piano di controllo vs piano dati

Nelle reti informatiche, il termine piano descrive uno strato dell'architettura di rete in cui vengono eseguite attività specifiche correlate alle operazioni di rete. Gli aerei non sono componenti fisici effettivi, ma piuttosto concetti che aiutano sviluppatori e ingegneri a capire come fluisce il traffico di dati attraverso una rete. Esistono tre tipi di piani di rete:

• Il piano di controllo gestisce il layout della rete.
• Il piano dati invia e riceve dati.
• Il piano di gestione configura e monitora i dispositivi connessi in rete

Oggi esamineremo attentamente i piani di controllo e dati e il modo in cui interagiscono per aumentare le prestazioni, l'efficienza e la sicurezza della rete.

Il piano di controllo è la parte della rete informatica che determina il percorso che i dati seguiranno su una rete. Poiché le reti di computer sono diventate sempre più integrate nei moderni processi aziendali, è aumentato anche il controllo dell'architettura di rete e, in particolare, del modo in cui funzionano i piani di rete. 

Il piano di controllo utilizza protocolli di routing (regole basate su algoritmi) per determinare il percorso migliore per le informazioni da seguire tra i dispositivi di rete. Un esempio di questa pratica è la commutazione MPLS (Multiprotocol Label Switching), in cui il piano di controllo determina il percorso ottimale per il passaggio dei dati attraverso una rete, quindi assegna un'etichetta univoca prima di inviarla al piano dati.

Il piano dati, noto anche come piano di inoltro, è la parte dell'architettura di rete responsabile dello spostamento dei pacchetti di dati, che sono piccole unità di informazioni raccolte per la trasmissione su una rete. Il piano dati controlla il movimento in tempo reale dei pacchetti attraverso la rete in base alle informazioni di routing e ai protocolli che riceve dal piano di controllo.

Il piano dati controlla costantemente la tabella di routing costruita e mantenuta dal piano di controllo per ottenere indicazioni su come i dati devono essere indirizzati attraverso la rete. In base alle regole della tabella di routing, il piano dati inoltra i pacchetti alla destinazione corretta. Può anche eseguire attività di elaborazione specifiche (come l'aggiornamento dell'intestazione di un pacchetto, i dati sull'origine e la classificazione delle informazioni) per soddisfare i requisiti di sicurezza.

Il piano di controllo e il piano dati hanno entrambi scopi diversi e svolgono compiti diversi per aiutare le reti moderne a funzionare. Il piano di controllo si concentra principalmente sul modo in cui i dati vengono instradati ed elaborati, mentre il piano dati sposta i dati tra dispositivi (o nodi) della rete. Le loro differenze più importanti possono essere riassunte in base allo scopo, alla complessità e alla metodologia di comunicazione.

Utilizzando i protocolli di routing e la topologia di rete (essenzialmente una mappa dei nodi su una rete) il piano di controllo sceglie un percorso per i dati da percorrere.

Una volta scelto il percorso corretto, il piano dati inoltra semplicemente i pacchetti di dati appropriati alla destinazione utilizzando le istruzioni e seguendo le regole impostate sul piano di controllo.

In base alla progettazione, i piani di controllo sono più complessi dei piani dati. I protocolli e i percorsi di routing determinati sul piano di controllo richiedono una logica aziendale complicata e solidi processi decisionali.

Il piano dati, al contrario, ha il compito relativamente semplice di spostare i dati su una rete e la sua logica è relativamente semplice: spostare i pacchetti di dati verso la loro destinazione secondo le regole stabilite sul piano di controllo.

Infine, i metodi utilizzati dai piani di controllo e dai piani dati per comunicare con i sistemi che consentono loro di funzionare sono diversi. I piani di controllo dipendono da serie di regole (protocolli) che regolano il modo in cui i dati possono spostarsi. Ad esempio, Border Gateway Protocol (BGP), Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) e Open Shortest Path First (OSPF) sono tutti esempi di protocolli di controllo popolari.

