ENSA 13 – Virtualizácia sietí (Network Virtualization)
Vlastnosti
| predmet | Informačné a sieťové technológie |
| typ | poznámky |
| kurz | CCNA3 – ENSA (Enterprise Networking, Security, and Automation) |
| modul | 13 |
| zdroj | Cisco NetAcad – CCNA3_IV_IST_2026_27, Module 13: Network Virtualization |
Ciele modulu
Cloud computing · virtualizácia · virtuálna sieťová infraštruktúra · SDN · kontroléry. Súvisí s T14 – Architektúra počítača a operačné systémy (OS, hardvér) a T04 – Internet vecí.
1. Cloud computing
- Veľa počítačov prepojených sieťou, fyzicky kdekoľvek; efektívnejšie využitie zdrojov → nižšie prevádzkové náklady.
- Výhody: prístup k dátam kdekoľvek a kedykoľvek, platíš len za potrebné služby, menej vlastného IT vybavenia a údržby, nižšie náklady (energia, priestory, školenia), rýchla reakcia na rast dát.
Modely služieb (NIST)
| Model | Poskytovateľ dáva | Príklad |
|---|---|---|
| SaaS (Software as a Service) | hotové aplikácie cez internet | e-mail, Office 365, mzdový systém v cloude |
| PaaS (Platform as a Service) | vývojové nástroje a služby na tvorbu a doručenie aplikácií | spoločný vývoj webových aplikácií |
| IaaS (Infrastructure as a Service) | sieťové vybavenie, virtualizované služby, infraštruktúru | firma bez vlastných serverov, kupuje na požiadanie |
Typy cloudov
- Public – pre širokú verejnosť (zadarmo alebo pay-per-use).
- Private – pre jednu organizáciu (napr. štát) – viacero interných IT služieb.
- Hybrid – dva alebo viac cloudov (napr. časť private, časť public), každý samostatný, ale spojené jednou architektúrou.
- Community – pre konkrétnu komunitu/odvetvie (zdravotníctvo, médiá).
2. Virtualizácia
- Cloud ≠ virtualizácia; virtualizácia je základ cloudu. Oddeľuje OS od hardvéru.
- Problémy dedikovaných serverov: celé RAM/CPU/disk pre jednu službu, single point of failure, servery často nečinné → server sprawl (plytvanie energiou a priestorom).
- Výhody virtualizácie: menej zariadení, menej energie a priestoru, ľahšie prototypovanie, rýchlejšie nasadenie (provisioning), vyšší uptime, lepšie zotavenie po havárii, podpora starších systémov (legacy).
- Abstrakčné vrstvy počítača: služby (services), OS, firmvér, hardvér.
- Hypervisor – program/firmvér/hardvér, ktorý pridá abstrakčnú vrstvu nad fyzický hardvér a vytvára VM.
| Typ 1 – „bare metal“ | Typ 2 – „hosted“ |
|---|---|
| priamo na hardvéri | nad existujúcim OS |
| priamy prístup k HW → efektívnejší, škálovateľný, robustný | jednoduchý na domáce/testovacie použitie |
| potrebuje management konzolu (konsolidácia serverov, zapínanie/vypínanie, obnova po poruche, niektoré aj over-allocation) | VMware Workstation, VirtualBox |
| VMware ESXi, Hyper-V, KVM, Xen |
3. Virtuálna sieťová infraštruktúra
- Virtualizácia skrýva fyzické servery, čo komplikuje tradičnú sieť (VLAN, QoS…).
- East-West prevádzka – medzi virtuálnymi servermi v tom istom dátovom centre (veľa, mení sa v čase).
- North-South prevádzka – medzi distribučnou a core vrstvou, smerom von (iné DC, cloud, internet).
4. SDN – Software-Defined Networking
Roviny sieťového zariadenia
| Rovina | Úloha |
|---|---|
| Control plane („mozog“) | rozhodovanie o forwardingu: routing protokoly, susedia, topológia, routovacie tabuľky, STP, ARP; spracúva CPU |
| Data plane (forwarding plane) | samotné preposielanie prevádzky; switch fabric, špeciálny procesor (ASIC) bez CPU |
| Management plane | správa zariadenia – SSH, TFTP, SFTP, HTTPS, SNMP (sem sa admin pripája pri konfigurácii) |
- CEF (Cisco Express Forwarding) – forwarding v data plane bez pýtania sa control plane (FIB + adjacency table).
