الشبكات الافتراضية للاختبار والتطوير: دليل شامل

عندما تحتاج إلى إنشاء شبكة جديدة، سواءً لمنزلك أو مكتب صغير أو بنية تحتية لشركة بأكملها، فإنّ أفضل طريقة ليست التسرّع في شراء الكابلات والأجهزة. قبل إنفاق المال واحتمالية حدوث مشاكل في الإنتاج، يُنصح بالتعاون مع... الشبكات الافتراضية للاختبار والتطويروهنا يأتي دور أجهزة المحاكاة والمختبرات الافتراضية: فهي تسمح لك باختبار التكوينات وسياسات الأمان والأداء دون تعريض أي شيء حقيقي للخطر.

لا تقتصر فائدة هذه الأدوات على المهام اليومية في بيئات العمل فحسب، بل إنها لا تقدر بثمن أيضاً في تدريبك. فباستخدامها، يمكنك التدرب. التوجيه، والتحويل، والأمان، وإنترنت الأشياء، والشبكات المعرفة بالبرمجيات، أو المحاكاة الافتراضيةاستعد للحصول على شهادات مثل CCNA وCCNP وحتى CCIE، وقم بمحاكاة بيئات معقدة نسبيًا باستخدام حاسوب محمول أو خادم مناسب. دعونا نلقي نظرة فاحصة على أنواع الأدوات المتاحة، والفرق بين المحاكاة والتقليد، والخيارات المتاحة في السوق، وكيف يتناسب كل ذلك مع بيئات المحاكاة الافتراضية واختبار البرمجيات.

محاكي الشبكة مقابل المحاكي: ما هي التغييرات في الممارسة العملية؟

في الحياة اليومية، تُستخدم هذه المصطلحات كمرادفات تقريبًا، ولكن هناك... فرق هام بين المحاكيات والمحاكيات شبكة تؤثر على ما يمكنك فعله بكل منها.

Un محاكي الشبكةتُعيد أدوات مثل Cisco Packet Tracer أو Boson NetSim إنشاء سلوك الشبكة باستخدام برامج مبسطة فقط. تعمل هذه الأدوات مع نماذج منطقية لأجهزة التوجيه والمحولات والخوادم وأجهزة الكمبيوتر، ولكنها لا تُشغّل أنظمة التشغيل الفعلية للأجهزة. وهذا ما يجعلها مثالية لـ... فهم المفاهيم الأساسية (عناوين IP، وشبكات VLAN، والتوجيه الثابت، وبروتوكولات الطبقة 2 و3، وما إلى ذلك)، تستهلك موارد قليلة جدًا وهي مثالية للبدء في الحصول على شهادات مثل CCNA.

لذلك، إذا كنت ترغب في تعلم أساسيات الشبكات أو القيام بتمارين بسيطة، فسيكون من الأفضل لك استخدام محاكيات خفيفة الوزن ومجانيةلكن إذا كان هدفك هو الاستعداد لاختبارات متقدمة، أو التحقق من صحة التكوينات الهامة، أو نسخ الشبكات الكبيرة، فعليك اختيار محاكيات بصور حقيقية، بافتراض ارتفاع استهلاك الموارد، وفي كثير من الأحيان، تكاليف الترخيص.

ماذا يعني تصميم الشبكة قبل تثبيتها؟

إن تصميم الشبكة لا يقتصر على اختيار جهاز توجيه وتوصيله بالكهرباء. فالتصميم الجيد جزء من العملية. عملية تطوير الأنظمة لأي منظمة، ويتضمن تحديد البنية المادية والمنطقية للشبكة: من الكابلات إلى الأمن وعناوين IP.

عادة ما تنعكس نتيجة ذلك العمل في مخطط أو خريطة الشبكة يُستخدم هذا كدليل للفنيين عند تثبيت وتكوين كل شيء. يتضمن هذا الرسم التخطيطي ما يلي:

• خريطة منطقية للشبكة: كيفية ربط القطاعات، وشبكات VLAN، والشبكات الفرعية، والأجهزة.
• بنية كابلات وعناوين بروتوكول الإنترنتتوزيع الكابلات، وأنواع الوصلات، والنطاقات، والشبكات الفرعية.
• جرد وتحديد مواقع الأجهزةأجهزة التوجيه، والمحولات، وجدران الحماية، والخوادم، ونقاط الوصول، وما إلى ذلك.
• بنية أمنية: المناطق، والسياسات، ومواقع جدار الحماية، وأنظمة كشف ومنع التسلل، وضوابط الوصول.

