افزونگی در شبکه چیست و روی چه تجهیزات و فناوری‌هایی قابل اجرا است؟ شبکه

این زبان به‌طور کلی به‌خوبی جای خود را در دنیای فناوری تثبیت کرده است و در آینده نیز به‌خاطر ویژگی‌های منحصر به‌فرد و کاربردهای گسترده‌اش، همچنان محبوب خواهد ماند. استانداردهای جدید ECMA (که به عنوان استاندارد رسمی جاوا اسکریپت شناخته می‌شوند) به‌طور مرتب منتشر می‌شوند و زبان را برای توسعه‌دهندگان جذاب‌تر می‌کنند. می‌توان از آن برای خودکارسازی کارهایی مانند مدیریت فایل‌ها، استخراج داده‌ها از اینترنت و پردازش خودکار اطلاعات استفاده کرد. پایتون از پارادایم‌های برنامه‌نویسی متنوعی مانند شیءگرایی، تابعی و رویه‌ای پشتیبانی می‌کند. پایتون به‌گونه‌ای طراحی شده که تمرکز بیشتری بر خوانایی کد و بهره‌وری توسعه‌دهندگان دارد و به همین دلیل برای مبتدیان نیز انتخاب مناسبی است. این زبان به دلیل نحو ساده و خوانا و همچنین توانایی بالا در حل مسائل پیچیده به سرعت در بین برنامه‌نویسان محبوب شد.

به این ترتیب، دستورالعمل ها به جای چندین دستگاه و پروتکل های خاص فروشنده، توسط کنترلرهای SDN ارائه می شود. مدیر عملیات شبکه در مرکز عملیات شبکه (NOC) کار می‌کند و مسئول نظارت بر شبکه، رفع اشکالات و مدیریت رخدادها است. مدیریت دقیق و نگهداری شبکه، سرمایه‌گذاری برای تضمین پایداری، کارایی و امنیت در بلندمدت است. او با تأکید بر اینکه ایران در مفاهیمی مثل ابر عمومی همچنان اول راه است،‌ دلایل این مسئله را مواردی مثل نگاه فرهنگی در جامعه، نگرانی از مسائل امنیتی و زیرساخت‌های ارتباطی دانست. دو نوع دیسک سخت داریم که نوع اول HDD که مخفف Hard Disk Drive «درایو دیسک سخت» و دیگری SSD مخفف Solid State Drive «درایو حالت جامد» است. اینستاگرام از هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML) برای مدیریت بخش‌های مختلف پلتفرم خود استفاده می‌کند.

این برنامه هر پیغامی را که از یک سرویس بگیرد همانگونه به آن سرویس ارجاع می دهد. سوکت های بدون اتصال ، انتقال داده ها و اطلاعات را به واسطه پروتکل UDP انجام می دهند. این انتقال در حالی است که هیچ اتصالی ندارند و ایمنی سوکت های اتصال گرا را ندارند. سوکت های اتصال گرا ، انتقال داده ها و اطلاعات را با ایمنی کامل و بدون هیچگونه خطایی توسط پروتکل های TCP  انجام می دهند. این متخصصان مسئول تحلیل ترافیک ورودی و خروجی شبکه هستند و تلاش می‌کنند تا الگوها و تهدیدات موجود در ترافیک شبکه را شناسایی کنند.

برای مثال، بخش IT یه سازمان ممکنه تصمیم بگیره که اولویت دسترسی به قدرت پردازش و حافظه شبکه رو برای برنامه‌های خیلی مهم‌تر بذاره، و برنامه‌های غیرضروری یا کم‌اهمیت‌تر رو تو صف بعدی قرار بده. مدل «شبکه به عنوان سرویس» (Network As a Service | NaaS)، راهکاری برای رفع مشکل اختلاف سرعت میان سرویس‌های ابری و شبکه است. این مدل از بخش کنترلر برای برنامه‌نویسی شبکه و راه‌اندازی سرویس‌ها با یک کلیک استفاده می‌کند. برنامه‌نویسی برای شبکه‌های توزیع‌شده یکی دیگر از مباحث مهم است که به ایجاد برنامه‌هایی که بتوانند در چندین دستگاه یا سرور اجرا شوند، تمرکز دارد. در برنامه‌های توزیع‌شده، داده‌ها و پردازش‌ها بین چندین نقطه پخش می‌شوند که این به افزایش کارایی و پایداری شبکه کمک می‌کند.

