زمان تخمینی مطالعه: 12 دقیقه 

شبکه نرم‌افزارمحور SDN سرنام Software Defined Networking یک رویکرد مدیریت شبکه‌های کامپیوتری است که به وسیله آن، شبکه‌ها به صورت نرم‌افزاری تعریف، پیکربندی و مدیریت می‌شوند. در این رویکرد، تصمیم‌گیری‌های مربوط به مسیریابی و توزیع ترافیک، به صورت مرکزی از طریق یک کنترل‌کننده مرکزی (SDN Controller) انجام می‌شود که امکان برنامه‌ریزی و کنترل تمامی تجهیزات شبکه را فراهم می‌کند.

این رویکرد امکاناتی مانند افزایش قابلیت اطمینان، افزایش امنیت، کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی شبکه را به همراه دارد. در حال حاضر، شبکه نرم‌افزارمحور به شکل گسترده‌ای در مراکزداده مورد استفاده قرار می‌گیرد و به عنوان یک فناوری نوین در دنیای شبکه‌های کامپیوتری شناخته می‌شود.

شبکه نرم‌افزار محور چه مزایایی دارد؟

شبکه نرم‌افزارمحور به دلیل مزایای عملکردی بالقوه‌ای که در اختیار سازمان‌ها قرار می‌دهد مورد توجه است. از جمله این قابلیت‌ها به موارد زیر باید اشاره کرد:

افزایش امنیت: با استفاده از رویکرد SDN، می‌توان به صورت مرکزی و آسان‌تری، ترافیک شبکه را مدیریت و کنترل کرد. مکانیزم فوق به مدیران شبکه اجازه می‌دهد به راحتی ترافیک شبکه را مشاهده کرده و در صورت شناسایی حملات به سرعت واکنش نشان دهند.

بهبود قابلیت اطمینان: با استفاده از این فناوری، می‌توان شبکه‌های با قابلیت اطمینان بالاتری پیاده‌سازی کرد. در این رویکرد، کنترل شبکه به‌صورت مرکزی و در یک نقطه انجام می‌شود که این موضوع باعث می‌شود که احتمال وقوع خطاهای انسانی در مدیریت شبکه کاهش یابد.

کاهش هزینه‌ها: با استفاده از این رویکرد، هزینه‌های مربوط به سرورها، تجهیزات شبکه و نگهداری آن‌ها کاهش می‌یابد. در این رویکرد، دیگر نیازی به تجهیزات مسیریابی پیچیده و گران قیمت نیست و می‌توان از تجهیزات ساده‌تری استفاده کرد.

افزایش کارایی: با استفاده از این رویکرد، می‌توان به صورت سریع‌تر و آسان‌تری، تغییرات در شبکه را اعمال کرد و بهبود کارایی شبکه را تجربه کرد.

امکانات پیشرفته: با استفاده از این رویکرد، می‌توان از امکانات پیشرفته‌ای مانند شبکه‌های مجازی، کنترل پهنای باند و … استفاده کرد.

چگونه می‌توان از SDN در شبکه‌های بزرگ استفاده کرد؟

استفاده از فناوری SDN در شبکه‌های بزرگ می‌تواند مزایای درخشانی در اختیار سازمان‌ها قرار دهد. برای استفاده از SDN در شبکه‌های بزرگ، می‌توانید از روش‌های زیر استفاده کنید:

تعریف سلسله مراتب شبکه: برای مدیریت شبکه‌های بزرگ، می‌توانید شبکه را به سلسله مراتبی تقسیم کنید. به عبارت دیگر، شبکه را به چندین بخش کوچک‌تر تقسیم کنید که هر بخش توسط یک کنترل‌کننده مرکزی کنترل ‌شود.

استفاده از تجهیزات سازگار با SDN: برای استفاده از فناوری SDN در شبکه‌های بزرگ، می‌توانید از تجهیزاتی که با این فناوری سازگار هستند، استفاده کنید. تجهیزاتی مانند سوییچ‌های مدیریتی و ماژول‌های کنترل‌کننده می‌توانند مفید باشند.

استفاده از نرم‌افزارهای مدیریت SDN: برای استفاده از فناوری SDN در شبکه‌های بزرگ، می‌توانید از نرم‌افزارهای مدیریت SDN مانند OpenDaylight، ONOS و Ryu استفاده کنید. این نرم‌افزارها به شما امکان مدیریت شبکه را به‌صورت مرکزی و استفاده از فناوری SDN را می‌دهند.

استفاده از شبکه‌های مجازی: با استفاده از شبکه‌های مجازی، می‌توانید شبکه‌های بزرگ را به چند شبکه کوچک‌تر تقسیم کنید. این کار به شما اجازه می‌دهد که شبکه را به صورت موثرتری مدیریت کنید و بهبود کارایی شبکه را تجربه کنید.

