Como a Virtualização de Redes Pode Fortalecer as Redes Empresariais

E se a sua rede de negócios pudesse crescer ou encolher conforme necessário?

Imagine poder expandir seu negócio com o apertar de um botão. Embora você não possa controlar as mudanças de mercado que podem forçá-lo a expandir ou reduzir de uma hora para outra, existem maneiras de garantir que sua rede possa crescer e encolher conforme necessário. Essa capacidade de adicionar recursos de forma inteligente é crítica para entregar o desempenho e a confiabilidade que os usuários finais exigem.

Uma infraestrutura de rede bem projetada é a base de toda operação empresarial eficiente. Ela precisa ser escalável, confiável e flexível para atender às suas necessidades nos próximos anos. Ambientes de rede tradicionais são inflexíveis e precisam ser substituídos por alternativas avançadas para melhorar a agilidade.

A virtualização de rede oferece a possibilidade de introduzir uma rede que encapsula todos os atributos mencionados acima em seu ambiente de negócios. O conceito de virtualização de rede está se tornando mais relevante à medida que as organizações adotam tecnologias de redes definidas por software (SDN), como software-defined wide area network (SD-WAN) software para facilitar ambientes de nuvem híbrida ou ajudá-las a entregar aplicativos e informações rapidamente.

A virtualização de rede é como uma rede de negócios super-rápida, altamente resiliente e multiuso que pode ser facilmente ajustada para atender às suas necessidades. É uma tecnologia de rede que permite que as empresas personalizem rapidamente a capacidade da rede para refletir as condições de negócios em mudança.

As redes se tornaram complexas em parte devido ao aumento de dispositivos de comunicação e aplicativos. Para aproveitar o potencial das redes, entender a virtualização é fundamental.

A virtualização funciona criando um ambiente virtual a partir de uma ou mais máquinas físicas e agrupando seus recursos para criar uma máquina central. Envolve a criação de versões virtuais de um sistema operacional (OS), servidor, dispositivo de armazenamento ou recursos de rede. Isso oferece muita flexibilidade, pois você pode otimizar o uso de dispositivos de hardware e reduzir a complexidade operacional.

As tecnologias de virtualização estão crescendo exponencialmente, e as aplicações da virtualização são infinitas. É usada para consolidar servidores físicos em um único host para maior eficiência e menores custos. O mesmo conceito pode ser aplicado à conectividade de rede, bem como à criação de redes IP separadas entre VMs.

As empresas podem virtualizar toda a sua rede e recursos acessíveis, incluindo redes físicas e lógicas, e roteamento e comutação. As equipes de TI podem usar redes virtualizadas para melhorar o gerenciamento e os negócios, como segmentação de rede, isolamento multi-inquilino, controle de capacidade em várias localizações, automação, aumento da segurança, administração mais fácil, solução de problemas de mudanças na rede e muito mais.

As redes virtuais são projetadas para simular ou imitar a funcionalidade da infraestrutura de rede convencional. O administrador de rede cria uma visão baseada em software da rede a partir da qual a infraestrutura e os serviços podem ser gerenciados e implantados. O hardware é responsável por encaminhar os pacotes de dados. Na computação em nuvem, a virtualização de rede garante consumo mínimo de hardware.

A virtualização de rede é uma abordagem fundamentalmente nova para redes, mesmo que use sua infraestrutura de rede atual. Uma rede virtual pode ser construída, salva, excluída e recriada como máquinas virtuais. Mais concretamente, uma rede virtualizada deve permitir que as empresas:

• Desacoplem a rede do hardware subjacente implementando conceitos de virtualização na arquitetura de rede
• Construam um pool variável de capacidade de transporte que pode ser atribuído, usado e reutilizado conforme necessário
• Implantem redes em software que são completamente separadas umas das outras e de outras mudanças no data center
• Transfiram, realoquem e dupliquem a rede da mesma forma que recursos de computação e armazenamento virtualizados
• Garantam funcionalidade de rede consistente em toda a organização

Após a virtualização de armazenamento e servidor, a virtualização de rede deve ser o próximo passo óbvio para as empresas alcançarem a transformação digital. Ela permite a operação simultânea de vários serviços na mesma rede física. Cada rede virtual adere a padrões orientados para negócios enquanto entrega a segurança, disponibilidade e desempenho necessários para cada serviço, desde SAP e e-mail até Voice over Internet Protocol (VoIP) e vídeo.

