الشبكة المعرفة بالبرمجيات لفترة قصيرة (SDN) هي طريقة تحكم مركزية في الشبكة. لفهم عمل هذه الشبكات نبدأ بتحديد بعض المصطلحات التي تساعد على فهم هذه الشبكات وهي:
التوجيه: يحدد اتجاه حزمة البيانات من الأصل إلى نقطة النهاية.
قوائم الوصول: حدد ما إذا كان المستخدم مصرحًا له بنقل حزم البيانات عبر نقطة أو للوصول إلى الوجهة المطلوبة.
مستوى التحكم: الطبقة التي تحدد اتجاه حزم الرسائل إلى النقطة التالية على مسارها، حيث توجد رياضيات المسار وقوائم الوصول.
طبقة التنفيذ (مستوى البيانات): هي الطبقة التي تمرر حزمة الرسالة إلى النقطة التالية وفقًا للاتجاه المحدد في طبقة اتخاذ القرار.
في أنظمة الشبكات التقليدية، تتطلب أجهزة الشبكة أجهزة قوية للمعالجة واتخاذ القرار، وتخزين جداول التوجيه وقوائم الوصول، بالإضافة إلى أجهزة قوية لتمرير الحزمة كما هو موضح في الشكل 1 ؛ هذا يجعل سعر معدات الشبكة مرتفعًا. من ناحية، وكما ذكر أعلاه، تحتوي أجهزة الشبكة على جداول توجيه وقوائم وصول لكل جهاز على حدة. هذا يؤدي إلى لامركزية الشبكة، مما يعني أن كل جهاز يتم تكوينه بشكل منفصل. عندما يزداد عدد أجهزة الشبكة في الشبكات الكبيرة، يصعب اكتشاف الأخطاء والمشكلات. أيضًا، عند إضافة جهاز إلى الشبكة، يجب تكوين جميع الأجهزة الموجودة على الشبكة مع الجهاز الجديد للعمل بانسجام. في دراسة سابقة، تم الإبلاغ عن أن عدد أجهزة الشبكة لعدد مهندسي الشبكات يساوي 37 جهازًا لمهندس شبكة في عام 2014، وزادت هذه النسبة في عام 2015 إلى 59 جهاز شبكة لمهندس شبكة. وهذا يعني زيادة بنسبة 60٪، وهذه الزيادة في عدد الأجهزة تؤدي إلى الحاجة إلى عدد كبير من مهندسي الشبكات، مما يحد من تطور الشبكة. توفر الشبكات المحددة برمجيًا مزايا للشبكة، مما يجعل من السهل تكوينها وإدارتها بتكلفة أقل وكفاءة أكبر، لمواكبة متطلبات عصر التكنولوجيا اليوم الذي يتطلب العديد من أجهزة الشبكة أكثر من ذي قبل. تفصل الشبكات المحددة برمجيًا طبقة اتخاذ القرار، التي هي العقل المدبر للشبكة، وطبقة التنفيذ، وهي القوى المادية للشبكة، عن طريق إضافة مركز تحكم في الشبكة يوفر رؤية كاملة لأجهزة الشبكة والقيود المفروضة عليها، كما هو موضح في الشكل 2.
تتكون الشبكة المعرفة بالبرمجيات من ثلاث طبقات (من أعلى إلى أسفل): طبقة التطبيق ومستوى التحكم ومستوى البنية التحتية الذي يحتوي على طبقة التنفيذ.
طبقة التطبيق: مسؤولة عن مراجعة حالة الشبكة والإبلاغ عنها.
طبقة التحكم: مسئولة عن توجيه حزم البيانات وتطبيق القيود عليها والتي يتحكم بها مهندس الشبكة.
طبقة البنية التحتية – تحتوي على أجهزة الشبكة المرتبطة بطبقة النشر.
عندما يطلب المستخدم التواصل مع أحد الأطراف، يتصل جهاز الشبكة بوحدة التحكم لتحديد المسار المحدد لحزم البيانات وتطبيق قيود عليها، ثم تتم عملية الاتصال. يتطلب الفصل بين طبقات التحكم والتنفيذ وجود بروتوكول ينظم الاتصال بين الطبقتين، ولأن الشبكات المحددة برمجيًا قد تمت الموافقة عليها من قبل منتدى الشبكات المفتوحة (ONF)، والذي يتكون من مجموعة من الشركات ؛ كان من الضروري الاتفاق على بروتوكول يتعامل مع طبقة التحكم وطبقة البنية التحتية. يحدد OpenFlow توجيه الحزمة وفقًا للقواعد المحددة مسبقًا بواسطة مهندس الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، يحدد البروتوكول الوظيفة المناسبة (الإجراء)، على سبيل المثال، للمحول لتمرير حزمة بيانات (إعادة توجيه) أو إسقاطها (إسقاطها). نظرًا لأن SDN هو شكل حديث من الشبكات، فإن الصعوبات الرئيسية في الانتقال إلى استخدامه بسبب وجود الأجهزة التي تعمل حاليًا على النظام التقليدي. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي نقل حزم البيانات من المفاتيح إلى وحدة التحكم إلى تأخير بطيء بسبب اتخاذ القرار المركزي. من خلال مقارنة الشبكة المحددة برمجيًا مع الشبكات التقليدية: يمكن تمييز النوعين في تلك الشبكات المحددة برمجيًا بسهولة أكبر أثناء تشغيل الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، فإن وظيفة التحكم المركزي (والتي تعد أحد عوامل نجاح هذا النوع من الشبكات) تساعد في تقليل تكلفة تشغيل وإدارة الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، عند تصميم شبكة، من الضروري التركيز على الخدمات التي يوفرها مركز التحكم في الشبكة، بغض النظر عن أنواع وشركات المحولات المستخدمة في الشبكة ؛ هذا لأن الشبكة تعمل على بروتوكول OpenFlow المتفق عليه من قبل الشركة المصنعة. في الشبكات التقليدية: يصعب تكوينها وقت تشغيلها وهذا يتطلب إيقاف الشبكة وقت التهيئة. أيضًا، من حيث التحكم، يجب تكوين الشبكات التقليدية بشكل منفصل. فيما يتعلق باكتشاف الأخطاء، هذه هي معضلة الشبكات التقليدية ؛ منذ العثور على الأخطاء يستغرق وقتًا طويلاً. هذا المقال بالتعاون مع الدكتور باسل السدحان، أستاذ شبكات الاتصال، قسم الهندسة الكهربائية، كلية الهندسة، جامعة الملك سعود، لنشر مقالات الطلاب على الموقع. مراجع:
- COMM BUSINEES: شرح الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN)
استرجاع 17/03/1440 هـ.
- موقع ويب الحوسبة الشبكية: لماذا تحتاج الشركات إلى SDN
استرجاع 17/03/1440 هـ.
- موقع شبكات معرف IEEE: نظرة عامة حول RFC7426: طبقات SDN والمصطلحات الهندسية
تاريخ الوصول: 17/03/1440 هـ
- كيفية إنشاء موقع ويب: الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN): بنية OpenFlow ودورها
تاريخ الوصول: 17/03/1440 هـ