ما هي أتمتة الشبكات؟

وهي تُقلل الوقت والجهد والتكلفة التي يبذلها المطورون لإدارة الشبكات الحاسوبية وتوفيرها، مما يُتيح تنفيذ ترقيات الخدمة وعمليات النشر بسرعة أكبر.رغم التطور الكبير الذي شهدته تقنيات الشبكات، إلا أن ممارسات إدارة الشبكات ظلت دون تغييرات جوهرية لعقود، حيث تعتمد بشكل كبير على العمليات اليدوية.

لكن تكوين وإدارة الشبكات يدويًا تُعد عملية مرهقة وعرضة للأخطاء، ولا تُناسب متطلبات أحمال التشغيل الديناميكية وغير المتوقعة المرتبطة بالشبكات الحديثة.

تعالج أتمتة الشبكات هذه التحديات من خلال تنفيذ مهام مثل تكوين الشبكة، والاختبار، وتوفير الموارد، وموازنة الأحمال، ونشر مهام سير العمل بشكل تلقائي. يساعد أتمتة المهام المتكررة المرتبطة بالشبكات المؤسسات على تقليل الاعتماد على العنصر البشري، وخفض التكاليف التشغيلية، وإتاحة المجال لفِرق تكنولوجيا المعلومات للتركيز على الابتكار بدلاً من أعمال الصيانة اليدوية.

كما تضمن العمليات المؤتمتة تطبيق تكوينات الشبكة والسياسات بشكل موحّد عبر النظام البنائي، مما يُقلل من الانقطاعات ومشكلات الأمان التي غالبًا ما تنجم عن الخطأ البشري. من خلال أتمتة الشبكات، تستطيع أقسام تكنولوجيا المعلومات تحسين الاتصال، والأداء، والموثوقية، والمرونة، واستخدام الموارد، وغير ذلك الكثير.

يمكن أن تنفيذ الأتمتة عبر واجهات سطر الأوامر (CLI) التقليدية أو باستخدام طبقة برمجية مطبقة عبر أجهزة الشبكات (مثل أجهزة التوجيه، والمبدلات، وجدران الحماية، والخوادم، وغيرها من الأجهزة).

واجهات سطر الأوامر (CLI) هي واجهات مستخدم تتيح تشغيل البرامج والتفاعل مع نظام تشغيل الكمبيوتر من خلال أسطر نصية تُعرف باسم "أسطر الأوامر". عندما يرغب مسؤول الشبكة في إنشاء مهام سير عمل مؤتمتة، يمكنه استخدام عوامل تشغيل (مثل الرموز أو الأحرف الخاصة التي تبدأ إجراءات معينة) لإنشاء تسلسلات من الأحداث تعتمد على نجاح أو فشل الأوامر السابقة. كما يمكنه تجميع مجموعة الأوامر داخل ملفات نصية تُعرف باسم البرامج النصية الطرفية (Shell Scripts)، ما يسمح بتنفيذ عدة أوامر دفعة واحدة من خلال أمر واحد فقط في واجهة CLI.

تُسهّل برمجيات أتمتة الشبكات تنفيذ مهام الشبكة من خلال تحويلها إلى برامج جاهزة للاستخدام يمكن تحديدها وجدولتها ونشرها بسهولة عبر واجهة المستخدم. وتعتمد هذه البرمجيات على واجهات برمجة التطبيقات (APIs) لتسهيل الاتصال بالأجهزة المادية وأجهزة الشبكة في مراكز البيانات المحلية، وبيئات السحابة العامة والخاصة، والهجينة ومتعددة السُحب.

فعلى سبيل المثال، يمكن استخدام هذه الحلول لأتمتة أذونات الشبكة وتكوينات الأجهزة، من خلال تنظيم المخزونات والوحدات والمكوّنات الإضافية ونقاط نهاية واجهات برمجة التطبيقات في كُتيّبات أتمتة قابلة للبحث والنشر، وقابلة لإعادة الاستخدام على مستوى مزوّدي الخدمة.

ومع دمج تقنيات الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي (ML)، تُعزّز أدوات أتمتة الشبكات بشكل كبير سرعة الشبكة وكفاءتها التشغيلية.

فمحركات الأتمتة المدعومة بالذكاء الاصطناعي تُقيّم أداء الشبكة والتطبيقات وتضبط التكوينات تلقائيًا عند الحاجة. بالاستفادة من ميزات التعلم الآلي، يمكن لأدوات أتمتة الشبكات استخدام النطاق الترددي والاتجاهات في الأداء، لتكوين الموارد الشبكية—المادية والافتراضية—استنادًا إلى المعلمات والمقاييس المُحددة مسبقًا. وتتطور قدرات هذه الأدوات بمرور الوقت، إذ تتعلم من التجارب السابقة لتُصبح أكثر كفاءة وسرعة في حل المشكلات.

