الشبكات في ديفأوبس: دليلك للمبتدئين

مرحبًا! أنا روكي، الوجه خلف CodeLivly، حيث أشارك كل ما يتعلق بالتكنولوجيا، البرمجة، والابتكار. اليوم، أريد أن أتحدث عن شيء مهم جدًا لأي شخص يغوص في عالم DevOps: الشبكات.

قد تبدو الشبكات جافة أو تقنية للغاية في البداية، لكنها في الواقع هي العمود الفقري لكل ما تمثله DevOps: التعاون، الأتمتة، والكفاءة. سواء كان ذلك نشر تطبيق في السحابة، أو أتمتة عملية، أو حل مشكلة في الإنتاج، فإن معرفة كيفية عمل الشبكات يمكن أن تُحدث الفرق في سير عملك.

في هذه المقالة، سنغطي بعض أساسيات الشبكات في DevOps: لماذا هي مهمة جدًا وكيف يمكنك استخدامها لتسهيل عملياتك. لا شيء معقد للغاية، فقط بعض النصائح العملية لتساعدك في عالم شبكات DevOps. لنبدأ!

أساسيات الشبكات في DevOps

حسنًا، دعنا نفصل الأمر: ما هي الشبكات في عالم DevOps؟ بكلمات بسيطة، الشبكات هي الربط بين الأجهزة، الأنظمة، والتطبيقات للتواصل والعمل معًا بسلاسة. بالنسبة لـ DevOps، هذا يعني أن بنيتك التحتية، تطبيقاتك، وأدواتك جميعها تحتاج إلى العمل بشكل جيد وتشغيل بسلاسة.

المفاهيم الأساسية للشبكات

أساسيًا، الشبكات تتعلق بعناوين IP، DNS، المنافذ، والبروتوكولات. اعتبر عنوان IP بمثابة عنوان المنزل لنظامك، وDNS كخريطة تترجم الأسماء إلى تلك العناوين، والمنافذ كأبواب محددة لأنواع معينة من الحركة. هذه الأساسيات تمكّن تطبيقك من التحدث إلى قاعدة بياناتك والخوادم.

البروتوكولات والأدوات الرئيسية

في عمليات التطوير والتشغيل المستمرة، ستسمع في كثير من الأحيان عن بروتوكولات مثل HTTP/HTTPS (لحركة الويب)، SSH (للوصول الآمن إلى الخوادم)، و FTP/SFTP (لنقل الملفات). بالإضافة إلى ذلك، يمكن لأدوات مثل cURL، Wireshark، أو حتى لوحة تحكم مزود الخدمة السحابية أن تساعدك في تحديد مشاكل الشبكة وتحسين إعداداتها.

طبقات الشبكات ودورها في عمليات التطوير والتشغيل المستمرة

تعتمد الشبكات على طبقات، تشبه طبقات الكعكة. تتحمل كل طبقة مسؤولية مهمة معينة، بدءًا من توصيل البيانات جسديًا إلى ترجمتها إلى شيء يمكن لتطبيقك فهمه. بالنسبة لعمليات التطوير والتشغيل المستمرة، طبقتان من أهم الطبقات هما طبقة النقل، التي تضمن وصول البيانات إلى الوجهة المطلوبة، وطبقة التطبيق، التي تتعامل مع كيفية تفاعل التطبيقات مع تلك البيانات.

أمور أساسية واحدة، بينما تحسين الشبكات لعمليات التطوير والتشغيل المستمرة هو لعبة مختلفة تمامًا. بمجرد تحقيق الاستقرار في هذه النقاط، سيكون من الأسهل بكثير أتمتة، تأمين، وتوسيع البنية التحتية.

تحديات الشبكات في عمليات التطوير والتشغيل المستمرة

ليست كل الأمور سعادة في مجال الشبكات في سياق عمليات التطوير والتشغيل المستمرة. ستواجه تحديات إضافية في سباق النحو التنفيذ السريع، والأنظمة الموزعة، واستراتيجية السحابة أولاً، حيث قد يصبح القطعة المسماة ‘شبكة’ في بعض الأحيان لغزًا صعب المنال. دعونا الآن نناقش عددًا من هذه المجالات التي قد يواجهها الشخص.

