شبکه‌های نرم‌افزار محور (Software Defined Networking – SDN) یک رویکرد نوین برای مدیریت شبکه است که پیکربندی شبکه را به‌صورت پویا و کارآمد کنترل می‌کند و باعث بهبود عملکرد و نظارت بر شبکه می‌شود. این روش مدیریت شبکه انعطاف‌پذیری بیشتری را برای کنترل داده‌ها فراهم می‌کند.

در شبکه‌های سنتی، سخت‌افزارهای شبکه مانند روترها و سوئیچ‌ها تصمیم می‌گیرند که داده‌ها چگونه در شبکه منتقل شوند. اما SDN این تصمیم‌گیری را به یک سیستم مرکزی نرم‌افزاری منتقل می‌کند. این کار با جداسازی لایه‌ی کنترل (تصمیم‌گیری) از لایه‌ی داده (انتقال بسته‌ها) انجام می‌شود.

معماری SDN

در یک شبکه‌ی سنتی، هر سوئیچ دارای یک لایه‌ی کنترل و لایه‌ی داده‌ی اختصاصی است که با سایر سوئیچ‌ها تبادل اطلاعات انجام می‌دهد. اما در شبکه‌های نرم‌افزار محور (SDN)، لایه‌ی کنترل از سوئیچ‌ها حذف شده و به یک کنترل‌کننده‌ی مرکزی (SDN Controller) واگذار می‌شود. این روش، مدیریت و کنترل ترافیک شبکه را از یک کنسول مرکزی ممکن می‌سازد.

ساختار SDN شامل سه لایه است:

1️⃣ لایه‌ی کاربردی (Application Layer): شامل برنامه‌های شبکه مانند تشخیص نفوذ، فایروال و متعادل‌سازی بار.

2️⃣ لایه‌ی کنترل (Control Layer): شامل کنترل‌کننده‌ی SDN که مغز اصلی شبکه است و به برنامه‌های کاربردی اجازه‌ی انتزاع از سخت‌افزار را می‌دهد.

3️⃣ لایه‌ی زیرساخت (Infrastructure Layer): شامل سوئیچ‌های فیزیکی که داده‌ها را ارسال می‌کنند.

ارتباط بین این لایه‌ها از طریق رابط‌های برنامه‌نویسی (APIs) برقرار می‌شود:

🔹 API شمالی (Northbound APIs): ارتباط بین لایه‌ی کاربردی و کنترل‌کننده‌ی SDN.

🔹 API جنوبی (Southbound APIs): ارتباط بین کنترل‌کننده‌ی SDN و سخت‌افزار شبکه.

تفاوت بین لایه‌ی کنترل و لایه‌ی داده در SDN

🔹 لایه‌ی داده (Data Plane): شامل فعالیت‌های مربوط به ارسال بسته‌های داده، مسیر‌یابی بسته‌ها، تقسیم‌بندی داده‌ها و پشتیبانی از ارسال چندبخشی (Multicasting) است.

🔹 لایه‌ی کنترل (Control Plane): مغز شبکه که وظیفه‌ی ایجاد جداول مسیریابی و تعیین سیاست‌های پردازش بسته‌ها را بر عهده دارد.

اجزای اصلی SDN

🔹 برنامه‌های SDN: درخواست‌ها را از طریق کنترل‌کننده‌ی SDN به شبکه ارسال می‌کنند.

🔹 کنترل‌کننده‌ی SDN: اطلاعات شبکه را از سخت‌افزار جمع‌آوری کرده و به برنامه‌های کاربردی ارسال می‌کند.

🔹 دستگاه‌های شبکه‌ای SDN: مسئول پردازش و ارسال داده‌ها در شبکه هستند.

کاربردهای SDN

🔹 افزایش سرعت استقرار برنامه‌ها: SDN امکان راه‌اندازی سریع‌تر برنامه‌ها و خدمات جدید را فراهم می‌کند.

🔹 کاهش هزینه‌های عملیاتی و پیاده‌سازی: SDN از سخت‌افزارهای استاندارد استفاده کرده و هزینه‌های CAPEX و OPEX را کاهش می‌دهد.