As redes virtuais melhoram o gerenciamento e o controle de redes inteiras usadas por diferentes aplicativos. Como resultado, um serviço mais confiável e rapidamente implantável aproveita todas as capacidades de hardware subjacentes.

Por que as empresas precisam de virtualização de rede?

O mundo está mudando rapidamente, e o ambiente de negócios de hoje requer uma infraestrutura de rede ágil. Não é surpreendente que as empresas agora precisem otimizar seus investimentos em infraestrutura de rede para se manterem eficientes e relevantes.

Custo-benefício

Acabaram-se os dias em que você tinha que depender de equipamentos e soluções manuais, proprietárias e intensivas em atualizações, caros e demorados. As empresas agora atendem às necessidades de aplicativos e informações de seus clientes com uma rede econômica e suportada. Isso tornou a virtualização de rede uma estratégia preferida para muitas empresas.

Ela reduz os custos operacionais automatizando processos de gerenciamento, melhora os serviços de negócios implementando uma infraestrutura de rede escalável, flexível e ágil, e permite que os administradores de rede implementem novas soluções de negócios mais rapidamente.

Consolidação de elementos de rede

Virtualizar o ambiente torna possível implementar diferentes políticas em uma infraestrutura comum. Também ajuda a consolidar qualquer programação e provisionamento sob demanda de redes de negócios, eliminando a necessidade de alterações físicas na infraestrutura central.

Gerenciamento de rede

A virtualização de rede elimina a necessidade de redes baseadas em infraestrutura física e simplifica a implantação e o gerenciamento de redes. Ela ajuda a resolver uma ampla gama de problemas de rede em data centers definidos por software (SDDCs).

A virtualização de rede é uma tecnologia revolucionária que permite configurar e executar redes inteiras em paralelo com equipamentos de rede existentes. Isso leva a uma implantação de carga de trabalho mais rápida, melhor escalabilidade e segurança de rede diante de data centers em constante mudança.

Aplicações da virtualização de rede

A computação em nuvem tem sido a tendência definitiva em infraestruturas nos últimos anos. Com o advento da tecnologia em nuvem, os serviços online e a arquitetura de rede se tornaram mais rápidos e eficientes. O software de virtualização de rede melhora a escalabilidade, confiabilidade e adaptabilidade das redes.

Aqui estão algumas aplicações importantes da virtualização de rede:

• Simula testes de hardware e software de sistema do mundo real
• Integra várias redes físicas em uma única rede ou separa uma única rede física em várias redes analíticas
• Permite que os usuários implantem aplicativos de negócios mais rapidamente, resultando em um tempo de mercado (TTM) mais rápido
• Simula links entre aplicativos, serviços, dependências e usuários finais para testes de software em engenharia de desempenho de aplicativos

Como funciona a virtualização de rede?

A virtualização de rede é baseada na divisão dos papéis dos Provedores de Serviços de Internet (ISPs) tradicionais em duas entidades autônomas: provedores de infraestrutura, que mantêm a infraestrutura física, e provedores de serviços, que desenvolvem redes virtuais reunindo recursos de vários provedores de infraestrutura e fornecendo serviços de ponta a ponta. Em tal ambiente, a implantação de designs de rede heterogêneos coexistentes, livres das restrições fundamentais da internet atual, prosperará.

A virtualização de rede separa os serviços de rede da infraestrutura física e permite a implantação de redes virtuais em toda a rede. Ela permite que os usuários criem, provisionem e gerenciem redes programaticamente inteiramente em software, enquanto mantêm a rede física subjacente como um plano de encaminhamento de pacotes.

