تهتم طبقة الشبكة بإحضار الحزم من المصدر وصولاً إلى الوجهة بأقل تكلفة، وعلى عكس طبقة ارتباط البيانات التي تحتوي على أهداف أكثر أهمية، مثل مجرد نقل الإطارات من أحد طرفي السلك إلى آخر وطبقة الشبكة هي الطبقة الدنيا التي تتعامل مع الإرسال من طرف إلى طرف.
قضايا تصميم خدمات طبقة النقل
- تخزين وتحويل الحزم إلى الأمام.
- الخدمات المقدمة لطبقة النقل.
- تنفيذ الخدمات غير المتصلة.
- تنفيذ خدمات موجهة للربط.
مقارنة بين شبكات مخطط بيانات الدائرة الافتراضية
أولاً: الخدمات المقدمة لطبقة النقل
1- العنونة المنطقية
تزيد طبقة الشبكة رأساً إلى الحزمة الواردة والتي تتضمن العنوان المنطقي لتحديد المرسل والمستقبل.
2- التوجيه
التوجيه: هي الآلية التي توفرها طبقة الشبكة لتوجيه الحزم إلى الوجهة النهائية بأسرع طريقة ممكنة وفعالة.
3- التحكم في التدفق
تقوم هذه الطبقة بتوجيه الحزمة إلى طريقة أخرى، وفي حالة وجود عدد كبير جداً من الحزم في نفس الوقت لمنع الاختناقات والازدحام.
4- كسر الحزم الكبيرة
يكسر الحزم الكبيرة إلى حزم صغيرة.
5- الخدمة الموجهة بالاتصال
الخدمة الموجهة بالاتصال: هي وضع اتصال بالشبكة، حيث يتم إنشاء جلسة اتصال قبل نقل أي بيانات مفيدة، وحيث يتم تسليم دفق البيانات بنفس الترتيب الذي تم إرساله به.
6- خدمة بدون اتصال
خدمة بدون اتصال: هي طريقة نقل بيانات مستخدمة في شبكات تبديل الحزم يتم من خلالها معالجة كل وحدة بيانات وتوجيهها بشكل فردي بناءً على المعلومات المنقولة في كل وحدة، وبدلاً من معلومات الإعداد لقناة بيانات ثابتة ومُعدة مسبقاً كما هو الحال في الاتصال الموجه الاتصالات.
7- مخطط البيانات Data Gram
مخطط البيانات: هو وحدة نقل أساسية مرتبطة بشبكة تبديل الحزمة، ولا تحتاج الشبكة إلى ضمان التسليم ووقت الوصول وأمر الوصول.
8- دائرة افتراضية
دائرة افتراضية: هي وسيلة لنقل البيانات عبر شبكة كمبيوتر بتبديل الحزم بطريقة تظهر كما لو كان هناك ارتباط طبقة مادية مخصص بين نظام نهاية المصدر والوجهة لهذه البيانات.
ثانياً: تعيين العنوان
- يعني تعيين عنوان النقل على عنوان الشبكة.
- عندما يطلب كيان جلسة إرسال وحدة بيانات خدمة النقل “TSDU” إلى كيان جلسة آخر، فإنّه يرسل عنوان نقطة وصول خدمة النقل الخاص به باعتباره تعريفه.
- ثم يحدد كيان النقل عنوان نقطة وصول خدمة الشبكة “NSAP”.
- يُعرف هذا باسم تعيين العنوان.
ملاحظة:“NSAP” هي اختصار لـ “Network-Service-Access-Point-address” و”TSDU” هي اختصار لـ “Transport-Service-Data-Unit”.
ثالثاً: تعيين اتصال الشبكة
- يخصص كيان النقل اتصالاً بالشبكة لنقل وحدات بيانات بروتوكول النقل “TPDUs”.
- ينشئ كيان النقل اتصال الشبكة المعين هذا.
- في بعض بروتوكولات النقل يُسمح بالاسترداد من انقطاع الاتصال بالشبكة.
- في مثل هذه البروتوكولات، وكلما حدث فصل يعيد كيان النقل تحديد نقل “TPDU” إلى اتصال شبكة متنوع.
رابعاً: مضاعفة اتصالات النقل
- بالنسبة إلى استخدامات ارتباط الشبكة المثلى، يمكن لكيان النقل إنشاء اتصالات نقل متعددة من طرف إلى طرف لاتصال الشبكة، ويُشار إليها باسم تعدد الإرسال.
- هناك العديد من وحدات متعددة الإرسال “TSDU” التي تم تحديدها بواسطة كيان النقل المستلم باستخدام معرف نقطة نهاية اتصال النقل “TCEPI”، ومرفق بكل وحدة “TSDU” بواسطة كيان النقل المرسل.
ملاحظة:“TCEPI” هي اختصار لـ “Transfer-connection-endpoint-identifier”.
خامساً: تقسيم اتصال النقل
عندما تكون جودة الخدمة التي تقدمها خدمة الشبكة أقل من الجودة المطلوبة للخدمة أو عندما تكون هناك حاجة إلى قدر أكبر من المرونة ضد حالات فشل اتصال الشبكة، يتم إجراء التقسيم بواسطة كيان النقل، ويعني التقسيم أنّه يمكن إرسال وحدات “TPDU” التي تنتمي إلى اتصال نقل واحد عبر اتصالات شبكة مختلفة، كما يتطلب التقسيم إعادة التسلسل لأنّه ينتج عنه إعادة ترتيب وحدات “TSDU”.
