ग्रह पृथ्वी के लिए स्मार्ट ईथरनेट स्विच

"आप कई तरीकों से समाधान (समस्या का समाधान) बना सकते हैं, लेकिन सबसे महंगा और/या लोकप्रिय तरीका हमेशा सबसे प्रभावी नहीं होता है!"

प्रस्तावना

लगभग तीन साल पहले, आपदा डेटा रिकवरी के लिए एक रिमोट मॉडल विकसित करने की प्रक्रिया में, मुझे एक बाधा का सामना करना पड़ा जिस पर तुरंत ध्यान नहीं दिया गया - सामुदायिक स्रोतों में नेटवर्क वर्चुअलाइजेशन के लिए नए मूल समाधानों के बारे में जानकारी की कमी। 

विकसित मॉडल के लिए एल्गोरिदम की योजना इस प्रकार बनाई गई थी: 

1. एक दूरस्थ उपयोगकर्ता जिसने मुझसे संपर्क किया, जिसके कंप्यूटर ने एक बार बूट करने से इनकार कर दिया था, संदेश प्रदर्शित करते हुए "सिस्टम डिस्क का पता नहीं चला/स्वरूपित नहीं हुआ", इसे लाइफ यूएसबी का उपयोग करके लोड करता है। 
2. बूट प्रक्रिया के दौरान, सिस्टम स्वचालित रूप से एक सुरक्षित निजी स्थानीय नेटवर्क से जुड़ जाता है, जिसमें इसके अलावा प्रशासक का वर्कस्टेशन, इस मामले में एक लैपटॉप और एक एनएएस नोड शामिल होता है। 
3. फिर मैं कनेक्ट करता हूं - या तो डिस्क विभाजन को पुनर्जीवित करने के लिए, या वहां से डेटा निकालने के लिए।

प्रारंभ में, मैंने अपने नियंत्रण वाले नेटवर्क में एक स्थानीय राउटर पर वीपीएन सर्वर का उपयोग करके, फिर किराए के वीडीएस पर इस मॉडल को लागू किया। लेकिन, जैसा कि अक्सर होता है और चिशोल्म के पहले कानून के अनुसार, यदि बारिश होती है, तो इंटरनेट प्रदाता का नेटवर्क बंद हो जाएगा, फिर व्यावसायिक संस्थाओं के बीच विवादों के कारण सेवा प्रदाता को "ऊर्जा" की हानि होगी...

इसलिए, मैंने पहले उन बुनियादी आवश्यकताओं को तैयार करने का निर्णय लिया जो आवश्यक उपकरण को पूरी करनी होंगी। पहला है विकेंद्रीकरण. दूसरे, यह देखते हुए कि मेरे पास ऐसे कई लाइफ यूएसबी हैं, उनमें से प्रत्येक का एक अलग पृथक नेटवर्क है। खैर, तीसरा, विभिन्न उपकरणों के नेटवर्क से त्वरित कनेक्शन और उनका सरल प्रबंधन, जिसमें यह भी शामिल है कि मेरा लैपटॉप भी ऊपर उल्लिखित कानून का शिकार हो जाता है।

इसके आधार पर और कई उपयुक्त विकल्पों के व्यावहारिक अनुसंधान पर ढाई महीने बिताने के बाद, मैंने अपने जोखिम और जोखिम पर, उस समय मेरे लिए अज्ञात स्टार्टअप से एक और टूल आज़माने का फैसला किया, जिसे ज़ीरोटियर कहा जाता है। जिसका मुझे बाद में कभी अफसोस नहीं हुआ.

इन नए साल की छुट्टियों के दौरान, यह समझने की कोशिश करते हुए कि क्या उस यादगार पल के बाद से सामग्री की स्थिति बदल गई है, मैंने हैबर को एक स्रोत के रूप में उपयोग करते हुए, इस विषय पर लेखों की उपलब्धता के लिए एक चयनात्मक ऑडिट किया। खोज परिणामों में "ज़ीरोटियर" क्वेरी के लिए केवल तीन लेख हैं, जिनमें इसका उल्लेख है, और कम से कम संक्षिप्त विवरण वाला एक भी लेख नहीं है। और यह इस तथ्य के बावजूद है कि उनमें ज़ीरोटियर, इंक. के संस्थापक द्वारा स्वयं लिखे गए एक लेख का अनुवाद भी शामिल है। — एडम इरीमेंको.