Os serviços de segurança e rede são implantados em hipervisores e anexados a VMs individuais com base em políticas de rede e segurança estabelecidas para cada aplicativo vinculado. Quando uma VM é transferida para um novo host, ela leva seus serviços de rede e segurança com ela. Quando novas VMs são geradas para escalar um aplicativo, as regras necessárias também são aplicadas dinamicamente a essas VMs.

Um hipervisor é um componente de software que gerencia máquinas virtuais. Ele atua como uma ponte entre a máquina virtual e o hardware físico subjacente, garantindo que cada uma tenha acesso aos recursos físicos necessários para funcionar. Ele também garante que as VMs não interajam umas com as outras ocupando espaço de armazenamento ou ciclos de computação.

Uma rede virtual é como uma máquina virtual, exceto que fornece serviços de rede lógicos em vez de serviços de computação para as cargas de trabalho. Os serviços de rede lógicos incluem comutação lógica, roteamento lógico, firewalling lógico, balanceamento de carga lógico e serviços de rede privada virtual (VPN) lógicos.

Existem dois componentes fundamentais da virtualização de rede: virtualização de link e virtualização de nó. A virtualização de link permite que vários links virtuais sejam enviados por um único link físico. Uma conexão virtual é frequentemente identificada explicitamente por uma tag, mas também pode ser reconhecida implicitamente por um slot de tempo ou comprimento de onda. Um exemplo notável é a ampla variedade de mecanismos padrão de virtualização de link disponíveis na internet de hoje (por exemplo, ATM, Ethernet 802.1q, MPLS).

A segregação e divisão de recursos de hardware são a base para a virtualização de nó. Os recursos físicos de um nó de substrato (CPU, memória, capacidade de armazenamento e largura de banda de conexão) são divididos em fatias. Cada fatia é atribuída a um nó virtual de acordo com critérios definidos. Avanços recentes na virtualização de sistemas operacionais permitiram melhorias substanciais de desempenho.

Tipos de virtualização de rede

Entender os diferentes tipos de virtualização de rede pode ajudá-lo a decidir qual solução funciona melhor para o seu negócio. As soluções não são mutuamente exclusivas, e muitas organizações usam uma combinação de soluções de virtualização de rede.

Existem dois principais tipos de virtualização de rede:

1. Virtualização de rede interna: É projetada para usar contêineres de software para replicar a funcionalidade de um único sistema. Esse tipo de virtualização melhora a eficiência geral de um único sistema isolando serviços em contêineres e interfaces pseudo separadas.
2. Virtualização de rede externa: Combina várias redes locais em uma rede virtual para melhorar a eficiência da rede. O objetivo é aumentar a eficiência de uma rede de ônibus corporativa ou data center. VLAN e o switch de rede são os dois componentes principais de uma rede virtual externa.

SDN vs. virtualização de rede

Como resultado dos avanços nas tecnologias de data center e virtualização, houve uma explosão de novas ideias e vocabulário de rede nos últimos anos. Termos como redes definidas por software (SDN) e virtualização de rede são frequentemente usados em apresentações técnicas, materiais de marketing de fornecedores e blogs. No entanto, muitos profissionais de rede têm apenas uma ideia vaga do que esses termos significam e como se relacionam entre si.

Redes definidas por software

Redes definidas por software (SDN) geralmente se referem ao desacoplamento das funções de controle de uma rede de dados das funções de roteamento de pacotes. SDN é tudo sobre como o software se comunica com o hardware – é essencialmente uma solução de gerenciamento de rede de próxima geração. SDN não virtualiza todas as operações e componentes de rede, embora centralize a administração e permita que os usuários operem switches e roteadores de rede por meio de software.