في الوقت نفسه، يعتمد كل تصميم، حتى وإن كان ذلك ضمنيًا، على بنية متعددة الطبقات من الشبكة. ولتبسيط الأمور قليلاً، يمكننا تقسيمها على النحو التالي:

• الطبقة المادية: جميع الأجهزة التي يمكن لمسها (الكابلات، وبطاقات الشبكة، والمحولات، وأجهزة التوجيه، وما إلى ذلك).
• طبقة وصل البياناتيضمن نقلًا موثوقًا بين عقد نفس القطاع (VLAN، Ethernet، STP...).
• طبقة الشبكة: يحدد التوجيه المنطقي والمسارات التي تتبعها الحزم بين الشبكات المختلفة.
• غطاء النقل: يدير كيفية تجزئة المعلومات، وكيفية إرسالها، وكيفية ضمان التسليم (TCP، UDP).
• الطبقات العليا (الجلسة، العرض التقديمي، التطبيق): التحكم في الجلسات بين التطبيقات، وتنسيق البيانات، والبروتوكولات مثل HTTP وDNS وما إلى ذلك.

يبدو كل هذا نظرياً للغاية، لكنه يعني عملياً أنه كلما كان عملك على هذا التصميم الأولي في بيئة افتراضية أفضل، ستكون المفاجآت أقل عندما تنتقل إلى البيئة الحقيقية.

لماذا يستحق الأمر تصميم شبكتك واختبارها افتراضياً

إن الاعتقاد بإمكانية ابتكار التصميم بشكل ارتجالي هو وصفة للفشل. تصميم الشبكة الأولي والتحقق من صحتها في مختبر افتراضي يتمتع بمزايا واضحة في كل من البيئات المنزلية وبيئات العمل.

من ناحية أخرى، يسمح لك التخطيط الجيد بـ تحديد حجم الموارد بشكل صحيحعرض النطاق الترددي، والتخزين، وعدد الشبكات المحلية الظاهرية، والشبكات الفرعية، ومستويات التكرار، وآليات الأمان، وما إلى ذلك. وهذا يجعل من السهل جدًا توقع القيود المستقبلية وتجنب الاضطرار إلى إجراء تغييرات جذرية عندما تكون الشبكة قيد التشغيل بالفعل.

علاوة على ذلك، إذا اعتمدت في التصميم على المواد المتوفرة فعلياً أو التي تخطط لشرائها، يمكنك تحسين استخدام بروتوكول الإنترنت، والتجزئة، والروابط، وعرض النطاق التردديوبهذه الطريقة تتجنب الاختناقات، والتشبع في نقاط معينة من الشبكة، ومشاكل النمو.

يُعدّ الأمن سببًا مهمًا آخر: إذ يسمح لك تصميم الشبكة المدروس جيدًا بتحديد سياسات أمنية معدلة، وضع جدران الحماية في أماكنها المناسبة، ودمج أنظمة كشف التسلل، وتنفيذ قوائم التحكم في الوصول، وتقسيم الشبكة بشكل صحيح (على سبيل المثال، عن طريق فصل بيئات المستخدم والخادم والضيف وإنترنت الأشياء، وما إلى ذلك).

وأخيرًا، شبكة مصممة من الصفر مع قابلية التوسع والتكيف يُمكّنك وضع ذلك في الاعتبار من التوسع دون الحاجة إلى هدم كل شيء. من الصعب التنبؤ بالمستقبل، ولكن يمكنك تهيئة البنية التحتية لإضافة المزيد من العُقد أو الخدمات أو المواقع بطريقة منظمة.

المختبرات الحقيقية مقابل المختبرات الافتراضية

في الشركات الكبيرة، وخاصة في القطاعات الحيوية مثل الخدمات المصرفية والاتصالات والرعاية الصحية، من الشائع أن يكون لديك مختبرات التجهيز الجسديباختصار، هذه عبارة عن رفوف بنفس الأجهزة المستخدمة في الإنتاج، حيث يتم نسخ التكوينات الحقيقية لاختبار تغييرات التكوين قبل نشرها على الشبكة الفعلية.

في هذه البيئات، يتم التحقق منها بعناية. جميع التعديلاتتحديثات البرامج الثابتة، وتعديلات بروتوكول BGP، وسياسات جدار الحماية الجديدة، وتغييرات جودة الخدمة... الهدف هو تقليل مخاطر انقطاع الخدمة قدر الإمكان، وهو أمر يمكن أن يكون له آثار اقتصادية وسمعة قاسية.

