مجازی سازی شبکهزمان مطالعه این مطلب 7 دقیقه

نیازهای مراکز داده در این روزها تفاوت زیادی با گذشته دارند به همین دلیل مراکز ارائه دهنده‌ی خدمات روز به روز راه حل های جدیدی برای حل مشکلات و نیازمندی های مراکز داده ارائه میکنند. با توجه به پیشرفت‌­های انجام شده و انتخاب مدل­‌های ابری توسط سازمان­‌ها، نیاز برای تامین منابع IT، نظیر فضای ذخیره‌سازی، منابع رایانشی و منابع شبکه­‌ای، از هر زمانی در گذشته بیشتر شده‌ ­است. مجازی­‌سازی، که یک تکنولوژی جدید در پاسخ به این نیازهای ایجاد شده است، نقش مهمی در دنیای IT ایفا می‌­کند. مجازی‌­سازی در حوزه­‌های متنوعی منجر به بهبود فرآیندها شده ­است، که یکی از این حوزه­‌ها، منابع شبکه­‌ا‌ی در IT است.

در این نوشته، مجازی‌­سازی را در حوزه­‌ی منابع شبکه­‌ای بررسی می‌­کنیم.

مجازی­‌سازی شبکه چیست و چطور کار می­‌کند؟

در موضوع رایانش، مجاز‌‌ی­‌سازی شبکه به فرآیندی اشاره دارد که طی آن منابع سخت‌­افزاری و نرم‌افزاری شبکه و کارکردهای شبکه را با هم ترکیب کرده و شبکه‌­ای جدید را ایجاد کنیم. به این شبکه‌­ی جدید، یک شبکه­‌ی مجازی گفته می­‌شود. در تعریفی دیگر، مجاز‌‌‌‌ی‌­سازی شبکه شامل ایجاد شبکه‌هایی مجازی است که از زیرساخت سخت­‌افزاری شبکه به نوعی جدا شده‌­اند. هدف از ساختن این شبکه­‌های مجازی، یکپارچه شدن و هماهنگی با محیط­‌هایی­‌ست که بیشتر و بیشتر به سمت مجازی­‌سازی پیش می‌­روند. این شبکه‌­ی مجازی، کارکردهای ساختار سنتی را شبیه­‌سازی می­‌کند. در واقع، زمانی‌ ­که این شبکه­‌ی مجازی ایجاد می­‌شود، زیرساخت فقط مسئول ارسال بسته‌­ها است به طور مثال هر بسته میتواند حاوی اطلاعات یا دستورها باشد؛ و شبکه­‌ی مجازی مسئول پیاده­‌سازی و مدیریت کردن خدمات شبکه­‌ای خواهد بود.

شکل ۱

مزایای استفاده از مجازی سازی چیست؟

با توجه به این تعریف­‌ها، می­‌توان گفت مجازی­‌سازی شبکه تلاشی برای حذف کردن یا کاهش دادن محدودیت­‌هایی‌­ست که در شبکه­‌های سنتی وجود داشته‌­اند. به علاوه، با توجه به مزیت­‌هایی که مجازی­‌سازی دارد و سرعت رشد این تکنولوژی در حوزه­‌های مختلف IT، شبکه­‌ها نیز برای همگام شدن با این تحول نیاز به مجازی شدن دارند تا بتوانند خدمات را در سطح مورد نظر ارائه دهند. مجازی­‌سازی شبکه بسیاری از چالش‌های شبکه را در مرکز­های داد‌ه‌­ی امروزی حل می‌­کند. به این ترتیب، مجازی‌سازی به سازمان‌­ها کمک می‌­کند که بدون نیاز به تغییر در زیرساخت فیزیکی، بر حسب نیاز، خدمات شبکه‌­ای را تهیه کرده و برای آن­ها برنامه­‌ریزی کنند. به بیانی دیگر، در مجازی­‌سازی شبکه از تجهیزات فیزیکی موجود برای پشتیبانی از چندین شبکه‌­ی مجازی-به جای یک شبکه­‌ی سنتی-استفاده می­‌شود. اهمیت این موضوع در این است که می­‌توان شبکه‌­های مجازی را برای اهداف خاص و مشخص در نظر گرفت، و به این ترتیب، نیازهای خاص بازار را با استفاده از شبکه‌­هایی اختصاصی و سفارشی‌­سازی شده، برآورده کرد.