1- إنشاء ربط النقل
- تقوم طبقة النقل بإنشاء اتصال النقل عن طريق إرسال طلب.
- لإنشاء ارتباط، فإنّه يستخدم أساسيات خدمة “T-CONNECT”.
- يوفر كيان النقل جودة الخدمة والمتطلبات وخدمات جمع العناوين.
2- نقل البيانات
- توفر طبقة النقل نوعين من نقل البيانات، مثل نقل البيانات العادي ونقل البيانات المعجل.
- في نقل البيانات العادي يمكن للمستخدم أن يطلب نقل بيانات المستخدم بأي عدد متكامل من الثماني بتات.
- هذا النقل شفاف أي يتم الاحتفاظ بحدود بيانات المستخدم أثناء النقل، ولا توجد قيود على المحتوى وعدد الثماني بتات.
- يمكن أن يكون وضع نقل البيانات بطريقتين في وقت واحد.
- يحتوي النقل المعجل للبيانات على تدفق تحكم مميز، ويمكنه اجتياز جميع قوائم انتظار البيانات بأولوية قصوى للتسليم.
- إنّها خدمة موفر اختيارية أو اختيارية للمستخدم.
- يقتصر عدد ثماني بتات لبيانات المستخدم على 16.
سادساً: تجزئة وتسلسل وحدات TPDU
- يقسم كيان النقل وحدة بيانات خدمة النقل إلى عدة وحدات بيانات بروتوكول النقل، وكل منها برأس منفصل يحتوي على معرف التحكم في البروتوكول “PCI”.
- تُعرف هذه الوظيفة باسم المقاطع.
- تُستخدم وظيفة التجزئة هذه عندما لا تستطيع خدمة الشبكة دعم حجم وحدة بيانات بروتوكول النقل التي تحتوي على “TSDU” غير مقسم.
- يتم تنفيذ عملية إعادة التجميع عند نهاية الإرسال لوحدات “TPDU” هذه.
- تُعرف الوظيفة العكسية للقطاعات باسم التسلسل.
- يتيح التسلسل تعيين العديد من وحدات “TPDU” على وحدة “NSDU” واحدة أي وحدة بيانات خدمة الشبكة.
- قد تنتمي “TPUs” هذه إلى نفس اتصالات النقل أو عدة اتصالات.
- إذا كانوا ينتمون إلى وصلات نقل مختلفة، فيجب أن يسافروا في الاتجاهات الدقيقة.
- في الطرف المستلم يتم تنفيذ وظيفة الفصل بواسطة كيان النقل.
- يحدد كيان النقل حدود “TPDUs” المختلفة.
- يتم إجراء التسلسل لتحسين كفاءة الاستفادة من خدمة الشبكة.
- فيما يتعلق بالتسلسل توجد بعض القيود المتعلقة بنوع وحدات “TPDU” التي يمكن ربطها بحيث يتم تحديد حدودها بواسطة كيان النقل.
ملاحظة:“NSDU” هي اختصار لـ “nanosecond” و”PCI” هي اختصار لـ “Peripheral-Component-Interconnect”.
سابعاً: التحكم في التدفق
- يستخدم كيان النقل شكلاً معدلًا من بروتوكول النافذة المنزلقة للتحكم في التدفق.
- يعد التحكم في التدفق مطلوباً لأنّ طبقة النقل قد تتعرض لضغط رجعي من طبقة الشبكة.
- في الآلية يكون حجم النافذة متغيراً ويتحكم فيه جهاز الاستقبال.
- يتم إرسال ائتمان مخصص إلى مرسل المستلم، ممّا يشير إلى عدد وحدات “TPDU” التي يمكن أن يستقبلها.
ثامناً: استعادة الأخطاء
- يمكن تقديم الأخطاء في هذا المستوى بسبب أخطاء “TPDU” أو أخطاء البروتوكول أو حالات فشل إشارة اتصالات الشبكة، أي إعادة تعيين أو تحرير اتصالات الشبكة.
- يتم إبلاغ طبقة النقل بمثل هذه الأخطاء التي تحدث في الطبقة 3.
- يمكن أن تكون أخطاء “TPDU” في شكل “TPDU” المفقود أو “TPDU” المكرر أو إعادة ترتيب التسلسل أو أخطاء المحتوى.
- يتم تجاهل “TPDUs” المكررة ويتم الاعتراف بفقدانها لإعادة الإرسال.
- في التسجيل يتم إعادة تسلسلها ويتم اكتشاف أخطاء المحتوى من خلال دمج وحدات بايت اكتشاف الأخطاء في وحدات “TPDU” بواسطة كيان النقل.
- يتم تجاهل وحدات “TPDU” التي تحتوي على أخطاء في المحتوى ومعاملتها على أنّها مفقودة وبالتالي يتم الاعتراف بها أيضاً.
- في حالة وجود أخطاء في البروتوكول يتم تحرير الاتصال.
- وفي حالة حدوث أخطاء في فشل الإشارة تتم إعادة تعيين اتصال الشبكة وإعادة المزامنة.
تاسعاً: ترقيم التسلسل
- يتم إعطاء رقم تسلسلي لكل “TPDU” بواسطة كيان نقل يبلغ طوله سبع بتات في وضع التشغيل العادي.
- يتم إجراء هذا الترقيم التسلسلي لتوفير التحكم في التدفق واستعادة الأخطاء.
- في حالة الوضع الموسع يمكن أن يكون رقم التسلسل “31 بت”.
