5 چالش‌ تازه شبکه‌های کامپیوتری سـازمان‌های بزرگ

توسعه سریع 802.11ac
با تصویب استاندارد جدید شبکه‌های بی‌سیم و ورود نسل جدیدی از روترهای بی‌سیم پرسرعت به بازار، تقریباً همه حوزه‌های شبکه درگیر شده‌اند. در ابتدا، روترهای سری AC چندان قدرتمند و پرسرعت نبودند و با روترهای سری N تفاوت زیادی برای کاربر ایجاد نمی‌کردند، اما با توسعه فناوری‌ها و تکنیک‌های انتقال اطلاعات روی چند کانال رادیویی به‌صورت هم‌زمان، سرعت شبکه‌های بی‌سیم به مرز 5 گیگابیت بر ثانیه رسیده است که سرعت بسیار خوبی است. استاندارد IEEE 802.11ac حدود سه برابر سریع‌تر و حدود شش برابر مؤثرتر از استاندارد IEEE 802.11n است. طبق گزارش‌هایی که منتشر می‌شود، فروش روترهای AC در سال 2015 باید ده برابر بیش‌تر از سال گذشته باشد.

 در نیمه نخست سال 2015، فروش روترهای AC حدود 73 درصد کل بازار بوده است. 

دلایل زیادی برای این رشد ناگهانی وجود دارد. قابلیت اطمینان بیش‌تر به شبکه‌های بی‌سیم به خاطر پایداری سیگنال‌ها، مدیریت بهتر منابع و نیروی انسانی هم‌زمان با کاهش هزینه، ایجاد نقاط امن در شبکه برای تبادل اطلاعات سازمانی و افزایش کارکردهای موبایل برخی از این دلایل هستند. محصولات استاندارد 802.11ac را روی نوت‌بوک، تبلت، موبایل، کامپیوترهای بازی، ایستگاه‌های کاری، دانشگاه‌ها و مراکز تجاری و اداری بزرگ می‌بینیم. اکنون، بسیاری از سرویس‌های سازمانی و مبتنی بر کلاود روی این شبکه‌ها عرضه می‌شوند. بسیاری از دستگاه‌های موبایل سازمانی با استفاده از سرعت زیاد شبکه‌های بی‌سیم فعالیت می‌کنند و سازمان‌های بزرگ ترجیح می‌دهند کارمندان‌شان به‌طور بی‌سیم متصل باشند تا این‌که یک کامپیوتر شخصی و میز و صندلی و کابل شبکه اختصاصی را اشغال کنند. طراحی‌های جدید دفاتر و اتاق‌های کارمندان با پیش‌فرض استفاده از شبکه‌های بی‌سیم صورت می‌گیرد و استقبال از نرم‌افزارهای ارتباط جمعی موبایل و یافتن کارکردهای سازمانی نیز استاندارد 802.11ac را بیش‌تر از گذشته مهم جلوه می‌دهد. 

هجوم 2.5G و 5G به اترنت
با انتشار نسخه جدید و به‌‌روزشده استاندارد 802.11ac تحت Wave 2 روی شبکه‌های بی‌سیم، عملاً نرخ ترافیک روی شبکه‌های بی‌سیم از مرز یک گیگابیت عبور کرده است و به چند گیگابیت می‌رسد، اما روتر‌های بی‌سیم و سوییچ‌های کابلی هنوز از استاندارد اترنت 1000 Base-T با سرعت یک گیگابیت استفاده می‌کنند. استاندارد بعدی روی شبکه‌های اترنت 10 گیگابیت بر ثانیه است که هم نیازمند درگاه‌های ارتباطی اختصاصی خود است و هم استقرار و پیکربندی متفاوتی دارد. بنابراین، در چند سال اخیر بین سرعت یک گیگابیت و 10 گیگابیت یک شکاف ایجاد شده است. سازمان‌ها علاقه دارند روی اترنت سرعت‌هایی بیش‌تر از یک گیگابیت روی کابل‌های مسی Cat5e/Cat6 به دست آورند. فناوری Wave 2 با به‌کارگیری تکنیک‌هایی مانند MIMO ،MU-MIMO و دیگر پیش‌رفت‌های فنی سرعت انتقال اطلاعات را به مرز 6.93 گیگابیت رسانده است و این فرصت را برای شبکه‌های کابلی ایجاد می‌کند تا بتوانند به سرعت‌های 2.5 و 5 گیگابیت برسند و منتظر تغییر سرعت ده برابری روی نسل بعدی شبکه‌های 10G نباشند. 

