معماری شبکه چیست + بررسی انواع طراحی معماری شبکه کامپیوتر
معماری شبکه چیست؟ معماری شبکه به نحوه ساختار دستگاه ها و خدمات شبکه برای تأمین نیازهای اتصال دستگاه های سرویس گیرنده اشاره دارد. دستگاه های شبکه معمولاً شامل سوئیچ ها و روترها هستند. انواع خدمات شامل DHCP و DNS است. دستگاه های مشتری شامل دستگاه های کاربر نهایی، سرورها و چیزهای هوشمندانه است. در ادامه به بررسی انواع طراحی معماری شبکه کامپیوتر می پردازیم.
پیشگام رایانه به صورت تخصصی خدمات معماری شبکه را به مشتریان گرامی خود ارائه می دهد. در صورت نیاز به دریافت خدمات نصب و راه اندازی شبکه یا دریافت مشاوره در خصوص معماری شبکه و نقشه شبکه می توانید با شماره 02157801000 تماس حاصل فرمایید.
معماری شبکه
معماری شبکه Network architecture طراحی شبکه کامپیوتری است. این چارچوبی برای مشخصات اجزای فیزیکی شبکه و سازمان عملکرد و پیکربندی آنها، اصول عملیاتی و رویه های آن و همچنین پروتکل های ارتباطی مورد استفاده است.
در ارتباطات از راه دور، مشخصات معماری شبکه ممکن است شامل شرح مفصلی از محصولات و خدمات تحویل داده شده از طریق شبکه ارتباطی و همچنین نرخ دقیق و ساختارهای صورتحساب باشد که تحت آن خدمات جبران می شود.
معماری شبکه اینترنت عمدتا با استفاده از مجموعه پروتکل اینترنت بیان می شود، نه یک مدل خاص برای اتصال شبکه ها یا گره ها در شبکه، یا استفاده از انواع خاصی از پیوندهای سخت افزاری.
معماری شبکه چیست
معماری شبکه استانداردهای تعریف شده برای نحوه اتصال کامپیوترها به یکدیگر و نحوه ارسال اطلاعات را نشان می دهد. به عبارت دیگر، معماری شبکه مجموعه ای از استانداردها است که نوع کابل کشی، اتصالات، توپولوژی، نحوه دسترسی به خطوط انتقال و سرعت انتقال را تعیین می کند.
بنابراین، هنگام راه اندازی شبکه، ابتدا باید معماری شبکه مشخص شود و سپس اجزا و اتصالات شبکه مطابق با استانداردهای مشخص شده توسط معماری شبکه پیکربندی شود.
معماری شبکه ساختار داخلی یک شبکه است که شامل سخت افزار، لایه های عملیاتی و پروتکل ها می شود. این ساختمان داخلی شبکه کامپیوتری برای برقراری ارتباط و اطمینان از انتقال امن داده ها استفاده می شود. معماری شبکه برای تعریف استانداردهای فیزیکی برای پیچیدگی قابلیت همکاری و انتقال بی وقفه داده ها طراحی شده است.
طراحی و معماری شبکه
تفاوت بین طراحی شبکه و معماری چیست؟ آیا طراحان شبکه و معماران کارهای متفاوتی انجام می دهند؟ فردی که وظیفه اش معماری شبکه است ارتباط مستقیمی با مشاغل و راه حل های آنها دارد. در واقع، معمار شبکه با افرادی مانند مدیر امنیتی، مدیر فناوری و مدیر فناوری اطلاعات است تا دریابد که هدف آنها چیست و راه حلی برای آنها ارائه دهد.
در واقع معماری شبکه به دنبال پاسخ و راه حل است و بر آنها تمرکز می کند. با طراحی شبکه می توان ابزار و تجهیزات مورد نیاز را انتخاب کرد.
معماری شبکه به چه چیزی اشاره دارد؟
معماری شبکه به چیدمان ساختاری و منطقی شبکه اشاره دارد. نحوه اتصال دستگاه های شبکه و قوانین حاکم بر انتقال داده بین آنها را شرح می دهد.
