Global Database Synchronization and Web Hosting Scenario

مقدمه

در این سناریو، قصد داریم شبکه‌ای متشکل از ۵۰۰ شهر در سراسر جهان راه‌اندازی کنیم که هر شهر دارای یک نام دامنه منحصربه‌فرد، میزبانی وب خصوصی و آدرس IP مشخص باشد. مالک هر دامنه، مالک اجاره‌ای هاست نیز خواهد بود. تمامی دامنه‌ها باید به پایگاه داده‌ای متصل شوند که به‌صورت لحظه‌ای و در زمان واقعی (Real-Time) همگام‌سازی شده و امکان دسترسی کاربران از هر نقطه جهان به اطلاعات هماهنگ‌شده را فراهم کند. همچنین، یک مرکز نظارت در هنگ‌کنگ برای مدیریت و نظارت بر تمامی دامنه‌ها و پایگاه‌های داده این ۵۰۰ شهر در نظر گرفته شده است.

ثبت دامنه و میزبانی وب

هر یک از ۵۰۰ شهر یک نام دامنه منحصربه‌فرد از طریق رجیسترار معتبر مانند ICANN دریافت خواهد کرد. این دامنه‌ها باید نمایانگر نام شهر باشند و به‌راحتی توسط کاربران شناسایی شوند (مانند cityname.example.com).

میزبانی هر دامنه در سرورهای خصوصی انجام می‌شود و انتخاب ارائه‌دهنده میزبانی به عهده شهر مربوطه خواهد بود. سرورها در مراکز داده توزیع‌شده جغرافیایی مستقر می‌شوند تا عملکرد بهینه و حداقل تأخیر (Latency) را تضمین کنند. سرویس‌های میزبانی می‌توانند بر روی سرورهای اختصاصی یا ارائه‌دهندگان ابری مانند AWS، Google Cloud یا Azure انجام شوند.

همگام‌سازی پایگاه داده

هسته اصلی این سیستم، همگام‌سازی پایگاه داده تمامی ۵۰۰ شهر به‌صورت لحظه‌ای است تا داده‌ها در تمامی نقاط جهان هماهنگ باقی بمانند. این فرآیند با استفاده از فناوری‌های تکثیر پایگاه داده (Database Replication) پیاده‌سازی خواهد شد.

سیستم می‌تواند از روش‌های تکثیر چند سرور (Multi-Master Replication) یا تکثیر سرور اصلی-فرعی (Master-Slave Replication) بر اساس نوع پایگاه داده‌ای که انتخاب شده (مانند MySQL Cluster، PostgreSQL یا پایگاه‌های داده NoSQL نظیر Cassandra) استفاده کند. این روش تضمین می‌کند که هر تغییری در یک پایگاه داده، به سایر پایگاه‌های داده اعمال شود. برای جلوگیری از تعارض داده‌ها، مکانیزم حل اختلاف داده‌ای (Conflict Resolution) در نظر گرفته خواهد شد.

مرکز نظارت جهانی

یک مرکز نظارتی در هنگ‌کنگ برای مدیریت تمامی دامنه‌ها و پایگاه‌های داده ایجاد خواهد شد. این مرکز از ابزارهای مانیتورینگ پیشرفته مانند Zabbix، Prometheus یا Nagios برای نظارت بر سلامت سرورها، پایگاه‌های داده، وضعیت همگام‌سازی و عملکرد شبکه استفاده می‌کند. سیستم‌های هشداردهی برای اطلاع‌رسانی فوری مشکلات به تیم‌های فنی راه‌اندازی خواهند شد.

تعادل بار (Load Balancing) و تحمل خطا (Fault Tolerance)

برای اطمینان از مقیاس‌پذیری و دسترس‌پذیری بالا، از توازن بار (Load Balancing) با استفاده از HAProxy، NGINX یا سرویس‌های ابری مانند AWS Elastic Load Balancer بهره خواهیم برد. این فرآیند، درخواست‌های کاربران را به‌طور متوازن میان سرورهای میزبان در ۵۰۰ شهر توزیع می‌کند تا از بار بیش از حد روی یک سرور جلوگیری شود.

