معرفی کتاب شبکه های نرم افزار محور - رویکردی جامع - جلد اول

 

شبکه نرم‌افزار محور یا شبکه نرم‌افزاری تعریف شده یا اس‌دی‌ان (: SDN، مخفف Software-Defined Networking) رویکردی در شبکه‌های کامپیوتری است که مدیران شبکه را قادر به مدیریت خدمات شبکه از طریق انتزاع سطح بالاتر می‌نماید.

این امر از طریق جداسازی سیستم تصمیم گیرنده در مورد نحوه هدایت ترافیک (صفحه کنترل) از سیستم زیرین که وظیفه هدایت بسته‌ها به مقصد انتخابی دارد (صفحه داده) انجام می‌شود.

زیرساخت های مدرن اینترنت از مجموعه ای از دستگاه‌های شبکه با معماری ASIC  و تراشه های مخصوص برای رسیدن به توان عملیاتی بالا، تشکیل شده است. لذا شبکه‌های سخت‌افزار‌محور یا سخت‌افزارمتمرکز را شاهدیم. این شبکه‌های سخت‌افزارمتمرکز از کاستی‌هایی نظیر قابلیت مدیریت، انعطاف‌پذیری و توسعه‌پذیری رنج می‌برند. 

کتاب شبکه های نرم افزار محور (رویکردی جامع) که اکنون ترجمه ویراست دوم آن را در دست دارید، یکی از پرفروشترین و معتبرترین کتاب های 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، پروتکل ها، کاربردها و روال برنامه نویسی در این شبکه است.

 

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، سالها 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 میکنم و بسیاری از افراد را میبینم 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 بهسرعت پتانسیل تأثیرِ SDN را بر صنعت درک میکردند، افرادی بودند که مدتهای طولانی در کار شبکه سازی فعالیت داشتند و زمان های 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 استارت آپ 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 پیش بینی اثرات بالقوة آن بر شبکه سازی در سالهای آینده، فوق العاده گرانبهاست.

 

اطلاعات زیادی در بستر اینترنت دربارة SDN در اشکال مختلفی چون بلاگ، مقاله، پادکست و ویدئو وجود دارد.

کتاب هایی 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.

پول گورانسون یک کارآفرینِ سریالی است که هدایتِ دو شرکتِ استارت آپی را از پایه تا خریده شدن از طریق غول های صنعت برعهده داشته است؛ Qosnetics از طریق Hewlett Packard (1999) و Meetinghouse از طریق سیسکو (2006) خریداری شد. گورانسون مدیریت واحد شبکه های پیشرفتة Agilent Technology و واحد کسب وکار شبکه سازی بیسیمِ سیسکو را برعهده داشت. او عضو هیئت مدیرة Tallac Networks است.

گورانسون لیسانسش را در رشتة روانشناسی از دانشگاه براندایس در سال 1975، فوق لیسانس مهندسی رایانه اش را از دانشگاه بوستون در سال 1981 و دکترایش را در رشتة علوم رایانه از دانشگاه نیو همپشایر در سال 1955 دریافت کرد. او به دوی ماراتون، کوهنوردی، ورزش سه گانه، غواصی و طبیعت علاقمند است. وی در بیش از صد مرحله دوی ماراتون، چندین مسابقة سه مرحله ای مردان آهنین، دوره های بی شمار فوق ماراتون از جمله Leadville Trail 100 شرکت داشته و مربیِ PADI Scuba است، مسیر پیاده رویِ Appalachian را به طول حدود 3523 کیلومتر با زانوی مصنوعی اش در سال 2015 به پایان رساند.

او مدت زمان طولانی را در فرانسه، الجزیره، ونزوئلا، مکزیک و سوئد زندگی کرده و به مطالعه و کار مشغول بوده است. گورانسون برای نوشتن کتاب رومینگ امن در شبکه های 802.11مشارکت داشته و مقالاتی در مجلات علمی مرتبط با شبکه سازی رایانه ای به چاپ رسانده است. اغلب از وی به عنوان سخنران مدعو در کنفرانس های علمی دعوت به عمل آمده است.

گورانسون وقت آزادش را برای پرورش 220 هکتار پرورش گاو و مزرعة یونجه در مِین (یکی از ایالات آمریکا) سپری می کند.