1. إدارة البيئات الديناميكية

في DevOps، تتغير البيئات بشكل متكرر – يتم إنشاء حاويات جديدة، وتتم توسيع الخوادم بشكل ديناميكي، وتنتقل الأعباء بين البيئة المحلية والسحابية. تتسبب تتبع تكوينات الشبكة في بيئة بهذا الإيقاع السريع في الشعور بالضغط الزائد. عناوين IP الثابتة والإعدادات اليدوية؟ انسى ذلك. تحتاج إلى أدوات الأتمتة والحلول التي تتكيف بسرعة مثلما تفعل البنية التحتية الخاصة بك.

2. ضمان التوسع والموثوقية

عندما ترتفع حركة المرور أثناء إطلاق منتج جديد أو حدث كبير، يجب على شبكتك التعامل مع الحمل بدون أي مشاكل. فرق العمل في DevOps غالبًا ما يواجهون صعوبة في توسيع الشبكات بفعالية مع الحفاظ على أداء ثابت. تكوين التوازن، والتوسيع التلقائي، وأدوات الشبكات السحابية الأصلية مثل تحكمات الدخول في Kubernetes تعد منقذات في مثل هذه الحالات.

3. التعامل مع مخاطر الأمان

مع تزايد تشابك الأنظمة والتطبيقات، تصبح أكثر جاذبية أيضًا. يمكن أن تترك جدران الحماية غير المهيأة، والمنافذ المكشوفة، أو واجهات برمجة التطبيقات غير الآمنة شبكتك مفتوحة للهجمات. في سير العمل في DevOps، الحفاظ على الأمان الصلب مع ضمان السرعة هو صراع مستمر.

4. المراقبة وحل المشاكل

عندما يحدث شيء خاطئ في نظام موزع، يمكن أن يكون العثور على السبب الجذري مثل البحث عن إبرة في كومة قش. هل هو مشكلة في DNS؟ هل هو تكوين مسار خاطئ؟ أو شيء أعمق؟ بدون أدوات المراقبة السليمة والتسجيل، يمكن أن يستغرق حل مشاكل الشبكة ساعات من وقتك.

5. التعاون بين الفرق

الشبكات لم تعد مسؤولية فقط لفريق تكنولوجيا المعلومات. في DevOps، يحتاج المطورون وفرق العمليات والأمان جميعًا إلى التعاون في المهام ذات الصلة بالشبكات. يمكن أن تؤدي سوء التواصل أو نقص التفاهم المشترك إلى التأخير والأخطاء.

مواجهة هذه التحديات يتطلب مزيجًا من الأدوات المناسبة (مثل منصات الأتمتة وحلول المراقبة) وثقافة تعاونية قوية.

الشبكات في أنابيب CI/CD

تلعب الشبكات دورًا حاسمًا في أنابيب التكامل المستمر والنشر المستمر (CI/CD)، حيث تعمل كالغراء الذي يضمن أن جميع الأنظمة المعنية في الأنبوبة يمكنها التواصل بفعالية. بدون أساس شبكات قوي، يمكن مواجهة تأخيرات، أخطاء، أو حتى فشل تام. دعنا نستكشف الجوانب الرئيسية للشبكات في هذا السياق.

1. دور الشبكات في CI/CD

تشمل أنابيب CI/CD عدة أدوات وخوادم وبيئات تعمل معًا، غالبًا عبر أنظمة موزعة. على سبيل المثال:

• التحكم بالمصدر. تحتاج الأنبوبة إلى الوصول إلى مستودعات مثل GitHub أو GitLab.
• خوادم البناء. تتطلب أدوات مثل Jenkins أو GitLab Runner اتصالات لاستحضار الكود والتبعيات وبيئات الاختبار.
• أهداف النشر. سواء كانت خادم سحابيًا، أو سجل حاويات، أو بيئة داخلية، تضمن الشبكات الموثوقة نجاح النشر بسلاسة.

تضمن الشبكات التواصل السلس بين هذه العناصر، من جلب الشفرة إلى نشر المنتج النهائي.