راه های زیادی برای نزدیک شدن به طراحی معماری شبکه وجود دارد که به هدف و اندازه شبکه بستگی دارد. برای مثال، شبکه‌های گسترده (WAN)، به گروهی از شبکه‌های متصل به هم که اغلب فواصل زیادی را در بر می‌گیرند، اشاره دارد. معماری شبکه آن بسیار متفاوت از یک شبکه محلی (LAN) یک شعبه اداری کوچکتر خواهد بود.
برنامه ریزی معماری شبکه حیاتی است زیرا عملکرد کل سیستم را افزایش می دهد یا مانع از آن می شود. برای مثال، انتخاب رسانه یا تجهیزات نادرست انتقال برای یک بار سرور مورد انتظار خاص، می‌تواند باعث کندی شبکه شود.
معماری شبکه همچنین می تواند امنیت را تسهیل کند و با اتصال دستگاه های کاربر بیشتر به شبکه اهمیت فزاینده ای پیدا می کند. طراحی و پروتکل های شبکه باید از شناسایی و مجوز سریع و کارآمد کاربر پشتیبانی کند.
اکثر معماری های شبکه از مدل اتصال سیستم های باز یا OSI استفاده می کنند. این مدل مفهومی وظایف شبکه را به هفت لایه منطقی، از پایین ترین تا بالاترین انتزاع، جدا می کند.
به عنوان مثال، لایه فیزیکی به اتصالات سیم و کابل شبکه می پردازد. بالاترین لایه، لایه Application، شامل APIهایی است که با عملکردهای خاص برنامه مانند چت و اشتراک گذاری فایل سروکار دارند.
مدل OSI با جداسازی مناطق مشکل از یکدیگر، عیب یابی شبکه را آسان تر می کند.
انواع معماری شبکه
در حالی که روش های بی شماری برای طراحی معماری شبکه شما وجود دارد، خواهید دید که اکثر آنها به یکی از دو نوع تقسیم می شوند. اینها معماری های همتا به همتا و کلاینت/سرور هستند.
مدل معماری همتا به همتا
در یک مدل همتا به همتا، همه دستگاه‌ها در یک شبکه دارای مسئولیت‌ها و امتیازات مساوی با یکدیگر هستند. این بدان معناست که وظایف به طور مساوی در سراسر شبکه تخصیص داده می شوند. فایل‌های موجود در یک رایانه را می‌توان با هر رایانه دیگری به اشتراک گذاشت و اساساً هر گره را به یک درایو ذخیره‌سازی شبکه تبدیل می‌کند. منابعی مانند چاپگر متصل به یک دستگاه نیز برای هر دستگاه دیگری در شبکه قابل مشاهده است.
معماری همتا به همتا برای شبکه های کوچک مانند یک شعبه مناسب است. به طور مثال، شبکه خانگی شما اغلب از مدل معماری همتا به همتا استفاده می کند.
مدل معماری کلاینت/سرور
در معماری کلاینت/سرور، تمام دستگاه‌های موجود در شبکه که «کلینت‌ها» نامیده می‌شوند، به یک هاب مرکزی به نام «سرور» متصل هستند. سرور بخش عمده ای از عملیات شبکه را مدیریت می کند – ذخیره سازی داده ها، پردازش درخواست های مشتری، امنیت سایبری و کنترل دسترسی.
اکثر شبکه های بزرگ، مانند شبکه های WAN، اغلب از مدل مشتری/سرور استفاده می کنند. به عنوان مثال، وب سروری که به این مقاله دسترسی دارید، یک مثال عالی است. در این مورد، رایانه یا تلفن هوشمند شما دستگاه مشتری است. کلاینت/سرور نیز معماری شبکه سازمانی ترجیحی است.
همچنین یک معماری ترکیبی به نام محاسبات لبه ای وجود دارد که در اینترنت اشیا (IoT) محبوبیت بیشتری پیدا می کند. شبیه معماری کلاینت/سرور است. با این حال، به جای اینکه سرور مسئول تمام وظایف ذخیره‌سازی و پردازش باشد، بخشی از آن به رایانه‌هایی که نزدیک‌تر به ماشین کلاینت هستند، به نام دستگاه‌های لبه، واگذار می‌شود.