کانکتورهای مناسب برای شبکه‌های اترنت 2.5G/5G

این سرعت‌های میانی نیازمند کابل‌های Cat6A هستند و بقیه امکانات و تجهیزات شبکه‌های اترنت یک گیگابیت را استفاده می‌کنند. به همین دلیل، در یک سال اخیر تلاش‌های زیادی صورت گرفته است تا استانداردهایی برای افزایش سرعت روی کابل‌های مسی معمولی به تصویب برسد. چند طرح صنعتی عملی برای رسیدن به سرعت‌های 2.5 و 5 گیگابیت روی کابل‌های Cat5e/Cat6 وجود دارد، ولی به‌نظر می‌رسد به یک استاندارد جهانی و یکتا برای این موضوع نیاز داریم تا از سردرگمی و چند پروتکلی جلوگیری شود. 
همچنین، بتوان میان سخت‌افزارهای مختلف ساخته شده یا راه‌کارهای شرکت‌ها یک همکاری یا سازگاری ایجاد کرد. خبر خوب در این زمینه، تمرکز بدنه استاندارد IEEE 802.3 روی چند سرعت گیگابیتی مبتنی بر زیرساخت استاندارد اترنت BASE-T است تا شرکت‌های بزرگ و شبکه‌های گسترده بتوانند چند نقطه دسترسی به سرعت‌های 2.5 و 5 گیگابیت داشته باشند. تأکید این گروه بر دستیابی سریع به سرعت‌های 2.5 گیگابیت روی کابل Cat5e و 5 گیگابیت روی کابل Cat6 در محدوده مسافتی 100 متر است. 
به دلیل این‌که روی این کابل‌ها پهنای ‌باند محدود است، تنها راه‌حل موجود استفاده از تکنیک مدولاسیون بالاتر است. به هر حال، این سرعت‌ها به‌زودی وارد شبکه‌های کابلی اترنت خواهند شد و علاوه بر صرفه‌جویی اقتصادی و کاهش هزینه‌های سوییچ به شبکه‌های 10 گیگابیت و خرید و نصب و استقرار دستگاه‌های جدید، موجب افزایش کارایی سرویس‌های موجود و ارائه خدمات حرفه‌ای‌تر می‌شوند و با ترکیب با شبکه‌های بی‌سیم می‌توانند در یک محدوده زمانی چند ساله زیرساخت شبکه‌های فعلی را دستخوش تغییرات زیادی نکنند. بهتر است شرکت‌ها منتظر به‌کارگیری دستگاه‌های جدید مبتنی بر سرعت‌های 2.5 و 5 گیگابیت باشند. البته در بازار کم‌کم شاهد ورود نسل جدیدی از روترها، سوییچ‌ها و دستگاه‌های ذخیره‌سازی NAS رده متوسط اما با درگاه‌های قابل توسعه 10Gb هستیم. هم‌زمان شبکه‌های 10 گیگابیت به درون سازمان‌های متوسط و کوچک می‌خزند و برای خود یک جای پا می‌سازند. سازمان‌هایی که به‌شدت روی سرعت شبکه خود دچار مشکل و کمبود پهنای ‌باند هستند، می‌توانند روی راه‌کارهای شبکه‌های 10 گیگابیت نیز متمرکز شوند و از سوی دیگر امیدوار باشند در سال‌های آینده هزینه تجهیزات این نوع شبکه‌ها کاهش یابند و در دسترس‌تر باشند. 