परिणाम निराशाजनक थे और उन्होंने मुझे ज़ीरोटियर के बारे में अधिक विस्तार से बात करना शुरू करने के लिए प्रेरित किया, जिससे आधुनिक "चाहने वालों" को उसी मार्ग पर जाने से बचाया जो मैंने लिया था।

तो क्या हो तुम?

डेवलपर ज़ीरोटियर को पृथ्वी ग्रह के लिए एक बुद्धिमान ईथरनेट स्विच के रूप में रखता है। 

“यह एक वितरित नेटवर्क हाइपरवाइजर है जो क्रिप्टोग्राफ़िक रूप से सुरक्षित वैश्विक पीयर-टू-पीयर (पी2पी) नेटवर्क के शीर्ष पर बनाया गया है। कॉर्पोरेट एसडीएन स्विच के समान एक उपकरण, जिसे लगभग किसी भी एप्लिकेशन या डिवाइस को कनेक्ट करने की क्षमता के साथ, स्थानीय और वैश्विक दोनों भौतिक नेटवर्क पर वर्चुअल नेटवर्क व्यवस्थित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यह एक मार्केटिंग विवरण के अलावा अब तकनीकी विशेषताओं के बारे में है।

▍कर्नेल: 

ज़ीरोटियर नेटवर्क हाइपरवाइज़र एक स्टैंड-अलोन नेटवर्क वर्चुअलाइजेशन इंजन है जो वैश्विक एन्क्रिप्टेड पीयर-टू-पीयर (पी2पी) नेटवर्क के शीर्ष पर, वीएक्सएलएएन के समान एक ईथरनेट नेटवर्क का अनुकरण करता है।

ज़ीरोटियर में उपयोग किए गए प्रोटोकॉल मूल हैं, हालांकि दिखने में VXLAN और IPSec के समान हैं और इसमें दो वैचारिक रूप से अलग, लेकिन निकट से संबंधित परतें शामिल हैं: VL1 और VL2।

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▍VL1 एक बुनियादी पीयर-टू-पीयर (P2P) ट्रांसपोर्ट परत है, जो एक प्रकार की "वर्चुअल केबल" है।

"एक वैश्विक डेटा सेंटर को केबल बिछाने के लिए एक 'वैश्विक कोठरी' की आवश्यकता होती है।"

पारंपरिक नेटवर्क में, L1 (OSI लेयर 1) वास्तविक केबल या वायरलेस रेडियो को संदर्भित करता है जो डेटा ले जाता है और भौतिक ट्रांसीवर डिवाइस चिप्स जो इसे मॉड्यूलेट और डिमोड्यूलेट करते हैं। वीएल1 एक पीयर-टू-पीयर (पी2पी) नेटवर्क है जो आवश्यकतानुसार वर्चुअल केबल को व्यवस्थित करने के लिए एन्क्रिप्शन, प्रमाणीकरण और अन्य नेटवर्किंग ट्रिक्स का उपयोग करके समान कार्य करता है।

इसके अलावा, यह स्वचालित रूप से, जल्दी से और उपयोगकर्ता की भागीदारी के बिना एक नया ज़ीरोटियर नोड लॉन्च करता है।

इसे प्राप्त करने के लिए, VL1 को डोमेन नाम प्रणाली के समान व्यवस्थित किया गया है। नेटवर्क के केंद्र में अत्यधिक उपलब्ध रूट सर्वरों का एक समूह है, जिनकी भूमिका DNS रूट नाम सर्वर के समान है। फिलहाल, मुख्य (ग्रहीय) रूट सर्वर डेवलपर - ज़ीरोटियर, इंक. के नियंत्रण में हैं। और एक निःशुल्क सेवा के रूप में प्रदान की जाती हैं। 

