بهینه سازی و ارتقاء زیرساخت

عیب یابی و رفع مشکلات

ارائه طرح جامع بهینه سازی و ارتقا زیرساخت شبکه های کامپیوتری

ادامه مطلب

ایمیل سرور اختصاصی

پست الکترونیک سازمانی

به همراه راهکار ارتباطات یکپارچه Microsoft Lync

ادامه مطلب

سامانه دورکاری

مجازی سازی برنامه

دسترسی راه دور به برنامه ها از طریق راهکار سیتریکس

ادامه مطلب

خدمات میزبانی سرویس

ارائه سرور مجازی و اختصاصی در ایران و خارج

اجاره رک و فضا (Colocation) در دیتاسنتر پال نت و مشاوره راه اندازی هاستینگ اختصاصی

ادامه مطلب

فایروال شبکه

تامین امنیت زیرساخت شبکه

ارائه کامل ترین فایروال دنیا با لایسنس رایگان مادام العمر

ادامه مطلب

مشاوره فناوری اطلاعات

خدمات مشاوره تخصصی در حوزه فناوری اطلاعات و انفورماتیک IT، تهیه طرح ارزیابی وضعیت فعلی شبکه و سرویس ارائه راهکار شبکه و مستند از وضعیت مطلوب

راهکارهای تخصصی شبکه

راهکارهای تخصصی در حوزه فناوری اطلاعات، بهینه سازی و ارتقاء زیرساخت شبکه، نگهداری و پشتیبانی از شبکه های کامپیوتری و ارائه خدمات جامع

پشتیبانی و نگهداری شبکه

ارائه خدمات پشتیبانی شبکه، نگهداری زیرساخت و سرورهای کامپیوتری، ارتقاء سرویس ها و سخت افزارهای شبکه، بررسی رفع مشکلات کندی سرعت شبکه

آموزش تخصصی شبکه

موسسه آموزش های تخصصی گروه با فراهم کردن فضای آموزشی مجهز و امکانات مناسب، خدمات آموزشی مطلوبی را به مشتریان و داوطلبان آزاد ارائه می‌کنیم

همانطور که می دانید در سالهای اخیر شبکه های مبتنی بر SDN بشدت در حال رشد و توسعه می باشند و درباره شبکه های برپایه نرم افزار و مزیت ها و تفاوتهایش با شبکه های معمولی بسیار شنیده اید که چگونه بوسیله شبکه های SDN کنترل جریان برای مدیریت شبکه و افزایش کارائی اپلیکیشن ها، بهبود چشمگیری پیدا می کند. در این مطلب آموزشی قصد داریم درباره شبکه SDN یا شبکه برپایه نرم افزار بیشتر توضیح دهیم.

درباره شبکه SDN یا شبکه برپایه نرم افزار

در شبکه های SDN دهها مزیت وجود دارد که برخی از آنها در شبکه های معمولی یا وجود ندارند و یا برای پیاده سازی آن ویژگی پیکربندی های بسیار پیچیده ای را باید متحمل شویم. یکی از بحث های جالب در شبکه های مبتنی بر نرم افزار، SDN Controller می باشد که در معماری اینگونه شبکه ها کنترل جریان برای مدیریت شبکه و افزایش کارائی اپلیکیشن ها بهبود چشمگیری پیدا می کند.
اصولا کنترلر SDN روی یک سرور اجرا می شود و مثل یک فرمانده مرکزی به سوئیچ ها از طریق پروتکل های خاصی فرمان مکان ارسال بسته ها را می دهد. این کنترلرها بر اساس یکسری سیاستهای انتقال بسته ها که مدیر شبکه آنها را تدوین می کند، بسته ها را به مکان مربوطه هدایت می کنند و بدین روش نیاز به پیکربندی دستی سخت افزارهای شبکه به حداقل می رسد.
در واقع با این روش بجای اینکه تجهیزات شبکه از طریق control plane خود و به شکل توزیع شده و از طریق ارسال بروزرسانی ها و ایجاد همسایگی ها و دهها تنظیم مختلف، نیازهای ارتباطی کنترل محور خود را حل و فصل کنند، یک کنترل کننده مرکزی نرم افزاری مدیریت خودکار شبکه را برعهده می گیرد که یکپارچه سازی مدیریت شبکه بشدت ساده می شود.