نکته مهمی که در ارتباط با افزونگی تجهیزات ذخیره‌ساز باید به آن دقت کنید نوع معماری است که قرار است دیسک‌های سخت بر مبنای آن‌ها پیکربندی شوند. به‌طور مثال، افزونگی مبتنی بر قرینه‌سازی هزینه زیادی دارد، زیرا برای هر درایوی که قرار است میزبان اطلاعات باشد به درایوی با حجم یکسان نیاز دارید تا قرینه‌ای از اطلاعات را نگه‌داری کند. به همین دلیل برخی شرکت‌ها از رویکرد نوارکشی (Striping) و RAID-5 استفاده می‌کنند. پایتون به دلیل سادگی، انعطاف‌پذیری و کاربرد وسیع خود در زمینه‌های مختلف، به یکی از پرکاربردترین و محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی تبدیل شده است. پایتون یک زبان چندمنظوره است، یعنی می‌توان از آن برای توسعه انواع نرم‌افزارها، از برنامه‌های تحت وب و موبایل گرفته تا سیستم‌های تعبیه‌شده و نرم‌افزارهای علمی استفاده کرد. متخصصان شبکه ممکن است از مدیریت زمان برای کمک به مدیریت و نگهداری چندین سیستم کامپیوتری و پایگاه داده به طور همزمان استفاده کنند.

❗ در صورت نیاز به مشاوره و کمک برای رفع مشکلات کامپیوتر و شبکه خود روی ما حساب کنید. رایانه کمک | ارائه دهنده خدمات پشتیبانی شبکه به صورت ریموت و حضوری در کنار شماست. در این مقاله سعی می کنیم که بررسی کاملی از شبکه های نرم افزار محور داشته باشیم. و در نهایت نبز به بررسی جامع اجزای تشکیل دهنده معماری شبکه­ های نرم افزار محور و کارها و تلاش­ هایی که در خصوص استاندارد سازی این نوع شبکه ها انجام شده است، اشاره می‌کنیم. این مدولار بودن باعث می‌شه که نوآوری توی توسعه پروتکل‌ها سریع‌تر پیش بره، چون مهندسای نرم‌افزار می‌تونن تکنولوژی‌های جدید رو بدون تغییرات بزرگ توی کل شبکه، اضافه کنن.

به عبارت دیگه، نرم‌افزارها از لایه کاربرد استفاده می‌کنن تا ارتباطات شبکه‌ای رو شروع کنن و داده‌ها رو به لایه نمایش ارسال کنن. شبکه گسترده یا WAN (Wide Area Network) در ساده‌ترین شکل خود، مجموعه‌ای از LAN‌ها یا سایر شبکه‌ها است که با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. WAN‌ها برای اتصال دفاتر و شعبه‌های مختلف یک سازمان که در نقاط مختلف جهان قرار دارند، استفاده می‌شوند. او از سال ۱۳۷۵ تدریس برنامه‌نویسی به زبان‌های پاسکال، سی، سی‌پلاس‌پلاس و جاوا را در دانشگاه‌های صنعتی شریف و تهران در سابقه خود دارد. رامتین علاوه بر برنامه‌نویسی به طراحی شیءگرا، معماری نرم‌افزار و متدلوژی‌های چابک توسعه نرم‌افزار بسیار علاقه‌مند است.

ابزارهای مدیریت شبکه می‌توانند مستندسازی را ساده‌تر و کارآمدتر کنند، و با اطلاعات به‌روز، عملکرد بهینه و امنیت شبکه تضمین خواهد شد. مستندسازی طراحی شبکه گامی اساسی برای اطمینان از پیاده‌سازی دقیق، مدیریت تغییرات، و رفع سریع مشکلات است. این اسناد شامل نقشه توپولوژی، مشخصات تجهیزات، تنظیمات شبکه و سیاست‌های امنیتی می‌شود. دیوارهای آتش یکی دیگر از مولفه‌های شبکه هستند که باید اصل دسترس‌پذیری بالا در ارتباط با آن‌ها به دقت مورد توجه قرار گیرد. در این زمینه امکان استفاده از پروتکل‌های FHRP استانداردی که روترها استفاده می‌کنند، وجود دارد. اگر هدف شما توسعه وب و تعامل با کاربران است، JavaScript به‌عنوان زبان اصلی برای توسعه وب و اپلیکیشن‌های تعاملی همچنان یکی از بهترین انتخاب‌هاست.