همچنین، سیستم دارای قابلیت تحمل خطا (Fault Tolerance) خواهد بود تا در صورت خرابی سرورها، تأخیر یا خرابی پایگاه داده، عملکرد سیستم مختل نشود. برای این منظور از سرورهای پشتیبان، تکثیر داده و فناوری‌های خوشه‌بندی (Clustering) استفاده خواهد شد.

برنامه‌های تداوم کسب‌وکار (BCP) و بازیابی بحران (DRP)

یک برنامه جامع تداوم کسب‌وکار (Business Continuity Plan - BCP) و طرح بازیابی بحران (Disaster Recovery Plan - DRP) تدوین خواهد شد تا در صورت بروز مشکلات فنی یا بلایای طبیعی، سامانه به فعالیت خود ادامه دهد. این برنامه شامل پشتیبان‌گیری خارج از سایت، مراکز بازیابی در مکان‌های جغرافیایی دور از هم و انجام تمرین‌های منظم برای تضمین بازیابی سریع اطلاعات است.

محافظت از دامنه‌ها و تدابیر امنیتی

پس از ثبت دامنه‌ها، تمامی آن‌ها تحت محافظت Cloudflare قرار خواهند گرفت تا در برابر حملات DDoS و سایر تهدیدهای امنیتی محافظت شوند. Cloudflare همچنین به‌عنوان شبکه توزیع محتوا (CDN) به بهبود عملکرد و سرعت دسترسی کاربران کمک می‌کند.

تمامی دامنه‌ها از گواهی امنیتی SSL/TLS برای رمزگذاری ارتباطات استفاده خواهند کرد. همچنین، از دیوارهای آتشین (Firewalls)، سیستم‌های تشخیص و جلوگیری از نفوذ (IDS/IPS)، احراز هویت دو مرحله‌ای (2FA) و کنترل دسترسی مبتنی بر نقش (RBAC) برای محافظت از سرورها و پایگاه‌های داده بهره خواهیم برد.

شبکه توزیع محتوا (CDN) و مدیریت DNS

علاوه بر Cloudflare، یک CDN خصوصی برای افزایش سرعت بارگذاری محتوای وب‌سایت‌ها در سراسر جهان ایجاد خواهد شد. این راهکار باعث کاهش تأخیر (Latency) و بهبود تجربه کاربری می‌شود.

سیستم مدیریت DNS با پشتیبانی از ویژگی‌های امنیتی و افزونگی (Redundancy) پیاده‌سازی خواهد شد. Cloudflare DNS یا سرویس‌های مشابه برای تضمین عملکرد پایدار و امن استفاده خواهند شد.

۱. ثبت دامنه‌ها و انتخاب هاست

ثبت دامنه‌ها

• برای هر شهر یک دامنه اختصاصی مانند cityname-portal.com ثبت شود.
• انتقال دامنه‌ها به Cloudflare برای امنیت و مدیریت DNS.

انتخاب هاست

• استفاده از VPS یا سرور اختصاصی برای هر دامنه.
• قرارگیری سرورها در موقعیت جغرافیایی نزدیک به هر شهر برای کاهش تأخیر.

۲. طراحی و همگام‌سازی پایگاه داده

انتخاب پایگاه داده

• استفاده از پایگاه داده توزیع‌شده مانند CockroachDB یا MongoDB Atlas.
• پشتیبانی از Replica Set و Sharding برای مقیاس‌پذیری.

همگام‌سازی داده‌ها

• پیاده‌سازی Change Data Capture (CDC) برای تشخیص و همگام‌سازی تغییرات.
• استفاده از Global Load Balancer برای هدایت درخواست‌ها به نزدیک‌ترین دیتابیس.

۳. مرکز نظارت در هنگ‌کنگ

• راه‌اندازی مرکز مدیریت شبکه (NOC) با ابزارهای زیر:
  • Zabbix یا Nagios برای نظارت بر سرورها و پایگاه‌های داده.
  • Elastic Stack (ELK) برای تحلیل لاگ‌ها.
  • Prometheus و Grafana برای نظارت بلادرنگ.
• ایجاد داشبورد مدیریتی برای بررسی وضعیت شبکه و اعلان‌های هشدار.

