شبکه های نرم افزار محور (رویکردی جامع) جلد دوم


کتاب شبکه های نرم افزار محور (رویکردی جامع) که اکنون ترجمه ویراست دوم آن را در دست دارید، یکی از پرفروشترین و معتبرترین کتابهای این شاخه از علم شبکه های رایانه ای در سرتاسر دنیاست. این کتاب با رویکرد نوین و جامعِ خود در ارائه عمیق، وسیع، فنی و در عین حال کاربردیِ مفاهیم این شبکه، که مورد استقبال متخصصان، اساتید و دانشجویان سرتاسر دنیا قرار گرفته است، جای خود را به عنوان یک مرجع در آموزش شبکه های نرم افزار محور باز کرده است. نویسندگان این کتاب، پول گورانسون، چاک بلک و تیموتی کالور از استادان برجسته، بنیان گذاران و معماران اصلی این شبکه در شرکت های بزرگ شبکه سازی هستند. از ویژگی های ارزشمند و مهم این کتاب بررسی همه جانبه شبکه های نرم افزار محور، از چرایی و نحوه پیدایش و عملکرد این شبکه تا اجزاء، چارچوب، پروتکلها، کاربردها و روال برنامه نویسی در این شبکه است.



شبکه های نرم افزار محور (رویکردی جامع) جلد دوم

در جلد دوم این کتاب با مفاهیم زیر آشنا میشوید:
  • مجازی سازی توابع شبکه Network Functions Virtualization (NFV)
  •  مفهوم Network Softwarization
  •  SDN در شبکه های سیار و نوری
  •  کنترل کننده های OpenDayLight و ONOS
  •  شبکه سازی OpenStack
  •  انواع و جزئیات اپلیکیشن های SDN
  •  کنترل کننده Floodlight
  •  مجازی سازی شبکه WAN: SD-WAN
  •  تراشه های راهگزینی مجهز به SDN
  •  استارت آپ ها و صنایع حوزه SDN
  •  شبیه سازها و ابزار تست SDN
  •  برنامه نویسی شبکه و کد جاوای اپلیکیشن لیست سیاه درSDN

