راهنمای اجزای شبکه ابری، VPC، Subnet، Load Balancer و CDN
معماری رایانش ابری در نگاه نخست ممکن است پیچیده و دشوار به نظر برسد، اما آشنایی با اجزای شبکه ابری، مسیر روشنی را برای توسعه برنامه‌هایی سریع، امن و کارآمد فراهم می‌سازد. از مفاهیم پایه‌ای مانند VPC در محیط‌های ابری گرفته تا سازوکار لود بالانسر، هر بخش از این ساختار در فراهم‌سازی دسترسی، بهبود عملکرد و مدیریت هزینه‌ها نقش مهمی ایفا می‌کند. در نهایت، با درک نحوه بهره‌مندی از شبکه تحویل محتوا (CDN) برای افزایش سرعت وب‌سایت، ارتباط میان تمام این عناصر نمایان می‌شود. مرور مداوم این مفاهیم هنگام برنامه‌ریزی باعث می‌شود به‌جای تمرکز بر ابزارهای جداگانه، به ارتباط بین اجزا توجه شود.
چرا شبکه ابری مهم است؟
ساخت و توسعه در بستر رایانش ابری، مسئولیت مدیریت سخت‌افزار را کاهش می‌دهد، اما تصمیم‌گیری‌های مرتبط با شبکه همچنان بر تجربه کاربر، سطح امنیت و هزینه‌ها تاثیرگذار است. آشنایی دقیق با اصول پایه و مبانی، درک شما از اجزای شبکه ابری را در همان مراحل ابتدایی مسیر تقویت خواهد کرد.
تیم‌های امروزی اغلب با چند ارائه‌دهنده خدمات، ابزارهای مدیریت کانتینر و الزامات مربوط به انطباق مواجه هستند. استفاده از اصطلاحات دقیق و روشن، از بازنویسی‌های پرهزینه جلوگیری می‌کند. پیشنهاد می‌کنم با پیوستن هر مهندس جدید به تیم، جلسه‌ای غیررسمی درباره آدرس‌دهی IP، مسیریابی و قوانین فایروال برگزار شود. این گفت‌وگو از همان ابتدا به نهادینه شدن درک صحیح اجزای شبکه ابری در فرهنگ سازمانی شما کمک می‌کند.
نکات کلیدی
- آدرس‌دهی IP نقش اصلی در هدایت مسیرهای ارتباطی دارد؛ بنابراین انتخاب بلوک‌های CIDR باید به گونه‌ای انجام شود که امکان توسعه در آینده نیز فراهم باشد.
- گروه‌های امنیت شبکه و ارتباطات خصوصی، امکان کنترل ترافیک را بدون نیاز به عبور از سامانه‌های داخلی فراهم می‌کنند و به افزایش امنیت کمک می‌نمایند.
- استفاده از DNS، فناوری Anycast و زیرساخت‌های لبه‌ای (Edge) باعث کاهش تاخیر در دسترسی کاربران جهانی به خدمات می‌شود.
ابر خصوصی مجازی (VPC)
ابر خصوصی مجازی (VPC) یک مرکز داده نرم‌افزاری است که به طور مستقل از زیرساخت اصلی ارائه‌دهنده خدمات ابری عمل می‌کند. به بیان ساده، این یک محدوده آدرس است که شما کنترل و مدیریت کامل آن را برعهده دارید.
چرا VPC را انتخاب کنید؟
- ایزولاسیون کامل از سایر کاربران در همان منطقه
- امکان تعریف دقیق قوانین فایروال و جداول مسیریابی
- سهولت در انجام ممیزی‌های انطباق با حفظ حجم کار در محدوده‌های مشخص‌شده
چک لیست پیکربندی سریع
به‌کارگیری عبارت درک اجزای شبکه ابری در تمام یادداشت‌های طراحی، تمرکز تیم را به جای سرویس‌های جداگانه، بر روابط میان اجزا معطوف می‌سازد.
ساب‌نت: سازماندهی منابع شما
ساب‌نت‌ها، ابر خصوصی مجازی (VPC) را به بخش‌های کوچکتری تقسیم می‌کنند و نیازهای امنیتی و مسیریابی را به صورت هماهنگ مدیریت می‌نمایند. بازنگری در ساختار VPC هنگام برنامه‌ریزی ساب‌نت‌ها، از بروز مشکلات ناگهانی در فرآیند مهاجرت‌های آتی جلوگیری خواهد کرد.