I piani dati, d'altra parte, utilizzano connessioni di rete fisiche e veloci come Ethernet e Wi-Fi per comunicare.

I piani di controllo e i piani dati non sono componenti fisici, ma concetti che aiutano ingegneri, sviluppatori e amministratori di rete a capire come i dati viaggiano attraverso una rete. Sia il piano di controllo che quello dei dati si trovano concettualmente sul livello di rete, ovvero la parte dell'architettura della rete di computer che consente ai dispositivi di comunicare su una rete. Per capire meglio come funzionano i piani di controllo e i piani dati, vediamo prima alcuni termini chiave.

Una rete di computer è costituita da due o più dispositivi connessi, come computer desktop, dispositivi mobili o router, allo scopo di condividere risorse e informazioni. I dispositivi connessi in rete si basano su protocolli di comunicazione, regole che descrivono come le informazioni possono essere inviate o ricevute attraverso una rete, definite sul piano di controllo. Ad esempio, il protocollo BGP (Border Gateway Protocol) è un protocollo comune che gestisce il modo in cui i dati vengono instradati da una rete all'altra su Internet. 

Software-defined networking (SDN) è un approccio controllato dal software all'architettura di rete informatica che si basa fortemente sulle application programming interfaces (API), set di regole che consentono alle applicazioni di comunicare tra loro e scambiare dati e caratteristiche. Le API sono disponibili sia sul piano di controllo che su quello dei dati. Le API che gestiscono le operazioni e la configurazione del sistema esistono sul piano di controllo mentre le API che interagiscono con i dati effettivi fanno parte del piano dati.

Oggi, molte aziende stanno esplorando SDN come un modo per realizzare il beneficio dell'infrastruttura cloud nel loro approccio alla gestione della rete. L'SDN è un mercato in rapida crescita, con una valutazione di 28,2 miliardi di dollari l'anno scorso che dovrebbe crescere di oltre il 17% nei prossimi 7 anni.¹

I router e gli switch sono dispositivi fisici o virtuali che svolgono un ruolo importante nella funzionalità della rete. I router spostano pacchetti di dati (unità di informazioni di routing che sono state formattate correttamente) tra dispositivi connessi in rete. I piani di controllo consentono ai router di analizzare i pacchetti di dati e di determinare il percorso migliore da seguire. La maggior parte dei router utilizza algoritmi di routing altamente sofisticati per inoltrare i pacchetti di dati.

Come un router, uno switch può essere fisico o virtuale. Gli switch sono componenti che consentono di collegare più dispositivi attraverso l'inoltro dei dati. Gli switch utilizzano cavi Ethernet per spostare pacchetti di dati tra dispositivi, consentendo la condivisione di dati e risorse tra utenti e nodi. 

Il piano di controllo svolge diverse funzioni importanti che consentono il funzionamento delle moderne reti di computer: 

• Routing: Il routing è il processo di ricerca del percorso corretto per il passaggio dei dati attraverso una rete. Le tabelle di routing, ovvero elenchi di vari percorsi che i dati possono seguire in una rete, vengono compilate utilizzando i protocolli e la topologia di rete.

• Manutenzione della topologia di rete: la manutenzione della topologia di rete consiste nel mappare la disposizione dei computer e degli altri dispositivi sulla rete. La topologia di rete viene stabilita e mantenuta attraverso una combinazione di componenti fisici e virtuali, come router e software.

• Gestione del traffico: dopo aver stabilito le rotte, il piano di controllo modella e dà priorità al traffico di rete per salvaguardare l'elevata disponibilità di applicazioni importanti. Per gestire efficacemente il traffico di rete, il piano di controllo deve applicare le politiche di rete stabilite dagli amministratori di rete.

• Bilanciamento del carico: la distribuzione del traffico tra diversi server per aumentare la disponibilità del sistema è un processo noto come bilanciamento del carico. Molti siti Web e applicazioni popolari ricevono milioni di richieste di utenti al giorno, il che rende il bilanciamento del carico una parte critica delle prestazioni della rete.