به طور خلاصه، استفاده از فناوری SDN در شبکه‌های بزرگ، نیازمند استفاده از تجهیزات سازگار با SDN، استفاده از نرم‌افزارهای مدیریت SDN و تعریف سلسله مراتب شبکه است.

آیا استفاده از SDN در شبکه‌های کوچک هم مزیت دارد؟

بله، استفاده از رویکرد SDN در شبکه‌های کوچک هم مزایایی دارد. در واقع، استفاده از فناوری SDN در شبکه‌های کوچک می‌تواند به دلیل سادگی و قابلیت اجرایی بالا، بسیار مفید باشد. مزایای پیاده‌سازی این فناوری در شبکه‌های کوچک به شرح زیر است:

افزایش امنیت: شبکه‌های کوچک همانند شبکه‌های بزرگ در معرض حمله‌های سایبری قرار دارند و ایستگاه‌های تحت شبکه ممکن است دستخوش حملات سایبری شوند. با استفاده از فناوری SDN، می‌توان به صورت مرکزی و آسان‌تری ترافیک شبکه را مدیریت و کنترل کرد و در صورت وجود حملات اقدامات لازم را انجام داد.

بهبود قابلیت اطمینان: شبکه‌های کوچک را همانند شبکه‌های بزرگ می‌توان به‌شکل مرکزی و از طریق یک داشبود واحد مدیریت کرد. در نتیجه، قابلیت اطمینان شبکه افزایش می‌یابد.

کاهش هزینه‌ها: در شبکه‌های کوچک، استفاده از فناوری SDN می‌تواند به کاهش هزینه‌های مربوط به خرید سرورها، تجهیزات شبکه و غیره منجر شود.

افزایش کارایی: با استفاده از فناوری SDN، می‌توان به شکل آسان‌تری، تغییرات در شبکه را اعمال کرد و عملکرد شبکه را بهبود بخشید.

SDN چه مشکلاتی را حل می‌کند؟

فناوری SDN به‌دلیل ارائه مزایای متعدد، مشکلات مختلفی را حل می‌کند که در شبکه‌های سنتی وجود دارند. برخی از مشکلاتی که فناوری SDN قادر به حل آن‌ها به شرح زیر هستند:

پیچیدگی مدیریت: در شبکه‌های سنتی، مدیریت و پیکربندی شبکه پیچیده و زمان‌بر است. با استفاده از فناوری SDN، می‌توان به‌صورت مرکزی و با استفاده از نرم‌افزارهای مدیریت SDN، شبکه را به‌سادگی و با کاهش پیچیدگی، مدیریت کنترل کرد.

عدم قابلیت تنظیم‌پذیری: در شبکه‌های سنتی، تنظیمات شبکه به صورت تک‌تک انجام می‌شود و در صورتی‌که نیاز به تغییراتی در شبکه باشد به راحتی انجام نمی‌شود. با استفاده از فناوری SDN، می‌توان به صورت مرکزی و با استفاده از نرم‌افزارهای مدیریت SDN، تنظیمات شبکه را به‌سادگی تغییر داد.

کنترل پهنای باند: در شبکه‌های سنتی، کنترل پهنای باند برای هر دستگاه به صورت جداگانه انجام می‌شود که این موضوع می‌تواند به گردش ترافیک بیشتر و افزایش زمان پاسخ‌گویی شبکه منجر می‌شود. با استفاده از فناوری فوق می‌توان به‌صورت مرکزی و با استفاده از نرم‌افزارهای مدیریت SDN، کنترل پهنای باند را به شکل دقیق‌تری انجام داد.

امنیت شبکه: در شبکه‌های سنتی، امنیت شبکه به‌صورت محلی و در سطح دستگاه‌های شبکه انجام می‌شود. با استفاده از فناوری SDN، می‌توان به‌صورت مرکزی و با استفاده از نرم‌افزارهای مدیریت SDN، امنیت شبکه را به شکل قابل‌توجهی ارتقا داد.

به طور کلی، فناوری SDN مشکلاتی مانند پیچیدگی مدیریت، عدم قابلیت تنظیم‌پذیری، کنترل پهنای باند، امنیت شبکه و کارایی شبکه را حل می‌کند.

