أساسيات الدوائر الافتراضية وشبكات مخطط البيانات في شبكات الحاسوب

تُعد كل من الدوائر الافتراضية وشبكات مخطط البيانات نوعاً من خدمات الاتصال المستخدمة لنقل المعلومات من المرسل إلى المستلم، وهناك مجموعة من التنوعات بين الدوائر الافتراضية وشبكات مخطط البيانات والدوائر الافتراضية “VC” هي شبكات حاسوب تقدم خدمات موجهة للاتصال.

ما هي الدوائر الافتراضية

الدائرة الافتراضية “VC”: هي وسيلة لنقل البيانات عبر شبكة كمبيوتر بتبديل الحزم بطريقة تظهر كما لو كان هناك ارتباط طبقة مادية مخصص بين أنظمة نهاية المصدر والوجهة لهذه البيانات.

يمكن لطبقة النقل أن تقدم تطبيقات خدمة غير متصلة أو خدمة موجهة بالاتصال بين عمليتين وعلى سبيل المثال تتيح طبقة النقل على الإنترنت، ولكل تطبيق إمكانية الاختيار بين خدمتين “UDP” أي خدمة بدون اتصال أو “TCP” وهي خدمة موجهة للاتصال بين مضيفين، واتصال طبقة الشبكة والخدمة غير المتصلة بعدة طرق خدمات موجهة للاتصال بطبقة النقل المتوازية وغير متصلة.

على سبيل المثال تبدأ خدمة اتصال طبقة الشبكة بالمصافحة بين مضيف المصدر والوجهة ولا تحتوي خدمة طبقة الشبكة بدون اتصال أي مقدمات عملية تسليم، وعلى الرغم من أنّ اتصال طبقة الشبكة والخدمات غير المتصلة بها بعض التوازي مع الخدمات الموجهة للاتصال بطبقة النقل وغير المتصلة، إلّا أنّ هناك اختلافات جوهرية.

في طبقة الشبكة تعد هذه الخدمات خدمات مضيف إلى مضيف توفرها طبقة الشبكة لطبقة النقلـ وفي طبقة النقل تعد هذه الخدمات خدمات عملية إلى عملية مقدمة من طبقة النقل لطبقة التطبيق، حيث
في جميع بنى شبكات الكمبيوتر الرئيسية كالإنترنت و”ATM” وترحيل الإطارات، توفر طبقة الشبكة إمّا خدمة اتصال من مضيف إلى مضيف أو خدمة اتصال مضيف إلى مضيف ولكن ليس كليهما.

تسمى شبكات الكمبيوتر التي تقدم خدمة اتصال فقط في طبقة الشبكة بشبكات الدائرة الافتراضية “VC”، وتسمى شبكات الكمبيوتر التي توفر خدمة بدون اتصال فقط في طبقة الشبكة بشبكات مخطط البيانات، وتختلف تطبيقات الخدمة الموجهة للاتصال في طبقة النقل وخدمة التوصيل في طبقة الشبكة اختلافًا جوهريًا.

كما أنّ الخدمة الموجهة للاتصال بطبقة النقل يتم تنفيذها على حافة الشبكة في الأنظمة الطرفية ستظهر أنّ خدمة اتصال طبقة الشبكة يتم تنفيذها في أجهزة التوجيه، وفي جوهر الشبكة وكذلك في الأنظمة النهائية، حيث تُعد شبكات الدوائر الافتراضية ومخططات البيانات فئتين أساسيتين من شبكات الكمبيوتر، كما يستخدمون معلومات مختلفة جداً في اتخاذ قرار إعادة التوجيه.

• “VC” هي اختصار لـ “Virtual Circuit”.

ثانياً: خصائص الدوائر الافتراضية

• إنّه موجه نحو الاتصال يعني ببساطة أنّ هناك حجزاً للموارد مثل المخازن المؤقتة ووحدة المعالجة المركزية وعرض النطاق الترددي وما إلى ذلك للوقت، والذي سيتم فيه استخدام “VC” المُعد حديثاً بواسطة جلسة نقل البيانات.

• تذهب الحزمة الأولى وتحتفظ بالموارد للحزم اللاحقة والتي تتبع نتيجة لذلك المسار نفسه طوال وقت الاتصال.

• نظراً لأنّ جميع الحزم ستتبع نفس المسار، فإنّ الرأس العام مطلوب فقط للحزمة الأولى من الاتصال والحزم الأخرى بشكل عام لا تتطلب رؤوساً عالمية.

• نظراً لأنّ البيانات تتبع مساراً مخصصاً معيناُ تصل الحزم إلى الداخل إلى الوجهة.

• في “Virtual Circuit” من المؤكد أنّ جميع الحزم ستصل بالتأكيد إلى الوجهة، ولن يتم تجاهل أي حزمة بسبب عدم توفر الموارد.

• يمكن استنتاج أنّ الدوائر الافتراضية هي وسيلة نقل موثوقة للغاية.

• نظراً لأنّه في كل مرة يجب إنشاء اتصال جديد مع حجز الموارد ومعالجة المعلومات الإضافية على أجهزة التوجيه، فإنّ تنفيذ الدوائر الافتراضية أمر مكلف ببساطة.

• يتم استخدامه من قبل شبكة وضع التحويل غير المتزامن “ATM”، والتي يتم استخدامها للمكالمات الهاتفية.

ملاحظة:“ATM” هي اختصار لـ “Asynchronous-Transfer-Mode”.

ما هو مخطط البيانات

مخطط البيانات: هو وحدة نقل أساسية مرتبطة بشبكة تبديل الحزمة، حيث يتم توجيه كل حزمة بشكل مستقل عبر الشبكة، كما يتم استخدام مخطط البيانات بشكل أساسي للاتصالات اللاسلكية وهو مستقل بذاته مع عناوين المصدر والوجهة المكتوبة في الرأس.

خصائص مخطط البيانات

• إنّها خدمة بدون اتصال وليست هناك حاجة لحجز الموارد، حيث لا يوجد مسار مخصص لجلسة اتصال.

• جميع الحزم مجانية لللإرسال إلى أي مسار على أي جهاز توجيه قائم يتم تخصيصه أثناء التنقل من خلال تحويل جداول التوجيه ديناميكياً على أجهزة التوجيه.

• نظراً لأنّ كل حزمة مجانية في تحديد أي مسار، يجب توصيل جميع الحزم برأس يحتوي على معلومات مناسبة حول المصدر وبيانات الطبقة العليا.

• تجعل الخاصية غير المتصلة حزم البيانات تنتقل إلى الوجهة بأي ترتيب، ممّا يدل على أنّها لا تحتاج إلى الوصول إلى الترتيب الذي تم إرسالها به.

• شبكات مخطط البيانات ليست موثوقة مثل الدوائر الافتراضية.

• يتمثل العيب الرئيسي في تبديل حزم مخطط البيانات في توفر المخزن المؤقت ووحدة المعالجة المركزية وعرض النطاق الترددي، فسيتم إعادة توجيه الحزمة الوحيدة وخلاف ذلك سيتم تجاهل “Packet”.

• ولكن من السهل دائماً تنفيذ شبكات مخطط البيانات وفعالية التكلفة، حيث لا يوجد صداع إضافي في حجز الموارد وتخصيص كل مرة يتعين على التطبيق الاتصال بها.

• تستخدم بشكل عام شبكة “IP“، والتي تُستخدم لخدمات البيانات مثل الإنترنت.

ملاحظة:“IP” هي اختصار لـ “Internet-Protocol”.

ما هو الفرق بين الدوائر الافتراضية وشبكات مخطط البيانات