हालाँकि, कस्टम रूट सर्वर (luns) बनाना संभव है जो आपको इसकी अनुमति देता है:

• ज़ीरोटियर, इंक. बुनियादी ढांचे पर निर्भरता कम करना; दस्तावेज़ीकरण से लिंक करें
• देरी को कम करके उत्पादकता बढ़ाएँ; 
• यदि इंटरनेट कनेक्शन खो जाए तो सामान्य रूप से काम करना जारी रखें।

प्रारंभ में, नोड्स एक दूसरे से सीधे कनेक्शन के बिना लॉन्च किए जाते हैं। 

वीएल1 पर प्रत्येक सहकर्मी के पास एक अद्वितीय 40-बिट (10 हेक्साडेसिमल) ज़ीरोटियर पता होता है, जो आईपी पते के विपरीत, एक एन्क्रिप्टेड पहचानकर्ता है जिसमें कोई रूटिंग जानकारी नहीं होती है। इस पते की गणना सार्वजनिक/निजी कुंजी जोड़ी के सार्वजनिक भाग से की जाती है। एक नोड का पता, सार्वजनिक कुंजी और निजी कुंजी मिलकर इसकी पहचान बनाते हैं।

Member ID: df56c5621c  
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            ZeroTier address of node

जहाँ तक एन्क्रिप्शन का सवाल है, यह एक अलग लेख का कारण है।

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संचार स्थापित करने के लिए, सहकर्मी पहले पैकेट को रूट सर्वर के पेड़ पर "ऊपर" भेजते हैं, और जैसे ही ये पैकेट नेटवर्क के माध्यम से यात्रा करते हैं, वे रास्ते में आगे के चैनलों का यादृच्छिक निर्माण शुरू करते हैं। पेड़ अपने द्वारा संग्रहीत रूट मैप के लिए खुद को अनुकूलित करने के लिए लगातार "अपने आप ढहने" की कोशिश कर रहा है।

पीयर-टू-पीयर कनेक्शन स्थापित करने की व्यवस्था इस प्रकार है:

1. नोड ए नोड बी को एक पैकेट भेजना चाहता है, लेकिन चूंकि उसे सीधा रास्ता नहीं पता है, इसलिए वह इसे नोड आर (चंद्रमा, उपयोगकर्ता का रूट सर्वर) पर अपस्ट्रीम भेजता है।
2. यदि नोड R का नोड B से सीधा संबंध है, तो यह पैकेट को वहां अग्रेषित करता है। अन्यथा, यह ग्रहों की जड़ों तक पहुंचने से पहले पैकेट को अपस्ट्रीम भेजता है। ग्रहों की जड़ें सभी नोड्स के बारे में जानती हैं, इसलिए पैकेट ऑनलाइन होने पर अंततः नोड बी तक पहुंच जाएगा।
3. नोड आर नोड ए को "रेंडीज़वस" नामक एक संदेश भी भेजता है, जिसमें यह संकेत होता है कि यह नोड बी तक कैसे पहुंच सकता है। इस बीच, रूट सर्वर, जो नोड बी को पैकेट अग्रेषित करता है, एक "रेंडीज़वस" भेजता है जो यह बताता है कि यह कैसे हो सकता है। नोड ए तक पहुंचें
4. नोड्स ए और बी अपने मिलन संदेश प्राप्त करते हैं और रास्ते में आने वाले किसी भी एनएटी या स्टेटफुल फ़ायरवॉल को तोड़ने के प्रयास में एक दूसरे को परीक्षण संदेश भेजने का प्रयास करते हैं। यदि यह काम करता है, तो एक सीधा कनेक्शन स्थापित हो जाता है, और पैकेट अब आगे-पीछे नहीं जाते।

यदि सीधा कनेक्शन स्थापित नहीं किया जा सकता है, तो रिले के माध्यम से संचार जारी रहेगा, और सफल परिणाम प्राप्त होने तक सीधे कनेक्शन के प्रयास जारी रहेंगे। 

