التحكم في الازدحام في الحلقة المفتوحة في نقل البيانات في شبكات الحاسوب

في نظام التحكم في الازدحام في الحلقة المفتوحة يتم اعتماد أساليب محددة لإيقاف الازدحام قبل وقوعه، كما يدل التعامل مع الازدحام إلى التقنيات والطرق التي من خلالها يمكن إزالة الازدحام بعد حدوثه.

ما هو التحكم في الازدحام في الحلقة المفتوحة

التحكم في الازدحام في الحلقة المفتوحة: هو الأسلوب المعتمد عند الانخفاض في جودة الخدمة الذي يحدث عندما تحمل عقدة الشبكة أو الارتباط بيانات أكثر ممّا يمكنها التعامل معه، كما يمكن أن يؤدي الازدحام في الشبكة إلى تأثيرات مثل فقدان الحزمة أو حتى حظر الاتصالات الجديدة، لذلك يمكن تعريف الازدحام في الشبكات على أنّه “حالة تحدث في طبقات الشبكة بسبب حركة مرور الرسائل الكثيفة التي تؤدي إلى إبطاء وقت استجابة الشبكة تسمى الازدحام”.

الطرق المختلفة المستخدمة للتحكم في الازدحام

أولاً: آثار الازدحام

• بسبب الزيادة في وقت الاستجابة ينخفض ​​الأداء العام.

• وأيضاً في أسوأ الحالات بسبب التأخير الذي يحدث يمكن أن تحدث إعادة الإرسال أيضاً ممّا يؤدي إلى تفاقم السيناريو.

ثانياً: تصنيف الازدحام

• ازدحام عملي في الشبكة.

• ازدحام “TCP / IP“.

ملاحظة:“TCP / IP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol/Internet Protocol”.

ثالثاً: تقنيات التحكم في الازدحام

للتحكم في الازدحام في الشبكات يتم تصنيف تقنيات التحكم على نطاق واسع ضمن فئتين وهما على النحو التالي:

• تشير الحلقة المفتوحة إلى البروتوكولات التي يجب استخدامها لمنع الازدحام، أي أنّ الازدحام لا ينبغي أن يحدث في المقام الأول، كما يعتمد هذا على تقنية وجود تنفيذ جيد للتصميم من أجل منع حدوث الازدحام.

• تسمح الحلقة المغلقة للنظام بالدخول في حالة الازدحام في حالة حدوثها ويكتشفها ثم يشرع في إزالة الازدحام، وهذا يعتمد على آلية التغذية الراجعة التي يتم تلقيها وبمساعدة التغذية الراجعة يمكن للمرء اكتشاف الازدحام وإزالته من الشبكة.

مبدأ عمل التحكم في الازدحام في الحلقة المفتوحة

أولاً: سياسة إعادة الإرسال في الحلقة المفتوحة

• يعيد المرسل إرسال حزمة إذا ظهر أنّ الحزمة التي أرسلها قد فقدت أو تالفة.

• ومع ذلك قد يعمل إعادة الإرسال بشكل عام إلى زيادة الازدحام في الشبكة، لكن هناك حاجة إلى اتباع سياسة إعادة الإرسال الجيدة لمنع الازدحام.

• يجب إنشاء سياسة إعادة الإرسال وعدادات إعادة الإرسال لتحسين الكفاءة وفي نفس الوقت منع الازدحام.

ثانياً: نهج النافذة في الحلقة المفتوحة

• لتنفيذ سياسة النافذة يتم استخدام طريقة نافذة الرفض الانتقائي للتحكم في الازدحام.

• يجب أسلوب الرفض الانتقائي “eclectic” على نافذة “Go-back-n”، حيث في طريقة “Go-back-n” عندما تنتهي فترة الحزم يتم إرسال العديد من الحزم، وعلى الرغم من أنّ بعضها قد يكون قد أصبح بأمان إلى جهاز الاستقبال، وبالتالي فإنّ هذا الازدواج قد يجعل الازدحام أسوأ.

• طريقة الرفض الانتقائي ترسل فقط الحزم المحددة المفقودة أو التالفة.

ثالثاً: سياسة الإقرار

• قد تؤثر سياسة الاستلام التي يفرضها المتلقي أيضاً على الازدحام.

• إذا لم يدرك المستلم كل حزمة استلمها، فقد يؤدي ذلك إلى إبطاء المرسل والمساعدة في منع الازدحام.

• إضافة شكر وتقدير إلى عبء حركة المرور على الشبكة، وبالتالي من خلال إرسال عدد أقل من إقرارات الاستلام يمكن تقليل الحمل على الشبكة.

• لتنفيذه يمكن استخدام عدة طرق، وهي لا يجوز للمستلم إرسال إقرار بالاستلام إلّا إذا كان يتضمن على حزمة لإرسالها، كما قد ينقل المستلم تنبيعاً بالاستلام عند انتهاء صلاحية عداد الوقت ويجب على المستقبل أيضاً أن يقرر استلام حزم “N” فقط في المرة الواحدة.