تكمن المشكلة في أن إنشاء مختبر فعلي كهذا يكلف ثروة. فالعديد من الشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم لا تستطيع ببساطة تحمل تكلفة نسخ أجهزة التوجيه والمحولات وجدران الحماية المتطورة لمجرد الاختبار. وهنا يأتي دور... محاكيات ومُحاكيات الشبكات إنها بمثابة طوق نجاة، لأنها تسمح لك بإعادة إنتاج نفس الشيء تقريبًا، ولكن باستخدام خادم قوي وبعض وقت التحضير.

باستخدام هذه الأدوات، يمكنك تهيئة أجهزة التوجيه والمحولات كما لو كانت موضوعة على الطاولة، وإنشاء هياكل معقدة تضم عشرات الأجهزة، دمج أجهزة افتراضية تعمل بنظامي التشغيل ويندوز أو لينكسوممارسة إعدادات الأمان أو الأداء بدقة كبيرة، كل ذلك دون لمس أي كابل مادي للشبكة الفعلية.

محاكيات ومُحاكيات الشبكة الرئيسية

لديك حاليًا مجموعة جيدة من الأدوات لإنشاء الشبكات الافتراضية للاختبار والتطويرتتوفر موارد مجانية ومدفوعة، موجهة للتدريب أو الاستخدام المهني. دعونا نستعرض أهمها.

حزمة راسم سيسكو

ربما يكون برنامج Cisco Packet Tracer هو محاكي الشبكة الأكثر شعبية للمبتدئين. تم تطويره بواسطة سيسكو وهو الأداة الموصى بها في العديد من الدورات الرسمية، وخاصة لأولئك الذين يستعدون لامتحان CCNA.

باستخدام برنامج Packet Tracer، يمكنك إعداد الشبكات باستخدام أجهزة التوجيه، والمحولات، والموزعات، وأجهزة الكمبيوتر، والخوادم، ونقاط الوصول، وغيرها من الأجهزة الأساسية. وتتمثل ميزته الرئيسية في أن إنه سهل الاستخدام للغايةيتميز بواجهة رسومية سهلة الاستخدام، ويستهلك موارد قليلة، ويتيح لك تتبع تدفق الحزم خطوة بخطوة لفهم ما يحدث في كل طبقة.

منذ الإصدار 7.0، تتطلب سيسكو registrarse gratuitamente قم بزيارة موقعهم الإلكتروني وسجّل الدخول إلى البرنامج لفتح جميع الميزات. يُنصح دائمًا باستخدام أحدث إصدار متوفر، حيث قامت سيسكو بتحسين المنتج بشكل ملحوظ لمواكبة المحاكيات الأكثر قوة.

لا يفي برنامج Packet Tracer بالمتطلبات المتعلقة بالإعدادات المتقدمة للغاية أو الشهادات المهنية، وذلك لأن لا يكشف عن جميع أوامر وميزات نظام التشغيل iOS وهو ما ستجده في جهاز توجيه حقيقي. ولكن لتعلم الأساسيات، والتحضير لامتحان CCNA، وإعداد سيناريوهات تدريبية، فهو خيار مناسب للغاية مع وجود عدد هائل من الدروس والتمارين المتاحة عبر الإنترنت.

GNS3 (محاكي الشبكة الرسومية 3)

GNS3 هو مشروع لـ المصدر المفتوح صُمم هذا البرنامج لمحاكاة الشبكات المعقدة بصور واقعية لأجهزة الشبكة، وهو مفضل لدى مهندسي الشبكات ومديريها الذين يحتاجون إلى مزيد من الواقعية أكثر مما يقدمه جهاز المحاكاة البحت.

الفكرة بسيطة: يمكنك تحميل صور ثنائية لأنظمة مثل Cisco IOS أو Junos ثم تشغيلها بطريقة محاكاة. ومن هناك، يمكنك تصميم هياكل الشبكات عن طريق سحب أجهزة التوجيه والمحولات وجدران الحماية والأجهزة الافتراضية إلى لوحة رسومية، وربطها ببعضها البعض كما تفعل في شبكة حقيقية.

يتكامل برنامج GNS3 مع تقنيات مثل Dynamips وQemu وVirtualBox، مما يسمح لك بإضافة أجهزة افتراضية تعمل بنظامي التشغيل ويندوز أو لينكس إلى المختبر، بالإضافة إلى ربط البنية الافتراضية بواجهات الشبكة الفعلية للمعدات. يوفر هذا الأخير إمكانيات عديدة، إذ يمكنك دمج حركة البيانات الحقيقية مع حركة البيانات المحاكاة وإجراء اختبارات قريبة جدًا من بيئة الإنتاج.