شبکه های مبتنی بر SDN بشدت در حال رشد و توسعه می باشند و درباره شبکه های برپایه نرم افزار و مزیت ها و تفاوتهایش با شبکه های معمولی بسیار شنیده اید که چگونه بوسیله شبکه های SDN کنترل جریان برای مدیریت شبکه و افزایش کارائی اپلیکیشن ها

هسته اصلی شبکه های SDN، کنترلر آن می باشد که مثل یک مجموعه از سیستم های عامل به شبکه سرویس می دهد.کنترلها بین دستگاههای شبکه و برنامه های کاربردی قرار می گیرند. این کنترلهای با اپلیکیشن هائی نظیر فایروال یا لود بلنسرها و از طریق اینترفیس هائی به نام Northbound ارتباط برقرار می کنند.
کارگروهی در سال 2013 توسط بنیادشبکه های باز یا ONF برای مشخص کردن و پیاده سازی API های موردنیاز Northbound ایجاد شد. هر چند که کمپانی های غول شبکه هنوز با این استانداردها الزاما هماهنگ و همراه نشده اند ولی بطور وسیعی این استانداردها در حال رشد می باشند. از طرف دیگر کنترلر SDN باید با تجهیزات شبکه نظیر سوئیچ ها صحبت کند که به اینترفیس های Southbound مشهور می باشند. (مثلا بطور سنتی اکثر تجهیزات از OpenFlow استفاده می کردند.)
هدف عمده پروتکل های محدوده جنوب (Southbound) کشف مسیر بهینه برای ترافیک اپلیکیشن ها با پیکربندی تجهیزات شبکه می باشد. شرکت های غول شبکه کنترلرهای خود را پیشنهاد می دهند. بعنوان مثال سیسکو محصولی به نام  Cisco Open SDN Controller دارد که واقعا عالیست. البته همه این ویژگی ها را مرهون مجمع متن باز Opendaylight می باشد که موتور و هسته اصلی بزرگترین کنترلهای SDN است.
این پلت فرم بی نظیر متن باز به شکل embedded در بالغ بر ۳۵ تولید کننده محصولات شبکه در حال استفاده می باشد. بعنوان مثال خود سیسکو از هسته Helium این پلت فرم استفاده می کند. بحث در مورد SDN Controller و مباحث آن در یک مطلب آموزشی قابل عرضه نیست و امیدوارم بتوانم در فرصت های آتی، انقلابی که از حدود 10 سال پیش در شبکه ها در حال وقوع است را با جزئیات بیشتری ادامه بدهیم.

شبکه SDN چیست؟
تا قبل از ورود شبکه های مبتنی بر نرم افزار یا SDN، نصب و راه اندازی شبکه های کامپیوتری نیازمند تخصص، مهارت و دقت عمل بالایی برای جلوگیری از خطای انسانی بود. هنگامی که برقراری ارتباط بین گره های شبکه پیچیده می شود نیاز به راهکاری جامع تر و اصولی تر برای حل مشکلات شبکه داریم. این کار با استفاده از روشهای موجود برنامه ریزی و مدیریت که روی اکثر سیستم های شبکه فعلی قابل اجراست کاری بسیار سخت است. به علاوه هزینه های نصب و استفاده از سیستم های پیچیده و دارای چندین تکنولوژی مختلف، در سالهای اخیر سیر صعودی داشته است. همچنین با افزایش هزینه نیرو انسانی و هزینه های مصرفی شبکه باید به دنبال راهکاری تازه برای کاهش هزینه های مدیریتی بود که قابل استفاده در سیستم های چند دامنه ای باشد.

با اینکه عبارت SDN در سالهای اخیر ایجاد شده است اما ایده اصلی مفهوم شبکه های مبتنی بر نرم افزار از سال ۱۹۹۶ و برای ایجاد مدیریت کاربر روی ارسال و دریافت در گره های شبکه مطرح شد. به منظور تحقق بخشیدن به ایده SDN، نیاز به دو عامل وجود دارد.

اول اینکه باید یک معماری منطقی مشترک بین تمامی سوییچ ها، روترها و دیگر تجهیزات در یک شبکه کامپیوتری وجود داشته باشد، دوم اینکه یک پروتکل امن بین SDN و تجهیزات شبکه نیاز است. برای این مفهوم پروتکل های مختلفی از جمله Ipsilon 1996 و IETF 2000 ، Ethan 2007 و OpenFlow 2008 مطرح شدند.. هر دوی این نیازها توسط OpenFlow بر طرف شده است. استاندارد OpenFlow توسط بنیاد شبکه آزاد (ONF-Open Network Foundation) تنظیم شده است. اولین نسخه از این استاندارد در دانشگاه استنفورد تنظیم شده بود و نسخه ای که در این مقاله مورد بررسی است نسخه 1.3 است که در سال ۲۰۱۲ توسط ONF ارائه شده است. با این حال SDN محدود به هیچکدام از این روشها نیست بلکه نام کلی برای این پلتفرم است. بر طبق تعریف بنیاد شبکه باز مفهوم SDN به شرح زیر است:
در معماری SDN لایه های کنترل و دیتا از هم جدا هستند، هوشمندی شبکه به صورت متمرکز است و زیرساخت شبکه از اپلیکیشن ها جدا است.

