙 집중식 제어

SDN은 하나 이상의 중앙 SDN 컨트롤러를 통해 네트워크를 관리합니다. 이 컨트롤러는 네트워크 토폴로지, 트래픽 상태, 보안 정책 등을 실시간으로 파악하고, 각 스위치에 전달 규칙을 동적으로 설정합니다. 이를 통해 네트워크 변경이나 장애 대응이 빠르고 효율적으로 이루어질 수 있습니다.

SDN 아키텍처 구성 요소

SDN 아키텍처는 일반적으로 세 가지 계층으로 구성됩니다.

1. 인프라 계층 (Infrastructure Layer)

네트워크 하드웨어(스위치, 라우터 등)로 구성되며, 데이터 평면을 담당합니다.
OpenFlow 프로토콜을 지원하는 스위치가 일반적으로 사용됩니다.
패킷을 수신하고, 컨트롤러의 지시에 따라 전달 또는 차단합니다.

2. 제어 계층 (Control Layer)

SDN 컨트롤러가 위치하는 계층입니다.
주요 기능:
네트워크 상태 모니터링
전달 규칙 생성 및 배포
다양한 네트워크 장비와의 통신
대표적인 오픈소스 컨트롤러: OpenDaylight, ONOS(Open Network Operating System), Ryu

3. 애플리케이션 계층 (Application Layer)

네트워크 관리, 보안, 트래픽 최적화 등의 고수준 애플리케이션이 위치합니다.
SDN 컨트롤러의 API(예: RESTful API)를 통해 네트워크를 프로그래밍 방식으로 제어합니다.
예: 방화벽 정책 자동 설정, 부하 분산, QoS 정책 적용

주요 프로토콜 및 기술

OpenFlow

SDN에서 가장 널리 사용되는 표준 프로토콜입니다.
컨트롤러와 스위치 간의 통신을 정의합니다.
스위치의 흐름 테이블(Flow Table)에 규칙을 추가, 수정, 삭제할 수 있도록 합니다.
예: "IP 주소 A에서 B로 가는 트래픽은 포트 3으로 전달하라"

RESTful API

애플리케이션 계층과 제어 계층 간의 통신에 사용됩니다.
HTTP 기반의 인터페이스로, JSON 또는 XML 형식으로 데이터를 교환합니다.
개발자가 네트워크를 프로그래밍적으로 제어할 수 있게 해줍니다.

NETCONF / YANG

OpenFlow 외에 사용되는 관리 프로토콜로, 설정 구성 및 상태 관리에 적합합니다.
YANG은 네트워크 구성 데이터를 모델링하는 언어이며, NETCONF는 그 데이터를 전송하는 프로토콜입니다.

SDN의 장점

장점	설명
유연성	네트워크 정책을 소프트웨어로 쉽게 변경 가능
자동화	스크립트나 프로그램을 통해 반복 작업 자동화
비용 절감	벤더 종속성 감소, 상용 하드웨어(COTS) 활용 가능
가시성 향상	중앙에서 전체 네트워크 상태를 실시간 모니터링
빠른 배포	새로운 서비스나 정책을 수초 내 적용 가능

활용 사례

데이터센터 네트워킹: 가상 머신 마이그레이션에 따른 네트워크 정책 자동 적용
클라우드 서비스 제공(IaaS/PaaS): 멀티테넌트 환경에서 격리된 네트워크 제공
네트워크 보안: DDoS 공격 탐지 시 자동으로 트래픽 차단 정책 적용
5G 네트워크 슬라이싱: 다양한 서비스 요구사항(저지연, 고대역폭 등)에 맞는 가상 네트워크 생성

참고 자료 및 관련 문서

Open Networking Foundation (ONF)
OpenDaylight 프로젝트
SDN 위키 - Wikipedia
Nadeem, M. et al. (2015). Software Defined Networking: A Survey. Journal of Network and Computer Applications.

참고: SDN은 네트워크 가상화(Network Virtualization)와 밀접한 관련이 있으며, NFV(Network Functions Virtualization)와 함께 차세대 네트워크 인프라의 핵심 기술로 여겨집니다.

📝 마크다운 원본

이 문서의 마크다운 원본 내용입니다.

# SDN

## 개요**소프트웨어 정 네트워크Software-Defined Networking,하 SDN)는 네트워크 인라의 제어 평면(control plane)과 데이터달 평면(data plane을 분리하여 네트워크의 구성 및 관리를 소프트웨어를 통해 중앙에서 프로그래밍 가능하게 만드는 네트워크 아키텍처입니다. SDN은 전통적인 네트워크 장(예: 라우터, 스위치)가 자체적으로 제어 로직을 수행하던 방식에서 벗어나, 네트워크 운영의 유연성, 자동화, 확장성을 극대화하는 것을 목표로 합니다.

이 기술은 클라우드 컴퓨팅, 대규모 데이터센터, 5G 통신망, IoT 등 현대 IT 인프라의 핵심 요소로 자리 잡으며, 네트워크 관리의 패러다임 전환을 이끌고 있습니다.

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## SDN의 핵심 개념

### 제어 평면과 데이터 평면의 분리

전통적인 네트워크에서는 스위치나 라우터가 패킷을 전달하는 동시에, 어떤 경로로 전달할지 결정하는 제어 기능도 자체적으로 수행합니다. 그러나 SDN은 이 두 기능을 **물리적 또는 논리적으로 분리**합니다.

