شبکه مبتنی بر نرم افزار (SDN) چیست؟

در این مقاله بیشتر در مورد SDN، نحوه عملکرد، نحوه پیاده سازی و همچنین مزایای SDN و تفاوت های SDN با شبکه های سنتی صحبت خواهیم کرد.

تعریف شبکه مبتنی بر نرم افزار (SDN)

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

SDN همچنین مجازی سازی توابع شبکه (NFV) را فعال می کند. شبکه مبتنی بر نرم افزار (SDN) مدیریت متمرکز شبکه را با استفاده از برنامه های کاربردی نرم افزار تسهیل می کند و پیکربندی شبکه پویا و کارآمد را برای بهبود عملکرد و نظارت شبکه امکان پذیر می کند. SDN همچنین می تواند به عنوان یک معماری کارآمد و مقرون به صرفه تعریف شود که به راحتی می تواند برنامه های پویا و با پهنای باند بالا را مدیریت کند.

SDN چه مشکلاتی را حل می کند؟

SDN پیچیدگی مدیریت زیرساخت های شبکه فیزیکی بسیار توزیع شده را با قابلیت های کنترل متمرکز و زمان بندی کاهش می دهد. به این ترتیب، سازمان‌های فناوری اطلاعات می‌توانند شبکه را از طریق نرم‌افزار و از یک مکان مرکزی مدیریت کنند و جنبه‌های خاصی از عملیات شبکه را خودکار کنند.

بنابراین، SDN استقرار شبکه، تغییرات پیکربندی و فرآیند عیب‌یابی را سرعت می‌بخشد و در نتیجه پیچیدگی عملیاتی و هزینه را کاهش می‌دهد. همچنین عیب یابی و قطعی شبکه را سرعت می بخشد و زمان آپدیت را افزایش می دهد و تجربه کاربری بهتری ایجاد می کند.

ویژگی های معماری SDN:

1-قابل برنامه ریزی مستقیم

کنترل شبکه مستقیماً قابل برنامه ریزی خواهد بود زیرا از وظایف حمل و نقل جدا شده است.

2- زیرک

جداسازی کنترل از ارسال به مدیران شبکه اجازه می دهد تا به صورت پویا جریان ترافیک شبکه را برای رفع نیازهای در حال تغییر تنظیم کنند.

3- مدیریت مرکزی

هوش شبکه (به طور منطقی) در کنترل کننده های SDN مبتنی بر نرم افزار متمرکز شده است. این کنترل‌کننده‌ها یک نمای کلی شبکه را حفظ می‌کنند که برای برنامه‌ها و موتورهای سیاست به‌عنوان یک سوئیچ منطقی منفرد به نظر می‌رسد.

4- به صورت برنامه نویسی پیکربندی شده است

SDN مدیران شبکه را قادر می سازد تا از طریق برنامه های SDN پویا و خودکار منابع شبکه را با سرعت بالا پیکربندی، مدیریت، محافظت و بهینه سازی کنند. این برنامه ها را می توان توسط خود افراد ایجاد و نوشت زیرا برنامه ها به نرم افزار اختصاصی وابسته نیستند.

5- بر اساس استانداردهای باز و حذف فروشنده

هنگامی که SDN از طریق استانداردهای باز پیاده سازی می شود، طراحی و عملیات شبکه را ساده می کند. به این ترتیب، دستورالعمل ها به جای چندین دستگاه و پروتکل های خاص فروشنده، توسط کنترلرهای SDN ارائه می شود.

شبکه های نرم افزاری تعریف شده (SDN) چگونه کار می کنند؟

وظیفه اصلی SDN پرداختن به معماری سنتی، پیچیده و غیرمتمرکز شبکه است. شبکه‌های امروزی به انعطاف‌پذیری بیشتر و عیب‌یابی سریع‌تر نیاز دارند.

برای درک نحوه عملکرد SDN، داشتن اطلاعاتی در مورد وظایف کنترلی و وظایف داده مهم است.

کنترل وظایف: ویژگی ها و فرآیندهایی که تعیین می کنند کدام مسیر را برای انتقال بسته های داده در نظر بگیرید.

وظایف داده: مجموعه ای از توابع و فرآیندهایی که بسته ها را از یک رابط به رابط دیگر ارسال می کند.

نقش SDN متمرکز کردن شبکه با جداسازی وظایف داده و وظایف کنترلی است. این به برنامه ریزی و کنترل کل شبکه از طریق یک سیستم متمرکز کمک می کند.