شبکه های مبتنی بر نرم افزار یا SDN، نصب و راه اندازی شبکه های کامپیوتری نیازمند تخصص، مهارت و دقت عمل بالایی برای جلوگیری از خطای انسانی بود.

 

معماری شبکه های مبتنی بر نرم افزار  SDN روی 4 زمینه اصلی تمرکز دارد:
1. جداسازی لایه کنترل از دیتا
2. کنترلر متمرکز و داشتن دید جامع نسبت به شبکه
3. داشتن رابط کاربری باز بین کنترلر و لایه دیتا
4. قابلیت برنامه ریزی شبکه با اپلیکیشن های خارج از شبکه کامپیوتری

جداسازی لایه کنترل از دیتا نسبت به شبکه رابط کاربری باز بین کنترلر و لایه دیتا قابلیت برنامه ریزی شبکه با اپلیکیشن های خارج از شبکه

مدیریت شبکه به روش سنتی
در شبکه های سنتی، لایه کنترل و دیتا در یک گره شبکه قرار دارند. وظیفه لایه کنترل، پیکربندی گره‌ها و برنامه‌ریزی مسیرها برای عبور جریان‌های داده می‌باشد. سپس با استفاده از این اطلاعات کنترلی ارسال دیتا در سطح سخت افزار انجام می‌شود. در روش سنتی وقتی که مدیریت جریان تنظیم شود، تنها راه ایجاد تغییر در آن ایجاد تغییر در پیکربندی دستگاه های سخت افزاری است. این موضوع برای مدیران شبکه عاملی بسیار محدود کننده است زیرا آنان تمایل به تغییر مشخصات شبکه در قبال تغییر ترافیک شبکه دارند.

در شبکه های سنتی، لایه کنترل و دیتا در یک گره شبکه قرار دارند. وظیفه لایه کنترل، پیکربندی گره‌ها و برنامه‌ریزی مسیرها برای عبور جریان‌های داده می‌باشد.

مدیریت شبکه به روش نرم افزاری SDN
در این روش کنترل جریان از سطح سخت افزاری در گره های شبکه خارج شده و به صورت متمرکز و جداگانه توسط یک کنترلر برعهده گرفته می شود. سوییچ های SDN توسط یک سیستم عامل شبکه مدیریت می شوند که اطلاعات را توسط API ها جمع آوری می کند و به وسیله آنها لایه دیتا را ایجاد می کند. سپس یک مدل از توپولوژی شبکه را در اختیار کنترلر SDN قرار می دهد. بنا براین کنترلر می تواند از تمامی اطلاعات شبکه به منظور بهینه سازی جریان و تامین نیازهای کاربر استفاده کند. به عنوان مثال می توان پهنای باند شبکه را به صورت پویا به لایه دیتا تخصیص داد. همانطوری که در شکل می بینید، وقتی که اولین بسته از یک جریان جدید وارد سوییچ می شود، سوییچ ابتدا به دنبال یک دستورالعمل برای بسته دریافتی در حافظه SDN می گردد، اگر دستوری منطبق با بسته دریافتی پیدا کند، با کنترلر ارتباط برقرار می کند و آن را اجرا می کند و سپس بسته ها را به گیرنده ارسال می کند.

در این روش کنترل جریان از سطح سخت افزاری در گره های شبکه خارج شده و به صورت متمرکز و جداگانه توسط یک کنترلر برعهده گرفته می شود. سوییچ های SDN توسط یک سیستم عامل شبکه مدیریت می شوند

مزایای استفاده از شبکه های SDN
استفاده از SDN راه را برای کاربردهای جدید و خلاقانه برای مدیران شبکه باز می کند. کنترل دائمی توپولوژی شبکه با استفاده از این روش ممکن می شود و می توان کنترل دسترسی در کل شبکه ، مدیریت انرژی،و .. را در هر زمان به صورت لحظه ای مدیریت کرد. علاوه بر این ، قابلیت برنامه ریزی SDN امکان ارتباط مداوم را در همه سطوح فراهم می آورد . این قابلیت اپلیکیشن ها را از شبکه، و شبکه را نیز نسبت به برنامه ها آگاه می سازد. این امر باعث کاهش جدی مصرف منابع می شود و ازین طریق امکان استفاده بهتر و بیشتر از ظرفیت موجود شبکه برای مدیران فراهم می شود. SDN به طور جدی به دنبال ساده سازی استفاده از شبکه در کنار کاهش هزینه های مدیریتی با استفاده از سرویس های قابل برنامه ریزی است.