 

چاک بلک با بیش از 35 سال تجربه در زمینة شبکه سازی رایانه ای، بیشتر تجربه اش را قبل از هم بنیان گذاری استارت آپ شبکه سازی نرم افزارمحورِ Tallac Networks، در آزمایشگاه های پژوهش و توسعة Hewlett-Packard کسب کرد. اخیراً مشغول آموزش مهندسان و مشتریان فروشندگان عمدة تجهیزات شبکه سازی در حوزه های توسعة اپلیکیشن های SDN در SDN Essentials بوده است. وی نوآور و خلاق محصولات چندگانة شبکه سازی برای HP در زمینه های کنترل دسترسی به شبکه و امنیت بوده است و 11 ثبت اختراع در این زمینه ها دارد.

قبل از این کار، محصولاتی را در زمینة مدیریت شبکه برای سازمان نرم افزاریِ HP توسعه میداده است. برخی از اولین اپلیکیشن های کشف توپولوژی شبکه را در نخستین روزهای شبکه سازی محلی ایجاد کرده است. آقای بلک دارای لیسانس و فوق لیسانس علوم رایانه از دانشگاه ایالتی پلیتکنیک کالیفرنیا، سان لوئیس اوبیسپو است.

 

تیموتی کالوِر یک مدیر مجرب فناوری و عضو هیئت علمی است که تجارب گسترده ای در زمینه های مهندسی، فناوری اطلاعات، توسعة کسب وکار، فروش و بازاریابی دارد.

او در زمینة فناوری های نوظهور موفق عمل کرده و به آنها علاقمند است؛ سابقة مشخصی در خلق، ایجاد و تحویل تیم های فناوری در سطح جهانی دارد. کالوِر در سه استارت آپ شرکت داشته و کسب وکارهایی در چهارده کشور راه اندازی کرده است. او در دوران استادی اش در دانشگاه تگزاس، واقع در دالاس، درس های لیسانس را در رشته های علوم رایانه و مهندسی نرم افزار ایجاد کرده و آموزش داده است؛ همچنین رهبری برنامه و دورة آموزشی شبکه سازی نرم افزارمحور را برعهده داشته است.

در دهة 1990، قبل از پیوستن به دانشگاه تگزاس در دالاس، وی کلاسه ای زبان رایانه و مقدمه ای بر علوم رایانه ای را در یک کالج محلی واقع در دالاس برگزار می کرده است. کالوِر جایزة خدمات داوطلبانة ریاست جمهوری ایالات متحده را از سال های 2011 تا 2014، به دلیل فعالیت های داوطلبانه اش برای جامعه دریافت کرد؛ از جمله به دلیل به کارگرفتن برنامه های آموزشیِ STEM (مهندسی فناروی علوم و ریاضیات) در مدارس راهنمایی و دبیرستان. او به صورت مشتاقانه و داوطلبانه این دوره ها را به دانش آموزان آموزش می داد و در سایت کمیتة مشاوره و مربی گری به خدمت مشغول است.

کالوِر چهار فرزند دارد و سی سال است که ازدواج کرده است. او پس از 25 سال فوتبال، مدارک مربیگری ملی فوتبال جوانان ایالات متحده و مربی گری ملیِ USSF را همزمان با مربی گری فرزندانش کسب کرد؛ وی داوری مسابقات فوتبال را در ایالات متحده و اروپا نیز بر عهده گرفته است. او در مزرعه ای در سانیویل تگزاس زندگی می کند و به پرورش گلة گاو آنگوس سیاه مشغول است.

او چهار ثبت اختراع در زمینه های VoIP، تِلِکنفرانس اینترنتی و LDAP دارد. همچنین، فارغ التحصیل ممتاز دانشگاه بیلور است، جایی که مدرکِ MIS خودش را از آنجا گرفت. سپس بعدها به دانشگاهِ متدیست جنوبی رفت و فوق لیسانس مهندسی و MBA خودش را از آنجا گرفت.

پژوهش فارغ التحصیلی اش را در زمینة رایانشِ ابری در دانشگاه های بیلور و والدن انجام داد. همچنین، دانشیار پژوهشی بنیاد شبکه سازی باز نیز است.

وقتی ایدة نوشتن این کتاب در ذهن ما نقش بست، بخشی از انگیزة ما در این راستا، نبودِ مرجعی مناسب بود که بر SDN مرور جامعی کرده باشد. حتی ما که به صورت حرفه ای درگیر فناوریهای SDN بودیم، با اطلاعاتی مربوط به SDN مواجه شدیم که عمدتاً در هیچ یک از منابع وجود نداشت.

متوجه شدیم که این موضوع برای تعداد بسیار زیادی از متخصصان یک مشکل بزرگ است که مستقیماً با SDN کار نمی کردند ولی باید در موردِ آن می دانستند؛ بنابراین، هدف کلی ما از نوشتن این کتاب، توصیف محیطی است که SDN در آن رشد کرده است، تعیین ویژگی هایی که آن را از فناوریهای رقیب متمایز میکند و تشریح تأثیرات بیشمار و مهمی که این فناوری نوظهور داشته است. یکی از چالشهای نوشتن سریع کتاب دربارة این فناوری این است که یک هدف متحرک است که به سرعت در حال تکامل است.