معماری SDN شامل سه عنصر اصلی SDN است:

• برنامه ها: درخواست های منبع یا اطلاعات شبکه را به اشتراک بگذارید
• کنترل کننده ها: اطلاعات را از برنامه مسیریابی داده های بسته دریافت کنید
• دستگاه های شبکه: اطلاعات مکان انتقال داده را از مدیران دریافت می کنند

نحوه پیاده سازی شبکه های مبتنی بر نرم افزار

اجرای موثر و کارآمد SDN نیازمند مراحل زیر است.

1- استفاده از تعریف موردی:

SDN یک فناوری پویا و فراگیر برای رسیدگی به مشکلات عملکرد شبکه است. قبل از شروع کار با SDN، مهم است که دامنه مشکل را شناسایی کنید. برای به دست آوردن نتایج ملموس، قابل اعتماد و قابل اندازه گیری بر روی یک مورد خاص تمرکز کنید.

2- تیم چند وجهی:

پیاده سازی SDN نیاز به یک تیم کامل و رویکرد کل نگر دارد. می‌توانید از ابزارهای نظارت SDN برای پر کردن شکاف نظارتی بین شبکه‌های فیزیکی و مجازی استفاده کنید و در وقت و کارایی شما صرفه‌جویی کنید تا روی کارهای حیاتی‌تر تجاری تمرکز کنید.

3- تست در یک منطقه شبکه کمتر مهم:

یکی از بهترین راه‌ها برای شروع پیاده‌سازی SDN، آزمایش آن در یک منطقه شبکه با اولویت پایین‌تر است. پیاده سازی SDN در مقیاس کوچک به شما این امکان را می دهد که با خیال راحت مورد استفاده خود را بدون ایجاد اختلال در کل شبکه آزمایش کنید.

4- از راه حل مانیتورینگ SDN استفاده کنید:

برای اطمینان از اینکه SDN و شبکه فیزیکی آن به خوبی کار می کنند، باید از نرم افزار نظارت بر شبکه که برای سازمان شما کاربردی و مناسب است استفاده کنید. این راه حل ها به شما کمک می کند تا عملکرد شبکه خود را نظارت، تجسم و گزارش دهید. علاوه بر این، درک عمیق و درک عملی از فناوری‌های SDN برای مقیاس‌بندی و تطبیق داده‌های متفاوت در یک صفحه متمرکز به دست خواهید آورد.

مزایای شبکه های مبتنی بر نرم افزار (SDN)

شبکه‌های تعریف‌شده نرم‌افزاری (SDN) به چندین روش به کسب‌وکارها کمک می‌کند:

افزایش کنترل شبکه:

SDN کنترل بیشتر همراه با سرعت و انعطاف پذیری بالاتر و اتصال فیزیکی بهبود یافته را به شما می دهد. این به شما امکان می دهد منابع شبکه را از طریق برنامه های SDN پویا و خودکار مستقل از نرم افزار اختصاصی پیکربندی، مدیریت و بهینه سازی کنید. SDN نیاز به نظارت یا برنامه‌ریزی دستی چندین دستگاه سخت‌افزار فروشنده را برطرف می‌کند. در عوض، می‌توانید با برنامه‌ریزی یک کنترل‌کننده مبتنی بر نرم‌افزار برای پشتیبانی از سرویس‌های جدید و مشتریان مختلف، رفتار شبکه، مانند جریان ترافیک را کنترل کنید.

زیرساخت شبکه متمرکز:

از آنجایی که SDN مبتنی بر توپولوژی های متمرکز منطقی است، می تواند به بهینه سازی جریان داده ها از طریق شبکه و کنترل هوشمند مدیریت منابع شبکه کمک کند. همچنین می توان از آن برای اولویت بندی برنامه هایی که نیاز به دسترسی بهتر دارند استفاده کرد. با مدیریت متمرکز یک شبکه مبتنی بر SDN، می توانید بازیابی، مدیریت پهنای باند، امنیت و سیاست ها را بهینه کنید. همچنین یک نمای کلی از شبکه سازمان خود دریافت خواهید کرد.

امنیت بالا:

SDN نمای عمیقی از کل شبکه ارائه می دهد تا بتوانید به راحتی تهدیدات امنیتی احتمالی را رصد کنید.SDN از دستگاه های هوشمند متصل به اینترنت برای غلبه بر چالش های شبکه های سنتی و ارائه خدمات یکپارچه استفاده می کند. می تواند مناطق جداگانه ای برای دستگاه هایی ایجاد کند که به سطوح مختلف امنیتی نیاز دارند. علاوه بر این، دستگاه های در معرض خطر را قرنطینه می کند تا از سایر دستگاه های موجود در شبکه محافظت کند.

جداسازی برق:

ایزوله به شما امکان می دهد جریان ترافیک را در سطح شبکه تنظیم کنید تا نیازهای در حال تغییر را برآورده کنید. برنامه هایی که بر روی فناوری SDN اجرا می شوند از سخت افزاری که برای اتصال فیزیکی آنها به شبکه استفاده می شود جدا می شوند. این به برنامه ها کمک می کند تا به جای رابط های مدیریت سخت افزاری، از طریق API ها با شبکه ارتباط برقرار کنند.