- **제어 평면**(Control Plane): 네트워크 전반의 경로 결정, 정책 설정, 상태 관리 등을 수행하며, 중앙의 **SDN 컨트롤러**(SDN Controller)에 위치합니다.
- **데이터 평면**(Data Plane): 패킷을 실제로 전달하는 역할을 수행하며, 단순한 스위치나 라우터(OpenFlow 스위치 등)에서 처리됩니다.

이 분리는 네트워크 운영자가 전체 네트워크를 중앙에서 통합적으로 제어할 수 있게 해줍니다.

### 중앙 집중식 제어

SDN은 하나 이상의 **중앙 SDN 컨트롤러**를 통해 네트워크를 관리합니다. 이 컨트롤러는 네트워크 토폴로지, 트래픽 상태, 보안 정책 등을 실시간으로 파악하고, 각 스위치에 전달 규칙을 동적으로 설정합니다. 이를 통해 네트워크 변경이나 장애 대응이 빠르고 효율적으로 이루어질 수 있습니다.

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## SDN 아키텍처 구성 요소

SDN 아키텍처는 일반적으로 세 가지 계층으로 구성됩니다.

### 1. 인프라 계층 (Infrastructure Layer)

- 네트워크 하드웨어(스위치, 라우터 등)로 구성되며, 데이터 평면을 담당합니다.
- OpenFlow 프로토콜을 지원하는 스위치가 일반적으로 사용됩니다.
- 패킷을 수신하고, 컨트롤러의 지시에 따라 전달 또는 차단합니다.

### 2. 제어 계층 (Control Layer)

- **SDN 컨트롤러**가 위치하는 계층입니다.
- 주요 기능:
  - 네트워크 상태 모니터링
  - 전달 규칙 생성 및 배포
  - 다양한 네트워크 장비와의 통신
- 대표적인 오픈소스 컨트롤러: **OpenDaylight**, **ONOS**(Open Network Operating System), **Ryu**

### 3. 애플리케이션 계층 (Application Layer)

- 네트워크 관리, 보안, 트래픽 최적화 등의 고수준 애플리케이션이 위치합니다.
- SDN 컨트롤러의 API(예: RESTful API)를 통해 네트워크를 프로그래밍 방식으로 제어합니다.
- 예: 방화벽 정책 자동 설정, 부하 분산, QoS 정책 적용

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## 주요 프로토콜 및 기술

### OpenFlow

- SDN에서 가장 널리 사용되는 **표준 프로토콜**입니다.
- 컨트롤러와 스위치 간의 통신을 정의합니다.
- 스위치의 흐름 테이블(Flow Table)에 규칙을 추가, 수정, 삭제할 수 있도록 합니다.
- 예: "IP 주소 A에서 B로 가는 트래픽은 포트 3으로 전달하라"

### RESTful API

- 애플리케이션 계층과 제어 계층 간의 통신에 사용됩니다.
- HTTP 기반의 인터페이스로, JSON 또는 XML 형식으로 데이터를 교환합니다.
- 개발자가 네트워크를 프로그래밍적으로 제어할 수 있게 해줍니다.

### NETCONF / YANG

- OpenFlow 외에 사용되는 관리 프로토콜로, 설정 구성 및 상태 관리에 적합합니다.
- YANG은 네트워크 구성 데이터를 모델링하는 언어이며, NETCONF는 그 데이터를 전송하는 프로토콜입니다.

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## SDN의 장점

| 장점 | 설명 |
|------|------|
| **유연성** | 네트워크 정책을 소프트웨어로 쉽게 변경 가능 |
| **자동화** | 스크립트나 프로그램을 통해 반복 작업 자동화 |
| **비용 절감** | 벤더 종속성 감소, 상용 하드웨어(COTS) 활용 가능 |
| **가시성 향상** | 중앙에서 전체 네트워크 상태를 실시간 모니터링 |
| **빠른 배포** | 새로운 서비스나 정책을 수초 내 적용 가능 |

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## 활용 사례

- **데이터센터 네트워킹**: 가상 머신 마이그레이션에 따른 네트워크 정책 자동 적용
- **클라우드 서비스 제공**(IaaS/PaaS): 멀티테넌트 환경에서 격리된 네트워크 제공
- **네트워크 보안**: DDoS 공격 탐지 시 자동으로 트래픽 차단 정책 적용
- **5G 네트워크 슬라이싱**: 다양한 서비스 요구사항(저지연, 고대역폭 등)에 맞는 가상 네트워크 생성

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## 참고 자료 및 관련 문서

- [Open Networking Foundation (ONF)](https://opennetworking.org/)
- [OpenDaylight 프로젝트](https://www.opendaylight.org/)
- [SDN 위키 - Wikipedia](https://ko.wikipedia.org/wiki/소프트웨어_정의_네트워크)
- Nadeem, M. et al. (2015). *Software Defined Networking: A Survey*. Journal of Network and Computer Applications.

> **참고**: SDN은 네트워크 가상화(Network Virtualization)와 밀접한 관련이 있으며, NFV(Network Functions Virtualization)와 함께 차세대 네트워크 인프라의 핵심 기술로 여겨집니다.

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