2. تكوين الشبكة في الأنابيب

يمكن أن تتسبب الشبكات المُهيأة بشكل غير صحيح في فشل أنابيب CI/CD. المهام الشائعة تشمل:

• إعداد جدران الحماية وضوابط الوصول للسماح بحركة مرور مصرح بها فقط
• تكوين إعدادات DNS لضمان توجيه الطلبات بشكل صحيح
• ضمان توفر شبكات VPN أو خاصة للاتصالات الآمنة بالموارد الموجودة في الموقع

بالنسبة لفرق DevOps، يمكن أن يساعد استخدام أدوات البنية التحتية كرمز (IaC) مثل Terraform أو Ansible في أتمتة وإدارة هذه التكوينات بفعالية.

3. التشغيل التلقائي للشبكات

التشغيل التلقائي هو العنصر الرئيسي للحفاظ على سرعة وموثوقية أنابيب CI/CD. يستفيد فرق DevOps كثيرًا من أدوات مثل Kubernetes، Docker، أو ميزات الشبكات السحابية الأصلية ل:

• تخصيص عناوين IP بشكل ديناميكي لحاويات.
• إعداد موازين الحمل لتوزيع حركة المرور بكفاءة.
• تكبير تلقائيًا لموارد الشبكة خلال عمليات بناء أو نشر تندرج تحت الطلبات العالية.

4. التغلب على مشاكل الشبكات الشائعة

يمكن أن تنشأ العقبات المتعلقة بالشبكات نتيجة لبطء حلول DNS، أو اتصالات غير مستقرة، أو قواعد جدار الحماية غير الصحيحة. يمكن أن تساعد أدوات المراقبة مثل Prometheus أو Grafana في تتبع أداء الشبكة، بينما يمكن أن تحدد السجلات من أدوات مثل Jenkins أو GitLab المكان الذي تحدث فيه المشاكل.

الشبكات لتطبيقات السحاب الأصلية

عند بناء ونشر التطبيقات السحابية الأصلية، يصبح الشبكات جزءًا أساسيًا من ضمان الاتصال السلس والتوسع والأمان. تعتمد هذه التطبيقات بشكل كبير على الأنظمة الموزعة والحاويات والخدمات الصغيرة، مما يجعل الشبكات تحديًا ديناميكيًا ومعقدًا أكثر. دعنا نبسط الأمور.

1. الشبكات في السحابة

صممت التطبيقات السحابية الأصلية لتعمل في بيئات مثل AWS، Azure، أو Google Cloud، حيث تكون الموارد مثل الحوسبة والتخزين والشبكات مرنة للغاية. تشمل الشبكات في السحابة:

• الشبكات الخاصة الظاهرية (VPCs) – شبكتك الخاصة في السحابة حيث تكون الموارد معزولة
• الشبكات الفرعية– تقسيم شبكتك إلى أقسام أصغر قابلة للإدارة لضبط حركة المرور بشكل أفضل
• موازنات الحمل– توزيع حركة المرور الواردة عبر عدة خوادم لضمان الاعتمادية

غالبًا ما تتولى مزودات السحابة الكثير من العمل الشاق، ولكن فهم كيفية تكوين هذه الأدوات يضمن أداءً وأمانًا أفضل.

2. الحاويات والشبكات

تستخدم معظم التطبيقات السحابية الأصلية حاويات يديرها أدوات مثل Kubernetes. تشمل الشبكات في هذا البيئة:

• اكتشاف الخدمة. ضمان قدرة الخدمات الصغيرة على العثور على بعضها والتواصل مع بعضها.
• شبكة Kubernetes. باستخدام ميزات مثل ClusterIP و NodePort و Ingress لإدارة تدفق حركة المرور.
• واجهات الشبكة للحاويات (CNI). إضافات مثل Calico أو Flannel التي تتعامل مع الشبكات بين الحاويات.

الهدف هو التأكد من أن خدماتك يمكنها التفاعل بسلاسة، سواء كانت تعمل على نفس المضيف أو موزعة عبر عدة تجمعات.

3. التعامل مع الشبكات متعددة السحابة والسحابة الهجينة

تمتد التطبيقات السحابية بشكل عام عبر عدة مزودي خدمة سحابية أو تجمع بين بيئات السحابة والموجودة في المؤسسة. وهذا يعرض تحديات مثل:

• الكفاءة. ضمان تحرك البيانات بسرعة بين السحب.
• التوصيل. استخدام أدوات مثل شبكات VPN أو خدمات محددة للسحابة (مثل AWS Transit Gateway) لربط البيئات.
• الاتساق. الحفاظ على تكوينات وسياسات موحدة عبر المنصات.