वीएल1 में प्रत्यक्ष कनेक्टिविटी स्थापित करने के लिए अन्य सुविधाएं भी हैं, जिनमें लैन पीयर डिस्कवरी, सममित आईपीवी4 एनएटी के ट्रैवर्सल के लिए पोर्ट भविष्यवाणी और स्थानीय भौतिक लैन पर उपलब्ध होने पर यूपीएनपी और/या एनएटी-पीएमपी का उपयोग करके स्पष्ट पोर्ट मैपिंग शामिल है।

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▍VL2 SDN प्रबंधन कार्यों के साथ एक VXLAN जैसा ईथरनेट नेटवर्क वर्चुअलाइजेशन प्रोटोकॉल है। ओएस और अनुप्रयोगों के लिए परिचित संचार वातावरण...

वीएल1 के विपरीत, वीएल2 नेटवर्क (वीएलएएन) बनाने और उनसे नोड्स जोड़ने के साथ-साथ उन्हें प्रबंधित करने के लिए उपयोगकर्ता की प्रत्यक्ष भागीदारी की आवश्यकता होती है। वह नेटवर्क नियंत्रक का उपयोग करके ऐसा कर सकता है। संक्षेप में, यह एक नियमित ज़ीरोटियर नोड है, जहां नियंत्रक कार्यों को दो तरीकों से नियंत्रित किया जाता है: या तो सीधे, फ़ाइलों को बदलकर, या, जैसा कि डेवलपर दृढ़ता से अनुशंसा करता है, प्रकाशित एपीआई का उपयोग करके। 

ज़ीरोटियर वर्चुअल नेटवर्क को प्रबंधित करने की यह विधि औसत व्यक्ति के लिए बहुत सुविधाजनक नहीं है, इसलिए कई जीयूआई हैं:
 

• डेवलपर ज़ीरोटियर से एक, चार सदस्यता योजनाओं के साथ सार्वजनिक क्लाउड SaaS समाधान के रूप में उपलब्ध है, जिसमें मुफ़्त भी शामिल है, लेकिन प्रबंधित उपकरणों की संख्या और समर्थन के स्तर में सीमित है
• दूसरा एक स्वतंत्र डेवलपर से है, जो कार्यक्षमता में कुछ हद तक सरल है, लेकिन ऑन-प्रिमाइसेस या क्लाउड संसाधनों पर उपयोग के लिए एक निजी ओपनसोर्स समाधान के रूप में उपलब्ध है।

वीएल2 को वीएल1 के शीर्ष पर लागू किया जाता है और इसके द्वारा परिवहन किया जाता है। हालाँकि, इसे वीएल1 एंडपॉइंट का एन्क्रिप्शन और प्रमाणीकरण विरासत में मिला है, और क्रेडेंशियल्स पर हस्ताक्षर करने और सत्यापित करने के लिए इसकी असममित कुंजियों का भी उपयोग करता है। वीएल1 आपको मौजूदा भौतिक नेटवर्क टोपोलॉजी के बारे में चिंता किए बिना वीएल2 लागू करने की अनुमति देता है। अर्थात्, कनेक्टिविटी और रूटिंग दक्षता की समस्याएँ VL1 समस्याएँ हैं। यह समझना महत्वपूर्ण है कि वीएल2 वर्चुअल नेटवर्क और वीएल1 पथों के बीच कोई संबंध नहीं है। वायर्ड लैन में वीएलएएन मल्टीप्लेक्सिंग के समान, दो नोड्स जो कई नेटवर्क सदस्यता साझा करते हैं, उनके बीच अभी भी केवल एक वीएल 1 (वर्चुअल केबल) पथ होगा।

प्रत्येक वीएल2 नेटवर्क (वीएलएएन) की पहचान 64-बिट (16 हेक्साडेसिमल) ज़ीरोटियर नेटवर्क पते से की जाती है, जिसमें नियंत्रक का 40-बिट ज़ीरोटियर पता और उस नियंत्रक द्वारा बनाए गए नेटवर्क की पहचान करने वाला 24-बिट नंबर होता है।