علاوه بر این، درک عمیق و درک عملی از فناوری‌های SDN برای مقیاس‌بندی و تطبیق داده‌های متفاوت در یک صفحه متمرکز به دست خواهید آورد. مدیریت عملکرد یا "Performance Management" به نظارت بر کارایی کلی شبکه می‌پردازه. این مدیریت معیارهایی مثل استفاده از لینک، نرخ از دست رفتن بسته‌ها و زمان پاسخ‌دهی شبکه رو دنبال می‌کنه. هدف اینه که مطمئن بشیم شبکه بهینه کار می‌کنه و در صورت نیاز، تنظیمات لازم رو برای بهبود سرعت، دسترسی و کیفیت خدمات انجام بدیم. عملکرد شبکه معمولاً از طریق نظرسنجی، مانیتورینگ مصنوعی و تحلیل داده‌های شبکه اندازه‌گیری می‌شه. این شرکت‌های MSP ممکنه دسترسی‌های پایه شبکه مثل خطوط شبکه محلی (LAN) و شبکه گسترده (WAN) رو مدیریت کنن، و حتی به مدیریت اتصالات پیچیده‌تر مثل شبکه‌های WAN مبتنی بر نرم‌افزار (SD-WAN) هم بپردازن.

این تکنیک‌ها شامل کنترل ازدحام در پروتکل TCP و استفاده از مکانیزم‌های تصحیح خطا برای اطمینان از تحویل صحیح داده‌ها هستند. پیکربندی و مدیریت شبکه شامل فرآیندهایی برای تنظیم، نظارت و مدیریت دستگاه‌ها و اتصالات در شبکه است. این فرآیندها شامل نظارت بر ترافیک شبکه، مدیریت دستگاه‌ها و اتصالات و بهینه‌سازی عملکرد شبکه می‌شود. از ابزارهایی مانند SNMP (پروتکل مدیریت شبکه ساده) برای نظارت و مدیریت شبکه‌ها استفاده می‌شود. هدف ما این است که برنامه نویسی را با استفاده از مقالات و ویدئوهای آموزشی برنامه نویسی در سطح استاندارد جهانی برای شما فراهم کنیم.

زبان برنامه‌نویسی مورد استفاده سی‌پلاس‌پلاس است اما سعی می‌شود تا حد امکان مفاهیم مطرح شده مستقل از زبان و در سطحی بالاتر مورد بحث قرار بگیرند. پیش‌نیاز این درس دانستن مبانی کامپیوتر و برنامه‌نویسی به زبان سی (شامل مفاهیم پایه، توابع، ساختارها و اشاره‌گرها) می‌باشد. برنامه‌های مطرح‌شده در کلاس از طریق سایت یادداشت‌های درس به نشانی ramtung.ir/apnotes/html قابل دسترسی هستند. از جمله رایج‌ترین کاربردهای برنامه‌نویسی شبکه می‌توان به «انتقال داده» (Data Transfer) اشاره کرد. فرایندی که شامل ارسال و دریافت اطلاعات میان دو یا تعداد بیشتری دستگاه می‌شود. برای مثال وقتی به وب‌سایتی مراجعه می‌کنید، مرورگر درخواستی به وب سرور فرستاده و صفحه مورد نظر شما را به عنوان پاسخ برمی‌گرداند.

