Esta é a última das histórias de família desta série, e é a única que começou como discussão sobre a indústria, e não como solução de um problema técnico.

2005 a 2007: um protesto contra a ossificação

O trabalho mais antigo - o Ethane, de Casado e colegas, o RCP e o 4D - é descrito na literatura em termos incomumente diretos: esses esforços nasceram como protesto contra a ossificação das redes.

A queixa era específica. Funções vinham assadas dentro da infraestrutura, pesquisadores não conseguiam estender equipamentos com capacidade nova, e inovar exigia permissão de fabricante e ciclo de lançamento. O Ethane respondeu com uma linguagem de política baseada em fluxo sobre um plano de dados simplificado e um plano de controle centralizado, e provou que uma rede gerida centralmente era viável - um protótipo em Stanford administrando mais de trezentos hosts por vários meses.

Martin Casado fez esse trabalho no doutorado, sob Nick McKeown, com Scott Shenker; os dois orientadores viraram cofundadores dele. O OpenFlow, publicado por McKeown e outros em 2008, transformou a ideia num protocolo aberto entre um controlador e um equipamento, e foi ele mesmo um subproduto do controlador de código aberto NOX - um sistema operacional de rede que oferecia um ambiente centralizado para programar uma rede inteira, como um sistema operacional administra aplicações.

A abstração central cabe numa frase: separar o plano de controle do plano de dados. Deixar os equipamentos encaminharem, e deixar outra coisa decidir como o encaminhamento deve ser.

2007 a 2012: o protesto é comprado

Casado, McKeown e Shenker fundaram a Nicira em 2007. Ela também cocriou o Open vSwitch, comutador em software que está no núcleo principal do Linux desde a versão 3.3, de março de 2012, e roda, quase despercebido, embaixo de uma quantidade enorme da infraestrutura virtualizada do mundo.

Em março de 2011 foi estabelecida a Open Networking Foundation para cuidar do OpenFlow, com membros fundadores incluindo Google, Facebook, Deutsche Telekom, Ericsson, Broadcom, Juniper e Cisco.

Em 23 de julho de 2012, a VMware anunciou a compra da Nicira por 1,26 bilhão de dólares - quatro meses depois do lançamento oficial do produto. Casado recebeu o ACM Grace Murray Hopper Award no mesmo ano, com citação por criar o movimento da rede definida por software.

Leia esses dois parágrafos juntos. Um protesto contra o controle das redes pelos fabricantes produziu, em quatro anos, uma fundação cujos membros fundadores eram os fabricantes, e uma empresa vendida à maior fabricante de virtualização por mais de um bilhão. Isso não é hipocrisia e não é fracasso. É o que acontece quando uma crítica está certa: os incumbentes aderem, financiam e absorvem, e o movimento consegue o que queria e perde a independência na mesma transação.

O que venceu, e o que não

A distinção importa mais aqui do que em qualquer outra família desta série, porque o marketing a obscureceu por uma década.

O OpenFlow em boa medida NÃO venceu. Como protocolo para um controlador programar diretamente as tabelas de fluxo de um comutador, ele teve implantação em pesquisa, algum uso em operadora e adoção corporativa muito pequena. A maioria dos produtos vendidos como rede definida por software nunca o falou.

A ideia venceu completamente. Controle centralizado, estado de rede como software, configuração derivada de intenção em vez de digitada em equipamento, e a rede como algo que uma implantação de aplicação pode solicitar - tudo isso é hoje simplesmente como redes grandes funcionam. A rede de todo provedor de nuvem é controlada centralmente. Toda malha séria de data center é programada de um controlador. A rede de longa distância definida por software levou o mesmo princípio para a filial e é o padrão em implantação nova.

Essa separação - o protocolo falhou e a abstração venceu - é a lição mais reaproveitável deste artigo, e ela se repete neste catálogo. O que se propaga raramente é um mecanismo específico; é o jeito de pensar o problema, que depois cada um implementa do seu modo.

Evolução

  • O protesto de pesquisa, 2005 a 2007. Ethane, RCP, 4D.
  • OpenFlow e NOX, 2008. Um protocolo e um controlador.
  • A fundação, 2011. Padronização, com os incumbentes dentro.
  • Virtualização de rede, de 2012 em diante. Nicira para a VMware; sobreposições em vez de programação de fluxo, que é onde o valor comercial de fato caiu.
  • Malhas com controlador, de meados dos anos 2010. Controladores de fabricante em vez de protocolos abertos, entregando a abstração dentro do parque de um fornecedor só.
  • Rede baseada em intenção, hoje o termo preferido. Declarar o estado desejado e deixar o sistema renderizar e verificar - a mesma ideia com vocabulário melhor e, o que importa, com verificação anexada.
  • Planos de dados programáveis, em paralelo. P4 e parentes deixam o comportamento de encaminhamento ser escrito, e não escolhido, o que é versão mais radical do argumento original do que o OpenFlow jamais foi.

Os cargos e as práticas

Esta família mudou o trabalho de rede mais do que qualquer outra da série.

Ela criou a expectativa de que engenheiro de redes escreve código. Não necessariamente como desenvolvedor, mas o bastante para dirigir uma interface, tratar uma resposta estruturada e pôr uma mudança sob controle de versão. Configuração como dado, revisão antes de implantar, e reversão como capacidade projetada em vez de improviso vieram todas com esse pensamento.

Ela também criou um modo de falha novo e real. Um plano de controle centralizado concentra capacidade E risco: um erro de configuração no controlador hoje faz o que antes exigia visitar cem equipamentos, e faz em segundos. As práticas que cresceram em volta disso - implantação escalonada, limite de raio de impacto, execução simulada e comparação, redundância de controlador - são o imposto operacional da centralização, e são a razão de o ferramental desta família ser julgado por verificação tanto quanto por expressividade.

E ela mudou o que a competência de um engenheiro de redes vale. Fluência na linha de comando de fabricante, a moeda da profissão por duas décadas, virou parte menor do trabalho; entender intenção, topologia, domínios de falha e os sistemas acima da rede virou parte maior.

As empresas

A pesquisa veio de Stanford, de Berkeley e das operadoras. A Nicira foi para a VMware; a Big Switch Networks e outras iniciantes puras foram absorvidas ou fecharam; Cisco, Juniper, Arista e as demais construíram controladores próprios. As maiores redes definidas por software do mundo pertencem aos provedores de nuvem e às redes de conteúdo, que publicam artigos sobre elas e não vendem nada.

Para onde vai

Verificação está virando o produto. Programar uma rede centralmente está resolvido; provar que o que você programou faz o que pretendia, antes de entrar no ar, não está. Verificação formal de estado de rede é onde está o trabalho interessante.

A fronteira segue subindo. Malhas de serviço e motores de política de nuvem são rede definida por software com outro nome, operadas por times de plataforma que muitas vezes nunca ouviram o termo - o que é a prova mais clara de que a ideia venceu.

E a queixa da ossificação está voltando, uma camada acima. O protesto original era que os fabricantes controlavam o que as redes podiam fazer. O equivalente de hoje é que um punhado de provedores de nuvem controla que comportamento de rede é sequer expressável, e as interfaces são deles. Se isso vai produzir o próprio Ethane é pergunta aberta, e o padrão deste catálogo sugere que sim - sendo a parte útil dessa história que o protesto, quando vier, provavelmente será escrito por um doutorando e comprado por um incumbente.

Fontes