کاربرد‌های مجازی سازی چیست؟

از مجازی­‌سازی شبکه برای ساختن و ایجاد شبکه­‌های مجازی در یک زیرساخت مجازی­‌شده استفاده می­‌شود. به این ترتیب، شبکه‌­ی مجازی می­‌تواند از الزامات پیچیده­‌ی محیط­‌های چندکاربره پشتیبانی کند. همانطور که گفته­ شد، شبکه­‌ی مجازی از زیرساخت فیزیکی جدا می­‌شود. به این ترتیب، شبکه­‌ی مجازی می­تواند ترافیک، داده­‌ها، درخواست­‌ها و دستورها را به صورت منظم و در شبکه­‌ی مجازی مورد نظر جابه‌­جا کند، و از حرکت­‌ها در مسیرهای اشتباه جلوگیری کند. با استفاده از مجازی‌­سازی شبکه، مدیرهای IT می­توانند شبکه­‌های مجازی را-که شامل Switchها، Routerها، Firewallها و … به صورت مجازی هستند-در چند دقیقه آماده و استفاده کنند.

رویکردهای پیاده­‌سازی مجازی­‌سازی شبکه

SDN و NFV دو رویکرد در پیاد‌ه‌­سازی مجازی­‌سازی شبکه هستند. در ادامه این دو رویکرد را بررسی می‌کنیم:

(Software-Defined Networking (SDN

SDN یک رویکرد در طراحی، ساخت و مدیریت کردن شبکه­ است تا بتواند با افزایش سرعت و انعطاف‌پذیری، به شکل بهتری از زیرساخت مجازی­‌شده­‌ی پایگاه‌­های داده‌­ی امروزی پشتیبانی کند.[۷] در تعریفی دیگر، SDN یک رویکرد برای مجازی­‌سازی شبکه است که هدف آن استفاده‌­ی بهینه از منابع شبکه‌­ای و افزایش دادن سرعت انطباف‌پذیری شبکه‌­ها با نیازهای جدید کسب‌­وکار و اپلیکیشن­‌های جدید است. SDN بخش کنترل و بخش داده را در شبکه از هم جدا می­‌کند. به بیانی دیگر، SDN این قابلیت را ایجاد می‌­کند که بتوانیم برای زیرساخت از طریق نرم‌­افزار برنامه­‌ریزی کرده و به این صورت زیرساخت را کنترل کنیم.[۸] SDN-که طبق آنچه گفتیم، یک رویکرد در طراحی است، نه یک محصول-به طور سنتی به عنوان روشی برای مجازی‌­سازی شبکه در پایگا‌‌ه­‌های داده شناخته شد‌ه‌­است. منظور از این مجازی‌سازی، این است که مدیریت کردن بخش کنترل شبکه را از بخش داده­‌های شبکه-که داده­‌ها را درون شبکه جابه‌­جا می­‌کند-جدا کنیم.

شکل ۴

برخی از مزیت­‌هایی که SDN ایجاد می‌­کند عبارتند از:

قابلیت برنامه­­‌ریزی مستقیم

سیاست­‌های شبکه در SDN به طور مستقیم قابل برنامه‌­ریزی هستند؛ زیرا کارکردهای کنترلی از کارکردهای مرتبط با ارسال جدا هستند. به این ترتیب، می­توان شبکه را از طریق ابزارهای خودکارسازی-متن‌­باز یا تحت لیسانس-به وسیله­‌ی برنامه‌­نویسی تنظیم کرد.