Em outras palavras, SDN não permite que você execute toda a rede em software. Os elementos de condução da infraestrutura ainda são os dispositivos de rede. SDN torna as redes programáveis ao separar o plano de controle (que diz à rede onde transmitir dados) do plano de dados (envia pacotes para alvos específicos). É baseado em switches configurados por meio de um controlador SDN que utiliza um protocolo de controle de código aberto padrão da indústria, como o OpenFlow.

Então, por que essas funções são separadas? Atualmente, três argumentos principais estão sendo promovidos por vários conjuntos de soluções.

1. Separar hardware e software permite que fornecedores com expertise em cada componente tragam produtos bem-sucedidos ao mercado de forma autônoma e compatível. Como resultado, os clientes finais podem escolher o conjunto ideal de hardware e software para seus objetivos. Nem todos os casos de uso de SDN precisam de hardware e software projetados separadamente, embora a prática esteja em ascensão. Portanto, o software de rede ganha em valor à medida que os fabricantes de hardware se concentram em reduzir o custo dos componentes físicos.
2. A separação do software e hardware de rede permite centralizar o plano de controle enquanto distribui o plano de encaminhamento por vários switches de rede físicos. Isso permite que os usuários configurem, monitorem, solucionem problemas e automatizem uma rede massiva composta por muitos componentes de hardware separados como uma única rede. O plano de controle pode, portanto, habilitar vários comportamentos de encaminhamento e um gerenciamento de fluxo de tráfego mais amplo e preciso.
3. O termo SDN é frequentemente associado ao conceito de programabilidade de rede, que se refere ao uso de ferramentas nativas ou profissionais que podem interagir diretamente com o plano de controle baseado em software para influenciar sua configuração e comportamento. Ao integrar interfaces de programação de aplicativos (APIs) na rede SDN, software de gerenciamento de rede, ferramentas de provisionamento e scripts ganham um ponto único de interação com a rede, o que pode melhorar significativamente sua eficácia.

Virtualização de rede

A virtualização de rede desacopla completamente o hardware subjacente e os recursos de rede. Isso permite que as equipes de rede repliquem todos os componentes e funcionalidades da rede em software. Escalabilidade, isolamento de falhas, segurança e abstração de rede são todas razões pelas quais essa separação é geralmente desejada. O desacoplamento de recursos é frequentemente alcançado usando tecnologias que produzem instâncias virtuais de um dispositivo físico, como balanceadores de carga ou appliances de firewall, que permitem particionar um dispositivo físico em vários dispositivos virtuais para vários propósitos.

As máquinas virtuais podem ser movidas de um domínio lógico para outro sem reconfigurar conexões de domínio ou reconfigurar a rede. As organizações usam instâncias de roteamento e encaminhamento virtual (VRFs) para virtualizar e isolar tabelas de roteamento IP e serviços de roteamento em roteadores e switches de camada 3. Os switches Ethernet permitem que as VLANs forneçam isolamento de rota de camada 2 e dividam o domínio de broadcast de um único switch físico em vários lógicos.

Esses métodos são frequentemente usados em conjunto para oferecer um ambiente de rede distinto para um aplicativo, unidade de negócios ou locatário de data center. A separação de caminhos e a virtualização de rede também podem ser alcançadas usando novas tecnologias de rede de sobreposição, como LAN extensível virtual (VXLAN) e virtualização de rede usando encapsulamento de roteamento genérico (NVGRE).

Essa abordagem oferece containerização, segregação e escalabilidade. A manipulação de fluxo usando tecnologias SDN, como o OpenFlow, é outro método de separação de rotas. Cada uma dessas abordagens de virtualização de rede tem vantagens e desvantagens, e há momentos em que elas se complementam ou entram em conflito umas com as outras.

Benefícios da virtualização de rede

Ao automatizar e simplificar muitas das operações envolvidas na manutenção de uma rede de data center e no gerenciamento de redes e segurança na nuvem, a virtualização de rede permite que as empresas alcancem ganhos significativos em velocidade, agilidade e segurança.

Aqui estão algumas das vantagens mais críticas da virtualização de rede.