 

بند قبلی که سه سال پیش در ویراست اول نوشته شده بود، هنوز صادق است. بسیاری از فناوریهایی که در دامنة رادارِ اولین ویرایش ما قرار نداشتند، اکنون بخش معمولی از SDN به حساب می آیند.

ما عمداً از رویکردی جامع در عنوان استفاده کردیم. امروزه از ایده های رقیب زیادی استفاده میشود که همگی می خواهند سوار ارابة SDN شوند. در واقع، اندازة این واگن ظاهراً محدودیتی ندارد.

خوانندة ما با هر جنبه یا نوعی از فناوریِ SDN که بخواهد کار کند، حداقل امیدواریم که با خواندن این کتاب خواهد توانست که آن را در بستر گسترده تری از SDN قرار دهد. به این منظور، تلاش می کنیم تا تعاریف گوناگونی را از SDN ارائه کنیم. امیدواریم که به هیچ خوانندهای برنخورد که در به کارگیری تعریفِ SDN در این کتاب، متعصبانه رفتار نکرده ایم.

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 میکند.

اگر شما یک معمار شبکه یا مدیرِ IT هستید و می خواهید راهکارهای متعدد را با یکدیگر مقایسه کنید که ادعا میشود، 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؛ می توانید 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 میخواهد 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.

دکتر احمدرضا منتظرالقائم : شبکه های رایانه ای، جهان را محسور خودشان کرده اند و اینترنت به عنوان بزرگترین شبکه در تاروپود جهان ریشه دوانده و پیوندی عمیق با فناوری و توسعه دنیا برقرار کرده است. اما پیچیدگی زیاد این شبکه وسیع، مدیریت آن را سخت و سرعت نوآوری را برای آن کم کرده است.

سوئیچ های سخت افزاری غول پیکر، که در هسته اینترنت جاخوش کرده اند، اجازه هیچ گونه انعطاف پذیری را برای سیاست ها و الگوریتم های توزیع شده شبکه نمی دهند. الگوهای ترافیک شبکه تغییر کرده است، حجم عظیم داده ها به پهنای باند بیشتر، نیازمند هستند و در مجموع، معماری سنتی شبکه های رایانه ای، دیگر پاسخگوی نیازهای جدید صنعت شبکه سازی نیست. اینجاست که مفهوم شبکه های نرم افزارمحور، معماری شبکه را متحول می کند.

در این معماری جدید، سطوح داده و کنترل از یکدیگر جدا هستند؛ شبکه ها هوشمندتر، کنترل پذیرتر و قابل برنامه ریزی می شوند. سطح کنترل، یک دیدگاه جامع از وضیعت کل شبکه و منابع آن فراهم می کند که بر مبنای آن مدیریت یکپارچه و بهینه شبکه امکان پذیر است.

 

کتاب پیش رو، یک رویکرد جامع برای پرداختن به موضوع شبکه های نرم افزارمحور دارد؛ به این معنی که در قالب پانزده فصل؛ از موضوعاتی مانند چرایی، نحوه پیدایش، اجزا و پروتکل های این شبکه، گرفته تا درباره کاربردهای آن در زیرساخت های گوناگون و آینده آن صحبت شده است. یکی از ویژگی های مهم و ارزشمند کتاب، تعاریف گوناگون از شبکه های نرم افزارمحور است.

سعی شده است تا منصفانه و از جنبه های مختلف، این شبکه بررسی شود. پرداختن به موضوعات هم راستا مانند مجازی سازی توابع شبکه نیز در این کتاب با دقت انجام شده است. این کتاب در بسیاری از دانشگاه های معتبر دنیا در درسی با همین نام و یا مفاهیم پیشرفته در شبکه برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی تدریس میگردد.

در ترجمه این کتاب، تلاش شده است تا مفاهیم را با زبانی روان و سلیس و منطبق با اصول نگارش زبان فارسی به خوانندگان منتقل کنیم. همچنین به منظور درک راحت تر مفاهیم، کلیه مطالب مندرج در شکل ها و جداول را ترجمه و با کیفیتی مطلوب ارائه کرده ایم. ضمن تشکر از گروه انتشارات جهاد دانشگاهی اصفهان امید است تا گامی کوچک در زمینه فراهم نمودن نیاز دانشجویان و متخصصان شبکه های رایانه ای به منابع شبکه های نرم افزارمحور برداشته باشیم.