۴. Load Balancing و Fault Tolerance

توزیع بار (Load Balancing)

• استفاده از CDN خصوصی در کنار Cloudflare برای افزایش سرعت.
• راه‌اندازی AWS Global Accelerator یا Azure Traffic Manager برای توزیع ترافیک جهانی.

تحمل خطا (Fault Tolerance)

• پیاده‌سازی معماری Active-Active برای پایگاه‌های داده و سرورها.
• استفاده از Keepalived یا HAProxy برای مکانیزم Failover.

۵. طرح‌های BCP و DRP

تداوم کسب‌وکار (BCP)

• ایجاد Backup Datacenters برای بازیابی فوری اطلاعات.
• آموزش کارکنان برای اجرای فرآیندهای بازیابی.

بازیابی در شرایط بحرانی (DRP)

• استفاده از Azure Site Recovery یا AWS Backup برای پشتیبانی از بازیابی اطلاعات.
• برگزاری تست‌های منظم برای بررسی صحت فرآیندهای بازیابی.

۶. امنیت دامنه‌ها و سرورها

محافظت از دامنه‌ها

• استفاده از Cloudflare برای DNS Security، محافظت در برابر DDoS و رمزگذاری SSL/TLS.
• فعال‌سازی DNSSEC برای جلوگیری از حملات DNS Spoofing.

محافظت از سرورها

• راه‌اندازی فایروال نرم‌افزاری مانند iptables و سخت‌افزاری.
• استفاده از WAF (Web Application Firewall) برای محافظت از برنامه‌های وب.
• نصب Snort یا Suricata برای شناسایی و جلوگیری از نفوذ.

امنیت پایگاه داده

• رمزنگاری داده‌ها با AES-256 و TLS/SSL.
• مدیریت دسترسی‌ها با RBAC و احراز هویت چندمرحله‌ای.
• فعال‌سازی Audit Logs برای نظارت بر فعالیت‌های پایگاه داده.

۷. پیاده‌سازی CDN خصوصی

• راه‌اندازی شبکه CDN خصوصی برای کش کردن محتوا در نقاط مختلف جهان.
• استفاده از Varnish Cache برای افزایش سرعت تحویل محتوا.

۸. تست و ارزیابی نهایی

• تست Load Balancer با شبیه‌سازی بارهای سنگین.
• اجرای تست‌های امنیتی شامل Penetration Testing و Vulnerability Assessment.
• بررسی عملکرد همگام‌سازی پایگاه داده برای اطمینان از به‌روز بودن داده‌ها.

نتیجه‌گیری

با اجرای این سناریو، زیرساخت توزیع‌شده‌ای برای مدیریت دامنه‌ها، سرورها و پایگاه‌های داده در ۵۰۰ شهر ایجاد خواهد شد. این سیستم با استفاده از فناوری‌های مدرن در حوزه امنیت، مقیاس‌پذیری و مدیریت داده‌ها، امکان ارائه خدمات سریع، ایمن و پایدار را تضمین می‌کند.

۱. ثبت دامنه‌ها و هاست

اجرای دقیق:

• برای هر یک از ۵۰۰ شهر، دامنه‌ای متناسب با نام آن شهر ثبت کنید (مثلاً cityname-portal.com).
• ثبت دامنه از طریق رجیسترارهای معتبر مانند Namecheap، GoDaddy یا Google Domains.
• پس از ثبت، DNS دامنه را به Cloudflare متصل کنید تا از خدمات امنیتی آن بهره‌مند شوید.
• برای هر دامنه، یک هاست مجزا تنظیم کنید. پیشنهاد می‌شود از VPS‌های منطقه‌ای برای کاهش تأخیر استفاده کنید.

چک‌لیست:

• [✔] لیست شهرها تهیه شده است.
• [✔] دامنه‌های هر شهر ثبت شده‌اند.
• [✔] DNS دامنه‌ها به کلادفلر متصل شده است.
• [✔] هاست برای هر دامنه انتخاب و تنظیم شده است.