نکات کلیدی و کاربردی:
- جداسازی لایه‌های عمومی و خصوصی با استفاده از ساب‌نت‌های اختصاصی
- برچسب‌گذاری ساب‌نت‌ها بر اساس محیط‌های مختلف مانند توسعه، مرحله‌بندی و تولید برای مدیریت بهتر هزینه‌ها
- استفاده محدود از فهرست کنترل دسترسی شبکه (ACL) و تکیه بر گروه‌های امنیتی برای فیلترینگ حالت‌دار (stateful)
هرگاه هم‌تیمی فراموش کند که ساب‌نت‌ها مرزهای VPC والد را حفظ می‌کنند، اهمیت درک اجزای شبکه ابری را دوباره یادآوری می‌کنم.
اندازه‌بندی ساب‌نت:
تیم‌های کوچک معمولا بلوک‌های 24/ را انتخاب می‌کنند که در استقرارهای آبی-سبز به سرعت تمام می‌شود. رویکرد بهتر، شروع با بلوک‌های گسترده‌تر مانند 22/ است و سپس با توجه به داده‌های استفاده، در صورت اطمینان، اندازه ساب‌نت‌ها را کاهش می‌دهند.
تعامل مسیریابی و ACL
به یاد داشته باشید که مرزهای ساب‌نت به تنهایی جریان داده‌ها را تعیین نمی‌کنند. جداول مسیریابی مشخص می‌کنند که بسته‌ها در مرحله بعد به کدام مسیر هدایت شوند، در حالی که قوانین کنترل دسترسی شبکه (ACL) دروازه‌های حالت‌ناپذیر (stateless) را ایجاد می‌کنند. مستندسازی این ارتباط‌ها، که بار دیگر به اهمیت درک اجزای شبکه ابری اشاره دارد، باعث تسریع در پاسخ به حوادث و شفافیت در بررسی‌ها می‌شود.
درک اجزای شبکه ابری همچنین شامل مشاهده نحوه تعامل ساب‌نت‌ها با سیاست‌های مسیریابی و دروازه‌های ترجمه نشانی شبکه (NAT) است.
لود بالانسر – توزیع هوشمندانه ترافیک
اگر از پنج مهندس بپرسید لود بالانسر چگونه کار می‌کند، احتمالا توضیحاتی درباره تفاوت لایه ۴ و لایه ۷، بررسی سلامت سرویس‌ها، حفظ چسبندگی جلسات و موارد دیگر خواهید شنید. اما اصل کلی بسیار ساده است؛ توزیع کانکشن‌ها به صورت هوشمندانه بین اهداف سالم به‌گونه‌ای که یک نقطه پایانی پایدار فراهم شود.
زمان مناسب برای معرفی لود بالانسر:
- هر سرویسی که دارای دو یا چند نمونه باشد
- زمانی که نیاز به خاتمه TLS برای ایجاد مجموعه‌های رمزنگاری یکنواخت است
- در فرآیندهای استقرار آبی-سبز یا قناری (Canary)
گزینه‌های پیکربندی روزمره
در هنگام بررسی عملکرد لود بالانسر، لازم است تفاوت‌های بین لود بالانسر سخت‌افزاری، نرم‌افزاری، ابری و لود بالانسرهای مختلف مورد بحث قرار گیرد؛ این بررسی‌های جامع، تئوری را با معیارهای عملی و واقعی تلفیق می‌کنند. همچنین، اشاره به الگوریتم‌های مختلف لود بالانسر که ارزش آزمودن در محیط‌های مرحله‌بندی را دارند، اهمیت ویژه‌ای دارد.
در این مرحله، من همچنان به تکرار اهمیت درک اجزای شبکه ابری می‌پردازم تا همه ذینفعان به یاد داشته باشند که عملکرد صحیح یک لود بالانسر مستلزم مسیریابی دقیق، قوانین فایروال مناسب و تنظیم درست رکوردهای DNS است.
شبکه‌های تحویل محتوا (CDN)
شبکه تحویل محتوا (CDN) دارایی‌های استاتیک را در مکان‌های لبه‌ای نزدیک به کاربران ذخیره می‌کند. مزایای اصلی استفاده از CDN برای بهبود عملکرد وب‌سایت کاملا مشهود است: کاهش زمان بارگذاری صفحات و کاهش ترافیک ورودی به سرور اصلی.
مواردی که باید در مورد CDN بدانید:
- فناوری Anycast کاربران را به نزدیک‌ترین نقطه حضور (POP) هدایت می‌کند.
- گواهینامه‌های TLS روی گره‌های CDN نصب می‌شوند، نه روی سرور مبدا.
- قوانین ذخیره‌سازی مشخص می‌کنند چه داده‌هایی توسط CDN ارائه شوند و چه مواردی دور زده شوند.