الطريقة الأكثر فعالية للعمل مع GNS3 هي عادةً تثبيت خادم GNS3 في جهاز افتراضي (على سبيل المثال، في VMware أو VirtualBox) واستخدم واجهة المستخدم الرسومية من جهاز الكمبيوتر الخاص بك. هذا يُخفف الحمل على وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي إلى عقدة مخصصة، مما يُحسّن الأداء العام بشكل كبير.

صحيح أن برنامج GNS3 ليس سهل الاستخدام مثل برنامج Packet Tracer: تتطلب عملية الإعداد الأولية بعض التعلم.لكن بمجرد إعداده، يصبح أداةً بالغة القوة، مثالية ليس فقط للتوجيه والتحويل، بل أيضاً لاختبارات الأمان، والأتمتة باستخدام لغة بايثون، والسيناريوهات المتقدمة للغاية. علاوة على ذلك، يُنشئ المجتمع باستمرار قوالب وأمثلة ومقاطع فيديو على يوتيوب تتضمن جميع أنواع التدريبات العملية.

EVE-NG (بيئة افتراضية محاكاة من الجيل التالي)

يُعدّ EVE-NG لاعباً رئيسياً آخر في مجال محاكاة الشبكات. إنها منصة تتيح لك إعداد مختبرات افتراضية متعددة البائعين في بيئة مركزية واحدة. يدعم هذا النظام صورًا من أجهزة سيسكو، وجونيبر، وتشيك بوينت، وبالو ألتو، وإف 5، والعديد من الأجهزة الأخرى.

لديها نسخة مجانية للمجتمع وهناك نسخة احترافية مدفوعة الأجر مزودة بميزات إضافية موجهة للشركات ومراكز التدريب. ومثل برنامج GNS3، لا تتضمن هذه النسخة صور الأجهزة، لذا ستحتاج إلى الحصول عليها (عادةً من خلال تراخيص رسمية) واستيرادها.

إحدى مزاياها الكبيرة هي أن EVE-NG تقدم واجهة ويب كاملة تعتمد على HTML5باستخدام هذه الأداة، يمكنك تصميم وإدارة بنى الشبكات دون الحاجة إلى تثبيت برنامج عميل ثقيل. كما تتيح وصول عدة مستخدمين إلى المشروع نفسه، مما يجعلها مثالية للتدريب والعمل التعاوني.

وتشمل نقاط قوتها ما يلي: تسريع الأجهزة باستخدام KVMتتيح هذه التقنية دمج الشبكات الحقيقية والافتراضية، ودعم الصور المخصصة (مثل الأيقونات المصممة باستخدام برنامج Visio) للحصول على مخططات شبكية أكثر وضوحًا وتوثيقًا. ويُستخدم عادةً برنامج طرفي مثل PuTTY للوصول إلى وحدات تحكم الأجهزة.

يمكن نشر EVE-NG في كليهما الخوادم المحلية وكذلك في السحابةوهذا يسهل إنشاء مختبرك عن بعد والذي يمكنك الاتصال به من أي مكان.

مختبرات سيسكو للنمذجة (CML) / مختبرات سيسكو للنمذجة (CML)

تقدم سيسكو منصة المحاكاة المتقدمة الخاصة بها، والمعروفة تاريخياً باسم VIRL، وحالياً باسم مختبرات سيسكو للنمذجة (CML)وهو موجه لكل من المستخدمين الأفراد والمؤسسات التعليمية والشركات التي ترغب في العمل حصريًا مع صور Cisco الرسمية.

يتطلب سرطان الدم النخاعي المزمن اشتراك سنوي يتضمن البرنامج إمكانية الوصول إلى مجموعة من صور أجهزة التوجيه والمحولات من سيسكو الجاهزة للاستخدام. وهو أسهل استخدامًا من GNS3 أو EVE-NG، خاصةً إذا كنت مهتمًا فقط بنظام سيسكو البيئي. كما يدعم أدوات طرفية مثل PuTTY للوصول إلى الأجهزة عبر سطر الأوامر.

نقطة واحدة لصالحها هي أن إنه يستغل الموارد بشكل جيد.لذلك، يمكنه تقديم أداء جيد حتى على الأنظمة ذات الإمكانيات المحدودة نسبيًا. بالنسبة لمن يستعدون للحصول على شهادات مثل CCNP أو CCIE، فهو أحد الخيارات التي توصي بها سيسكو، لأنه يضمن الحصول على الإصدارات الحالية من نظامي التشغيل IOS و IOS-XE مع دعم الميزات التي ستظهر في الامتحان.