تجمع معظم استراتيجيات أتمتة الشبكات بين الأتمتة المعتمدة على البرمجيات والأتمتة القائمة على CLI، بدرجات متفاوتة، لمساعدة المؤسسات على بناء شبكات حوسبة فائقة السرعة وعالية التوفّر.

ويمكن تطبيق أتمتة الشبكات على أنواع متعددة من الشبكات، مثل شبكات مراكز البيانات، والشبكات السحابية، والشبكات اللاسلكية، والشبكات المحلية (LANs)، الشبكات الواسعة المعرفة بالبرمجيات (SD-WAN). بمعنى آخر، يمكن أتمتة أي مورد شبكة يعتمد على واجهة سطر الأوامر (CLI) أو واجهة برمجة التطبيقات (API).

كما يمكن لمسؤولي الشبكات تنفيذ أنواع مختلفة من مهام سير العمل المؤتمتة. وتشمل ما يلي:

تركز أتمتة التنسيق على التشغيل الآلي للعمليات المعقدة التي تتطلب التعاون من أنظمة وأجهزة متعددة. وتشمل نشر خدمات الشبكة والتطبيقات (غالبًا للشبكات الافتراضية)، وموازِني الأحمال، وجدران الحماية. على سبيل المثال، يمكن لمهام التنسيق المؤتمتة ربط التطبيقات الموزعة عبر الشبكة لتسريع تدفق البيانات وتقليل أخطاء النظام.

تُساعد أتمتة التكوين فرق تكنولوجيا المعلومات على إضافة أجهزة جديدة إلى الشبكة بسرعة وسلاسة. وتُتيح دمج هذه الأجهزة والمكونات تلقائيًا مع جميع التكوينات والإعدادات والموارد اللازمة، مما يُلغي الحاجة إلى أي تدخل بشري.

تعتمد الأتمتة المستندة إلى البرامج النصية على برامج نصية مكتوبة بلغات برمجة لتنفيذ المهام استجابةً لمشغلات محددة. في السابق، كانت تدفقات الأتمتة تُكتب تقليديًا بلغات مثل Perl وTcl، ولكن البرامج النصية الحديثة تعتمد غالبًا على لغات مفتوحة المصدر (مثل Python) نظرًا لما تتمتع به من مرونة وسهولة في الاستخدام.

تستخدم الأتمتة المستندة إلى البرمجيات، وتُعرف أيضًا باسم الأتمتة الذكية للشبكات، بوابة إدارية لتبسيط تنفيذ المهام دون الحاجة إلى كتابة البرامج النصية يدويًا. كما توفّر برامج الأتمتة فرق التطوير قوالب جاهزة لإنشاء المهام وتنفيذها استنادًا إلى سياسات شبكية مبسطة.

تقدّم الأتمتة المستندة إلى النوايا نهجًا أكثر تطورًا لأتمتة الشبكات. فهي تستخدم تقنيات الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي (ML) لفهم نوايا المستخدم والأعمال، وضبط تطبيق السياسات الشبكية تلقائيًا بناءً على هذه الفهم. على وجه التحديد، يُحدد مسؤولو الشبكة مستويات الأداء المستهدفة للخدمة، وتتكيف الشبكة تلقائيًا للحفاظ على هذه المستويات — أو تحقيقها في حال عدم توفرها.

تستخدم أتمتة الأمان (Security Automation) الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي وأدوات الأمان الأخرى لأتمتة المهام الأمنية (بما في ذلك مسح الثغرات الأمنية، وتطبيق السياسات، واكتشاف التطفل، والاستجابة للحوادث، وتطبيق التصحيحات البرمجية). وهي تُساعد فرق التطوير على الامتثال التنظيمي وحماية الشبكات من التهديدات الأمنية.  

ولكي تعمل الشبكة بأداء مثالي، يجب موازنة أحمال خوادم التطبيقات عبر البنية. فأتمتة عملية موازنة الأحمال — بدلًا من تنفيذها يدويًا — تضمن استجابة الخوادم الاحتياطية بسرعة عند حدوث أعطال، وتشغيل التطبيقات بأقصى أداء ممكن.