50G ،25G و 100G در مراکز داده
همان‌ طور که شبکه‌های اترنت به سرعت‌های بالاتر چشم دارند، مراکز داده نیز به بهبود نرخ انتقال اطلاعات نیازمند هستند. حجم اطلاعات ذخیره‌ شده روی مراکز داده روز به روز افزایش می‌یابد. از سوی دیگر، طیف وسیعی از سرویس‌های مبتنی بر تقاضا و موبایل به سوی این مراکز سرازیر شده‌اند، به طوری که مدیران مراکز داده با نیازهای جدید و پیچیده‌ای روبه‌رو هستند و باید درخواست‌های بسیار پیش‌رفته‌تری را نسبت به گذشته پاسخ دهند. به همین دلیل، علاوه بر تغییر معماری این تجهیزات، بحث افزایش سرعت میان خود  اتصالات داخلی یا اینترکانکشن‌های سرورها و رک یا میان کانتینرهای مختلف مطرح می‌شود.
اپراتورهای شبکه‌های کلاود و شبکه‌های بسیار بزرگ و چندپلتفرمی نیازمند طرح‌ریزی و برنامه‌ریزی برای توسعه زیرساخت شبکه خود براساس نیازهای جدید هستند. سرویس‌دهنده‌ها باید بتوانند با کم‌ترین هزینه ممکن و سرمایه‌گذاری، از سوی دیگر کاهش هزینه‌های عملیاتی (CAPEX/OPEX) شبکه را توسعه دهند و ظرفیت‌های جدیدی ایجاد کنند. کاهش هزینه و افزایش ظرفیت و سرعت همیشه در تضاد هستند و هنر مدیران مرکز داده باید حل این معادله و یافتن راه‌حل‌هایی میانی برای غلبه بر مشکلات و رسیدن به اهداف باشد. کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند بزرگ‌ترین مراکز داده دنیا به سوی سرعت 100 گیگابیت اترنت روی شبکه‌های فیبر نوری حرکت کنند، در حالی که سرعت‌های مقرون به‌صرفه‌تری مانند 25 و 50 گیگابیت نیز برای مراکز داده متوسط در دسترس خواهند بود.

 شکل 3: سرورهای مرکز داده جدید از استاندارد 25G/50G پشتیبانی می‌کنند.

کنسرسیوم 25G/50G Ethernet که بدنه اصلی توسعه‌دهنده استانداردهای مرکز داده است، مشخصات سرعت‌های اترنت 25 و 50 گیگابیت را به‌صورت کاملاً منبع باز به تمام شرکت‌های سازنده و توسعه‌دهنده مرکز داده ارسال کرده و به آن‌ها مجوز داده است تا طبق این مشخصات اقدام به ساختن، استقرار و پیاده‌سازی محصولات سازگار با آن‌ها کنند. این استاندارد به‌طور گسترده موجب به‌کارگیری درگاه‌های اترنت 25G و 50G می‌شود و با یک‌پارچه‌سازی با اترنت 100G می‌تواند توسعه کلاودهای خصوصی را در پی داشته باشد. شاید این‌ طور به نظر برسد که تصویب استاندارد 25G/50G گامی به عقب باشد؛ زیرا قبلاً استانداردهای 40G و 100G را روی شبکه‌های اترنت داشتیم. در توضیح باید بگوییم استاندارد 25G/50G افزایش سرعت را هم‌زمان با کاهش هزینه‌ها و ارائه راه‌حل‌های مقرون به‌صرفه‌تری امکان‌پذیر می‌کند. به‌طور خاص، سرورهای استفاده شده در حوزه محاسبات ابری با استاندارد جدید کارایی و سرعت مضاعفی پیدا کرده‌اند، بدون این‌که به تغییر یا توسعه سخت‌افزاری نیاز داشته باشیم. استاندارد 25G از همان کابل، زیرساخت شبکه‌ای و حتی هزینه شبکه‌های 10G استفاده می‌کند، ولی کارایی 5/2 برابری دارد. به‌طور مشابه، استاندارد 50G هزینه‌ استقراری نصف شبکه‌های 40G دارد، ولی شاهد افزایش 25 درصدی کارایی خواهیم بود. 