بوسون نت سيم

Boson NetSim هو جهاز محاكاة مدفوع مصمم خصيصًا لـ مختبرات تدريبية مصممة خصيصًا للحصول على شهادات سيسكويتضمن مجموعة كبيرة من السيناريوهات الموجهة لامتحانات مثل CCNA و CCNP، مع أوامر مصححة وأهداف واضحة.

على عكس برامج المحاكاة مثل GNS3 أو EVE-NG، لا يقوم NetSim بتشغيل صور حقيقية، بل يحاكي سلوك الأجهزةيُقلل هذا من استهلاك الموارد ويُبسط العملية، ولكن في المقابل، أنت مُقيد بمجموعة التمارين والميزات التي تُقدمها الشركة المُصنعة. يُعد هذا مفيدًا جدًا إذا كانت أولويتك هي التدرب على ما هو موجود في الامتحان تحديدًا وليس مُحاكاة شبكتك الحقيقية.

محاكيات الشبكات الأخرى وبيئات المختبرات

إلى جانب الأسماء الكبيرة، هناك أدوات أخرى مثيرة للاهتمام للغاية لـ محاكاة شبكات بروتوكول الإنترنت، أو الشبكات المعرفة بالبرمجيات، أو إنترنت الأشياء، أو سيناريوهات محددة للغاية:

• مختبر PNET: يشبه إلى حد كبير برنامج EVE-NG، وهو موجه نحو مختبرات الاعتماد، ويتميز بواجهة سهلة الاستخدام نسبياً للمبتدئين ودعم للعديد من الشركات المصنعة.
• Mininetيركز على الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN). يسمح بنشر بنى الشبكات باستخدام محولات OpenFlow، ووحدات تحكم SDN، ومضيفين محاكاة على مضيف واحد. يُستخدم على نطاق واسع في البحث واختبار بروتوكولات SDN الجديدة.
• مختبر الحاوياتصُمم هذا النظام لمحاكاة الشبكات الحديثة القائمة على الحاويات. فهو يتيح لك إدارة بنى الشبكات من أجهزة التوجيه والمحولات والخدمات التي تعمل كحاويات (مثل FRR وSR Linux وغيرها). وهو مثالي للبنى السحابية الأصلية.
• كاثاراحلٌّ خفيف الوزن ووحداتي قائم على Docker، يتيح لك تحديد البنى باستخدام ملفات نصية. يتميز بمرونة عالية وسهولة الأتمتة للمختبرات الأكاديمية أو البحثية.
• نتلابإطار عمل لإنشاء مختبرات الشبكات على منصات GNS3 أو EVE-NG أو CML، وهو مفيد للغاية في تنظيم التمارين العملية أو الدورات التدريبية الكاملة. وهو ليس برنامج محاكاة بحد ذاته، بل طبقة أتمتة.
• نت بوكسإنها أكثر من مجرد محاكاة، إنها أداة لـ توثيق وإدارة البنى التحتية للشبكاتيتكامل هذا النظام بشكل جيد للغاية مع المختبرات وأنظمة التشغيل الآلي للحفاظ على اتساق المخزون والهياكل.
• NS3 (محاكي الشبكة 3)محاكي متطور قائم على الأحداث، يحظى بشعبية كبيرة في مجال البحث والتطوير للبروتوكولات الجديدة. يسمح بتحليل مفصل لأداء الشبكة في ظل ظروف مختلفة.
• OMNeT++إطار محاكاة معياري للشبكات والأنظمة الموزعة يعتمد على الأحداث. مثالي للمشاريع البحثية والسيناريوهات المعقدة (المركبات المتصلة، والأنظمة الصناعية، وما إلى ذلك).
• كوال نتصُممت هذه التقنية لمحاكاة الشبكات بشكل واقعي، مع القدرة على العمل في الوقت الفعلي ودمج العقد الافتراضية مع الأجهزة المادية. تحظى بتقدير كبير في المشاريع العسكرية، ومشاريع الاستجابة للطوارئ، والمشاريع التي تتطلب موثوقية عالية.
• محاكي MIMICمتخصص في محاكاة الأجهزة والشبكات بأكملها لأغراض المراقبة والاختبارات وتدريب فرق الدعم وتطوير أدوات إدارة الشبكات. يمكنه محاكاة كل شيء بدءًا من أجهزة التوجيه والمحولات وصولًا إلى مستشعرات إنترنت الأشياء.
• نتسيم (نسخة عامة من المختبر)تتيح لك الحلول التجارية المتنوعة التي تحمل هذا الاسم إمكانية الإعداد مختبرات الاختبار والبحث مع مجموعة واسعة من الأجهزة المحاكاة، وهو مفيد للغاية في البيئات الأكاديمية والصناعية.