• Clustering e alta disponibilità: Il piano di controllo è il punto in cui i gruppi di nodi vengono raccolti in cluster—dispositivi connessi che funzionano come un'unica unità di calcolo. Il cluster è critico per bilanciare il traffico e mantenere un'elevata disponibilità, la capacità di un sistema da utilizzare il 100% delle volte.

Una volta che il piano di controllo determina il percorso che i dati percorreranno su una rete, il piano dati utilizza la logica e le istruzioni del piano di controllo per spostare i dati verso la destinazione. Sebbene sia molto più semplice in termini di progettazione e scopo rispetto al piano di controllo, il piano dati non è meno importante per l'integrità e la funzionalità della rete.

Sul piano dati, il traffico di rete passa attraverso i router, dove è strettamente controllato per proteggere i dispositivi da qualsiasi traffico dannoso, come gli attacchi informatici progettati per interrompere le operazioni o rubare informazioni. Senza il piano dati, tutti i protocolli e le route creati sul piano di controllo rimarrebbero inattivi e i pacchetti di dati non verrebbero scambiati tra i dispositivi della rete.

Dal consentire il funzionamento di tecnologie avanzate come il cloud computing e i sistemi di AI al miglioramento delle prestazioni delle applicazioni con caratteristiche come l'auto-scaling e il provisioning, ecco i cinque principali benefici dei piani di controllo e dati.

Sia i piani di controllo che i piani dati aiutano le reti a funzionare in modo più efficiente.

I piani di controllo forniscono un unico punto da cui è possibile gestire ogni dispositivo su una rete.  Ciò consente agli amministratori di rete di configurare facilmente le impostazioni di sicurezza, automatizzare gli aggiornamenti software ed eseguire altre attività importanti, il tutto in un'unica posizione.

I piani dati sono progettati per elaborare rapidamente enormi quantità di dati, spostando pacchetti di dati tra i nodi di una rete con una latenza minima.

Sia il piano di controllo che i piani dati contribuiscono a migliorare le prestazioni della rete.

Il piano di controllo applica le politiche di instradamento stabilite dagli amministratori di rete, per assicurarsi che le reti funzionino ai massimi livelli, mentre la semplicità operativa del piano dati fa sì che i dati viaggino alla massima velocità.

Separando l'attività di instradamento dei dati dall'attività di inoltro, l'architettura del controllo e del piano dati consente di ottimizzare ciascuna funzione in modo indipendente, aumentando le prestazioni complessive della rete.

Sia il piano di controllo che quello dei dati sono considerati altamente scalabili, il che significa che è possibile aggiungere più risorse senza compromettere le prestazioni della rete.

Nel piano di controllo, la scalabilità è automatizzata tramite un processo noto come Auto-Scaling, il provisioning automatico di risorse aggiuntive quando il traffico degli utenti raggiunge una determinata soglia.

La scalabilità è una caratteristica principale del piano dati, dove la sua architettura assicura che possa adattarsi alle crescenti richieste di traffico senza influire sulla velocità con cui viaggiano i dati.

I piani di controllo e dati sono entrambi altamente resilienti grazie al loro design. Separando i compiti chiave associati all'instradamento del traffico da quelli associati al movimento del traffico, la progettazione dei piani di controllo e di dati fa in modo che i problemi di uno non influiscano sull'altro.

Ad esempio, se un bilanciatore del carico sul piano di controllo si guasta, è improbabile che abbia un impatto sul movimento dei dati sul piano dati.

Sia i piani di controllo che i pani dati aiutano a ridurre la latenza, una misura importante dei ritardi in un sistema, in diversi modi.

I piani di controllo monitorano le metriche delle prestazioni dei dispositivi per assicurarsi che rimangano a determinati livelli. Ad esempio, la latenza dell'unità di elaborazione centrale (CPU), una misura del tempo impiegato dai pacchetti di dati per spostarsi attraverso un sistema.