شبکه‌های کلاود مقیاس‌پذیر
سازمان‌ها چگونه می‌توانند هزینه‌های حرکت به سوی پلتفرم‌ها و شبکه‌های موبایل را کاهش بدهند، در حالی که زیرساخت آی‌تی موجود سازمان را بهینه‌سازی و منعطف کرده‌اند؟ پاسخ کلاود در ترکیب با شبکه‌های نرم‌افزارمحور (SDN) است. مجازی‌سازی شبکه‌ها، ذخیره‌سازی و سرورها سه المان کلیدی هستند که می‌توانند در این زمینه مورد استفاده قرار گیرند. محاسبات ابری در این فرآیند نقش بسیار حیاتی ایفا می‌کند و امکان دسترسی به اینترنت برای تمام برنامه‌های کاربردی و منابع محاسباتی عظیم را فراهم می‌سازد. اصولاً کلاود برای ایجاد ظرفیت‌های جدید و پاسخ‌دهی به نیازهای در حال رشد شرکت‌ها است تا بتوانند کسب‌وکار خود را توسعه دهند یا منعطف‌تر سازند. همین ‌طور، کسب‌وکارهای کوچک و استارت‌آپ‌ها بدون این‌که نیازمند زیرساخت آی‌تی گسترده‌ای باشند یا هزینه اولیه زیادی را متحمل شوند، می‌توانند با کلاود سرویس‌های متنوع و به‌روزی ارائه دهند؛ زیرا این کسب‌وکارها از سرویس‌های کلاود آماده شده شرکت‌های ثالث استفاده می‌کنند.

 سه بخش اصلی معماری CSN لایه شبکه فیزیکی، سرویس‌های شبکه و ابزارهای SDN و NFV هستند. 

در کنار کلاود، استفاده از SDN و SDDC می‌تواند هوشمندی بیش‌تری در شبکه ایجاد کند و دست توسعه‌دهنده‌ها را برای سفارشی‌سازی یا برنامه‌ریزی شبکه باز بگذارد. در گام نخست، معماری SDN نیازمند تغییر در کل شبکه نیست و فقط به افزودن یک سوییچ/ روتر مبتنی بر این فناوری به شبکه محدود می‌شود. سازمان‌هایی که با محدودیت‌های زیرساختی بزرگی مانند نداشتن هوشمندی، انعطاف‌ناپذیری، مقیاس‌ناپذیری یا کارایی مؤثر در شبکه‌های‌شان روبه‌رو هستند، می‌توانند کم‌کم به سوی پیاده‌سازی SDN بروند. محصولات این استاندارد جدید وارد بازار شده‌اند، ولی هم گران هستند و هم سازگاری و یک‌پارچگی لازم را ندارند. مثلاً سیسکو چند راه‌کار و محصول عرضه کرده است، در حالی که جونیپر نیز محصولات خود را دارد. شاید بهترین کار در مقطع کنونی این باشد که مطالعه روی SDN و ساختن فهرستی از باید و نبایدها را شروع کنیم و بعد منتظر تحولات جدید بازار بمانیم.