القيود والعيوب في محاكيات الشبكات

مهما كانت هذه الأدوات جيدة، فهي ليست سحرية. هناك العديد منها قيود مهمة ينبغي أن تكون واضحة قبل أن تثق ثقة عمياء بما تراه في المختبر.

أول واحد هو دقةعلى الرغم من أن المحاكيات المتقدمة تقترب من الواقع بشكل كبير، إلا أنه يمكن دائمًا وجود اختلافات بين السلوك الافتراضي والأجهزة المادية: مشاكل الأداء، وتوقيت البروتوكول، والأخطاء الخاصة بالإصدار، وما إلى ذلك. لذلك، عندما يكون التغيير بالغ الأهمية، يُنصح أيضًا بالتحقق منه في بيئة قريبة قدر الإمكان من بيئة الإنتاج.

ثانيًا، يمكن أن تكون الشبكات الافتراضية يتطلب موارد كثيرةقد يؤدي استخدام شبكة تضم عشرات أجهزة التوجيه والمحولات والأجهزة الافتراضية إلى استهلاك سريع لذاكرة الوصول العشوائي ووحدة المعالجة المركزية للخادم، وإذا كانت موارد جهازك محدودة بالفعل، فستواجه تأخيرًا أو أعطالًا لا تحدث في الشبكات التقليدية. وهذا بدوره قد يشوه إدراكك للأداء.

قيد آخر هو توافر الأجهزة والبروتوكولاتلا تدعم العديد من برامج المحاكاة المجانية جميع المنصات أو جميع الميزات المتقدمة (مثل MPLS وVXLAN وSD-WAN والبروتوكولات الخاصة، إلخ). وحتى مع برامج المحاكاة، ستحتاج إلى الحصول على الصور بشكل قانوني، وهو أمر ليس سهلاً أو رخيصاً دائماً.

يضاف إلى هذا منحنى التعلمتتطلب الأدوات القوية مثل GNS3 وEVE-NG وCML وقتًا لإتقانها. لا يكفي مجرد سحب وإفلات الرموز؛ بل تحتاج إلى فهم متين لمفاهيم الشبكات وكيفية دمجها مع المحاكاة الافتراضية والتخزين والأمان. لا تتوقع إعداد شبكة مزود خدمة في اليوم الأول.

وأخيرًا، فإن العديد من الحلول الاحترافية أو بعض الوظائف المحددة هي من مدفوعللتجربة والتعلم، لديك الكثير من المواد المجانية، ولكن عندما تحتاج إلى ميزات المؤسسات (متعدد المستخدمين المتقدم، والدعم الرسمي، والصور المرخصة، والتكاملات المحددة)، عليك الاستثمار في التراخيص.

الشبكات الافتراضية، والشبكات المعرفة بالبرمجيات، ووظائف الشبكة الافتراضية

عندما نتحدث عن الشبكات الافتراضية للاختبار والتطوير، من السهل الخلط بين مفاهيم مثل تقنية المحاكاة الافتراضية للشبكات، وشبكات البرمجيات المعرفة (SDN)، وتقنية وظائف الشبكة الافتراضية (NFV).على الرغم من ارتباطهما، إلا أنهما ليسا متطابقين تماماً.

La محاكاة الشبكة يتضمن ذلك فصل وظائف الشبكة عن المكونات المادية الأساسية، وإنشاء شبكات منطقية على بنى تحتية مادية مشتركة. وهذا يسمح بإنشاء شبكات معزولة متعددة على نفس مجموعة المحولات والموجهات، أو بتوسيع الشبكة بمرونة بين مختلف المضيفين ومراكز البيانات.

من جانبها ، أ الشبكة المحددة بالبرمجيات (SDN) يفصل هذا النظام بين مستوى التحكم (الذي يتخذ القرارات بشأن مسار حركة البيانات) ومستوى البيانات (الذي يقوم بتوجيه الحزم فعليًا). ويتم تركيز التحكم في وحدة تحكم واحدة أو أكثر تقوم ببرمجة أجهزة بسيطة نسبيًا في مستوى البيانات.