- SDN = oddelenie control plane od data plane; control plane sa presúva do centrálneho SDN kontroléra.
- Architektúry: SDN (OpenFlow, OpenStack) a Cisco ACI.
- OpenFlow – základný protokol SDN medzi kontrolérom a zariadeniami.
- API:
- Northbound API – kontrolér ↔ aplikácie (zhora),
- Southbound API – kontrolér ↔ zariadenia (definuje správanie data plane; napr. OpenFlow).
5. Kontroléry
- SDN kontrolér – logická entita, ktorá riadi, ako má data plane spracovať prevádzku. Každý tok musí najprv schváliť kontrolér, ten vypočíta cestu a zapíše záznamy do switchov.
- Tabuľky v switchoch:
- Flow table – priradí paket k toku a určí akcie,
- Group table – akcie pre jeden či viac tokov,
- Meter table – výkonové akcie, napr. obmedzenie rýchlosti (rate-limit).
- Cisco ACI – hardvérové riešenie pre dátové centrá; komponenty: ANP (Application Network Profile), APIC (Application Policy Infrastructure Controller), Nexus 9000 switche; topológia spine-leaf. APIC nemení dátovú cestu priamo, centralizuje politiky.
- Typy SDN:
- Device-based – zariadenia programujú aplikácie bežiace na nich alebo na serveri,
- Controller-based – centrálny kontrolér pozná všetky zariadenia,
- Policy-based – ako controller-based + vrstva politík, GUI, bez programovania (Cisco APIC-EM, nástroj Path Trace na analýzu ACL po ceste).
Krátka ústna odpoveď
Cloud computing poskytuje zdroje cez sieť v modeloch SaaS (aplikácie), PaaS (vývojová platforma) a IaaS (infraštruktúra) a nasadzuje sa ako public, private, hybrid alebo community cloud. Jeho základom je virtualizácia, ktorá oddeľuje OS od hardvéru pomocou hypervisora – typ 1 beží priamo na hardvéri, typ 2 nad OS. Šetrí to hardvér, energiu a zvyšuje dostupnosť. V dátových centrách prevláda East-West prevádzka medzi VM. SDN oddeľuje control plane (rozhodovanie) od data plane (preposielanie) a riadenie presúva do centrálneho kontroléra komunikujúceho cez southbound API (OpenFlow) so zariadeniami a cez northbound API s aplikáciami; Cisco riešenia sú ACI a APIC-EM.
Kvíz – kľúčové otázky z kurzu
- Mzdový systém v cloude → SaaS; vývoj aplikácií → PaaS; sieť a servery na požiadanie → IaaS.
- Dva cloudy spojené jednou architektúrou → hybrid; pre odvetvie → community; interné IT služby → private.
- Oddelenie OS od hardvéru → virtualizácia; vrstva nad hardvérom → hypervisor; nad existujúcim OS → typ 2.
- Výhody virtualizácie → menej zariadení, rýchlejšie nasadenie, vyšší uptime.
- Abstrakčné vrstvy → hardvér, firmvér, (OS), služby.
- Typ 1 potrebuje → management konzolu.
- Prevádzka medzi VM v DC → East-West.
- Control plane → CPU, rozhoduje o forwardingu, tabuľky susedov a topológie; data plane → forwarding, špeciálny procesor, switch fabric.
- Admin konfiguruje cez → management plane (nie control plane).
- SDN odstraňuje zo zariadení → control plane; základný protokol → OpenFlow; požiadavka kontroléra na data plane → southbound API.
- Rate-limit → meter table; centrálny kontrolér → controller-based SDN; GUI bez programovania → policy-based.
- Jadro Cisco ACI → ANP a APIC.
Predchádzajúci: ENSA 12 – Riešenie problémov v sieti · Ďalej: ENSA 14 – Automatizácia sietí · Späť: CCNA3 – ENSA
🔗 Spätné odkazy (3)