شبکه های مبتنی بر نرم افزار ( SDN ) چیست؟

تو این مطلب قصد داریم درباره SDN، نحوه عملکردش، نحوه اجراش و همچنین مزایای SDN و تفاوت ‌های بین SDN و شبکه‌ های سنتی بیشتر با هم صحبت کنیم.

 

تعریف شبکه های مبتنی بر نرم افزار ( SDN )

SDN یک رویکرد مدیریت شبکه است که به بهبود ارتباطات داخلی و عملکرد کلی شبکه کمک می کنه. SDN می‌ تونه از رابط‌ های برنامه ‌نویسی کاربردی (API) و کنترل‌ کننده‌ های مبتنی بر نرم‌ افزار برای برقراری ارتباط با زیرساخت ‌های سخت ‌افزاری سازمان استفاده کنه.

SDN  همچنین امکان مجازی ‌سازی ویژگی ‌های شبکه (NFV) رو هم فراهم می‌ کنه. شبکه های مبتنی بر نرم افزار (SDN) به مدیریت متمرکز شبکه ها با استفاده از برنامه های نرم افزاری کمک می کنن و تنظیمات شبکه پویا و کارآمد رو برای بهبود عملکرد و مانیتورینگ شبکه امکان پذیر می کنن. SDN رو می شه به عنوان یک معماری کارآمد و مقرون به صرفه که به راحتی می تونه برنامه های کاربردی با پهنای باند بالا و پویا رو مدیریت کنه هم تعریف کرد.

 

SDN چه مشکلاتی رو حل می کنه؟

SDN پیچیدگی مدیریت زیرساخت های شبکه فیزیکی با میزان توزیع شدگی بالا رو با قابلیت برنامه ریزی و کنترل متمرکز کاهش می ده. به این ترتیب سازمان های فناوری اطلاعات می تونن شبکه  رو انتها به انتها از طریق نرم افزار و از یک مکان مرکزی مدیریت کنن و جنبه های خاصی از عملیات شبکه رو خودکارسازی کنن.

به این ترتیب، SDN استقرار شبکه، تغییرات پیکربندی و فرایند عیب یابی رو تسریع می کنه، که در نتیجه پیچیدگی عملیاتی و هزینه رو کاهش خواهد داد. همچنین حل مشکلات و قطعی شبکه رو هم سرعت می بخشه و uptime رو افزایش می ده و باعث ایجاد یک تجربه کاربری با کیفیت تر می شه.

 

ویژگی های معماری SDN:

 

 

1- قابل برنامه ریزی به طور مستقیم

کنترل شبکه مستقیماً قابل برنامه ریزی خواهد بود چون از وظایف فورواردینگ جدا شده.

 

2- چابک

جداسازی کنترل از فورواردینگ به مدیران شبکه این امکان رو می ده تا به صورت پویا جریان ترافیک در سراسر شبکه رو برای رفع نیازهای در حال تغییر تنظیم کنن.

 

3- مدیریت مرکزی

هوش شبکه (به طور منطقی) در کنترلرهای SDN مبتنی بر نرم افزار متمرکزه. این کنترلرها یک نمای کلی از شبکه رو حفظ می کنن، که برای برنامه ها و Policy engine ها به عنوان یک سوئیچ منطقی منفرد به نظر می رسه.

 

4- پیکربندی شده به صورت برنامه ای

SDN به مدیران شبکه امکان پیکربندی، مدیریت، ایمن سازی و بهینه سازی منابع شبکه رو با سرعت بسیار بالا، از طریق برنامه های پویا و خودکار SDN می ده. این برنامه ها می تونن توسط خود افراد ایجاد و نوشته بشن، چون برنامه ها به نرم افزار اختصاصی وابسته نیستن.

 

5- مبتنی بر استانداردهای باز و حذف فروشنده

هنگامی که SDN از طریق استانداردهای باز پیاده سازی می شه، طراحی و عملیات شبکه رو ساده سازی می کنه. به این شکل که دستورالعمل ها به جای چندین دستگاه و پروتکل های خاص فروشنده، توسط کنترل کننده های SDN ارائه می شن.