الفرق الكبير هو أنه في الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) الحركة الفعلية للحزم لا يزال يعتمد على الأجهزة المادية (حتى لو كان قابلاً للبرمجة)، بينما في المحاكاة الافتراضية للشبكة، يمكن تجريد الوظائف تمامًا من الأجهزة وتشغيلها حتى كبرامج خالصة على الخوادم القياسية.

يُوفر هذا الفصل بين المستويات العديد من المزايا الواضحة: فهو يسمح لك اختر الأجهزة والبرامج بحرية أكبر التي تستخدمها، وبناء شبكات واسعة النطاق من خلال الجمع بين أجهزة مختلفة، وتطبيق سياسات موحدة من نقطة مركزية، واستخدام واجهات برمجة التطبيقات لأتمتة كل شيء تقريبًا.

من الناحية العملية، لا تتنافس الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) وتقنية المحاكاة الافتراضية للشبكات مع بعضها البعض، بل تكمل بعضها البعض. يتم دمجها وفقًا للسيناريوتتألق تقنية SDN في مراكز البيانات والمجمعات الكبيرة حيث تعمل الإدارة المركزية على تبسيط العمليات، بينما تتناسب تقنية المحاكاة الافتراضية للشبكة (وخاصة NFV) بشكل جيد للغاية مع الشبكات الواسعة والبيئات الموزعة، مما يقلل الحاجة إلى الأجهزة المتخصصة وتعقيدها.

Libvirt والشبكات الافتراضية: الشبكات الافتراضية على نظام لينكس

لتنسيق شبكات الاختبار الافتراضية على خوادم لينكس، فإن أحد العناصر الرئيسية هو libvirtهذه طبقة إدارة تسمح لك بإدارة الأجهزة الافتراضية والشبكات المرتبطة بها بسهولة نسبية، سواء من خلال سطر الأوامر أو الأدوات الرسومية.

باستخدام libvirt يمكنك تحديد الشبكات الافتراضية المعزولة، والجسور، وتقنية ترجمة عناوين الشبكة (NAT)، والشبكات الموجهةيتيح لك ربط الأجهزة الافتراضية ببعضها البعض وبالعالم الخارجي إنشاء بيئات اختبار كاملة على خادم واحد، مع شبكات فرعية متعددة وجدران حماية افتراضية وخدمات محاكاة، والاستفادة الكاملة من المحاكاة الافتراضية: العزل، وسهولة التراجع عن التغييرات، والاستنساخ السريع، وما إلى ذلك.

تُعد هذه البنية التحتية مثالية لكليهما مختبرات الشبكة مثل بيئات اختبار البرمجيات، وخطوط أنابيب التكامل المستمر/التسليم المستمر، أو عمليات نشر التطبيقات المعبأة في حاويات. وتستفيد أدوات أكثر تطوراً، مثل Red Hat OpenShift Dedicated، من هذه الأنواع من تقنيات المحاكاة الافتراضية والشبكات المعرفة بالبرمجيات لتقديم منصات سحابية مُدارة.

مختبرات افتراضية لاختبار البرامج والتطبيقات الافتراضية

يتجاوز مفهوم الشبكة الافتراضية مجرد "أجهزة التوجيه والمحولات". في عالم تطوير البرمجيات واختبارها، يتطلب إعداد مختبر افتراضي على خادم واحد يتيح لك ذلك إنشاء "جيوش" من الأجهزة الافتراضية التي تشغل مجموعات اختبار مؤتمتة دون الحاجة إلى استخدام أجهزة مادية إضافية.

بفضل خدمات الحوسبة السحابية الحالية، يمكنك نشر العشرات أو المئات من الأجهزة الافتراضية للاختبار باستخدام برنامج نصي أو بنقرة واحدة. تطبيقات سطح المكتب، أو تطبيقات الويب، أو تطبيقات افتراضية معقدة في تكوينات مختلفة. وهذا أمر أساسي في قطاعات مثل إدارة الأعمال أو الرعاية الصحية، حيث تحتاج إلى التحقق من التوافق مع إصدارات متعددة من الأنظمة أو المتصفحات أو قواعد البيانات أو خدمات الواجهة الخلفية.