چرا معماری های مختلف شبکه وجود دارد؟
شبکه های رایانه ای برای تأمین نیازهای مشتریانشان ساخته شده اند. در زیر سه نوع معمول شبکه سازمانی شرح داده شده است:
شبکه های دسترسی، برای پردیس ها و شعب، برای آوردن کاربران و چیزهای دیگر مانند اتصال کارمندان در یک ساختمان اداری ساخته شده اند.
شبکه های مرکز داده سرورهایی را که میزبان داده ها و برنامه ها هستند به یکدیگر متصل می کنند و آنها را در دسترس کاربران قرار می دهند.
شبکه های گسترده (WAN) کاربران را به برنامه هایی متصل می کنند، گاهی اوقات در مسافت های طولانی، مانند اتصال کارکنان بیمارستان به برنامه های بهداشتی.
این شبکه ها و سایر شبکه ها با تهدیدهای امنیتی مختلفی روبرو هستند که باید از آنها در برابر آنها محافظت کنند.
برای تأمین این نیازهای متنوع، همه انواع شبکه دارای معماری منحصر به فردی هستند.
طراحی معماری شبکه
طراحی هر معماری شبکه دیجیتال شامل بهینه سازی بلوک های سازنده آن است. این شامل:
سخت افزار
اینها تجهیزاتی هستند که اجزای یک شبکه را تشکیل می دهند، مانند دستگاه های کاربر (لپ تاپ، رایانه، تلفن همراه)، روترها، سرورها و دروازه ها. بنابراین، به نوعی، هدف هر معماری شبکه یافتن کارآمدترین راه برای دریافت داده ها از یک نقطه سخت افزاری به نقطه دیگر است.
رسانه انتقال
رسانه انتقال به اتصالات فیزیکی بین دستگاه های سخت افزاری در یک شبکه اشاره دارد. رسانه های مختلف ویژگی های مختلفی دارند که تعیین می کند داده ها با چه سرعتی از یک نقطه به نقطه دیگر حرکت می کنند.
آنها به دو شکل وجود دارند: سیمی و بی سیم. رسانه های سیمی شامل کابل های فیزیکی برای اتصال هستند. به عنوان مثال می توان به کواکسیال و فیبر نوری اشاره کرد. از طرف دیگر رسانه های بی سیم به سیگنال های مایکروویو یا رادیویی متکی هستند. محبوب ترین نمونه ها WiFi و تلفن همراه هستند.
پروتکل ها
پروتکل ها قوانین و مدل هایی هستند که بر نحوه انتقال داده ها بین دستگاه ها در یک شبکه نظارت می کنند. همچنین این زبان مشترکی است که به ماشین های مختلف در یک شبکه اجازه می دهد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. بدون پروتکل، آیفون شما نمی تواند به یک صفحه وب ذخیره شده در سرور لینوکس دسترسی پیدا کند.
بسته به ماهیت داده ها، پروتکل های شبکه زیادی وجود دارد. به عنوان مثال می توان به پروتکل کنترل انتقال / پروتکل اینترنت (TCP/IP) که توسط شبکه ها برای اتصال به اینترنت استفاده می شود، پروتکل اترنت برای اتصال یک رایانه به رایانه دیگر و پروتکل انتقال فایل برای ارسال و دریافت فایل ها به و از یک سرور اشاره کرد.
توپولوژی
نحوه اتصال شبکه به یکدیگر به اندازه قطعات آن مهم است. بهینه سازی این هدف توپولوژی شبکه است.
توپولوژی ساختار شبکه است. این مهم است زیرا عواملی مانند فاصله بین دستگاه های شبکه بر سرعت رسیدن داده ها به مقصد تأثیر می گذارد و بر عملکرد تأثیر می گذارد. توپولوژی های شبکه مختلفی وجود دارد که هر کدام دارای نقاط قوت و ضعف هستند.