آیا استفاده از SDN در شبکه‌هایی با ترافیک بالا مزیت دارد؟

بله، استفاده از رویکرد SDN در شبکه‌های با ترافیک بالا مزایای قابل‌توجهی دارد. در واقع، در شبکه‌های با ترافیک بالا، مدیریت و کنترل ترافیک به یکی از چالش‌های بزرگ شبکه‌ها تبدیل شده است و فناوری SDN می‌تواند به‌دلیل قابلیت کنترل بالا و پایداری بیشتر در مدیریت و کنترل ترافیک بسیار مفید باشد. از مزایای بالقوه در این زمینه به موارد زیر باید اشاره کرد:

کاهش اختلالات شبکه: در شبکه‌های با ترافیک بالا، اختلالات شبکه بسیار مهم هستند و می‌توانند به اختلال در کارایی شبکه و کاهش سرعت ترافیک منجر شوند. با استفاده از فناوری SDN، می‌توان به‌صورت مرکزی و با کاهش پیچیدگی مدیریت اختلالات شبکه را کاهش داده و پایداری شبکه را بیشتر کرد.

بهبود کنترل ترافیک: در شبکه‌های با ترافیک بالا، مدیریت و کنترل ترافیک بسیار پیچیده است و ممکن است منجر به ترافیک نامتعادل و پایین آمدن سرعت ترافیک شود. با استفاده از فناوری SDN، می‌توان به‌صورت مرکزی و با استفاده از نرم‌افزارهای مدیریت SDN، ترافیک شبکه را بهبود داد و با دقت بیشتری کنترل کرد.

افزایش امنیت: در شبکه‌های با ترافیک بالا، امنیت شبکه بسیار مهم است و ممکن است با نفوذ افراد خودی یا هکرها به شبکه، اطلاعات مهم شبکه به‌خطر افتد. SDN اجازه می‌دهد با نصب نرم‌افزارهای پیشرفته پیشگیری و تشخیص نفوذ به سرعت این مساله را تشخیص دهید.

ویژگی‌های معماری DSN چیست؟

فناوری دیگری که در تعامل با شبکه گسترده نرم‌افزار محور است، DSN سرنام Distributed Software Defined Network نام دارد که یک معماری شبکه مبتنی بر SDN و NFV سرنام Network Function Virtualization است که به شکل توزیع شده عمل می‌کند. برخلاف SDN، در DSN، کنترل شبکه به صورت توزیع شده بین چند کنترل‌کننده، به جای یک کنترل‌کننده مرکزی، انجام می‌شود. برخلاف NFV که در آن توابع شبکه بر روی سرورهای مجازی اجرا می‌شوند، در DSN، عملکردهای شبکه بر روی گره‌های شبکه اجرا می‌شوند. برخلاف شبکه‌های سنتی که به‌صورت مرکزی مدیریت می‌شوند، DSN به‌صورت توزیع شده و بر مبنای الگوریتم‌های هوشمند عمل می‌کند. ویژگی‌های معماری DSN به شرح زیر هستند:

توزیعی هستند: DSN به‌صورت توزیع شده عمل می‌کند و کنترل شبکه بین چند کنترل‌کننده تقسیم می‌شود.

قابلیت برنامه‌ریزی مرکزی: با وجود توزیعی بودن کنترل شبکه، DSN قابلیت برنامه‌ریزی مرکزی را دارد. به این معنا که برنامه‌ریزی و مدیریت شبکه بر روی تمامی گره‌های شبکه کنترل می‌شود.

استفاده از هوش مصنوعی: DSN برای اجرای عملکردهای شبکه و کنترل ترافیک از هوش مصنوعی استفاده می‌کند. به این معنا که فناوری DSN با استفاده از یادگیری ماشین و الگوریتم‌های هوشمند، عملکرد و پایداری شبکه را تضمین می‌کند.

اجرای عملکردهای شبکه بر روی گره‌های شبکه: در DSN، عملکردهای شبکه بر روی گره‌های شبکه اجرا می‌شوند. به بیان دقیق‌تر، گره‌های شبکه از نظر سخت‌افزاری و نرم‌افزاری برای اجرای عملکردهای شبکه بهینه‌سازی شده‌اند.

پشتیبانی از NFV: شبکه گسترده نرم‌افزارمحور توزیع شده از NFV به طور کامل پشتیبانی می‌کند و به عنوان یک شبکه مجازی عمل می‌کند. به طوری که عملکردهای شبکه به صورت مجازی و بر روی سرورهای مجازی در گره‌های شبکه اجرا می‌شوند.

ایمنی و امنیت: DSN به‌دلیل توزیع شده بودن کنترل شبکه و هوشمندی می‌تواند بالاترین سطح از امنیت را ارائه می‌دهد. با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند، DSN می‌تواند حملات سایبری را شناسایی و از شبکه محافظت کند. همچنین، با استفاده از توابع شبکه مجازی، امکان تفکیک شبکه‌ها و بهبود امنیت شبکه وجود دارد.

قابلیت اطمینان: به‌دلیل توزیعی بودن کنترل شبکه و استفاده از الگوریتم‌های هوشمند، DSN قابلیت اطمینان و پایداری بالاتری نسبت به شبکه‌های سنتی دارد. همچنین، با استفاده از توابع شبکه مجازی، امکان ایجاد پشتیبان‌های مجازی با هدف پیشگیری از بروز مشکل قطعی در شبکه وجود دارد.