فهرست مطالب


فصل 9: SDN در سایر محیط ها
9-1- شبکه های گسترده
9-1-1- SDN اعمالی به WAN
9-1-2- مثال: MPLS LSPها در Google WAN
9-2- ارائه دهندة خدمات و شبکه های حامل
9-2-1- SDNاعمالی به SP و شبکه های حامل
9-2-2- مثال: MPLS-TE و MPLS VPNها
9-2-3- مثال: انفجار ابر با ارائه دهندگانِ خدمات
9-3- شبکه های دانشگاهی
9-3-1-SDN در شبکه دانشگاهی: کاربردِ سیاست
9-3-2-SDN در شبکه دانشگاهی: امنیتِ کاربر و دستگاه
9-3-3-SDN در شبکه دانشگاهی: منعِ ترافیک
9-4- شبکه های مهمان نوازی
9-5- شبکه های سیار
9-5-1-SDN اعمالی به شبکه های سیار
9-6- شبکه های نوری
9-6-1-SDN اعمالی به شبکه های نوری
9-6-2- مثال: استفادة Fujitsu از SDN در شبکه های نوری
9-7-SDN و شبکه های P2P/Overlay
9-8- نتیجه گیری
فصل 10: مجازی سازی توابع شبکه
10-1- تعریفِ NFV
10-2- چه چیزی را می توانیم مجازی سازی کنیم؟
10-3- استانداردها
10-4- OPNFV
10-5- فروشندگان پیشتاز NFV
10-6-SDN درمقابل NFV
10-6-1- چه زمانی باید از NFV همراه با SDN استفاده کرد؟
10-7- توابع شبکه In-Line
10-7-1-SDN اِعمالی به متعادل سازیِ بارِ سرور
10-7-2-SDN اِعمالی به دیواره های آتش
10-7-3-SDN اِعمالی به کشفِ نفوذ
10-8- نتیجه گیری
فصل 11: بازیگران اکوسیستم SDN
11-1- مؤسسه های علمی- پژوهشی
11-1-1- مشارکت کنندگان کلیدی در SDN از دانشگاهیان
11-2- آزمایشگاه های پژوهشی صنعتی
11-3- تولیدکنندگانِ تجهیزات شبکه
11-4- فروشندگانِ نرم افزار
11-5- سوئیچ های جعبه سفید
11-6- فروشندگان سیلیکون تجاری
11-7- تولیدکنندگانِ دستگاهِ اصل
11-8- خدماتِ ابری و ارائه دهندگانِ خدمات
11-9- نهادهای استاندارد و اتحادیه های صنعتی
11-9-1- بنیاد شبکه سازی باز
11-9-2- OpenDayLight
11-9-3- ONOS
11-9-4- OpenStack
11-9-5- OpenSwitch
11-9-6- جامعه SDN متن باز
11-9-7- IETF
11-10- نتیجه گیری
فصل 12: اپلیکیشن های SDN
12-1- اصطلاحات
12-2- پیش از آغاز
12-3- انواع اپلیکیشن
12-3-1- اپلیکیشن های کنشی و واکنشی
12-3-2- اپلیکیشن های داخلی و خارجی
12-3-3- جزئیات: اپلیکیشن های SDN کنشی
12-3-4- جزئیات: اپلیکیشن های SDN واکنشی
12-3-5- جزئیات: اپلیکیشن های SDN داخلی
12-3-6- جزئیات: اپلیکیشن های SDN خارجی
12-4- تاریخچة مختصری از کنترل کننده های SDN
12-5- استفاده از Floodlight برای مقاصدِ آموزشی
12-6- یک اپلیکیشن ساده کنشی جاوا
12-6-1- مسدودسازیِ نام های میزبان
12-6-2- مسدودسازی آدرسهای IP
12-6-3- اپلیکیشن Blacklist: شنونده ها
12-6-4- اپلیکیشن Blacklist: نگهدارندة بسته
12-6-5- اپلیکیشن Blacklist: مدیریتِ جریان
12-7- ملاحظاتِ کنترل کننده
12-7-1- OpenDaylight
12-7-2- ONOS
12-8- ملاحظات دستگاه شبکه
12-8-1- ملاحظات دستگاه OpenFlow
12-8-2- ملاحظاتِ دستگاه غیرِ OpenFlow
12-9- ایجاد تونل های مجازی سازیِ شبکه
12-10- تخلیة بار جریان ها در مرکز داده
12-11- کنترل دسترسی در محوطه
12-12- مهندسی ترافیک برای ارائه دهندگانِ خدمات
12-13- نتیجه گیری
فصل 13: SDN متن باز
13-1- چشم انداز SDN متن باز
13-2- محیط OpenFlow متن باز
13-3- اصطلاحات مخصوص فصل
13-4- مسائلِ پروانه دهیِ متن باز
13-5- پروفایل کاربرانِ کدِ SDN متن باز
13-6- کد منبع OpenFlow
13-7- پیاده سازی های سوئیچ
13-8- پیاده سازی های کنترل کننده
13-8-1- پیش زمینة تاریخی
13-8-2- OpenDaylight
13-8-3- ONOS
13-9- اپلیکیشن های SDN
13-9-1- پروژه های متن بازِ جامعة SDN
13-10- هماهنگ سازی و مجازی سازی شبکه
13-11- شبیه سازی، تست و ابزار
13-12- نرم افزار اَبْرِ متن باز
13-12-1- OpenStack
13-12-2- CloudStack
13-13- مثال: به کاربردن SDN متن باز
13-14- نتیجه گیری
فصل 14: پیامدهای کسب وکار
14-1- همه چیز به عنوانِ خدمت
14-2- اندازة بازار
14-3- طبقه بندی فروشندگان SDN
14-3-1- متصدیان مجازی سازیِ سرور و SDN
14-3-2- نمایندگان فروش ارزشِ افزوده
14-4- تأثیر بر NEMهای متصدی
14-4-1- حفظ سهم بازار
14-4-2- کمی نوآوری کنید
14-5- تأثیر بر مصرف کنندگان شرکت
14-5-1- کاهش هزینه تجهیزات
14-5-2- جلوگیری از بینظمی
14-6- آشفتگی در صنعتِ شبکه سازی
14-6-1- کاهشِ هرچه بیشتر NEMهای بزرگ
14-6-2- مهاجرت به رایانش ابری
14-6-3- پویاییِ کانال
14-7- سرمایه خطرپذیر
14-8- مالکیتهای عمدة SDN
14-8-1- VMware
14-8-2- Juniper
14-8-3- Brocade
14-8-4- Cisco
14-8-5- Hewlett-Pachard
14-8-6- Ciena
14-8-7- Cradlepoint
14-9- استارتاپ های SDN
14-9-1- وفاداران OpenFlow
14-9-2- سرمایه گذاری های جعبه سفید غیرِ OpenFlow
14-9-3- مدارِ OpenFlow ASIC؟
14-9-4- مجازی سازی شبکه مرکز داده
14-9-5- مجازی سازی شبکه SD-WAN :WAN
14-9-6- مجازی سازی توابع شبکه
14-9-7- راهگزینی نوری
14-9-8- تحرک و SDN در لبة شبکه
14-10- حذفِ شغل ها
14-11- نتیجه گیری
فصل 15: آیندة SDN
15-1- وضعیت و رویدادها
15-2- SD-WAN
15-3- اپلیکیشن های بالقوه جدید Open SDN
15-3-1- مدیریتِ لینک های لایه فیزیکی غیرِ سنتی
15-3-2- اِعمال فنون برنامه نویسی به شبکه ها
15-3-3- اپلیکیشن های امنیتی
15-3-4- رومینگ در شبکه های سیار
15-3-5- مهندسی ترافیک در شبکه های سیار
15-3-6- صرفه جویی در انرژی
15-3-7- تراشه های راه گزینی مجهز به SDN
15-4- نتیجه گیری
پیوست (الف) سرنام ها و اختصارات
پیوست (ب) اپلیکیشن سیاه
 