4. الأمان في الشبكات السحابية الأصلية

تتطلب الشبكات في السحابة التركيز بشكل كبير على الأمان. وتشمل الممارسات الرئيسية:

• تأمين واجهات برمجة التطبيقات (APIs). ضمان أن العملاء المصرح لهم فقط يمكنهم الوصول إلى خدماتك.
• هندسة الثقة الصفرية. التحقق من كل اتصال قبل الثقة فيه.
• جدران الحماية ومجموعات الأمان. التحكم في حركة المرور الواردة والصادرة بقواعد صارمة.

الشبكات لتطبيقات السحابة الأصلية قد تبدو معقدة، ولكن مع الأدوات والممارسات الصحيحة، يصبح إدارتها أسهل بكثير. تضمن استراتيجية شبكات قوية أن تبقى تطبيقك سريعًا وقابلاً للتوسيع وآمنًا – جاهزًا لمواجهة متطلبات المستخدمين الحديثة.

التشغيل التلقائي للشبكات والبنية التحتية كشفرة (IaC)

في عالم DevOps السريع الخطى، لم تعد التكوينات اليدوية للشبكات كافية. هنا تأتي التشغيل التلقائي للشبكات وكشفرة البنية التحتية (IaC) إلى اللعب. تسمح هذه الممارسات لك بتشغيل وإدارة وتوسيع بنية الشبكة الخاصة بك بكفاءة، مما يترك المزيد من الوقت للابتكار وأقل لعمليات الاستكشاف والإصلاح.

1. ما هو التشغيل التلقائي للشبكات؟

التشغيل التلقائي للشبكات يتعلق بالاستفادة من الأدوات والنصوص لإدارة شبكتك دون تدخل يدوي. بدلاً من تكوين المفاتيح يدويًا، أو جدران الحماية، أو المسارات، يتيح لك التشغيل التلقائي:

• إعداد وتفكيك موارد الشبكة تلقائيًا
• التكيف مع التغييرات في الوقت الفعلي، مثل توسيع البنية التحتية أثناء ذروة حركة المرور
• تقليل الأخطاء البشرية، التي غالبًا ما تكون سببًا في تكوينات الشبكات غير الصحيحة

على سبيل المثال، يمكن لأدوات مثل Ansible أو Chef أن تقوم بتشغيل المهام مثل نشر جدران الحماية، وتحديث سجلات DNS، أو تكوين شبكات الخوادم الظاهرية ببضعة أسطر من الشيفرة.

2. ما هي كشفرة البنية التحتية (IaC)؟

IaC هو طريقة لتحديد وإدارة البنية التحتية باستخدام الشفرة بدلاً من العمليات اليدوية التقليدية. عند تطبيقها على الشبكات، يسمح لك IaC ب:

• كتابة سكربتات قابلة لإعادة الاستخدام لتهيئة شبكتك (فكر في Terraform أو CloudFormation)
• التحكم في إصدارات تكوينات الشبكة الخاصة بك، بحيث يمكنك التراجع عن التغييرات إذا حدث خطأ ما
• ضمان الاتساق من خلال تطبيق نفس التكوينات عبر البيئات (تطوير، اختبار، إنتاج)

على سبيل المثال، يمكنك كتابة سكربت Terraform لإنشاء شبكة افتراضية خاصة (VPC)، وتحديد الشبكات الفرعية، وربط موزع الحمل — كل ذلك في مرة واحدة.

3. فوائد التشغيل التلقائي للشبكات و IaC

• السرعة. توفير ساعات من العمل مقارنة بالعمليات اليدوية.
• التوسعية. التعامل بسهولة مع شبكات معقدة موزعة عبر مقدمي خدمات سحابية متعددة.
• الاتساق. تجنب مشاكل “هذا يعمل على جهازي” باستخدام تكوينات قياسية.
• التعاون. يدمج IaC مع أنظمة التحكم في الإصدارات (مثل Git)، مما يتيح للفرق التعاون في تغييرات الشبكة.