به عبارت دیگر منطق کنترل شبکه را از روترها و سوییچ ­های زیرین جدا کرده و کنترل شبکه را به صورت منطقی متمرکز کرده و قابلیت برنامه نویسی (برنامه ­ریزی) شبکه را فراهم می­کند. شبکه­ های نرم­افزار محور، ساخت و معرفی انتزاع های[5] شبکه را آسان کرده­، در نتیجه مدیریت شبکه را ساده می­کند و شرایط تحول شبکه را فراهم می­کند. برای درک بهتر برنامه‌نویسی شبکه، در این بخش یک مثال عملی از ساخت یک برنامه چت ساده را بررسی می‌کنیم. این برنامه شامل دو بخش سرور و کلاینت است که به کاربران امکان می‌دهد در یک شبکه محلی با یکدیگر گفتگو کنند. در برنامه‌نویسی شبکه، سازگاری بین دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف می‌تواند یک چالش بزرگ باشد. برای اطمینان از عملکرد صحیح برنامه‌های شبکه‌ای، باید مطمئن شوید که همه اجزا با یکدیگر سازگار هستند.

همچنین، این مدل به توسعه‌دهنده‌ها اجازه می‌ده تا لایه‌های پایین‌تر رو ساده‌سازی کنن و فقط روی اون بخش‌هایی که نیاز دارن، تمرکز کنن. در لایه شبکه تضمینی برای اطمینان از تحویل داده‌ها وجود نداره؛ در حالی که بسیاری از پروتکل‌های لایه شبکه پیام‌ها رو با اطمینان تحویل می‌دن، برخی از این پروتکل‌ها این کار رو نمی‌کنن. همچنین، گزارش خطا توی این لایه ضروری نیست، بنابراین فرستنده‌ها ممکنه تأییدیه دریافت داده‌ها رو دریافت کنن یا نکنن. لایه نمایش داده‌ها رو به فرمت قابل قبول برای لایه کاربرد تبدیل می‌کنه تا برای انتقال در شبکه آماده بشه. به خاطر نقشش در تبدیل داده‌ها و گرافیک به فرمت قابل نمایش برای لایه کاربرد، گاهی بهش "لایه سینتکس" هم می‌گن. ترجمه آدرس شبکه یا NAT تکنیکی است که در روترها برای تبدیل آدرس‌های IP داخلی به آدرس‌های IP عمومی استفاده می‌شود.

وقتی به درآمد مورد نیاز خود رسیدید، می‌توانید سیستم خوب برای برنامه نویسی بخرید و یا سیستم خود را ارتقاء دهید. در برنامه نویسی وب و دسکتاپ نیازی به کارت گرافیک مجزا و قدرتمندی نیست و همان کارت گرافیک Onboard که پیش‌فرض روی تمام کامپیوترها و لپ‌تاپ‌ها قرار دارد کافی است. اما در برنامه نویسی موبایل مانند اندروید و ios نیاز به یک کارت گرافیک نسبتا خوب است. برای برنامه نویسی وب چه مقدار گرافیک نیاز است؟ برای برنامه نویسی وب نیازی به گرافیک ندارید. یعنی حداقل گرافیک مورد نیاز برای وب، همان گرافیک Onboard است که روی همه لپ‌تاپ‌ها و کامپیوترها به‌صورت پیش فرض وجود دارد.

متخصصان SDN بر طراحی و پیاده‌سازی شبکه‌های تعریف‌شده با نرم‌افزار تمرکز دارند. متخصصان DevOps وظیفه خودکارسازی فرآیندهای توسعه و استقرار نرم‌افزار را برعهده دارند، و در این راستا، وظیفه مدیریت شبکه و اتوماسیون ارتباطات نیز به عهده آن‌هاست. متخصصان شبکه‌های ابری با راه‌اندازی و مدیریت شبکه‌های مبتنی بر ابر کار می‌کنند و معمولاً با پلتفرم‌هایی مانند AWS، Azure و Google Cloud همکاری دارند. در این بخش، به مهم‌ترین موضوعات در برنامه‌نویسی شبکه می‌پردازیم و هر یک را به تفصیل توضیح می‌دهیم. زبان Go که توسط گوگل توسعه داده شده است، برای ساختن برنامه‌های شبکه‌ای مدرن بسیار مناسب است. این زبان به دلیل ساختار ساده و توانایی پشتیبانی از همزمانی (Concurrency) به طور گسترده در برنامه‌های مرتبط با شبکه استفاده می‌شود.