تفاوت بین SDN و شبکه سنتی

تفاوت های اصلی بین شبکه های سنتی و شبکه های مبتنی بر SDN در زیر ذکر شده است. SDN یک رویکرد شبکه مبتنی بر نرم افزار است، در حالی که شبکه سنتی یک رویکرد مبتنی بر سخت افزار است. از آنجایی که وظایف کنترل مبتنی بر نرم افزار هستند، ارائه انعطاف پذیری در تنظیمات پیکربندی، تامین منابع، ظرفیت شبکه و کل شبکه برای SDN آسان تر می شود.

تفاوت دیگر سطح امنیت است. SDN امنیت بالاتر، دید بیشتر و توانایی تعریف مسیرهای امنیتی را ارائه می دهد. از آنجایی که SDN از یک کنترل کننده متمرکز استفاده می کند، امنیت کنترل کننده برای حفظ یک شبکه امن مهم می شود.

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 شبکه استفاده می کند.

SDN هیبریدی:

این مدل شبکه های سنتی را با SDN برای پشتیبانی از عملکردهای مختلف ترکیب می کند. پروتکل های شبکه سنتی روی مسیریابی ترافیک کار می کنند، در حالی که پروتکل های SDN ترافیک را مدیریت می کنند و SDN را به یک سیستم قدیمی معرفی می کنند.

باز کردن SDN:

SDN دوباره توانایی کنترل رفتار سوئیچ های فیزیکی و مجازی را فراهم می کند.

مدل پوشش SDN:

مدل همپوشانی با اجرای یک ماشین مجازی روی سخت افزار موجود، تونل های پویا ایجاد می کند. یک شبکه مجازی دستگاه ها را به کانال های مختلف اختصاص می دهد، پهنای باند کانال را مدیریت می کند و شبکه فیزیکی را دست نخورده و بدون تغییر می گذارد.

SDN چه نقشی در اتوماسیون شبکه ایفا می کند؟

در یک شبکه سنتی، جابجایی دستگاه ها و برنامه ها نیاز به نظارت دستی دارد. دسترسی به شبکه و امنیت به آدرس‌های IP دستگاه برای بازارسال نیاز دارد. SDN این فرآیند را خودکار می کند، که برای مدیریت بارهای کاری موقت و مجازی سازی پویا خدمات برای برآوردن نیازهای کوتاه مدت بسیار مهم است. در SDN، بارهای کاری و خدمات از طریق عضویت در شبکه، در دسترس بودن و سیاست های امنیتی ایجاد می شوند که به طور خودکار اختصاص داده می شوند و برای ساده سازی عملیات و بهبود امنیت اعمال می شوند.

تفاوت بین SDN و SD-WAN چیست؟

SDN به طور کلی به عنوان یک راه حل مرکز داده در نظر گرفته می شود. با این حال، گسترش کاربرد و فناوری SDN در یک شبکه گسترده، SD-WAN را ایجاد می کند. ترکیب و یکپارچه‌سازی کنترل‌کننده‌های SDN در دامنه‌های مختلف شبکه، ارائه‌دهندگان خدمات ارتباطی (CSP) را قادر می‌سازد تا یک بافت ابری کامل ارائه کنند که شامل تمام محاسبات و ذخیره‌سازی از شبکه‌های دسترسی رادیویی (RAN) تا شبکه‌های انتقال و انتقال و هسته را به هم متصل می‌کند.

ملاحظات امنیتی برای SDN چیست؟

SDN تقسیم بندی شبکه را تسهیل می کند. این جداسازی مستلزم ایجاد نواحی مختلف شبکه است که بارها را جدا کرده و به طور جداگانه از آنها محافظت می کند. با استفاده از تقسیم بندی میکرو، مدیران سیستم می توانند سیاست هایی را برای محدود کردن ترافیک شبکه بین بخش ها بر اساس رویکرد امنیتی Zero Trust ایجاد کنند. این تنظیم همچنین از انتقال هکرها از یک حجم کاری یا برنامه آسیب پذیر در یک بخش به بخش دیگر جلوگیری می کند.

بارهای کاری ابری را می توان به میکروسرویس ها تقسیم کرد. این رابط های جدیدی ایجاد می کند که سطوح حمله جدیدی را برای عوامل مخرب فراهم می کند. به این ترتیب، میکروسرویس‌ها برای ایمن کردن تماس‌های API و کنترل ترافیکی که قبلاً محلی‌سازی شده‌اند، بیشتر به شبکه و سیاست‌های امنیتی وابسته می‌شوند.