4. أفضل الممارسات للتشغيل التلقائي للشبكات و IaC

• استخدم شفرة وحدية لتبسيط وإعادة استخدام التكوينات.
• اختبر سكربتات IaC الخاصة بك في بيئة تجريبية قبل نشرها في الإنتاج.
• وثق سكربتاتك بحيث يفهم الجميع في الفريق ما يحدث.
• قم بدمج أدوات IaC مع أنابيب التكامل المستمر / النشر المستمر (CI/CD) لتحديثات سلسة.

مراقبة وحل المشاكل في الشبكات

في DevOps، الحفاظ على سلامة شبكاتك أمر حاسم. الشبكات هي عمود فقري التواصل بين بنية البنية التحتية الخاصة بك والتطبيقات والمستخدمين. 

مراقبة وحل المشاكل في الشبكات تضمن تحديد أي مشاكل بسرعة وحلها قبل أن تؤثر على الأداء. دعنا نتعمق في كيف يمكنك البقاء على اطلاع على صحة شبكتك.

1. أهمية مراقبة الشبكات

مراقبة شبكتك تساعدك في تتبع أدائها واكتشاف المشاكل المحتملة. إنها مثل وجود لوحة تحكم لسيارتك — تتابع السرعة والوقود وحالة المحرك حتى تتمكن من اتخاذ إجراء قبل حدوث عطل ما. الجوانب الرئيسية لمراقبة الشبكة تشمل:

• استخدام النطاق الترددي. فحص كمية استخدام سعة شبكتك.
• تأخير البيانات. قياس التأخير في نقل البيانات بين النقاط.
• فقدان الحزم. مراقبة ما إذا كانت البيانات تفشل في الوصول إلى وجهتها وكمية ذلك.
• وقت التشغيل. التأكد من توفر شبكتك والخدمات للمستخدمين.

تجعل أدوات مثل Prometheus، Nagios، أو حلول مراقبة السحابة مثل AWS CloudWatch من السهل مراقبة هذه القياسات في الوقت الحقيقي.

2. سيناريوهات شائعة لحل المشاكل في الشبكات

عندما يحدث خطأ ما، يساعدك حل المشاكل في العثور على السبب الجذري وإصلاحه. بعض المشاكل الشائعة تشمل:

• اتصالات بطيئة. غالبًا ما يكون سببها ضيق نطاق النطاق الترددي أو تأخير عالٍ.
• الخدمات غير المتاحة. قد يكون السبب في ذلك هو تكوين خاطئ لنظام أسماء النطاقات (DNS)، جدران الحماية، أو توجيه المرور.
• اتصال متقطع. قد يكون ناتجًا عن فشل في الأجهزة أو روابط غير مستقرة.

3. خطوات لحل مشاكل الشبكة

عند التحقق من المشكلة، اتبع نهجًا منهجيًا:

1. تحديد المشكلة. ابدأ بمراقبة البيانات أو تقارير المستخدمين لتحديد موقع حدوث المشكلة.
2. عزل السبب. تحقق من السجلات، اختبر الاتصال (عبر استخدام ping أو traceroute)، وانظر إلى قواعد جدران الحماية أو تكوينات نظام أسماء النطاقات.
3. تطبيق الإصلاحات. سواء كان ذلك بضبط التكوينات، إعادة تشغيل خدمة، أو استبدال الأجهزة الخاطئة، اتخذ خطوات لحل المشكلة.
4. التحقق من الإصلاح. تأكد من أن المشكلة قد حُلت وأن أداء الشبكة عاد إلى طبيعته.

4. أفضل الأدوات لمراقبة وحل المشكلات

هناك العديد من الأدوات التي تجعل مراقبة وحل المشكلات أكثر كفاءة:

• Wireshark – لتحليل حركة الشبكة بالتفصيل
• Ping/Traceroute – لاختبار الاتصال وتحديد مشاكل التوجيه
• Grafana – لإنشاء لوحات تحكم بصرية لأداء شبكتك
• ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) – لتركيز وتحليل سجلات الشبكة

الأمان في الشبكات لعمليات التطوير والتشغيل (DevOps)

في عالم DevOps، حيث السرعة والمرونة هما الأساس، يواجه أمان الشبكة غالبًا تحدي مواكبة النشر السريع والبنية التحتية المتطورة. ومع ذلك، مع تزايد الترابط بين الأنظمة والتطبيقات، فإن ضمان شبكات آمنة هو أمر لا يمكن التفاوض عليه. دعونا نستكشف بعض الطرق العملية لدمج الأمان في ممارسات الشبكات الخاصة بك في DevOps.

