(SDN) شبکه های مبتنی بر نرم افزار

شبکه های مبتنی بر نرم افزار (SDN)

شبکه‌های نرم‌افزاری، الگوی جدیدی است که برای ایجاد تغییرات در نحوه طراحی، مدیریت و بهره‌برداری شبکه‌ها پدید آمده است. SDN یا Software Defined Networking صفحه کنترل را از صفحه داده جدا می کند و انعطاف پذیری، سرعت و قابلیت برنامه ریزی را ارائه می دهد که با معماری های شبکه سنتی بی نظیر است. این مقاله جامع پیچیدگی‌های مربوط به SDN، بررسی مفاهیم کلیدی، مزایا، چالش‌ها و کاربردهای دنیای واقعی را مورد بحث قرار می‌دهد.

درک Software Defined Networking (SDN)

استفاده از SDN به تفکیک صفحه کنترل از صفحه داده بستگی دارد. در حالی که صفحه کنترل در مورد مسیریابی ترافیک شبکه تصمیم می گیرد، کار صفحه داده شامل ارسال بسته است. به طور سنتی، این ها همیشه  در دستگاه های شبکه مانند روترها و سوئیچ ها یکپارچه شده اند. با این حال، در Software Defined Networking ، این امر در نرم افزارهای در حال اجرا بر روی یک کنترل کننده متمرکز می شود که امکان انعطاف پذیری و برنامه ریزی را باز می کند.

جزء اصلی SDN

1. صفحه کنترل: هوش مرکزی و مغز هر شبکه SDN. وظایف آن شامل مسیریابی، اجرای سیاست، مدیریت QoS و کشف توپولوژی شبکه است.
2. صفحه داده: این بخش مبتنی بر سخت افزار شبکه است که با ارسال بسته ها مرتبط است. دستگاه های موجود در صفحه داده، مانند روترها و سوئیچ ها، توسط صفحه کنترل پیکربندی می شوند تا سیاست های مورد نظر شبکه را اعمال کنند.
3. Southbound API: رابط برنامه نویسان برنامه بین صفحه کنترل و صفحه داده، کنترل کننده را برای تعامل یا دستور دادن به دستگاه های شبکه فراهم می کند.
4. Northbound API: برنامه ها و مدیران شبکه با استفاده از این رابط با کنترلر Software Defined Networking تعامل دارند. این یک روش برنامه ای برای مدیریت و برنامه نویسی شبکه ارائه می دهد.

مزایا

• سرعت و انعطاف پذیری: SDN باعث تغییرات سریع شبکه و به روز رسانی تنظیمات میشود بنابراین، به سازمان ها کمک می کند تا به نیازهای تجاری در حال تحول و شرایط متغیر بازار پاسخ دهند.
• قابلیت برنامه ریزی: اتوماسیون و هماهنگ سازی وظایف شبکه از طریق قابلیت برنامه ریزی SDN امکان پذیر شده است. از این رو، این امر باعث کاهش هزینه های عملیاتی و افزایش کارایی می شود.
• مدیریت متمرکز: Software Defined Networking یک نمای متمرکز از شبکه را ارائه می دهد. این به طور خلاصه تأثیر مدیریت و عیب یابی را نشان می دهد.
• نوآوری: SDN امکان نوآوری را فراهم می کند و به طور بالقوه از برنامه ها و خدمات شبکه جدید پشتیبانی می کند.

چالش ها

• پیچیدگی: پیاده سازی و مدیریت شبکه های Software Defined Networking پیچیده است. نیاز به مهارت و تخصص تخصصی دارد.
• امنیت: اطمینان از امنیت کنترلرهای SDN و کانال های ارتباطی بین آنها در اولویت است.
• مقیاس پذیری: مقیاس پذیری شبکه های SDN برای استقرار در مقیاس بزرگ، چالش هایی را ایجاد می کند.
• قابلیت همکاری: قابلیت همکاری بین پیاده سازی های مختلف SDN و چندین فروشنده یک مشکل خواهد بود.

کاربردهای عملی

شبکه‌سازی مرکز داده: کاربردهای زیادی در مراکز داده برای ایجاد سرعت، اتوماسیون و استفاده کارآمد از منابع دارد.

شبکه‌های اینترنت اشیا: مقیاس و پیچیدگی عظیمی را که شبکه‌های اینترنت اشیا برای اطمینان از اتصال کارآمد و ایمن معرفی می‌کنند، اجرا می‌کند.

شبکه cloud: برای خدمات شبکه انعطاف پذیر و مقیاس پذیر در محیط های cloud ضروری است.