برخلاف مدل OSI، مدل TCP/IP بر اساس پروتکل‌های استانداردی بنا شده که به‌طور گسترده‌ای توی شبکه‌های واقعی پیاده‌سازی می‌شن. این مدل به جای هفت لایه، چهار لایه داره، اما هر لایه‌ی TCP/IP معادل یه یا چند لایه از مدل OSI هست. یکی از بزرگترین مزایای مدل OSI اینه که با روش لایه‌بندی عمودی خودش، طراحی پروتکل‌های شبکه رو مدولار کرده. این یعنی هر لایه می‌تونه به صورت جداگانه توسعه داده بشه یا به‌روزرسانی بشه، بدون اینکه نیاز باشه کل شبکه رو از اول بسازیم. لایه انتقال از پروتکل‌هایی مثل TCP و UDP برای مدیریت تحویل انتها به انتهای پیام‌ها استفاده می‌کنه.

مدل OSI اهمیت زیادی داره، چون هر نوع ارتباط شبکه‌ای، چه نرم‌افزاری چه سخت‌افزاری، رو پوشش می‌ده. این مدل طوری طراحی شده که دو سیستم مستقل بتونن با استفاده از رابط‌ها و پروتکل‌های استاندارد شده با هم حرف بزنن، حتی اگه از شرکت‌های مختلفی باشن. هرگونه خرابی یا نقص در زیرساخت شبکه می‌تواند باعث از کار افتادن برنامه‌ها شود. این وابستگی می‌تواند بر روی قابلیت اطمینان و دسترسی به برنامه‌ها تأثیر منفی بگذارد. این مدل به جای پروتکل باز از یک رابط برنامه نویسی کاربردی برای کنترل حرکت داده ها در شبکه استفاده می کند. تفاوت های اصلی بین شبکه های سنتی و شبکه های مبتنی بر SDN در زیر ذکر شده است.

این به برنامه ها کمک می کند تا به جای رابط های مدیریت سخت افزاری، از طریق API ها با شبکه ارتباط برقرار کنند. از جمله مزایا P4 نسبت به OpenFlow می‌توان به برنامه‌نویسی راحت‌تر آن اشاره کرد. معماری P4 با تعریف برنامه‌ای که شامل بخش‌های «هِدر» (Header)، «تجزیه‌کننده» (Parser)، جدول، «اقدام» (Action) و برنامه کنترل است، بسته‌ها را پردازش و مدیریت می‌کند. از جمله دیگر مزایا این معماری می‌توان به تعریف مجدد تنظیمات شبکه بدون ایجاد اختلال در فرایند ارسال بسته‌ها اشاره داشت. به عنوان مثال، ابتدا یکی از خانه‌های جدول جریان به سوئیچ A ارسال شده و از آن طرف بسته‌ای به آدرس آی‌پی ۱۹۲.۱۶۸.۱.۲۰ انتقال می‌یابد.

8,000,000 تومان قیمت اصلی 8,000,000 تومان بود.7,200,000 تومانقیمت فعلی 7,200,000 تومان است. 2,000,000 تومان قیمت اصلی 2,000,000 تومان بود.1,800,000 تومانقیمت فعلی 1,800,000 تومان است. 3,000,000 تومان قیمت اصلی 3,000,000 تومان بود.2,700,000 تومانقیمت فعلی 2,700,000 تومان است. چند نوع شبکه وجود داره، اما معروف‌ترین‌ها شامل شبکه شخصی (PAN)، شبکه محلی (LAN)، شبکه گسترده (WAN) و شبکه کلان‌شهری (MAN) هستن. به همین منظور، ادامه این بخش را به معرفی و تعریف تعدادی از اصطلاحات رایج شبکه اختصاص می‌دهیم.