پیشگفتار



شبکه سازیِ نرم افزارمحور چیست؟ و چرا چنین هیاهویی را در صنعت شبکه سازی به وجود آورده است؟ پاسخ دادن به این سؤال برای اصطلاحی باید ساده باشد که پنج سال از ابداع آن می گذرد. ولی مانند سایر اصطلاحات فناوری چون ابر، تیم های بازاریابی، سال ها شکل آن اصطلاح را مطابق اهدافشان تغییر می دهند و دیگر تشخیص معنای آن، تقریباً غیر ممکن می شود. ظهور انواعی از اصطلاحات مرتبط، نظیر شبکه سازی باز، شبکه های قابل برنامه نویسی و شبکه های نرم افزارگرا نیز بر پیچیدگی داستان افزوده اند؛ بنابراین، بسیاری از خودشان می پرسند که واقعاً SDN چیست؟ و آیا چیزی پشت این هیاهو و تبلیغات وجود دارد؟

تفکیک تبلیغات از واقعیت و مشاهدة اتفاقات و چرایی رخدادن آنها، برای افرادی چون خود من که از آغاز، عمیقاً درگیرِ SDN بوده اند، ساده است. با وجود این، بنده مرتباً کلاس هایی در بابِ SDN برگزار می کنم و بسیاری از افراد را می بینم که امروزه به دنبال یادگیری SDN هستند ولی حرکت از میان زوایای متنوع و تاروپود موضوع و درک اصل ماجرا برای آنها بهشدت دشوار است.

در ماه ژوئیة 2010 وقتی اولین سخنرانی عمومی ام را دربارة پروتکل هسته ایِ SDN یعنی OpenFlow ایراد کردم، تقریباً هیچ کسی اسمِ OpenFlow یا شبکه سازیِ نرم افزارمحور را نشنیده بود. از آن موقع، SDN را برای هزاران نفر شرح داده ام؛ از دانشجویان گرفته تا مهندسان شبکه و مدیران اجرایی سطحِ C. افرادی بودند که بلافاصله پس از چند دقیقه توضیح و اغلب قبل از اینکه به اسلاید شماره سه از ارائه برسم، مطلب را می فهمیدند؛ برای برخی دیگر از افراد، یک روز زمان سپری و هوا تاریک می شد. تقریباً تمامی افرادی که به سرعت پتانسیل تأثیرِ SDN را بر صنعت درک می کردند، افرادی بودند که مدت های طولانی در کار شبکه سازی فعالیت داشتند و زمانهای قبل از اینترنت را به خاطر می آوردند؛ کسانی که در واقع، محصولات شبکه سازی را ساخته بودند و کسب وکار شبکه سازی را درک می کردند.