1. الحاجة إلى أمان الشبكة في DevOps

تدير فرق DevOps بيئات ديناميكية حيث تتوسع البنية التحتية أو تتقلص وتُحدَّث الخدمات بشكل متكرر. بينما يعزز هذا الكفاءة، فإنه يخلق أيضًا فرصًا لوجود ثغرات، مثل:

• واجهات برمجة التطبيقات والمنافذ المكشوفة – غالبًا ما تُترك مفتوحة عن غير قصد
• إعدادات غير آمنة – إعدادات افتراضية تفتقر إلى تدابير الأمان القوية
• زيادة مساحة الهجوم – مع الخدمات الدقيقة والأنظمة الموزعة، هناك المزيد من النقاط التي يمكن للمهاجمين استهدافها

يساعد إطار الأمان القوي في منع الاختراقات، وتسرب البيانات، ووقت التوقف، مما يضمن بقاء أنظمتك موثوقة وقادرة على التحمل.

2. ممارسات الأمان الأساسية لشبكات DevOps

إليك استراتيجيات رئيسية لتأمين شبكاتك دون إبطاء سير العمل في DevOps:

• استخدم جدران الحماية ومجموعات الأمان. حدد قواعد صارمة لتدفق الشبكة الداخل والخارج للتحكم في حركة المرور. على سبيل المثال، اسمح فقط بعناوين IP أو خدمات محددة للوصول إلى مواردك.
• قم بتشفير البيانات أثناء النقل وفي الراحة. استخدم بروتوكولات مثل TLS/SSL لتأمين البيانات أثناء النقل وخوارزميات التشفير القوية للبيانات المخزنة.
• بنية الثقة الصفرية. اعتمد نهج “لا تثق أبدًا، وتحقق دائمًا”. وهذا يعني أن كل اتصال، حتى داخل شبكتك، يجب أن يتم المصادقة عليه والسماح به.
• حماية واجهات برمجة التطبيقات والخدمات الصغيرة. حماية نقاط النهاية بالمصادقة (مثل OAuth) وتحديد معدل الاستخدام لمنع الاعتداء.
• فحص الأمان التلقائي. استخدم أدوات مثل Aqua، Qualys، أو OpenSCAP لاكتشاف الثغرات في تكوينات الشبكة والتبعيات.

3. أدوات لتأمين شبكات DevOps

هناك العديد من الأدوات التي تجعل تأمين شبكات DevOps أكثر إدارة:

• شبكات افتراضية خاصة (VPNs). للاتصالات الآمنة بين البيئات على الأرض والسحاب.
• أدوات أمان موفري السحابة. AWS Security Groups، Azure NSGs، أو Google Cloud Firewalls لإدارة التحكم في الوصول.
• أدوات SIEM (إدارة معلومات الأمان وحدث الأمان). أدوات مثل Splunk أو ELK stack تساعد في مراقبة واكتشاف الشذوذ في نشاط الشبكة.

4. تحقيق التوازن بين الأمان والسرعة

في DevOps، التحدي هو الحفاظ على الأمان دون تباطؤ النشر. لتحقيق هذا التوازن:

• ادمج فحوصات الأمان في أنابيب CI/CD باستخدام أدوات مثل Checkov أو Snyk.
• قم بتدريب فريقك على الممارسات الآمنة للبرمجة والتكوين.
• قم بتحديث وتصحيح أنظمتك بانتظام للبقاء في صدارة الثغرات المعروفة.

الاستنتاج

تشكل الشبكات العمود الفقري لـ DevOps من حيث التواصل السلس والتوسع وأمان التطبيقات الحديثة. ستمكن إتقان شبكات DevOps الشخص من فهم الأساسيات ومواجهة التحديات وتلقين العمليات وفرض الأمان لبناء أنظمة قوية. ستتمكن من تحويل الشبكات من عائق إلى ميزة من خلال تضمين أفضل الممارسات واستغلال الأدوات الصحيحة وتعزيز التعاون.

نظرًا لاستمرار تطور DevOps، من المهم أن تكون نشطًا وتتكيف مع التطلبات المتغيرة ضمن مجال الشبكات لتحقيق النجاح على المدى الطويل في تقديم حلول موثوقة وعالية الأداء.