بخشی از مقاله
چکیده
معماری شبکههای مبتنی بر نرمافزار بر جداسازی بخش کنترلی و دادهای شبکه از یکدیگر تمرکز دارد.این جداسازی پیادهسازی نامحدود سرویسها و برنامههای کاربردی در بالای لایههای شبکه را فراهم میآورد.کنترلر مرکزی در این معماری نمای جامع و آنی از زیرساخت شبکه را فراهم میآورد که نتیجه آن مدیریت بهتر و بهینه شبکه میباشد.شبکههای سیار به دلیل ماهیت ذاتی خود کاربران بسیاری را سرویس میدهند ضمن اینکه کاربران این شبکهها و سرویسهای ارائه شده توسط آنها در حال افزایش میباشد.
این افزایش کاربر افزایش ترافیک و بار تحمیلی به شبکه را بهمراه دارد.یکی از مهمترین مکانیزمهایی که همواره در جهت مدیریت و کاهش بار در شبکه ها مورد توجه بوده است الگوریتمهای تعادل بار میباشند.در شبکههای سنتی الگوریتمهای تعادل بار عموماً ایستا میباشند که کارآیی لازم را ندارند.در این مقاله به بررسی شبکههای سیار مبتنی بر نرمافزار و پیادهسازی تعادل بار در قالب معماری شبکههای مبتنی بر نرمافزار جهت بهینهسازی این مدل شبکهها می پردازیم.
مقدمه
معماری شبکههای مبتنی بر نرمافزار1 یا SDN ساختار جدیدی از شبکه را معرفی نموده است که اغلب فعالان صنعت شبکه را تحتالشعاع خود قرار داده است، از جمله اپراتورهای تلفن همراه،شرکت های تولیدکننده تجهیزات سختافزاری و نرمافزاری شبکه،سرویسدهندههای اینترنت و ارائهدهندگان خدمات ابری.2 با استفاده از SDN پیکربندی و مدیریت دستگاهها در سطح پایین توسط یک کنترلر مرکزی نرمافزاری میسر گردیده است.
همچنین به کمک این کنترلر ارتقاء و عیب یابی بسیار سادهتر صورت میپذیرد.SDN مدیریت هوشمند و انعطافپذیر را برای مدیر شبکه به ارمغان میآورد.از سویی مجازیسازی3 توابع شبکه در SDN به سرویس دهندگان اینترنتی و ابری این امکان را میدهد تا خدمات متمایزی خصوصاً از جنبه تامین کیفیت4 و امنیت5 به مشتریان خود ارائه دهند.اساس کار معماری SDN در جداسازی بخش های کنترلی و دادهای از یکدیگر است.این معماری را در شکل - 1 - میتوانید مشاهده کنید.
کنترل و هماهنگی متمرکز : کنترلر متمرکز منطقی شاه کلید SDN محسوب میگردد که در مقایسه با مکانیزمهای توزیع شده سنتی سربار شبکه را کاهش میدهد.همچنین کنترل متمرکز توسعه شبکه آسان و بهینه تری را نسبت به متدهای توزیعی فراهم میآورد.با استفاده از قابلیت هماهنگی در زمان خرابی یکی از کنترلرها ،کنترلر جانشین عهدهدار وظایف کنترلر اصلی شده تا از وقوع شکستهای احتمالی جلوگیری نماید.
قابلیت برنامهریزی : SDN با این قابلیت پیادهسازی و توسعه توابع جدید را در هر دو بخش کنترلی و دادهای سادهتر و سریعتر انجام میدهد.این قابلیت در هر دو سطح نرمافزار و سختافزار بصورت بهینه صورت میپذیرد.همچنین از آنجا که مدیریت توسط برنامههای کاربردی SDN و بصورت خودکار صورت میپذیردکاهش هزینههای عملیاتی - 1 - OPEX را بهمراه دارد ضمن اینکه با ارتقاء نرمافزاری سیستم به جای جایگزاریهای سختافزاری هزینههای سرمایهای - 2 - CAPEX نیز کاهش مییابند و این همان چیزی است که سرویس دهندگان به دنبال آن هستند.
مجازیسازی : لایههای SDN پیچیدگیهای دستگاههای سختافزاری را از بخش کنترلی مخفی نگه میدارند.با مجازیسازی،SDN امکان تقسیم شبکه های مدیریت شده را به چندین شبکه مجازی میدهد که با اشتراکگذاری زیرساخت یکسان نیازهای امنیتی و سیاستهای متفاوتی را بر روی این شبکهها اعمال مینماید.
باز بودن: 3 استانداردهای باز در SDN از جمله OpenFlow امکان طراحی و ساخت ارتباطات بازمتن4 را فراهم آوردهاند.ضمن اینکه استاندارد باز باعث باعث افزایش همکاری میان اپراتورها و سرویسدهندههای مختلف جهت ارائه سرویسهای مشترک بهتر میشود.
با توجه به خصوصیات ارائه شده از SDN به نظر میرسد به موازات رشد ترافیک این معماری از ملزومات شبکههای سیار و بیسیم میباشد. - قاسمپور، - 1393 همانطور که از ساختار معماری SDN مشخص است این معماری سعی دارد تا با مدیریت بهتر بهرهوری منابع را بهبود ببخشد.یکی از از مهمترین مسائل پیش روی این معماری مدیریت بار موجود در شبکه است. در این مقاله مفاهیم پایه ای تعادل بار به همراه تکنیکهای تعادل بار متداول در شبکههای بیسیم معرفی شده و مشکلات و چالشهای پیش روی آنها را مطرح میکنیم . در ادامه نیز نشان میدهیم که چگونه با حرکت به سمت شبکههای مبتنی بر نرم افزار و پیاده سازی تعادل بار در این معماری می توان مشکلات شبکه های دستی را حل نمود .