تستند العديد من أدوات أتمتة الشبكات الرائدة إلى مبادئ الذكاء الاصطناعي لعمليات تقنية المعلومات (AIOps)، وتستخدم خوارزميات متقدمة لتقييم حالة الشبكة في الوقت الفعلي. ومع ذلك، فإن أدوات الأتمتة تشمل مجموعة واسعة من الميزات والتقنيات التي تُساعد المؤسسات على تحسين ممارسات إدارة الشبكات، بما في ذلك:

• إدارة التكوين. يمكن لأدوات الأتمتة نشر التكوينات وتحديثها ونسخها احتياطيًا تلقائيًا لكل جهاز شبكي، مما يُحقق اتساقًا شاملاً ويُتيح التراجع السريع عند الحاجة.

• التهيئة. تتيح حلول أتمتة الشبكات تنفيذ تهيئة دون تدخل يدوي (Zero-Touch Provisioning)، حيث يتم تكوين الأجهزة تلقائيًا عند الاتصال بالشبكة، مما يُسرّع نشر الخدمات الجديدة.

• أتمتة مهام سير العمل. يمكن لأدوات الأتمتة تنفيذ المهام الروتينية وسير العمل المعقد، بما يشمل إجراء تشخيصات الشبكة وتحديث البرامج.

• المراقبة والتنبيهات. تقوم خدمات الأتمتة بمراقبة استخدام النطاق الترددي، وسلامة الأجهزة، وأنماط حركة المرور، وغيرها من المقاييس التشغيلية بشكل مستمر، وتُرسل تنبيهات عند الوصول إلى عتبة محددة مسبقًا أو عند اكتشاف خلل. يساعد هذا النهج الاستباقي الفرق على اكتشاف المشكلات ومعالجتها قبل أن تؤثر على المستخدمين النهائيين.

• تحليل البيانات وحل المشكلات التنبؤي. تقوم منصات أتمتة الشبكات بتحليل حالة الشبكة في الوقت الفعلي باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لتحديد الأنماط وتفسيرها. وتُتيح الرؤى المستمدة من تحليل البيانات لأدوات الأتمتة فهْم سلوك الشبكة الاعتيادي والتنبؤ بالمشكلات المحتملة. على سبيل المثال، إذا توقّعت خوارزمية تنبؤية حدوث ارتفاع في حركة البيانات، يمكنها إعادة توجيه التدفق الشبكي بشكل استباقي إلى خوادم أخرى لتوزيع الأحمال بشكل أكثر فاعلية. 

• تنفيذ الحلول ذاتيًّا. تُساعد حلول أتمتة الشبكات شبكات الحوسبة على معالجة المشكلات تلقائيًا، من خلال آليات أتمتة مغلقة الحلقة تستند إلى التعليقات. ففي حال رصد النظام مشكلة ما، يمكنه تعديل التكوينات تلقائيًا، وتطبيق التصحيحات، وإعادة توجيه حركة مرور الشبكة. تُسهم الشبكات ذاتية الإصلاح في دعم المؤسسات للحفاظ على البنية التحتية للشبكة وتحسينها، وتقليل أوقات تعطل الشبكة بالنسبة للمستخدمين. 

• التعلم المستمر والتكيف. مع تطور بيئة الشبكة، تتطور برمجيات أتمتة الشبكات معها. تتعلّم أدوات الأتمتة من كل إجراء ورد فعل داخل الشبكة، وتواصل تحسين خوارزمياتها واستراتيجياتها لتحسين الأداء في المستقبل. ويُساعد هذا التعلم المستمر على تعزيز مرونة الشبكات وسرعة استجابتها، بما يضمن جاهزيتها لمواكبة متطلبات المؤسسات الحديثة..

توفّر أتمتة الشبكات مجموعة واسعة من حالات الاستخدام للمؤسسات التي تسعى إلى بناء شبكات أكثر سرعة ومرونة، من بينها:

في البيئات التي تحتوي على عدد كبير من أجهزة الاستشعار وأجهزة إنترنت الأشياء، يمكن لأتمتة الشبكات تبسيط عملية الإدارة. يمكن لأدوات الأتمتة تنفيذ اكتشاف الأجهزة تلقائيًا، والتهيئة، والتكوين، مما يقلل من التعقيدات المصاحبة لدمج أجهزة إنترنت الأشياء المتنوعة في شبكة الحوسبة.

في بيئات عمليات التطوير، يمكن لمسؤولي الشبكات دمج مهام سير العمل المؤتمتة في خطوط التكامل والتسليم المستمر (CI/CD). يُتيح هذا الدمج للأنظمة إجراء اختبارات مؤتمتة ونشر التكوينات بالتزامن مع تحديثات التطبيقات، لضمان تزامن تغييرات الشبكة مع تعديلات التطبيقات طوال دورة تطوير البرمجيات.