 

شبکه های مبتنی بر نرم افزار (SDN) چگونه کار می کنند؟

وظیفه اصلی SDN پرداختن به معماری یک شبکه سنتی، پیچیده و غیرمتمرکزه. شبکه های امروزی به انعطاف پذیری بیشتر و عیب یابی سریع نیاز دارن.

برای درک نحوه عملکرد SDN، داشتن اطلاعات در مورد وظایف کنترل و وظایف داده مهمه.

وظایف کنترل: توابع و فرآیندهایی که تعیین می کنن کدوم مسیر رو باید برای انتقال بسته های داده در نظر بگیرید.

وظایف داده: مجموعه ای از توابع و فرآیندها که بسته ها رو از یک رابط به رابط دیگه فوروارد می کنن.

نقش SDN متمرکز کردن شبکه با جدا کردن وظایف داده و وظایف کنترله. این به برنامه ریزی و کنترل کل شبکه از طریق یک سیستم متمرکز کمک می کنه.

 

معماری SDN شامل سه عنصر اصلی SDN است:

 

• برنامه ها: درخواست های منابع یا اطلاعات مربوط به شبکه رو به اشتراک می گذارن
• کنترلرها: دریافت کننده اطلاعات از برنامه برای مسیریابی بسته های داده
• دستگاه های شبکه: اطلاعات در مورد مکان انتقال داده ها رو از کنترل کننده ها دریافت می کنن

 

 

نحوه پیاده سازی شبکه های مبتنی بر نرم افزار

پیاده سازی کارآمد و موثر SDN نیازمند مراحل زیره.

 

1- تعریف یک مورد استفاده:

SDN یک فناوری پویا و گسترده برای عیب یابی عملکرد شبکه است. قبل از شروع کار با SDN، شناسایی محدوده مشکل مهمه. برای به دست آوردن نتایج ملموس، قابل اعتماد و قابل اندازه گیری، روی یک مورد استفاده مشخص تمرکز کنید.

 

2- یک تیم چند وجهی:

پیاده سازی SDN به یک تیم کامل و یک رویکرد جامع نیاز داره. می ‌تونید از ابزارهای مانیتورینگ SDN برای پر کردن شکاف نظارتی بین شبکه‌های فیزیکی و مجازی استفاده کنید و در زمان و کارایی خودتون با هدف تمرکز روی کارهای حیاتی ‌تر تجاری، صرفه ‌جویی کنید.

 

3- تست در یک منطقه شبکه کم اهمیت تر:

یکی از بهترین راه ها برای شروع پیاده سازی SDN، آزمایش اون در یک منطقه شبکه با اهمیت پایین تره. پیاده‌سازی SDN در مقیاس کوچک به شما امکان می‌ ده تا با خیال راحت مورد استفاده خودتون رو بدون ایجاد مزاحمت در کل شبکه، آزمایش کنید.

 

4- از راه حل مانیتورینگ SDN استفاده کنید: 

برای اطمینان از اینکه SDN و شبکه فیزیکی اون به خوبی اجرا می شن، باید از نرم افزار مانیتورینگ شبکه کاربردی و مناسب با سازمان خودتون استفاده کنید. این راه حل ها به شما کمک می کنن تا عملکرد شبکه خودتون رو نظارت، تجسم و ارتباط دهی کنید. همچنین دید عمیق و بینش‌ های کاربردی در مورد فناوری ‌های SDN رو برای گسترش و تطبیق داده ‌های متفاوت در یک صفحه متمرکز به دست خواهید آورد.

 

مزایای شبکه های مبتنی بر نرم افزار (SDN)

شبکه های مبتنی بر نرم افزاری (SDN) به چند روش به کسب و کارها کمک می کنن:

 

 

افزایش کنترل شبکه:

 SDN کنترل بیشتر رو به همراه سرعت و انعطاف بالاتر و اتصال فیزیکی بهبود یافته به شما ارائه می ده. این به شما امکان می ده منابع شبکه رو از طریق برنامه های پویا و خودکار SDN مستقل از نرم افزار اختصاصی پیکربندی، مدیریت و بهینه سازی کنید. SDN نیاز به نظارت یا برنامه ریزی دستی چندین دستگاه سخت افزاری فروشنده رو از بین می بره. در عوض، می ‌تونید رفتار شبکه مثل جریان ترافیک رو با برنامه‌ ریزی یک کنترل‌ کننده مبتنی بر نرم‌ افزار برای پشتیبانی از خدمات جدید و مشتری های متفاوت کنترل کنید.