۲. راه‌اندازی پایگاه داده و همگام‌سازی

اجرای دقیق:

• یک دیتابیس توزیع‌شده مانند CockroachDB یا MongoDB Atlas پیاده‌سازی کنید.
• معماری دیتابیس باید Sharded Cluster و Replica Set را پشتیبانی کند.
• از ابزارهای CDC (Change Data Capture) مانند Debezium برای هماهنگ‌سازی داده‌ها استفاده کنید.
• Load Balancer مرکزی را برای توزیع درخواست‌ها به نزدیک‌ترین سرور فعال تنظیم کنید.

چک‌لیست:

• [✔] دیتابیس توزیع‌شده راه‌اندازی شده است.
• [✔] ساختار Sharded Cluster پیاده‌سازی شده است.
• [✔] ابزار CDC برای همگام‌سازی داده‌ها فعال شده است.
• [✔] Load Balancer مرکزی تنظیم شده است.

۳. راه‌اندازی مرکز نظارت در هنگ‌کنگ

اجرای دقیق:

• سرورهای نظارتی با ابزارهایی مانند Zabbix، Nagios و Prometheus راه‌اندازی کنید.
• از Elastic Stack (ELK) برای مدیریت لاگ‌ها و داشبوردهای نظارتی استفاده کنید.
• مرکز نظارت باید دسترسی بلادرنگ به تمام دیتابیس‌ها، سرورها و دامنه‌ها داشته باشد.

چک‌لیست:

• [✔] سرورهای نظارتی در هنگ‌کنگ راه‌اندازی شده‌اند.
• [✔] ابزارهای نظارتی نصب و پیکربندی شده‌اند.
• [✔] دسترسی بلادرنگ به تمام منابع تضمین شده است.

۴. Load Balancing و Fault Tolerance

اجرای دقیق:

• از AWS Global Accelerator یا Azure Traffic Manager برای Load Balancing جهانی استفاده کنید.
• معماری Active-Active را برای دیتابیس‌ها و سرورها پیاده‌سازی کنید.
• ابزارهایی مانند Keepalived یا HAProxy برای Failover تنظیم کنید.

چک‌لیست:

• [✔] Load Balancer جهانی فعال شده است.
• [✔] معماری Active-Active پیاده‌سازی شده است.
• [✔] Failover مکانیزم تست و تأیید شده است.

۵. پیاده‌سازی BCP و DRP

اجرای دقیق:

• یک سایت پشتیبان (DR Site) در منطقه‌ای دیگر با استفاده از Azure Site Recovery یا AWS Backup ایجاد کنید.
• برنامه‌های بازیابی و ادامه کسب‌وکار (BCP و DRP) تدوین و به‌روزرسانی شوند.
• تست‌های دوره‌ای برای اطمینان از صحت فرآیندهای بازیابی انجام دهید.

چک‌لیست:

• [✔] DR Site راه‌اندازی شده است.
• [✔] برنامه‌های BCP و DRP مستندسازی شده‌اند.
• [✔] تست‌های دوره‌ای انجام شده‌اند.

۶. امنیت دامنه‌ها و سرورها

اجرای دقیق:

• Cloudflare را برای محافظت از دامنه‌ها فعال کنید (DNS Security، DDoS Protection، SSL/TLS).
• فایروال‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را برای هر سرور راه‌اندازی کنید.
• از WAF (Web Application Firewall) برای محافظت از برنامه‌های وب استفاده کنید.
• ابزارهای نظارتی مانند Snort یا Suricata برای جلوگیری از نفوذ نصب شوند.
• رمزنگاری داده‌ها در حال انتقال و ذخیره‌سازی (TLS/SSL و AES-256).

چک‌لیست:

• [✔] Cloudflare برای تمام دامنه‌ها فعال شده است.
• [✔] فایروال‌ها تنظیم شده‌اند.
• [✔] WAF برای برنامه‌های وب راه‌اندازی شده است.
• [✔] داده‌ها رمزنگاری شده‌اند.

۷. اجرای CDN خصوصی

اجرای دقیق:

• یک شبکه CDN خصوصی راه‌اندازی کنید که از ابزارهایی مانند Varnish Cache استفاده کند.
• سرورهای CDN در نقاط استراتژیک جهان مستقر شوند.
• محتوا به صورت خودکار کش و توزیع شود.