اینجاست که مدل OSI وارد می‌شه، یه استاندارد جهانی که همه دستگاه‌ها و سیستم‌ها رو به یه زبون مشترک می‌رسونه و کمک می‌کنه تا همه با هم در ارتباط باشن. برنامه‌نویسی شبکه دنیایی پویا، جذاب و پررونق است که فرصت‌های شغلی فراوانی را برای افراد با استعداد و علاقه‌مند به فناوری اطلاعات فراهم می‌کند. این حوزه، با نقش حیاتی خود در تسهیل ارتباطات و تبادل اطلاعات، پایه و اساس بسیاری از خدمات و ابزارهای دیجیتال امروزی است. با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته برنامه‌نویسی شبکه و فناوری‌هایی مانند SRv6 (Segment Routing over IPv6)، می‌توان زمان استقرار خدمات شبکه‌ای را از ماه‌ها به چند دقیقه کاهش داد. این امر به شرکت‌ها امکان می‌دهد تا سریع‌تر به بازار واکنش نشان دهند و خدمات خود را با سرعت بیشتری ارائه کنند.

در ارتباط با سوییچ‌ها نکته مهمی که باید به آن دقت کنید پروتکل درخت پوشا (STP) است که فریم‌های لینک‌های اضافی را مسدود می‌کند تا مشکل broadcast storm و فریم‌های تکراری به وجود نیاید. با این حال، اگر یک پیوند خراب شود، STP دوباره فرایند محاسبه را تکرار می‌کند و اجازه می‌دهد تا فریم‌ها از طریق لینک اضافی انتقال پیدا کنند، اما افت محسوس عملکرد شبکه را به همراه دارد. همان‌گونه که در شکل4 مشاهده می‌کنید، این امکان وجود دارد که تمام سوییچ‌های درون یک شبکه را با ساخت افزونگی در شبکه دور بزنیم. گاهی اوقات لایه توزیع یا لایه اصلی ممکن است خراب شوند و به شکل ناقص اقدام به ارسال اطلاعات کنند. به‌طور معمول، خرید سوئیچ‌های اضافی برای این لایه‌ها پرهزینه است و اگر مجموعه فعالیت‌های روزانه تجاری سنگین باشد، باید مشکلات به سرعت برطرف شوند. در چنین شرایطی این افزونگی است که تضمین می‌کند در صورت خرابی، فعالیت‌های تجاری تداوم خواهند داشت.

پس اگر به دنبال یک مسیر شغلی چالش‌برانگیز و پر از فرصت‌های جدید هستید، برنامه‌نویسی شبکه می‌تواند انتخاب بسیار مناسبی برای شما باشد. تأخیر در انتقال داده‌ها می‌تواند تجربه کاربر را تحت تأثیر قرار دهد، به خصوص در برنامه‌های Real-Time مانند بازی‌های آنلاین و استریمینگ ویدئو. برنامه‌نویسان باید بهینه‌سازی‌های لازم را انجام دهند تا تأخیرها و محدودیت‌های پهنای باند به حداقل برسد. برنامه‌نویسی شبکه به شرکت‌ها امکان می‌دهد تا شبکه‌های خود را به راحتی مقیاس‌پذیر کنند. با رشد کسب و کار و افزایش نیاز به منابع شبکه‌ای، برنامه‌نویسی شبکه می‌تواند به سادگی منابع جدیدی اضافه کرده و شبکه را متناسب با نیازهای جدید تنظیم کند.

برنامه نویسی شبکه در واقع همان تلفیق بین مهارت‌های برنامه‌نویسی و دانش شبکه‌های کامپیوتری است. با این ترکیب، فرد می‌تواند برنامه‌هایی بسازد که امکان تبادل داده‌ها را از طریق شبکه به بهترین شکل فراهم کنند. برنامه نویسی شبکه با پایتون، یکی از محبوب‌ترین مسیرهای یادگیری در این حوزه است، چرا که پایتون با کتابخانه‌ها و ابزارهای متنوع خود، فرآیند برنامه‌نویسی شبکه را بسیار ساده می‌کند. برنامه نویسی شبکه به فرآیند نوشتن کدهایی برای ارتباط و انتقال داده‌ها بین سیستم‌های مختلف اشاره دارد. این نوع برنامه‌نویسی به مهندسان و توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا با استفاده از پروتکل‌های مختلف مانند HTTP، TCP/IP و UDP، ارتباطی پایدار و امن بین دستگاه‌های مختلف برقرار کنند. برنامه نویسی شبکه شامل مدیریت ارتباطات، اطمینان از امنیت داده‌ها و بهینه‌سازی سرعت انتقال اطلاعات است.