Network ID: 8056c2e21c123456
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            |         Network number on controller
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            ZeroTier address of controller

जब कोई नोड किसी नेटवर्क से जुड़ता है या नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन अपडेट का अनुरोध करता है, तो यह नेटवर्क नियंत्रक को एक नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन अनुरोध संदेश (VL1 के माध्यम से) भेजता है। फिर नियंत्रक नेटवर्क पर इसे खोजने के लिए नोड के वीएल1 पते का उपयोग करता है और इसे उचित प्रमाणपत्र, क्रेडेंशियल और कॉन्फ़िगरेशन जानकारी भेजता है। वीएल2 वर्चुअल नेटवर्क के दृष्टिकोण से, वीएल1 जीरोटियर एड्रेस को एक विशाल वैश्विक वर्चुअल स्विच पर पोर्ट नंबर के रूप में माना जा सकता है।

नेटवर्क नियंत्रकों द्वारा किसी दिए गए नेटवर्क के सदस्य नोड्स को जारी किए गए सभी क्रेडेंशियल्स को नियंत्रक की गुप्त कुंजी के साथ हस्ताक्षरित किया जाता है ताकि सभी नेटवर्क प्रतिभागी उन्हें सत्यापित कर सकें। क्रेडेंशियल्स में नियंत्रक द्वारा उत्पन्न टाइमस्टैम्प होते हैं, जो होस्ट की स्थानीय सिस्टम घड़ी तक पहुंच के बिना सापेक्ष तुलना की अनुमति देता है। 

क्रेडेंशियल केवल उनके मालिकों को जारी किए जाते हैं और फिर उन साथियों को भेजे जाते हैं जो नेटवर्क पर अन्य नोड्स के साथ संचार करना चाहते हैं। यह नेटवर्क को नोड्स पर बड़ी मात्रा में क्रेडेंशियल्स को कैश करने या नेटवर्क नियंत्रक से लगातार संपर्क करने की आवश्यकता के बिना विशाल आकार में स्केल करने की अनुमति देता है।

ज़ीरोटियर नेटवर्क एक सरल प्रकाशन/सदस्यता प्रणाली के माध्यम से मल्टीकास्ट वितरण का समर्थन करते हैं।

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जब कोई नोड किसी विशेष वितरण समूह के लिए मल्टीकास्ट प्रसारण प्राप्त करना चाहता है, तो वह उस समूह में नेटवर्क के अन्य सदस्यों और नेटवर्क नियंत्रक के साथ सदस्यता का विज्ञापन करता है। जब कोई नोड एक मल्टीकास्ट भेजना चाहता है, तो वह एक साथ हाल के प्रकाशनों के अपने कैश तक पहुंचता है और समय-समय पर अतिरिक्त प्रकाशनों का अनुरोध करता है।

एक प्रसारण (ईथरनेट एफएफ: एफएफ: एफएफ: एफएफ: एफएफ: एफएफ) को एक मल्टीकास्ट समूह के रूप में माना जाता है, जिसमें सभी प्रतिभागी सदस्यता लेते हैं। यदि आवश्यकता न हो तो ट्रैफ़िक को कम करने के लिए इसे नेटवर्क स्तर पर अक्षम किया जा सकता है। 

ज़ीरोटियर एक वास्तविक ईथरनेट स्विच का अनुकरण करता है। यह तथ्य हमें कार्यान्वित करने की अनुमति देता है बनाए गए वर्चुअल नेटवर्क को डेटा लिंक स्तर पर अन्य ईथरनेट नेटवर्क (वायर्ड लैन, वाईफाई, वर्चुअल बैकप्लेन, आदि) के साथ संयोजित करना - एक नियमित ईथरनेट ब्रिज का उपयोग करना।