مدیریت کردن مرکزی

در رویکرد SDN، فعالیت­‌های مرتبط با مدیریت کردن شبکه در نرم‌­افزار کنترل­‌کننده­‌ی SDN متمرکز می‌شوند. این کنترل‌­کننده نمایی کلی را از تمام شبکه در اختیار دارد.[۷]

کاهش هزینه‌ی سرمایه

SDN ممکن است منجر به کاهش نیاز برای خرید تجهیزات و سخت­‌افزار شود.[۷]

کاهش هزینه‌­های عملیاتی

SDN این قابلیت را ایجاد می‌­کند که کنترل شبکه را در قالب الگوریتم‌­هایی انجام دهیم که می‌­توان آن­ها را برنامه‌­ریزی کرد. به این ترتیب، طراحی، پیاده‌­سازی، مدیریت کردن و گسترش دادن شبکه­‌ها آسان­تر می­‌شود. از طرف دیگر، می­‌توان این الگوریتم‌­ها را به فرآیندهایی خودکار تبدیل کرد؛ که در نتیجه، میزان در دسترس بودن و قابل اطمینان بودن سرویس، به دلیل کاهش زمان لازم برای مدیریت انسان و کاهش خطای انسانی، بهینه می‌­شود.[۷]

افزایش سرعت و انعطاف­‌پذیری

SDN به سازمان­‌ها کمک می‌­کند تا به سرعت اپلیکیشن­‌ها و خدمت­‌های جدید را ارائه کنند و زیرساخت مورد نیاز را فراهم کنند، و به این ترتیب، با سرعت بیشتری به نیازهای متغیر بازار پاسخ بدهند.

(Network Functions Virtualization (NFV

NFV راه جدیدی را برای طراحی، پیاده‌­سازی و مدیریت کردن خدمات شبکه ارائه می­‌دهد. NFV کارکردهای شبکه-نظیر NAT، Firewalling، Intrusion Detection، DNS و Caching-را از سخت‌افزار جدا می‌­کند تا در قالب نرم‌­افزار قابل اجرا باشند. به بیانی دیگر، NFV با این هدف طراحی شده‌­است که اجزاء شبکه­‌ای لازم-نظیر سرورهای مجازیو فضای ذخیره­‌سازی مجازی-را برای پشتیبانی از یک زیرساخت کاملا مجازی‌­سازی­ شده ارائه دهد. NFV از تکنولوژ‌‌ی‌­های استاندارد مجازی‌سازی برای مجازی­‌سازی کارکردهای شبکه استفاده می­‌کند.

شکل ۵

برخی از مزیت­‌هایی که NFV ایجاد می­‌کند عبارتند از:

کاهش هزینه‌­ی سرمایه

NFV منجر به کاهش نیاز برای تامین سخت‌­افزار زیرساختی برای اهداف خاص می­‌شود. به بیان دیگر، از طریق NFV می­توان آن اهداف را با استفاده از کارکردهای مجازی­‌شده و شبکه‌­ی مجازی برآورده کرد.

کاهش هزینه­‌های عملیاتی

NFV منجر به کاهش الزامات در مورد فضا و نیرو و همچنین کاهش هزینه­‌ی نگهداری شبکه و همچنین ساده‌­سازی فرآیند مدیریت شبکه می­‌شود.

کاهش زمان ارائه‌­ی محصول به بازار

کاهش زمان لازم برای پیاده­‌سازی سرویس‌­های جدید شبکه، که برای پشتیبانی از تغییرات کسب­‌وکار مورد نیاز هستند، منجر به کاهش زمان ارائه‌­ی محصول به بازار می‌­شوند.

افزایش سرعت و انعطاف‌­پذیری

NFV این امکان را ایجاد می­‌کند که به سرعت میزان خدمات را، بر حسب نیاز، کاهش یا افزایش دهیم.