شبکه‌های منبع‌ باز
شبکه‌های کلاود مقیاس‌پذیر بدون نرم‌افزار (هر سوییچ به یک سیستم‌عامل نیاز دارد) بی‌فایده است. نرم‌افزار در این سطح باید بتواند به هر سخت‌افزار شبکه‌ای فارغ از سیستم‌عامل پشت پرده آن پاسخ‌گو باشد و قابلیت جداسازی لایه‌های انتزاعی را در یک سوییچ فراهم کند. مثال ساده‌ای از این وضعیت، ارتباط دو سیستم‌عامل ویندوز و لینوکس در دو سوی یک سرور است. از بین بردن مرزهای انحصاری و اختصاصی در شبکه به توسعه‌دهنده‌ها امکان فراهم‌سازی همکاری و سازگاری بیش‌تر بخش‌های مختلف یک شبکه منبع‌ باز را می‌دهد. در نتیجه، می‌توان مزایای بیش‌تری روی شبکه ایجاد کرد. مؤسسه تحقیقاتی گارتنر پیش‌بینی می‌کند تا انتهای سال 2015 بیش از 85 درصد نرم‌افزارهای تجاری دنیا منبع‌ باز شوند و 95 درصد سازمان‌های متوسط آی‌تی از این نرم‌افزارها استفاده کنند. چند دهه است شرکت‌ها یک مجموعه انحصاری و اختصاصی شامل سرور، ذخیره‌ساز اطلاعات، شبکه و نرم‌افزار را به مشتری می‌فروشند، اما اکنون مشتریان به‌شدت احساس می‌کنند باید خودشان هم در پیکربندی و سفارشی‌سازی این سیستم نقش داشته باشند تا بتوانند راه‌کارهای مختلفی را آزمایش کنند. مثلاً بتوانند با استفاده از نرم‌افزارهای منبع‌ باز، قابلیت‌های جدیدی روی سخت‌افزارهای قدیمی ایجاد کنند و از خرید دستگاه‌های جدید خلاص شوند. این رویکرد و دیدگاه به مزایایی مانند سرعت بیش‌تر، کاهش هزینه و نوآوری ختم می‌شود.

 یکی از سخت‌افزار‌های منبع‌ باز استفاده شده در مرکز CERN

 در چند سال اخیر، پلتفرم‌های نرم‌افزاری منبع‌ باز به سخت‌افزار و استانداردهای اینترنت و شبکه نیز سرایت کرده است و ما شاهد توسعه چند پروتکل اساسی شبکه‌های آینده بر اساس جامعه باز توسعه‌دهنده‌ها و همکاری شرکت‌های بزرگ صنعت شبکه هستیم. کنسرسیوم‌های مختلفی برای توسعه باز پروتکل‌هایی مانند OpenStack و OpenFlow تشکیل شده است و یک کنسرسیوم بزرگ از شرکت‌های شبکه‌ای نیز روی معماری باز سخت‌افزار شبکه کار (Open Compute Project) می‌کند. در گذشته، به‌طور سنتی یک برند راه‌کاری برای بسیاری از تأمین‌کنندگان عرضه می‌کرد و از سوی دیگر مشتری می‌توانست پیشنهادهایی برای کاهش هزینه و بهبود کارایی عرضه کند. در وضعیت جدید، با وجود شبکه‌های منبع‌ باز به سوی مجتمع‌سازی سیستم‌ها حرکت می‌کنیم و علاوه بر این‌که باز هم بسیاری از تأمین‌کنندگان پشتیبانی می‌شوند، خود مشتری می‌تواند روی سیستم انعطاف‌پذیری و بهبود کارایی را انجام دهد. خوش‌بختانه، در بازار کامپیوترهای شخصی و سرور خود شرکت‌های سازنده به این هدف نزدیک می‌شوند و طیف مختلفی از نرم‌افزار، سخت‌افزار و تعدادی استاندارد منبع‌ باز برای این یک‌پارچه‌سازی را عرضه کردند. اگر هنوز در سازمان شما از راه‌کارها و سیستم‌های انحصاری استفاده می‌شود؛ دیر یا زود ناگزیر به تغییر آن‌ها خواهید بود. پس، لازم است روی راه‌کارهای شبکه منبع‌ باز در بازار تمرکز کنید و مطالعه بیش‌تری داشته باشید.