تحولات آتی

مجازی‌سازی عملکرد شبکه: ادغام SDN و NFV پاسخی برای مجازی‌سازی توابع شبکه است که انعطاف‌پذیری و چابکی بالاتری را برای شبکه به ارمغان می‌آورد.

شبکه‌سازی مبتنی بر هدف: کل چشم‌انداز IBN ساده‌تر کردن مدیریت شبکه است که کاربران را قادر می‌سازد تا نتایج شبکه مورد نظر خود را به زبان ساده بیان کنند، بدون اینکه وارد پیکربندی عناصر شبکه شوند.

یکی دیگر از موارد اضافه شده، ادغام با Edge Computing است که پردازش داده ها و برنامه های کاربردی را به منبع نزدیک تر برای کاهش تاخیر و در نتیجه پاسخگویی بیشتر انجام می دهد.

شبکه‌های تعریف‌شده با نرم‌افزار مطمئناً یکی از مخرب‌ترین تغییرات پارادایم بوده که صنعت شبکه در مدتی طولانی شاهد آن بوده است. با جدا کردن صفحه کنترل از صفحه داده، SDN مزایای زیادی را ارائه می دهد که از افزایش سرعت نسبت به برنامه ریزی تا کارایی متغیر است.

با این حال، در حالی که هنوز چالش‌هایی در پیش است،کاربرد های Software Defined Networking برای تغییر مدیریت شبکه و باز کردن راه‌هایی برای مجموعه‌ای از خدمات نوآورانه قابل انکار نیست. با حرکت رو به جلو، با مفهوم SDN که هنوز در حال تکامل است، فقط باید انتظار داشت که در آینده نزدیک شاهد کاربردهای بیشتر باشیم.

مقایسه SDN و NFV

هدف اصلی تمام فناوری‌های جدید در حوزه شبکه، بهبود طراحی، مدیریت و عملکرد شبکه‌ها است. با این حال، هر فناوری با رویکرد و تمرکز خاص خود، به این هدف مشترک دست می‌یابد.

SDN) Software Defined Networking)

کنترل متمرکز: صفحه کنترل را از صفحه داده جدا می کند. صفحه کنترل، به طور کلی یک کنترل کننده نرم افزاری متمرکز، در مورد مسیریابی و مدیریت ترافیک شبکه تصمیم گیری می کند.

قابلیت برنامه ریزی: قابلیت برنامه ریزی را به مدیریت شبکه با هدف اتوماسیون، سفارشی سازی و نوآوری خدمات شبکه جدید معرفی می کند.

انعطاف پذیری: انعطاف پذیری بیشتری در پیکربندی شبکه و سازگاری سریع با تغییر نیازهای کسب و کار ارائه می دهد.

 NFV) Network functions virtualization)

NFV با پیاده‌سازی توابع شبکه مانند روترها، فایروال‌ها و بار متعادل‌کننده‌ها در برنامه‌های نرم‌افزاری که بر روی سخت‌افزار عمومی اجرا می‌شوند به جای ابزارهای سخت‌افزاری اختصاصی، کار می‌کند. انتزاع سخت افزاری توابع شبکه توسط NFV انجام می شود، بنابراین امکان انعطاف پذیری در تخصیص منابع و مقیاس بندی منابع را فراهم می کند.

بهره وری: NFV می تواند استفاده کارآمد از منابع را بهبود بخشد و هزینه های عملیاتی را به دلیل ادغام چندین عملکرد شبکه در یک سرور فیزیکی واحد کاهش دهد.

تفاوت های کلیدی

حتی اگر SDN و NFV دو فناوری متفاوت هستند، اغلب به شکل مکمل با یکدیگر همکاری می کنند.

در واقع، SDN را می توان برای مدیریت و هماهنگی توابع شبکه مبتنی بر NFV به کار برد، بنابراین امکان یک رویکرد متمرکز و قابل برنامه ریزی بی سابقه را برای عملیات شبکه فراهم می کند.

به طور خلاصه، SDN و NFV هر دو فن آوری های مکمل و محرک های نوآوری در صنعت شبکه هستند. در حالی که SDN بر تمرکز کنترل و معرفی قابلیت برنامه ریزی تمرکز دارد، NFV بر مجازی سازی توابع شبکه لازم برای کارایی و انعطاف پذیری تمرکز دارد. ادغام هر دو مجموعه از فن آوری ها مزایای بزرگی را در مورد مدیریت شبکه، مقیاس پذیری و مقرون به صرفه بودن به سازمان ارائه می دهد.