مزیت­‌های مجازی­‌سازی شبکه

مجازی­سازی شبکه مزیت­‌هایی را برای سازمان ایجاد می‌­کند. برخی از این مزیت­‌ها عبارتند از:

افزایش بهره‌­وری IT

مجازی­‌سازی شبکه ممکن است منجر به کاهش هزینه­‌ی لازم برای تامین و نگهداری سخت‌­افزار شود. این مزیت به­‌ خصوص برای سازمان­‌هایی اهمیت دارد که فشار کاری آن­ها این نیاز را ایجاد می‌­کند که برای زمان­های اوج، تجهیزات بیشتری را تامین کنند.

بهبود امنیت

مجازی­‌سازی شبکه به سازمان­‌ها این امکان را می­‌دهد که داده­‌ی ورودی به شبکه‌­ی فیزیکی را کنترل کنند.

کاهش تعداد دفعه‌­های بازیابیو بهبود فرآیند آن

مجازی­‌سازی شبکه ممکن است تعداد دفعه­‌های خاموشی ناشی از خرابی سخت‌­افزار را کاهش دهد. به علاوه، بازیابی در شبکه­‌های سنتی نیازمند فرآیندی دستی با گام­‌های زیاد بود؛ که در شبکه­‌های مجازی بسیاری از این گام­ها حذف می­‌شوند.

سرعت بیشتر در تحویل اپلیکیشن‌­ها

در شبکه­‌های سنتی، تامین نیازهای سنتی یک فرآیند زمان­‌بر و دستی بود. در نتیجه، اگر یک اپلیکیشن به تغییرات بنیادی در شبکه نیاز می­‌داشت، فرآیند توسعه­‌ی اپلیکیشن طولانی می‌­شد. به علاوه، دستی بودن فرآیند احتمال بروز خطا را در پیاده­‌سازی افزایش می‌­داد. از آنجایی که مجازی­‌سازی شبکه فرآیند تنظیمات را به فرآیندی خودکار تبدیل می‌­کند، زمان لازم برای تامین و احتمال خطا کاهش پیدا می­کند.

نتیجه­‌گیری

با توجه به مزیت‌­هایی که مجازی­‌سازی شبکه دارد، مدیرهای IT به میزان اتلاف منابع در روش سنتی پی برده‌­اند، و استفاده از مجازی­‌سازی حالا به بخشی متداول از فعالیت‌­های واحدهای IT تبدیل شده‌­است. در حال حاضر، آینده­‌ی مجازی­‌سازی جای زیادی برای پیشرفت دارد و تلاش­‌ها برای افزایش بهره­‌وری و کاهش یا حذف محدودیت­‌ها ادامه دارد.

مرجع‌­ها

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Network_virtualization
  2. https://www.sdxcentral.com/sdn/network-virtualization/definitions/whats-network-virtualization/
  3. https://blog.gigamon.com/2018/01/04/network-virtualization-optimize/
  4. https://www.zinwave.com/das-solution-blog/what-is-network-virtualization
  5. https://blogs.vmware.com/services-education-insights/2017/03/what-is-network-virtualization.html
  6. https://www.lewan.com/blog/2015/03/11/basic-network-virtualization-components-explained
  7. https://www.sdxcentral.com/sdn/definitions/what-the-definition-of-software-defined-networking-sdn/
  8. https://www.juniper.net/us/en/solutions/sdn/what-is-sdn/
  9. https://www.networkworld.com/article/3209131/lan-wan/what-sdn-is-and-where-its-going.html
  10. https://www.sdxcentral.com/nfv/definitions/whats-network-functions-virtualization-nfv/
  11. https://www.researchgate.net/figure/Network-virtualization_fig1_314783460
  12. https://www.researchgate.net/figure/The-DFVisor-network-virtualization-platform-architecture_fig2_282981412
  13. https://www.researchgate.net/figure/Network-Virtualization-Architecture-showing-an-example-scenario-including-a-Service_fig1_279035375
  14. https://www.commsbusiness.co.uk/features/software-defined-networking-sdn-explained/
  15. https://wikibon.com/network-function-virtualization-or-nfv-explained/
  16. https://belltechlogix.com/blog/introduction-to-network-virtualization/

پاسخ دادن:

ایمیل شما نمایش داده نمی‌شود.