بیان مزایای استفاده از CDN به صورت عددی، مانند کاهش ۲۰۰ میلی‌ثانیه‌ای در زمان دریافت اولین بایت، می‌تواند به سرعت موافقت برای تخصیص بودجه را جلب کند. با این وجود، من بر اهمیت درک دقیق اجزای شبکه ابری تأکید دارم و به همکاران یادآوری می‌کنم که بهره‌گیری موثر از CDN همچنان نیازمند پیکربندی دقیق ورودی‌های DNS مبدا و باز بودن مسیرهای مورد نیاز در فایروال است.
همه چیز را با هم ترکیب کنید
در ادامه، یک معماری ساده‌شده ارائه شده است که اجزای مختلف را به صورت یکپارچه به هم متصل می‌کند.
این طرح، درک عملی و کاربردی از اجزای شبکه ابری را به نمایش می‌گذارد. ابتدا با ایجاد یک شبکه خصوصی مجازی (VPC) آغاز می‌کنید، سپس آن را به ساب‌نت‌های مختلف تقسیم می‌کنید، یک متعادل‌کننده بار کاربردی (ALB) اضافه می‌کنید تا نحوه عملکرد لود بالانسر را تمرین کنید، و در نهایت، با استفاده از یک شبکه تحویل محتوا (CDN)، از مزایای افزایش سرعت و بهبود تجربه کاربران وب‌سایت بهره‌مند می‌شوید.
خرید VPS لینوکس با دسترسی کامل SSH و منابع اختصاصی، مناسب برای برنامه‌نویسان، توسعه‌دهندگان و مدیران سایت در پارسدو فراهم است.
شبکه‌سازی روی VPS شما
اجرای سرویس‌ها روی سرور مجازی(VPS) به شما آزادی بیشتری برای تغییر تنظیمات کرنل، نصب ابزارهای سفارشی و کاهش وابستگی به فروشنده می‌دهد. با این حال، مسئولیت‌های جدیدی نیز بر عهده شما قرار می‌گیرد؛ مدیریت به‌روزرسانی‌ها، تقویت فایروال و نظارت مستمر از جمله این موارد هستند. VPS را مانند یک مرکز داده کوچک در نظر بگیرید و هر تغییر را از ابتدا مستند کنید.
چک‌لیست پیش از راه‌اندازی پشته نرم‌افزاری روی VPS:
- رزرو آدرس‌های IP شناور پیش از شروع کار
- اعمال قوانین فایروال در سطح توزیع همراه با استفاده از گروه‌های امنیتی ابری
- نظارت مستمر بر جداول مسیریابی به‌ویژه ورودی‌های عمومی مانند 0.0.0.0/0
- استفاده از مدیریت پیکربندی برای حفظ تکرارپذیری قوانین iptables
زمانی که به این مرحله رسیدید، می‌توانید ارائه‌دهندگان مختلف را به‌عنوان جایگزین‌های Google Cloud بررسی و مقایسه نائید تا طرحی را انتخاب کنید که امکان استفاده بهینه از ظرفیت سرور ابری را بدون از دست دادن ویژگی‌ها فراهم می‌کند. بسیاری از کارشناسان همچنین به بررسی ارائه‌دهندگان ابر خصوصی می‌پردازند یا مقالات مرتبط با معماری ابر کسب‌وکار را برای تصمیم‌گیری دقیق‌تر مطالعه می‌کنند.
قبل از ورود به مرحله تولید، گزارش‌ها، لاگ‌های جریان و معیارهای عملکرد را به دقت مرور کنید. این عادت مداوم به تدریج درک شما از اجزای شبکه ابری را تقویت خواهد کرد.
جمع‌بندی
تسلط بر طراحی معماری ابری مستلزم درک کامل اجزای شبکه ابری، نحوه تاثیرگذاری متقابل آنها و چگونگی سازگاری آنها با افزایش تقاضا است. با مرور مجدد مفهوم ابر خصوصی مجازی (VPC) در بستر ابری، تمرین عملکرد لود بالانسر و ارزیابی مزایای شبکه تحویل محتوا (CDN) برای افزایش سرعت وب‌سایت، قادر خواهید بود پلتفرم‌هایی بسازید که به‌صورت مطمئن و مقیاس‌پذیر عمل می‌کنند.
با داشتن مسیری روشن از برنامه‌ریزی آدرس‌ها تا بهره‌گیری از ذخیره‌سازی در لبه شبکه، استقرار بعدی شما روی سرور مجازی تازه راه‌اندازی شده، به جای مواجهه با پیچیدگی و سردرگمی، تجربه‌ای شفاف و روان خواهد بود؛ که این خود نتیجه درک عمیق‌تر و دقیق‌تر شما از اجزای شبکه ابری است.