Aumento da flexibilidade

A virtualização de rede desloca a inteligência de hardware especializado para software flexível, aumentando a agilidade de TI e negócios. Isso é conhecido como abstração. Um hipervisor replica funções de rede em software usando virtualização de rede. As empresas podem construir qualquer combinação de serviços virtualizados para criar uma rede virtual única em segundos, porque tudo está em software. Esse grau de adaptabilidade é uma das principais vantagens dos SDDCs e uma das principais justificativas para a virtualização de rede.

Segurança de rede aprimorada

A virtualização de rede melhora a segurança ao servir como a unidade básica para micro-segmentação (o uso de regras e gerenciamento de rede de grão fino para permitir a segurança do data center). A micro-segmentação permite que as empresas envolvam a segurança em torno de qualquer carga de trabalho, impedindo a propagação de ataques de servidor para servidor. Ela isola redes por padrão, o que implica que cargas de trabalho em duas redes não conectadas não podem se comunicar entre si.

Quando os usuários constroem redes virtuais, elas permanecem separadas umas das outras até que alguém tente vinculá-las. Nenhum sub-rede físico, VLANs, listas de controle de acesso (ACLs) ou regras de firewall são necessárias para esse isolamento. As redes virtuais são separadas da rede real subjacente. Esse isolamento impede que mudanças em uma rede virtual impactem outras redes virtuais e protege a infraestrutura física subjacente de ataques iniciados por cargas de trabalho em qualquer uma das redes virtuais.

Gerenciamento dinâmico de rede

A virtualização de rede oferece controle centralizado dos recursos de rede, bem como provisionamento e reconfiguração dinâmicos. Além disso, recursos e serviços de computação podem se conectar diretamente com recursos de rede virtual. Isso também permite melhor suporte a aplicativos, utilização de recursos e gerenciamento eficiente do tráfego de rede.

Desafios da virtualização de rede

As soluções de virtualização são mais populares do que nunca. Seja hardware, software ou topologias de virtualização híbrida, os gerentes de rede estão ocupados implementando a próxima geração de tecnologias para atender à crescente demanda por maior transparência e controle sobre os ambientes de TI que hospedam seus aplicativos críticos para os negócios.

Antes de mudar para um software de virtualização de rede, é essencial entender alguns dos desafios associados a ele.

Curva de aprendizado acentuada

As equipes de TI devem ser treinadas e certificadas para lidar com virtualização e redes virtuais. O sistema não é o mesmo que um sistema regular; é apenas virtual. Ele deve ser gerenciado, desenvolvido e mantido de forma diferente, e as empresas precisam ter acesso a esses conjuntos de habilidades antes de começarem a virtualizar sua infraestrutura de rede existente.

Gerenciamento de rede virtual

Devido à forma como são construídas, as máquinas virtuais e contêineres aumentam a complexidade dos endpoints. Como os administradores podem mover VMs entre servidores, torna-se mais difícil localizar dados. Um administrador de rede tem muitos endpoints sob seu controle, já que um servidor pode hospedar várias VMs ou contêineres.

A largura de banda e a latência podem se tornar uma preocupação se a infraestrutura não tiver a orquestração necessária para rotear o tráfego de forma eficaz. Apesar de sua complexidade, a virtualização simplifica futuras modificações na rede. No entanto, isso pode ser difícil se uma organização não tiver as pessoas e o software necessários.

Torne sua rede mais flexível, escalável e segura

A virtualização de rede e a computação em nuvem são as tecnologias do futuro. Esses novos princípios serão aplicados a mais empresas à medida que os CIOs continuarem a ter maior envolvimento nos sistemas organizacionais. À medida que a demanda dos clientes por serviços em tempo real cresce, as empresas não terão outra opção a não ser considerar a virtualização de rede como a abordagem certa para levar suas redes ao próximo nível.

O futuro das redes chegou. Saiba como SD-WAN está transformando a maneira como as organizações conectam escritórios remotos e funcionários para entregar aplicativos e informações com segurança.