انعطاف‌پذیری: DSN به دلیل قابلیت برنامه‌ریزی مرکزی و اجرای توابع شبکه بر روی گره‌های شبکه، انعطاف‌پذیری بالایی دارد و می‌تواند به راحتی به نیازهای شبکه و تغییرات آن، پاسخ دهد.

به‌طور خلاصه، ویژگی‌های معماری DSN عبارتند از توزیعی بودن، قابلیت برنامه‌ریزی مرکزی، استفاده از هوش‌مصنوعی، اجرای توابع شبکه بر روی گره‌های شبکه، پشتیبانی از NFV، ایمنی و امنیت، قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری. با ترکیب این ویژگی‌ها، DSN می‌تواند به بهبود کارایی و پایداری شبکه و بهبود تجربه کاربران کمک کند.

معماری SDN از چه مولفه‌هایی تشکیل شده است‌؟

معماری SDN (Software Defined Networking) از مولفه‌های کلیدی تشکیل شده که مهم‌ترین آن‌ها به شرح زیر هستند:

محیط شبکه: شبکه‌های SDN ممکن است در محیط‌های مختلفی مانند مراکزداده، شبکه‌های ارتباطی اپراتورهای ارتباطی و شبکه‌های اینترنتی استفاده شوند.

کنترل‌کننده: کنترل‌کننده (Controller) در شبکه‌های SDN، مسئول مدیریت شبکه است. این کنترل‌کننده به صورت مرکزی کنترل شبکه را بر عهده دارد و با ارسال دستورات به تجهیزات شبکه، آن‌ها را به منظور انجام عملیات شبکه‌ای مختلف کنترل می‌کند.

تجهیزات زیرساخت: زیرساخت SDN شبیه به شبکه‌های سنتی مجموعه‌ای از تجهیزات شبکه مثل سوییچ‌ها، ‌مسیریاب‌ها و غیره را شامل می‌شود. همچنین، تجهیزات شبکه در شبکه‌های SDN، برای انجام دستورات کنترل‌کننده، باید به صورت خاص پیکربندی شوند. برای پیکربندی تجهیزات شبکه، از پروتکل‌های خاصی مانند OpenFlow استفاده می‌شود.

واسط برنامه‌نویسی برنامه‌های کاربردی: SDN امکان ارتباط برنامه‌های کاربردی با شبکه را فراهم می‌کند. برای این منظور، واسط‌های برنامه‌نویسی (API) برای برنامه‌نویسی برنامه‌های کاربردی برای تعامل با شبکه و ارسال دستورات به کنترل‌کننده وجود دارد. این واسط‌ها می‌توانند مانند برنامه‌های کاربردی خاص، مثل برنامه‌های مدیریت ترافیک شبکه، مدیریت امنیت شبکه یا برنامه‌های مدیریت کیفیت خدمات (QoS) عمل کنند.

تفاوت sdn و Sd-wan  در چیست؟

SDN و SD-WAN دو فناوری متفاوت هستند که به دو منظور مختلف در شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شوند.

شبکه گسترده نرم‌افزارمحور مبتنی بر متمرکز کردن کنترل و مدیریت شبکه است. در SDN، وظیفه‌ کنترل شبکه از تجهیزات شبکه به یک کنترل‌کننده مرکزی منتقل می‌شود. این کنترل‌کننده مرکزی با استفاده از نرم‌افزارهای مخصوص می‌تواند تجهیزات شبکه را پیکربندی و مدیریت کند. به این ترتیب، SDN امکان مدیریت مرکزی شبکه را فراهم می‌کند و از این طریق، بهبود کنترل، امنیت، انعطاف‌پذیری و بهره‌وری شبکه را بهبود می‌بخشد.

شبکه گسترده نرم‌افزار محور سرنام SD-WAN (Software Defined Wide Area Network) از نرم‌افزارها و تجهیزات مختلف جهت بهبود کارایی شبکه و انتقال اطلاعات استفاده می‌کند. هدف اصلی SD-WAN، بهبود عملکرد شبکه و بهبود کیفیت خدمات بهتر در شبکه است. برای این منظور، SD-WAN از چند روش مختلف مانند اتصالات چندگانه‌ اینترنتی، مدیریت ترافیک، بهینه‌سازی پهنای باند، مدیریت امنیت و مسیریابی هوشمند استفاده می‌کند. به این ترتیب، SD-WAN به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا بهبود کیفیت خدمات را در شبکه‌ گسترده بدون افزایش هزینه‌ها تجربه کنند و به بالاترین سطح از پهنای باند دست پیدا کنند.

بخوانید: راهنمای جامع آشنایی با SD-WAN و مفاهیم مرتبط با آن