رابعاً: سياسة الإهمال

• قد يتجاهل جهاز التوجيه الحزم الأقل حساسية عندما يحتمل حدوث الازدحام.

• قد تمنع سياسة التخلص من الازدحام وفي نفس الوقت قد لا تضر بسلامة الإرسال.

خامساً: سياسة القبول

• يمكن لسياسة القبول وهي آلية جودة الخدمة أن تحجب الازدحام في شبكات الدوائر الافتراضية.

• مفاتيح في التدفق تحقق أولاً من متطلبات المورد للتدفق قبل قبوله في الشبكة.

• يستطيع جهاز التوجيه رفض تكوين اتصال دائرة افتراضية إذا كان هناك ازدحام في الشبكة أو إذا كان هناك فرصة حدوث ازدحام في المستقبل.

الفرق بين التحكم في الازدحام في الحلقة المفتوحة والحلقة المغلقة

أولاً: ما هو التحكم في الازدحام في الحلقة المفتوحة والحلقة المغلقة

يتم تطبيق سياسات التحكم في الازدحام في الحلقة المفتوحة لإيقاف الازدحام قبل الوصول له، كما يتم التعامل مع التحكم في الازدحام من خلال المرسل أو الوجهة، والسياسات المعتمدة من قبل التحكم في ازدحام الحلقة المفتوحة هي سياسة إعادة الإرسال وهي السياسة التي يتم فيها الاهتمام بإعادة إرسال الحزم.

ثانياً: ما هي آلية التحكم في الازدحام في الحلقة المغلقة المستخدمة

في التحكم في الازدحام في الحلقة المغلقة يتم تنفيذ طرق لإزالة الازدحام بعد حدوثه، وبعض الطرق المستخدمة هي الضغط العكسي وحزمة الخنق، لذلك يمكن للعقدة المزدحمة تتبع مصدر الازدحام ثم إبلاغ تلك العقدة لتقليل التدفق لإزالة الازدحام.

ثالثاً: ما هو نظام التحكم في الحلقة المفتوحة أو المغلقة الأسرع

• لم يتم تحسين نظام الحلقة المفتوحة بينما تم تحسين نظام الحلقة المغلق.

• كما يوفر نظام الحلقة المفتوحة ردت فعل سريعة، بينما يقدم نظام الحلقة المغلقة ردت فعل بطيئة.

• كما تُعد معايرة نظام الحلقة المفتوحة أمراً صعباً مقارنة بنظام الحلقة المغلقة.

رابعاً: ما هو الازدحام وكيف يتم السيطرة عليه

التحكم في الازدحام: هو طريقة تستخدم لمراقبة عملية تنظيم الكمية الإجمالية للبيانات التي تدخل الشبكة وذلك للحفاظ على مستويات الحركة عند قيمة مقبولة، وهناك نوعان من بروتوكولات طبقة النقل حيث يتم تنفيذ التحكم في الازدحام وبروتوكول التحكم بالإرسال.

مزايا نظام التحكم في الحلقة المفتوحة

• أنظمة التحكم في الحلقة المفتوحة بسيطة للغاية وسهلة التصميم.

• هذه أرخص بكثير من الأنواع الأخرى من أنظمة التحكم.

• تعد صيانة نظام التحكم في الحلقة المفتوحة أمراً بسيطاً للغاية.

• كون أنظمة الحلقة المفتوحة مستقرة إلى حد ما.

عيوب نظام التحكم في الحلقة المفتوحة

• عرض النطاق الترددي لنظام التحكم في الحلقة المفتوحة أقل.

• نظام عدم الرد لا يسهل عملية الأتمتة.

• أنظمة الحلقة المفتوحة غير دقيقة بطبيعتها ولا يمكن الاعتماد عليها أيضاً.

• إذا تأثر ناتجهم ببعض الاضطرابات الخارجية، فلا توجد طريقة لتصحيحها تلقائياً لأنّ هذه أنظمة غير ردود فعل.

تطبيقات نظام التحكم في الحلقة المفتوحة

يتم استخدام أنظمة التحكم ذات الحلقة المفتوحة في العديد من تطبيقات حياتنا اليومية، وبعض الأنظمة الشائعة والتي تم تصميمها بناءً على مفهوم أنظمة التحكم في الحلقة المفتوحة هي:

• الغسالة.

• لمبة كهربائية.

• مجفف اليد الكهربائي.

• محمصة الخبز على أساس الوقت.

• صنبور مياه أوتوماتيكي.

• جهاز التحكم عن بعد التلفاز.

• مجفف ملابس كهربائي.

• ستائر متحركة على النافذة.

• محرك متدرج أو محرك سيرفو.

• الطابعات النافثة للحبر.

• نظام قفل الباب.

• نظام مراقبة حركة المرور.