بالمقارنة مع الاختبار اليدوي على جهاز فعلي واحد، تقلل المختبرات الافتراضية بشكل كبير من الوقت المطلوب وتحسن من تغطية السيناريوعلاوة على ذلك، فإن التكلفة معقولة للغاية: يمكنك شراء خادم واحد أو أكثر من الخوادم القوية مقابل أنشئ مزرعتك الخاصةأو استئجار موارد سحابية (مثل أجهزة Google Compute Engine أو منصات أتمتة الاختبار الأخرى) بأسعار تنافسية.

فوائد استخدام الآلات الافتراضية في الاختبار والتكامل المستمر/التسليم المستمر

إلى جانب المرونة، توفر الآلات الافتراضية العديد من المزايا. المزايا الرئيسية للاختبار الآلي وعمليات النشر المستمرة.

من حيث الأمان، تُنشئ الأجهزة الافتراضية بيئة معزول عن نظام التشغيل المضيفقد ينتشر البرامج الضارة التي تصيب الجهاز الظاهري داخل شبكتك الداخلية، ولكنها لن تؤثر على المضيف أو بقية البنية التحتية إذا تم ضبط العزل بشكل صحيح. علاوة على ذلك، لا يستغرق استعادة الجهاز إلى حالة سليمة بعد اختبار إشكالي سوى ثوانٍ معدودة.

في بيئات التكامل المستمر والتسليم المستمر (CI/CD)، تسمح لك الأجهزة الافتراضية بإعداد خطوط أنابيب قابلة للتكرار حيث يتم تنفيذ كل عملية في بيئة مُحكمة، باستخدام إصدار نظام التشغيل والتبعيات المحددة. هذا يقلل من احتمالية حدوث مشاكل مثل "يعمل على جهازي ولكنه لا يعمل في بيئة الإنتاج" ويوفر ساعات من تصحيح الأخطاء. كما يتيح لك دمج الأجهزة الافتراضية مع الحاويات تحسين الكفاءة بشكل أكبر.

توفر الآلات الافتراضية أيضًا فائدة إضافية التحكم في بيئة الاختباروحدة المعالجة المركزية، وذاكرة الوصول العشوائي، والقرص الصلب، والشبكة، ونظام التشغيل، والمكتبات - كل شيء قابل للتكوين والتكرار. هذا يُسهّل إعادة إنتاج الأخطاء الدقيقة ويضمن أن ما يحدث في المختبر يُشابه إلى حد كبير ما يحدث في بيئة الإنتاج.

نقطة أخرى قوية هي التدرجيةإذا تطلّب اختبار تطبيقاتك السحابية الافتراضية سعةً أكبر، يمكنك زيادة أو تقليل حجم الأجهزة الافتراضية وعددها بناءً على الحمل الحالي والأولويات. تتيح لك الأتمتة تشغيل آلاف الأجهزة بالتوازي بسهولة، مما يقلل أوقات الاختبار بشكل كبير.

كل هذا يترجم إلى دورات إطلاق أسرع ووقت أقصر للوصول إلى السوقإذا تمكن فريقك من التحقق من صحة التغييرات بالتوازي وبدرجة عالية من الأتمتة، فسوف يقدم إصدارات برمجية جديدة بشكل متكرر وبجودة أعلى، مما يقلل من أخطاء الإنتاج والتكلفة المرتبطة بالحوادث.

الاعتبارات النهائية

وأخيرًا، يكون التأثير على تكاليف التشغيل والصيانة إيجابيًا للغاية في العادة. فالاستخدام المكثف للأجهزة الافتراضية يُحسّن استخدام الموارديقلل هذا النظام من الحاجة إلى التحديثات المستمرة للأجهزة المادية الموزعة، ويتيح الإدارة المركزية. ورغم وجود استثمار أولي في أدوات المحاكاة الافتراضية والأتمتة، إلا أن التوفير على المدى المتوسط ​​في الوقت والأجهزة ومشاكل الإنتاج يعوض هذا الاستثمار بشكل كبير.

أصبح استخدام الشبكات الافتراضية والمختبرات القائمة على الآلات الافتراضية أو الحاويات لاختبار وتطوير الشبكات والبرمجيات معيارًا صناعيًا شائعًا. ويُحدث اختيار المحاكي المناسب، ودمجه مع تقنيات افتراضية الشبكات، والشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN)، ومنصات التكامل المستمر/التسليم المستمر (CI/CD)، وتصميم بنية المختبر بعناية، فرقًا شاسعًا بين البدء دون معرفة مسبقة والقدرة على ضبط البنية التحتية بدقة باستخدام بيانات حقيقية دون المخاطرة ببيئة الإنتاج. شارك المعلومات حتى يتمكن المستخدمون الآخرون من التعرف على الموضوع.