چک‌لیست:

• [✔] CDN خصوصی پیاده‌سازی شده است.
• [✔] سرورهای CDN در نقاط مختلف مستقر شده‌اند.
• [✔] کش خودکار محتوا تنظیم شده است.

۸. تست نهایی

اجرای دقیق:

• شبیه‌سازی بارهای سنگین برای بررسی عملکرد سیستم.
• اجرای Penetration Testing برای اطمینان از امنیت.
• بررسی صحت همگام‌سازی داده‌ها بین تمام دیتابیس‌ها.

چک‌لیست:

• [✔] تست بارگذاری انجام شده است.
• [✔] امنیت سیستم تست شده است.
• [✔] همگام‌سازی داده‌ها بررسی و تأیید شده است.

اجرای Geo DNS و Anycast DNS

مقدمه

سامانه نام دامنه (DNS) یکی از بخش‌های اساسی اینترنت است که وظیفه تبدیل نام‌های دامنه به آدرس‌های IP را بر عهده دارد. دو روش مهم برای بهینه‌سازی عملکرد DNS، Geo DNS و Anycast DNS هستند که در ادامه به نحوه اجرای آن‌ها پرداخته می‌شود.

Geo DNS چیست؟

Geo DNS یا Geolocation-based DNS یک روش مسیریابی هوشمند است که درخواست‌های DNS را بر اساس موقعیت جغرافیایی کاربر هدایت می‌کند. این تکنیک برای توزیع بار، کاهش تأخیر و ارائه محتوای مناسب به کاربران در مناطق مختلف استفاده می‌شود.

مراحل اجرای Geo DNS

1. انتخاب سرویس‌دهنده DNS: از DNS سرورهایی مانند AWS Route 53، Cloudflare، یا NS1 استفاده کنید.
2. تعریف مناطق جغرافیایی: کاربران را بر اساس کشور، قاره یا محدوده IP تقسیم‌بندی کنید.
3. ایجاد قوانین مسیریابی: هر گروه از کاربران را به یک سرور نزدیک‌تر هدایت کنید.
4. پیکربندی رکوردهای DNS: رکوردهای A، CNAME یا AAAA را بر اساس مناطق تعریف کنید.
5. تست و بهینه‌سازی: عملکرد را با ابزارهایی مانند dig و nslookup بررسی کنید.

Anycast DNS چیست؟

Anycast DNS روشی برای انتشار یک آدرس IP یکسان روی چندین سرور DNS در نقاط مختلف جهان است. در این روش، درخواست کاربران به نزدیک‌ترین سرور Anycast هدایت می‌شود که باعث کاهش زمان پاسخگویی و افزایش پایداری می‌شود.

مراحل اجرای Anycast DNS

1. انتخاب ارائه‌دهنده Anycast: از خدماتی مانند Cloudflare، Google DNS، یا OpenDNS استفاده کنید.
2. راه‌اندازی چندین سرور DNS: سرورهای DNS را در نقاط مختلف جغرافیایی مستقر کنید.
3. اعلان یکسان آدرس IP: از پروتکل‌های مسیریابی مانند BGP (Border Gateway Protocol) برای انتشار آدرس IP یکسان در همه سرورها استفاده کنید.
4. اتصال سرورها به شبکه Anycast: تنظیمات مسیریابی را روی روترها انجام دهید تا درخواست‌ها به نزدیک‌ترین سرور ارسال شوند.
5. بررسی عملکرد: با ابزارهایی مانند traceroute و ping مسیرهای DNS را تحلیل کنید.

مقایسه Geo DNS و Anycast DNS

نتیجه‌گیری

هر دو روش Geo DNS و Anycast DNS نقش مهمی در بهبود عملکرد سرویس‌های اینترنتی دارند. Geo DNS برای ارائه محتوا بر اساس مکان کاربران و Anycast DNS برای افزایش سرعت و پایداری استفاده می‌شود. ترکیب این دو روش می‌تواند بهترین نتیجه را برای توزیع بار و بهینه‌سازی تجربه کاربران ارائه دهد.