🔹 بهبود امنیت شبکه: SDN امکان نظارت کامل بر شبکه را فراهم کرده و امکان ایجاد نواحی امنیتی مختلف برای دستگاه‌های متصل را ایجاد می‌کند.

🔹 بهبود عملکرد شبکه: SDN ارتباطات سریع‌تر و بهینه‌تر را فراهم کرده و از استانداردهای باز برای کنترل شبکه استفاده می‌کند.

مدل‌های مختلف SDN

🔹 SDN باز (Open SDN): با استفاده از پروتکل OpenFlow کنترل‌کننده‌ی SDN با سوئیچ‌ها ارتباط برقرار می‌کند.

🔹 SDN مبتنی بر API: کنترل از طریق APIهای استاندارد مانند REST API انجام می‌شود.

🔹 SDN مبتنی بر Hypervisor: در این مدل، شبکه‌ی مجازی بر روی زیرساخت فیزیکی ایجاد شده و تغییرات فیزیکی نیاز نیست.

🔹 SDN ترکیبی (Hybrid SDN): ترکیبی از شبکه‌های سنتی و SDN که برای عملکردهای خاص از هر دو روش استفاده می‌کند.

مقایسه SDN و شبکه‌های سنتی

ویژگی	SDN	شبکه سنتی
مدیریت شبکه	متمرکز	توزیع‌شده
قابلیت برنامه‌نویسی	دارد	ندارد
انعطاف‌پذیری	بالا	محدود
کنترل ترافیک	کنترل از یک نقطه مرکزی	مدیریت در هر سوئیچ
ساختار داده و کنترل	جداسازی شده	ترکیب‌شده

مزایای SDN

✅ قابلیت برنامه‌ریزی شبکه: امکان تغییر و تنظیمات شبکه از طریق کنترل‌کننده‌ی مرکزی.

✅ کاهش هزینه‌های سخت‌افزار: چون هر سوئیچ فقط دارای لایه‌ی داده است، هزینه‌های سخت‌افزاری کاهش می‌یابد.

✅ افزایش امنیت: امکان نظارت بر ترافیک شبکه و اعمال سیاست‌های امنیتی در سطح کنترل‌کننده‌ی مرکزی.

✅ افزایش انعطاف‌پذیری: امکان توسعه‌ی سریع‌تر سرویس‌ها بدون تغییر سخت‌افزار.

معایب SDN

❌ وابستگی به کنترل‌کننده‌ی مرکزی: در صورت خرابی کنترل‌کننده، کل شبکه مختل می‌شود.

❌ عدم تعریف استاندارد برای مقیاس‌پذیری: پیاده‌سازی SDN در مقیاس‌های بسیار بزرگ هنوز به‌طور کامل تعریف نشده است.

پرسش‌های متداول درباره‌ی SDN

🔹 نقش OpenFlow در SDN چیست؟

OpenFlow یک پروتکل رایج در SDN است که به کنترل‌کننده‌ی SDN امکان ارتباط و مدیریت تجهیزات شبکه را می‌دهد.

🔹 آیا SDN فقط برای سازمان‌های بزرگ مناسب است؟

خیر، SDN علاوه بر سازمان‌های بزرگ، برای شبکه‌های کوچک نیز مفید است و باعث افزایش انعطاف‌پذیری و مدیریت متمرکز شبکه می‌شود.

🔹 آیا SDN از مجازی‌سازی پشتیبانی می‌کند؟

بله، SDN ارتباط نزدیکی با مجازی‌سازی شبکه دارد و امکان ایجاد شبکه‌های مجازی مستقل را روی سخت‌افزارهای فیزیکی فراهم می‌کند.

نتیجه‌گیری

SDN یک تحول بزرگ در مدیریت شبکه‌های مدرن است که باعث افزایش انعطاف‌پذیری، کاهش هزینه‌ها، بهبود عملکرد و افزایش امنیت شبکه‌ها می‌شود. این فناوری با جداسازی کنترل و داده، امکان مدیریت متمرکز و بهینه‌سازی شبکه را فراهم می‌کند.

🔹 کلودینو | خرید هاست | هاست ارزان

📢 لینک منبع: geeksforgeeks