بالنسبة للمؤسسات التي تمتلك شبكات حوسبة تنقل وتخزّن بيانات حساسة أو خاصة (مثل المؤسسات التعليمية، والمرافق الطبية، والوكالات الحكومية)، يمكن لأتمتة الشبكات أن تساعد المسؤولين على تطبيق بروتوكولات أمان صارمة.

غالبًا ما تتعامل هذه الشبكات مع أعداد كبيرة من المستخدمين والأجهزة، وقد يمثل مواكبة تحديثات الأمان تحديًا كبيرًا.

تُتيح الأتمتة نشر التصحيحات الأمنية تلقائيًا، بحيث تبقى جميع أجهزة الشبكة محدّثة ومحمية ضد أحدث التهديدات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لأدوات الأتمتة أتمتة مهام العناية الواجبة (مثل التحقق من الامتثال وإجراء تدقيقات الأمان)، وتتبع تغييرات التكوينات وأنشطة المستخدمين لمساعدة المؤسسات على الحفاظ على الامتثال التنظيمي.

لبناء شبكة افتراضية ومؤتمتة، يمكن لمسؤولي الشبكات الجمع بين الشبكات المعتمدة على البرمجيات (SDN) وافتراضية وظائف الشبكة (NFV).

تستخدم SDN طبقات افتراضية مدعومة بواجهات برمجة التطبيقات لإدارة البنية التحتية الفعلية، مما يُتيح للمسؤولين إنشاء شبكات برمجية افتراضية بين الأجهزة الافتراضية (VMs) والتحكم في عدة شبكات فعلية في الوقت نفسه. NFV هي عمليات هندسة شبكات تنقل وظائف الشبكة (مثل موازنة الأحمال والتشفير) من الأجهزة المادية إلى الأجهزة الافتراضية.

عند استخدامها معًا، يمكن لكل من SDN وNFV تهيئة الشبكة وضبطها ديناميكيًا استنادًا إلى أهداف الأعمال وأهداف الخدمة.

فبينما تُركز SDN على مركزة التحكم في الشبكة لأغراض التكوين والتحسين، تُسهم NFV في فصل الوظائف عن الأجهزة، مما يُسهّل تسريع نشر الخدمات وتوسيع نطاقها. ويُعد هذا الدمج مفيدًا بشكل خاص في البيئات التي تتسم بأنماط حركة مرور غير متوقعة، حيث يمكن لمهام سير العمل المؤتمتة إعادة توجيه حركة المرور تلقائيًا إلى الخدمات الأقل طلبًا خلال فترات الذروة.

يمكن أن تكون أتمتة الشبكات مهمة معقدة، لا سيما عند النظر في توافق الأجهزة وقابليتها للتشغيل البيني على مستوى الشبكة بأكملها. ومع ذلك، توفر الأتمتة للمؤسسات العديد من الفوائد التي تُسهم في تحسين بنية الشبكة، ومنها:

• زيادة كفاءة الشبكة. تُقلل الأتمتة بشكل كبير من الوقت والجهد اللازمين لتهيئة الشبكة وإدارتها. يتم تنفيذ عمليات التهيئة والنشر والاختبار تلقائيًا وبسرعة، مما يساعد الشبكة بالكامل على العمل بكفاءة أكبر. كما يمكن لفِرق تكنولوجيا المعلومات قضاء وقت أقل في مهام الصيانة المتكررة، وتكريس المزيد من الوقت للأهداف الاستراتيجية.

• فرض السياسات بشكل مستمر. تتيح أدوات أتمتة الشبكة تطبيق السياسات تلقائيًا عبر البنية التحتية، مما يضمن اتساق السياسات الأمنية والتشغيلية وتحديثها باستمرار على جميع الأجهزة المتصلة بالشبكة.

• سهولة التوسّع. مع توسّع المؤسسات، يجب أن تنمو شبكاتها وفقًا لذلك. تُسهّل الأتمتة عملية التوسع السلس، إذ تتيح للشبكات التعامل مع الأحمال المتزايدة دون الحاجة إلى زيادة موازية في أحمال التشغيل الإدارية.

• تقليل تكاليف التشغيل. من خلال أتمتة المهام المتكررة، تقلل المؤسسات من الاعتماد على العمليات اليدوية، مما يساعد فِرق تكنولوجيا المعلومات على تقليل تكاليف تشغيل الشبكة.