به همین دلیل است که پول و چاک، گزینه های برتر برای تشریح ارزشِ SDN هستند؛ هر دوی آنها، دو تجربة شگفت آوری در صنعت شبکه سازی دارند که به مدتها قبل بازمی گردد و شاید اصلاً در خاطرشان هم نمانده باشد. این دو، راهکارهای شبکه سازی را با چندین نسل از فناوری تولید کردند. پول با رهبری دو استارتآپ موفق، آشنایی نزدیکی با کسب وکار صنعت شبکه سازی دارد. این عمق و وسعت از تجربه در تشریحِ SDN، تثبیتِ SDN در بستر بیش از سی سال شبکه سازی رایانه ای و پیشبینی اثرات بالقوة آن بر شبکه سازی در سال های آینده، فوق العاده گرانبهاست.

اطلاعات زیادی در بستر اینترنت دربارة SDN در اشکال مختلفی چون بلاگ، مقاله، پادکست و ویدئو وجود دارد. کتابهایی هم چاپ شده اند ولی برای کسی که تا این لحظه مستقیماً درگیرِ SDN نشده است و میخواهد تازه شروع کند، هیچ منبع اطلاعاتی جامعی را دربارة SDN سراغ ندارم که از دیدگاه غیر متعصبانه نوشته شده باشد؛ مانند آنچه در این کتاب عرضه شده است.

این کتاب برای تمامی کسانی مناسب است که به شبکه سازی و شبکه سازی نرم افزارمحور علاقمند هستند؛ از جمله برای دانشجویان لیسانس و فوق لیسانس و نیز برای متخصصان شبکه سازی و مدیران IT؛ بسیار خودکفاست و بهره مندی از آن به دانش گسترده ای در زمینة شبکه سازی نیازی ندارد؛ این کتاب با ارائة تاریخچه ای مختصر از شبکه سازی و با توصیف فناوری ها و چشم انداز صنعتی و در نهایت ایجادِ OpenFlow و SDN، مباحث ارزشمندی را به خواننده عرضه می کند. اگر شما یک معمار شبکه یا مدیرِ IT هستید و میخواهید راهکارهای متعدد را با یکدیگر مقایسه کنید که ادعا می شود، مبتنی بر SDN هستند ولی ظاهراً بر فناوری های بسیار مختلف متکی هستند، نویسندگان این کتاب، مبنای مستحکمی فراهم آورده اند تا از طریق آن بتوانید رویکردهای مختلف و رقیب موجود به SDN را در بازار درک و ارزشیابی کنید.

حقیقت این است که تغییر گسترده ای در صنعت شبکه سازی در حال وقوع است و عوامل آن بسیار ساده هستند؛ میتوانید خط مستقیمی از خیزش رایانش ابری و تحرک پذیری به SDN، شبکه سازیِ باز یا شبکه های قابل برنامه نویسی یا هر چیزی بکشید که دلتان می خواهد به آن بگویید. اگر میخواهید به دل تبلیغات و هیاهو بزنید و درک جامعی از SDN و نحوة کمک آن به تغییر شکل صنعت شبکه سازی پیدا کنید، قطعاً خواندن این کتاب را پیشنهاد میکنم.


  مت دیوی
شرکتِ Tallac Networks
26 آوریل 2016

مقدمه مترجم



بسم الله الرحمن الرحیم

سیر تکاملی دستگاه ها و تجهیزات کاربران، مجازی سازی سرورها، مراکز داده مدرن و ظهور سرویس های ابری و اینترنت اشیا به بازبینی معماری رایج شبکه های کامپیوتری منجر شده است؛ معماری ایستایی که برای ارتباطات پویا و نیازهای متنوع امروز کافی نیست. میزان و الگوی ترافیک در شبکه و اینترنت به طور درخور توجهی تغییر کرده است. تعداد کاربرانی که از طریق تجهیزات هوشمند شخصی به شبکه متصل می شوند، به شدت رو به افزایش است. هدایت، پردازش و ذخیره سازی حجم عظیم داده ها به مدیریتی هوشمندانه تر از منابع شبکه نیازمند است. عدم مقیاس پذیری، وابستگی به سخت افزار و کیفیت سرویس محدود از دیگر مشخصه های معماری سنتی شبکه هاست. همه این عوامل، ما را به نقطه ی پارادایم شیفت در طراحی شبکه های نوین و استفاده از شبکه های نرم افزار محور رسانده است. این مفهوم جدید، مدیریت یکپارچه و متمرکز، خودکارسازی فرایندهای شبکه، قابل برنامه ریزی بودن شبکه، کاهش هزینه ها و افزایش بهره وری و نوآوری را در شبکه به ارمغان می آورد.