 

زیرساخت شبکه متمرکز:

 از اونجایی که SDN بر اساس توپولوژی های متمرکز منطقی ساخته شده، می تونه به بهینه سازی جریان داده های عبوری از شبکه و کنترل هوشمند مدیریت منابع شبکه کمک کنه. همچنین می شه ازش برای اولویت بندی برنامه هایی که نیاز به دسترسی بهتر دارن استفاده کرد. با کنترل متمرکز یک شبکه مبتنی بر SDN، می تونید بازیابی، مدیریت پهنای باند، امنیت و سیاست ها رو بهینه کنید. علاوه بر این، یک نمای کلی از شبکه سازمان تون هم به دست میارید.

 

امنیت بالا:

 SDN یک دید عمیق از کل شبکه فراهم می کنه تا بتونید به راحتی تهدیدات امنیتی احتمالی رو رصد کنید.SDN  از دستگاه های هوشمند متصل به اینترنت برای غلبه بر چالش های شبکه های سنتی و ارائه خدمات یکپارچه استفاده می کنه. می تونه مناطق جداگانه ای برای دستگاه هایی ایجاد کنه که به سطوح مختلف امنیتی نیاز دارن. علاوه بر این، دستگاه‌ های در معرض خطر رو قرنطینه می‌ کنه تا از بقیه دستگاه ‌های موجود در شبکه محافظت بشه.

 

جداسازی شبکه:

 جداسازی به شما امکان می ده تا جریان ترافیک در سطح شبکه رو برای رفع نیازهای در حال تغییر تنظیم کنید. برنامه‌ هایی که بر روی فناوری SDN اجرا می ‌شن از سخت‌ افزاری که برای اتصال فیزیکی اون ها به شبکه مورد استفاده قرار می گیره، مجزا می ‌شن. این به برنامه ‌ها کمک می ‌کنه تا به جای رابط‌ های مدیریتی متصل به سخت‌ افزار، از طریق API با شبکه ارتباط برقرار کنن.

 

تفاوت های بین SDN و شبکه سنتی

تفاوت عمده بین شبکه های سنتی و شبکه های مبتنی بر SDN در زیر ساخته. SDN یک رویکرد شبکه مبتنی بر نرم افزاره، در حالی که شبکه سنتی یک رویکرد مبتنی بر سخت افزاره. از اونجایی که وظایف کنترل مبتنی بر نرم افزاره، ارائه انعطاف پذیری در تنظیمات پیکربندی، منابع تامین، ظرفیت شبکه و کلیت شبکه برای SDN آسون تر می شن.

 تفاوت دیگه میزان امنیته. SDN امنیت بالاتر، دید بیشتر و توانایی تعریف مسیرهای امنیتی رو ارائه می ده. از اونجایی که SDN از یک کنترل کننده متمرکز استفاده می کنه، ایمن سازی کنترل کننده برای حفظ یک شبکه امن مهم می شه.

 

مدل های SDN

مدل های مختلف SDN عبارتند از:

 

 SDN با API:

 این مدل به جای پروتکل باز از یک رابط برنامه نویسی کاربردی برای کنترل حرکت داده ها در سراسر شبکه استفاده می کنه.

 

 SDN هیبریدی:

این مدل شبکه های سنتی رو با SDN برای پشتیبانی از عملکردهای مختلف ترکیب می کنه. پروتکل های شبکه سنتی روی هدایت ترافیک کار می کنن در حالی که پروتکل های SDN ترافیک رو مدیریت می کنن و SDN رو به یک سیستم قدیمی معرفی می کنن.

 

SDN باز:

 SDN باز این امکان رو فراهم می کنه تا رفتار سوئیچ های فیزیکی و مجازی رو کنترل کنید.

 

مدل همپوشانی SDN:

مدل همپوشانی با اجرای یک ماشین مجازی بر روی سخت افزار موجود، تونل های پویا ایجاد می کنه. شبکه مجازی دستگاه ها رو به کانال های مختلف اختصاص می ده، پهنای باند کانال ها رو مدیریت می کنه و شبکه فیزیکی رو دست نخورده و بدون تغییر باقی می گذاره.