एक पुल के रूप में कार्य करने के लिए, नेटवर्क नियंत्रक को एक होस्ट को इस प्रकार नामित करना होगा। यह योजना सुरक्षा कारणों से लागू की गई है, क्योंकि सामान्य नेटवर्क होस्ट को अपने मैक पते के अलावा किसी अन्य स्रोत से ट्रैफ़िक भेजने की अनुमति नहीं है। ब्रिज के रूप में नामित नोड्स मल्टीकास्ट एल्गोरिदम के एक विशेष मोड का भी उपयोग करते हैं, जो समूह सदस्यता और सभी प्रसारण ट्रैफ़िक और एआरपी अनुरोधों की प्रतिकृति के दौरान उनके साथ अधिक आक्रामक और लक्षित रूप से इंटरैक्ट करता है। 

स्विच में सार्वजनिक और तदर्थ नेटवर्क, एक क्यूओएस तंत्र और एक नेटवर्क नियम संपादक बनाने की क्षमता भी है।

▍नोड:

जीरो टियर वन लैपटॉप, डेस्कटॉप, सर्वर, वर्चुअल मशीन और कंटेनर पर चलने वाली एक सेवा है जो वीपीएन क्लाइंट के समान वर्चुअल नेटवर्क पोर्ट के माध्यम से वर्चुअल नेटवर्क से कनेक्शन प्रदान करती है। 

एक बार सेवा स्थापित और प्रारंभ हो जाने पर, आप उनके 16-अंकीय पते का उपयोग करके वर्चुअल नेटवर्क से जुड़ सकते हैं। प्रत्येक नेटवर्क सिस्टम पर एक वर्चुअल नेटवर्क पोर्ट के रूप में दिखाई देता है, जो एक नियमित ईथरनेट पोर्ट की तरह ही व्यवहार करता है।

ज़ीरोटियर वन वर्तमान में निम्नलिखित ओएस और सिस्टम के लिए उपलब्ध है।

ऑपरेटिंग सिस्टम:

• माइक्रोसॉफ्ट विंडोज - एमएसआई इंस्टॉलर x86/x64
• MacOS - पीकेजी इंस्टॉलर
• एप्पल आईओएस - ऐप स्टोर
• Android - खेल स्टोर
• Linux - डीईबी/आरपीएम
• FreeBSD - फ्रीबीएसडी पैकेज

NAS:

• Synology NAS
• QNAP NAS
• डब्ल्यूडी मायक्लाउड एनएएस

Другие:

• डाक में काम करनेवाला मज़दूर - डॉकर फ़ाइल
• OpenWRT - सामुदायिक बंदरगाह
• ऐप एम्बेडिंग - एसडीके (libzt)

उपरोक्त सभी को संक्षेप में प्रस्तुत करने के लिए, मैं ध्यान दूंगा कि ज़ीरोटियर आपके भौतिक, आभासी या क्लाउड संसाधनों को एक सामान्य स्थानीय नेटवर्क में संयोजित करने के लिए एक उत्कृष्ट और तेज़ उपकरण है, जिसमें इसे वीएलएएन में विभाजित करने की क्षमता है और विफलता के एक भी बिंदु की अनुपस्थिति है। .

हैबर के लिए ज़ीरोटियर के बारे में पहले लेख के प्रारूप में सैद्धांतिक भाग के लिए बस इतना ही - शायद बस इतना ही! अगले लेख में, मैं ज़ीरोटियर पर आधारित एक वर्चुअल नेटवर्क इंफ्रास्ट्रक्चर के निर्माण को व्यवहार में प्रदर्शित करने की योजना बना रहा हूं, जहां एक निजी ओपन सोर्स जीयूआई टेम्पलेट वाले वीडीएस का उपयोग नेटवर्क नियंत्रक के रूप में किया जाएगा। 

प्रिय पाठकों! क्या आप अपनी परियोजनाओं में ज़ीरोटियर तकनीक का उपयोग करते हैं? यदि नहीं, तो आप अपने संसाधनों को नेटवर्क करने के लिए किन उपकरणों का उपयोग करते हैं?

स्रोत: www.habr.com