کتاب شبکه های نرم افزار محور (رویکردی جامع) نوشته پاول گورانسون و همکارانش پانزده فصل دارد که ترجمه آن در دو جلد ارائه شده است. در جلد اولِ ترجمه این کتاب و در قالب هشت فصل ابتدایی، مباحث مهمی از جمله چرایی شبکه های نرم افزار محور، نحوه پیدایش آن، نحوه عملکرد و مشخصات فنی پروتکل هایش بررسی شدند. همچنین تعاریف گوناگونی از منظرهای مختلف برای این شبکه ارائه گردید. در نهایت، به کارگیریِ این شبکه در مراکز داده بررسی شد. در جلد دوم، هفت فصل باقیمانده از کتاب اصلی ترجمه شده است. مباحثی که در جلد دوم مطرح می شود شامل شبکه های نرم افزار محور در سایر محیط ها از جمله شبکه های سیار و نوری، مجازی سازی توابع شبکه، بنیاد شبکه سازی باز و بازیگران اکوسیستم آن است. همچنین انواع اپلیکیشن های شبکه های نرم افزار محور، انواع کنترل کننده های این شبکه، شبیه سازهای مختلف و نمونه هایی از پروژه های متن باز این شبکه بحث و بررسی می گردد. در دو فصل آخر نیز کسب و کارها و استارت آپ های پیرامونش و نیز آینده این شبکه و موضوعات بازی آورده شده است که هنوز بالقوه هستند. شایان ذکر است که کتاب اصلی در بسیاری از دانشگاه های معتبر دنیا در درسی با عنوان شبکه های نرم افزار محور یا مفاهیم پیشرفته در شبکه برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی تدریس میگردد. علاقمندان فارسی زبان این حوزه، بخصوص دانشجویان تحصیلات تکمیلی رشته شبکه های رایانه ای نیز می توانند با مطالعه هر دو جلد ترجمه این کتاب دانشی عمیق و جامع از شبکه های نرم افزار محور را کسب کنند. در این راستا بخش هایی با نام بحث کنید، در هر فصل وجود دارد که باعث می شود تا خواننده در مورد مباحث مطرح شده فکر کند و دانش خودش را بسنجد. همچنین در پایان هر فصل، منابعی آورده شده است که دانشجویان علاقمند می توانند به منظور مطالعه بیشتر به آنها مراجعه کنند. برای درک راحت تر مفاهیم، کلیه مطالب مندرج در شکل ها و جداول نیز ترجمه و ارائه شده است. در تمام مراحل ترجمه، ویراستاری و صفحه آرایی کتاب تلاش زیادی شده است تا مفاهیم با زبانی روان و سلیس و منطبق با اصول نگارش زبان فارسی و همچنین با کیفیت بالا به خوانندگان منتقل شود؛ با وجود این، از دیدگاه هایشان بسیار استقبال می کنیم. امید است تا گام هایی ولو کوچک در زمینه توانمند نمودن دانشجویان و متخصصان شبکه برداشته باشیم. سرانجام از همسر مهربان و فرزند عزیزم به دلیل همراهی و پشتیبانی همیشگی شان بسیار قدردان هستم که بدون آن ها طی کردن این مسیر ممکن نبود. در پایان، این کتاب را به حضرت فاطمه معصومه (سلام الله علیها) تقدیم می کنم.

 با آرزوی توفیق روزافزون

احمدرضا منتظرالقائم


استادیار گروه مهندسی فناوری اطلاعات،
دانشکده مهندسی کامپیوتر،
دانشگاه اصفهان،
زمستان 1401