 

SDN چه نقشی در اتوماسیون شبکه ایفا می کند؟

در یک شبکه سنتی، جابجایی دستگاه ها و برنامه ها نیاز به نظارت دستی داره. دسترسی به شبکه و امنیت نیاز به نقشه برداری مجدد آدرس IP دستگاه ها دارن. SDN این فرآیند رو خودکارسازی می کنه که برای مدیریت بارهای کاری موقت و سرویس های مجازی سازی شده به صورت پویا برای برآورده کردن خواسته های کوتاه مدت بسیار مهمه. در یک SDN، بارهای کاری و خدمات از طریق عضویت در شبکه، قابلیت دسترسی و سیاست های امنیتی ایجاد می شن که به طور خودکار اختصاص داده شده و برای ساده سازی عملیات و بهبود امنیت اعمال می شن.

 

تفاوت بین SDN و SD-WAN چیست؟

SDN معمولاً به عنوان یک راه حل مرکز داده در نظر گرفته می شه. با این حال، گسترش کاربرد و فناوری SDN در سراسر یک شبکه گسترده، یک SD-WAN ایجاد می کنه. ترکیب و ادغام کنترل‌ کننده‌ های SDN در دامنه ‌های مختلف شبکه به ارائه ‌دهندگان خدمات ارتباطی (CSP) امکان می ده یک بافت ابری فراگیر رو ارائه بدن که همه محاسبات و ذخیره ‌سازی ها رو از شبکه ‌های دسترسی رادیویی (RAN) تا شبکه‌های حمل و نقل و هسته‌ به هم متصل می‌ کنه.

 

چه ملاحظات امنیتی در مورد SDN وجود داره؟

SDN ریز تقسیم بندی شبکه رو آسون می کنه. این تقسیم بندی مستلزم ایجاد مناطق مختلف شبکه است که بارهای کاری رو از همدیگه جدا می کنن و به صورت جداگانه ایمن سازی می شن. با استفاده از ریز تقسیم بندی، مدیران سیستم می تونن سیاست هایی رو برای محدود کردن ترافیک شبکه بین بخش ها بر اساس رویکرد امنیتی Zero Trust ایجاد کنن. این راه ‌اندازی همچنین مانع از انتقال هکرها از یک حجم کاری یا برنامه در معرض خطر در یک بخش به بخش دیگه می‌ شه.

بارهای کاری بومی ابری رو می توان به میکروسرویس ها تجزیه کرد. این کار رابط های جدیدی ایجاد می کنه که سطوح حمله جدیدی رو هم به عوامل مخرب ارائه می ده. به این ترتیب، میکروسرویس ها وابستگی بیشتری هم به شبکه و هم به سیاست های امنیتی برای محافظت از تماس های API و کنترل ترافیکی که قبلاً محلی سازی شده بوده، ایجاد می کنن.

 

سوالات متداول

1. شبکه های مبتنی بر نرم افزار (SDN) چیست؟
   SDN یک رویکرد مدیریت شبکه است که به بهبود ارتباطات داخلی و عملکرد کلی شبکه کمک می کنه. SDN می‌ تونه از رابط‌ های برنامه ‌نویسی کاربردی (API) و کنترل‌ کننده‌ های مبتنی بر نرم‌ افزار برای برقراری ارتباط با زیرساخت ‌های سخت ‌افزاری سازمان استفاده کنه.
2. SDN چه مشکلاتی رو حل می کنه؟
   SDN پیچیدگی مدیریت زیرساخت های شبکه فیزیکی با میزان توزیع شدگی بالا رو با قابلیت برنامه ریزی و کنترل متمرکز کاهش می ده.
3. SDN چه نقشی در اتوماسیون شبکه ایفا می کند؟
   در یک شبکه سنتی، جابجایی دستگاه ها و برنامه ها نیاز به نظارت دستی داره. دسترسی به شبکه و امنیت نیاز به نقشه برداری مجدد آدرس IP دستگاه ها دارن. SDN این فرآیند رو خودکارسازی می کنه که برای مدیریت بارهای کاری موقت و سرویس های مجازی سازی شده به صورت پویا برای برآورده کردن خواسته های کوتاه مدت بسیار مهمه.