• تحسين أمان الشبكات.  بالإضافة إلى مراقبة الشبكات، يمكن لأدوات الأتمتة أن تسهم في تعزيز الأمان من خلال أتمتة الكشف، والاستجابة للحوادث، وإدارة التصحيحات. ويمكن أن تساعد مهام سير العمل الأمنية المؤتمتة في تعزيز الامتثال لسياسات الأمان ودعم الوضع الأمني العام.

ومع تسارع التحول الرقمي، تحتاج الشركات إلى شبكات حوسبة أسرع وأكثر ديناميكية يمكنها التكيف مع المتطلبات المتغيرة باستمرار. وتسعى المؤسسات الطموحة إلى الاستفادة من التقنيات الناشئة في مجال الأتمتة لتلبية هذه الاحتياجات وضمان قدرة شبكاتها على مواكبة الطلب المتزايد من المستخدمين.

فعلى سبيل المثال، تتيح تقنيات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي للشركات إنشاء شبكات ذاتية التصحيح تستبق المشكلات وتتكيف مع تغيّرات حالة الشبكة، مما يُعزز أداء الشبكة في بيئات الحوسبة التقليدية والسحابية وحوسبة الحافة.

وتشمل الاتجاهات الأخرى في مجال الأتمتة، والتي تُشكّل مستقبل الشبكات، ما يلي:

إن النمو والتطور المستمر لأجهزة إنترنت الأشياء وحوسبة الحافة يعني أن الشبكات ستحتاج في كثير من الأحيان إلى معالجة البيانات بالقرب من مصدر إنتاجها. وتساعد أدوات الأتمتة من الجيل التالي في إدارة هذه البيئات اللامركزية، مما يُسرّع من معالجة البيانات ويحسّن استجابة الشبكة.

تُستخدم بنية IaC لغة برمجة وصفية عالية المستوى لأتمتة تهيئة البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات، مما يمكّن الفرق من إعداد البنية التحتية للشبكة وإدارتها، بما يشمل الإعدادات والأتمتة، باستخدام التعليمات البرمجية. ويستفيد مهندسو الشبكات من هذه البنية لتحسين مهام سير العمل الخاصة بالأتمتة، وإدارة إصدارات الأنظمة، وبناء شبكات حوسبة مرنة، ذاتية الإدارة، وقابلة للتوسع بدرجة عالية.

تتجه أتمتة الشبكات نحو حلول أكثر مرونة وغير معتمدة على بائع واحد، قادرة على التكامل مع أدوات الجهات الخارجية واستيعاب البنى متعددة الموردين. تتيح هذه الأدوات تنفيذ الأتمتة بشكل مركزي وتسهيل اعتماد تقنيات جديدة مثل الذكاء الاصطناعي لعمليات تقنية المعلومات (AIOps)، الذي يستخدم الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بالتهديدات السيبرانية ومنعها.

يعمل النهج غير المعتمدة على بائع واحد المؤسسات من قيود التوافق المرتبطة بالبنية التحتية الاحتكارية، وتُسهّل التكامل السلس مع مجموعة أوسع من التقنيات.

تشهد التهديدات الإلكترونية ازديادًا مستمرًا من حيث العدد والتعقيد، لكن مبادئ الأمان المعتمد على الثقة الصفرية تُعد وسيلة فعالة لحماية الشبكات الحوسبية الكبيرة، الموزعة، والمؤتمتة. تفرض بنى الأمان المعتمدة على الثقة الصفرية ضوابط صارمة للوصول، وقواعد دقيقة للمصادقة، وبروتوكولات تشفير تضمن أن المستخدمين والأجهزة المصرح بها فقط يمكنهم الوصول إلى الموارد، بغض النظر عن مواقعهم.

يفتح نشر شبكات الجيل الخامس (5G) آفاقًا جديدة للأتمتة، خصوصًا فيما يتعلق بتقسيم الشبكة—الذي يُجزئ البنية التحتية المادية الواحدة إلى شبكات افتراضية متعددة—وإدارة الموارد الديناميكية.

تُعد الأتمتة عنصرًا محوريًا في إدارة المتطلبات المعقدة لشبكات الجيل الخامس، مثل الاتصال فائق الاعتمادية ومنخفض زمن الانتقال، ومعالجة البيانات بتنسيقات متنوعة، والنشر الواسع لإنترنت الأشياء. كما تمكّن حلول أتمتة الشبكات مزوّدي الخدمة من تقديم خدمات مخصصة للصناعات والمؤسسات المختلفة.