به عنوان مثال، توپولوژی ستاره ای طرحی را توصیف می کند که در آن همه دستگاه های موجود در شبکه به یک هاب مرکزی متصل هستند. مزیت این طرح این است که اتصال دستگاه ها به شبکه آسان است. با این حال، اگر هاب مرکزی از کار بیفتد، کل شبکه از کار می افتد.
از سوی دیگر، توپولوژی باس جایی است که تمام دستگاه های شبکه به یک مسیر واحد متصل می شوند که گذرگاه نامیده می شود. اتوبوس مانند یک بزرگراه عمل می کند که داده ها را از یک قسمت شبکه به قسمت دیگر منتقل می کند. در حالی که پیاده سازی ارزان و آسان است، اما با اضافه شدن دستگاه های بیشتری به شبکه، عملکرد آن کاهش می یابد.
امروزه، بیشتر معماری‌های شبکه از توپولوژی ترکیبی استفاده می‌کنند که توپولوژی‌های مختلف را برای جبران ضعف هر فرد ترکیب می‌کند.
چرا معماری شبکه تحت فشار است؟
امروزه، برای تأمین نیازهای دقیق ناشی از پیشرفت های فناوری و ابتکارات تحول دیجیتال، از شبکه ها خواسته شده است که کارهای بیشتری انجام دهند. شبکه های دسترسی باید دستگاه های کاربر و چیزهای هوشمند را قبل از سوار کردن، شناسایی، تأیید اعتبار و مجوز دهند. شبکه های مرکز داده باید برنامه ها را در مراکز داده و ابرهای متعدد متصل کنند. شبکه های WAN هنگام ارائه برنامه های توزیع شده به کاربران توزیع شده باید هزینه ها را به حداقل برسانند و تجربه کاربر را افزایش دهند.
همچنین شبکه ها باید پویا، چابک و با نیازهای تجاری قدم در قدم بگذارند. ثابت شده است که روش های سنتی و دستی کنترل شبکه های رایانه ای ناپایدار هستند. رویکردهای جدید لازم است، رویکردهایی که نیاز به تغییر تحول در نحوه بایگانی شبکه ها دارند.
اجزای معماری مدرن شبکه
این صنعت اکنون از معماری هایی استفاده می کند که بار ساخت و نگهداری شبکه های رایانه ای را برای عصر دیجیتال کاهش می دهد. فقط Cisco مجموعه کاملی از معماری مدرن شبکه را برای دسترسی، WAN، مرکز داده و cloud ارائه می دهد.
شبکه مبتنی بر قصد (IBN)
یک شبکه مبتنی بر قصد، نتایج مورد نظر یک سازمان را در سطح بالایی به عنوان ورودی در نظر گرفته و شبکه را برای دستیابی به این اهداف راه اندازی می کند. این کار را با اتوماسیون گسترده عملیات، تجزیه و تحلیل عملکرد شبکه، تعیین دقیق نقاط مشکل دار، تأمین امنیت همه جانبه و ادغام با فرایندهای تجاری انجام می دهد.
کنترل شده به رهبری
کنترل کننده های شبکه از شبکه های مبتنی بر intent-based هستند و برای مقیاس گذاری و ایمن سازی شبکه ها در دوران دیجیتال ضروری هستند. کنترل کننده ها به طور چشمگیری عملیات را ساده می کنند و به سازمان ها کمک می کنند تا سریعاً به تغییر الزامات تجاری پاسخ دهند. آنها عملکردهای شبکه را با ترجمه هدف تجاری به پیکربندی دستگاه به طور خودکار انجام می دهند و برای اطمینان از عملکرد و امنیت دستگاه های شبکه را به طور مداوم کنترل می کنند.
چند دامنه
شبکه های متعددی در یک شرکت از طریق کنترل کننده های خود با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. چنین ادغام های شبکه ای یا چند دامنه ای معمولاً شامل تبادل پارامترهای عملیاتی مربوطه برای اطمینان از دستیابی نتایج کسب و کار مطلوب در دامنه های شبکه است.