برنامه ریزی انتقال جریان
اولین شرط ایجاد شبکه SDN ایجاد قابلیت برنامه ریزی شبکه با استفاده از یک استاندارد متن باز است که بتواند در شبکه هایی که از سخت افزارهای تولید شده توسط چند شرکت سازنده استفاده می شود، هزینه های مدیریتی را کاهش دهد .استاندارد OpenFlow و بعضی استاندارد های اختصاصی مثل CISCO onePK در همین راستا ایجاد شده اند. زیر ساخت شبکه باید قادر باشد که لایه ارتباطی را با استفاده از این استانداردها برنامه ریزی کند و با پشتیبانی از این استانداردها برای برنامه ریزی جریان به صورت فعال و غیرفعال بپردازد.

عملکرد پویا و در لحظه
به علت استفاده روزافزون از محیط های دینامیک و مجازی در دیتا سنترها، ترافیک اطلاعات بیش از پیش غیرقابل پیش بینی شده است. بنابراین کنترل دستی این سیستم ها عملا غیر ممکن است. این سیستم ها از ضعف در پاسخگویی به نیازهای پویای شبکه رنج می برند. SDN معماری نوینی را برای این سیستم های پویا طراحی کرده است که می تواند در لحظه تغییرات مورد نیاز شبکه را اعمال کند.

پایداری بالا در شبکه های SDN
پایداری بالا یکی از عوامل اصلی در اطمینان از عملکرد مناسب و مداوم شبکه است . زیرساخت شبکه باید قادر به تشخیص سریع هر گونه ناهماهنگی در مسیر باشد و بتواند به سرعت در هنگام بروز خطا مسیر جایگزین را انتخاب کند و به سرعت مسیر معیوب را رفع عیب و راه اندازی مجدد کند. زیرساخت SDN با پایداری بالا ، به صورت لحظه ای تمامی اجزای شبکه را بررسی می کند و در صورت تشخیص عیب در هر نقظه از شبکه مانند مسیر داده، افت کیفیت لینک ها، عدم تعادل در ترافیک و … تمامی تغییرات را به صورت از پیش برنامه ریزی شده و در همان لحظه انجام می دهد تا همواره پایداری و کیفیت شبکه تضمین شده باشد.

تعیین مسیر هوشمند
محاسبه مسیر یکی از مهمترین عوامل برای مهندسی ترافیک شبکه است. با استفاده از SDN مسیر صحیح به سرعت شناسایی می شود و ترافیک از بهینه ترین مسیر عبور داده می شود. با استفاده از این معماری امکان استفاده از الگوریتم های جدید Routing و سوییچ به صورت لحطه ای در شبکه وجود دارد.

نتیجه گیری نهایی درباره شبکه SDN یا شبکه برپایه نرم افزار
شبکه SDN ایجاد شده است تا با ماهیت پویا و درحال تغییر شبکه های آینده سازگار باشد و با نیاز به پهنای باند بیشتر، سرعت بیشتر، پردازش قدرتمند تر و امکانات تازه شبکه ها همگام باشد. با استفاده از SDN می توان انعطاف پذیری بالا، مدیریت آسان و یکپارچه و ایجاد تغییر در ساختار شبکه به صورت لحظه ای را در اختیار داشت. که تمامی این ویژگی ها عملکرد شبکه را به طور چشمگیری افزایش و هزینه های لازم برای تهیه تجهیزات گران قیمت و همچنین نیروی انسانی مورد نیاز برای مدیریت شبکه را به شدت کاهش می دهد. با این حال برای رسیدن به چنین هدفی هنوز چالش هایی پیش راه وجود دارد که باید برطرف شوند. چالش هایی نظیر توان پردازشی، امنیت شبکه و میزان انطباق شبکه های SDN با شبکه های فعلی که باید مورد نقد و بررسی قرار گیرند و برطرف شوند.

تماس با ما

 تهران، مطهری، میرعماد، کوچه دهم، پلاک 14 واحد 2 
تلفن تماس: 88173317 021
ارتباط زنده اینترنتی 24 ساعته از طریق تلگرام با کارشناسان پشتیبانی مهندسی شبکه پال نت کانال تلگرام PalnetGroup@
پشتیبانی شبکه و ارتباط برخط و آنلاین از طریق واتس اپ WhatsApp با شماره موبایل ارتباط با واتس اپ
WhatsApp
گفتگوی آنلاین از طریق واتس اپ با کارشناسان گروه برای ارسال  پیشنهادات و  مستندات و حتی ارتباط در مواقع ضروری

JoomShaper