Il piano dati utilizza tecnologie che aumentano la velocità di trattamento dei dati, come l'elaborazione avanzata dei pacchetti e Apprendimento automatico (ML) algoritmi. Entrambe queste nuove tecnologie aiutano a ridurre la latenza di rete e ad aumentare la disponibilità del sistema. 

I piani di controllo e i piani dati svolgono un ruolo fondamentale nelle moderne reti informatiche e sono alla base di molte preziose applicazioni aziendali. Ecco alcuni dei più comuni.

Il cloud computing, l'accesso su richiesta alle risorse informatiche su Internet, è esploso in popolarità, con ben il 90% delle aziende in tutto il mondo che lo adotteranno entro il 2024.² Sia i piani di controllo che quelli di dati sono diventati una parte così integrante della moderna infrastruttura cloud che esistono piani dati cloud e piani di controllo cloud specifici per abilitare funzionalità avanzate negli ambienti cloud.

I piani di controllo cloud forniscono gestione, routing e altre caratteristiche essenziali sulle reti cloud e i piani dati cloud sono progettati per spostare i dati in modo efficiente negli ecosistemi cloud. Oggi, tutti i principali provider di cloud distribuiscono piani di controllo cloud e piani di dati cloud come parte delle loro offerte di infrastrutture cloud, tra cui Cisco, Microsoft Azure e Amazon Web Services (AWS). 

Kubernetes, una delle piattaforme container più utilizzate al mondo, dipende dai piani di controllo e dai piani dati per funzionare.

I cluster Kubernetes gestiscono i nodi dal piano di controllo che consentono l'esecuzione del codice software in qualsiasi ambiente informatico. Sul piano dati, componenti Kubernetes specializzati, come kubelet e kube-proxy, gestiscono il traffico di rete tra i nodi. Kubernetes è critico per la scalabilità, la sicurezza e l'efficienza delle moderne infrastrutture IT.

Le macchine virtuali (VM), rappresentazioni virtuali di computer fisici che utilizzano software anziché hardware per eseguire programmi, sono diventate uno strumento importante per le aziende che cercano di ridurre i costi. Le aziende che utilizzano macchine virtuali possono ottenere la flessibilità e la scalabilità di un ambiente cloud riducendo al contempo la loro dipendenza dall'infrastruttura fisica. Le VM eseguono programmi e sistemi operativi (OS) proprio come un computer fisico e possono memorizzare ed elaborare dati utilizzando risorse virtuali.

Le VM sono configurate e gestite sul piano di controllo ed eseguono workload, inclusa l'esecuzione delle applicazioni, sul piano dati.

Database as a Service (DBaaS) è una soluzione di cloud computing che consente agli utenti di accedere ai database e al software di database senza acquistare e configurare componenti fisici.

In una piattaforma DbaaS, le operazioni di database vengono gestite nel piano di controllo, mentre le attività di calcolo effettive vengono completate sul piano dati. Ad esempio, in DbaaS, il piano di controllo è il punto in cui viene effettuato il provisioning e il ridimensionamento dei server, ma il piano dati è il luogo in cui vengono eseguite le query critiche del database.

I sistemi di intelligenza artificiale (AI) sono stati progettati per svolgere attività che normalmente richiederebbero l'intelligenza umana. Nell'ultimo decennio, i sistemi di AI si sono profondamente integrati nella vita moderna, migliorando la funzionalità di molti dispositivi popolari come auto, smartphone e persino elettrodomestici.

Per quanto riguarda le aziende, i sistemi di AI aiutano le aziende a condurre campagne di marketing più intelligenti, a utilizzare meglio i dati e a migliorare le funzionalità di automazione. I sistemi AI dipendono dai piani di controllo e dati per eseguire algoritmi complessi, eseguire calcoli e trasferire dati attraverso le reti.