الفرق بين نهج مخطط البيانات والدائرة الافتراضية في شبكة الحاسوب

هناك عدد من الاختلافات بين الدوائر الافتراضية وشبكات مخطط البيانات، حيث أنّ الدائرة الافتراضية هي شبكات حاسوب تتيح خدمات موجهة للاتصال “directed to contact”، بينما تسمى تلك التي تقدم خدمات أقل اتصالاً بشبكات مخطط البيانات.

ما هو نهج مخطط البيانات

نهج مخطط البيانات: هي تقنية تبديل الحزم التي توجد بها الحزمة باسم مخطط البيانات، حيث يتم التعامل معها ككيان منفصل، كما تتضمن كل حزمة بيانات حول الوجهة ويساعد المحول هذه البيانات في إعادة توجيه الحزمة إلى الوجهة الصحيحة، حيث يُعرف أيضاً باسم التبديل بدون اتصال.

1- أساسيات نهج مخطط البيانات

تقوم العقد الوسيطة بفحص رأس الحزمة وتحديد ارتباط مناسب لعقدة أخرى أقرب إلى الوجهة، وفي وحدة النقل هذه لا تتبع الحزم مساراً محدداً مسبقاً، وكما لا تتطلب العقد الوسيطة معرفة مسبقة بالمسارات التي سيتم استخدامها.

قد تتبع الحزم الفردية التي تشكل تدفق البيانات مسارات مختلفة بين المصدر والوجهة، ونتيجةً لذلك قد تصل الحزم إلى الوجهة خارج الترتيب الذي تم إرسالها فيه، حيث عند حدوث ذلك يجب إعادة تجميع الحزم لتشكيل الرسالة الأصلية.

نظراً لأنّ كل حزمة يتم تبديلها بشكل مستقل فلا داعي لإعداد الاتصال ولا حاجة لتخصيص عرض النطاق الترددي في شكل دائرة، كما تستخدم مفاتيح تبديل حزم البيانات مجموعة متنوعة من التقنيات لإعادة توجيه حركة المرور، ويتم تمييزها من خلال المدة التي تستغرقها الحزمة للمرور عبر المحول وقدرتها على تصفية الحزم التالفة.

يتم توجيه كل مخطط بيانات أو حزمة عبر شبكة خاصة بها ولا يتطلب اتصالاً، حيث لا توجد قناة محددة لجلسة اتصال، كما تحتوي الحزم على رؤوس تحتوي على جميع معلومات الوجهة وتقيّم العقد الوسيطة رأس الحزمة وتحدد الروابط اعتماداً على العقدة الأقرب إلى الوجهة.

2- أنواع مفاتيح حزمة مخطط البيانات

1- قطع من خلال cut through

لا يقوم بتصفية الأخطاء بل يقوم بتبديل الحزمة بأعلى سرعة نقل ممّا يوفر أقل تأخير في إعادة التوجيه.

2- تخزين وإعادة توجيه

لحماية البيانات حتى يتم استلام الحزمة بأكملها والتحقق من وجود أخطاء.

3- الجزء الحر Fragment Free

يعمل على تصفية معظم حزم الأخطاء ولكنّه لا يمنع بالضرورة انتشار الأخطاء عبر الشبكة.

3- خصائص نهج مخطط البيانات

• شبكات “atagram” هي شبكات كمبيوتر توفر خدمة بدون اتصال فقط في طبقة الشبكة.

• ليست هناك حاجة لحجز الموارد، حيث لا يوجد مسار مخصص لجلسة اتصال.

• يتم تنفيذ شبكات مخطط البيانات في أجهزة التوجيه في قلب الشبكة وكذلك في الأنظمة النهائية.

• تصل الحزم إلى وجهتها المقصودة بترتيب مختلف تم إرسالها به.

• جميع الحزم مجانية في الانتقال إلى أي جهاز توجيه وسيط للمسار يتم تعيينه أثناء التنقل عن طريق تغيير جداول التوجيه ديناميكياً على أجهزة التوجيه.

• لا يمكن الاعتماد على شبكات مخطط البيانات لأن الخاصية غير المتصلة تجعل حزم البيانات تصل إلى الوجهة بأي ترتيب ويختلف عن الترتيب الذي تم إرسالها به.

• دائماً ما تكون شبكات مخطط البيانات فعالة من حيث التكلفة وسهلة التنفيذ، فلا توجد مشكلة في حجز الموارد في كل مرة يتعين على التطبيق الاتصال.

• في شبكات أجزاء البيانات تكون كل حزمة حرة في اختيار أي مسار، وبالتالي يجب ربط كل حزمة بالعنوان الكامل للموقع الوجهة أي الرأس.

• قد تفقد أجهزة التوجيه المعيبة الحزم وقد تتغير بعض المسارات.

• يتم استخدامه بشكل عام في شبكة “IP” التي يتم استخدامها لخدمة البيانات مثل الإنترنت.

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

ما هي الدائرة الافتراضية

الدائرة الافتراضية: هي التبديل الموجه للاتصال، حيث يتم تحديد اتجاه ثابت ومتسق عبر شبكة المرسل في طريقة الدائرة الافتراضية في وقت سابق يتم إرسال أي حزم، زيظل هذا الاتجاه ثابتاً لفترة الجلسة.

1- أساسيات عمل الدائرة الافتراضية

قبل أن يبدأ نقل البيانات يحدد المصدر والوجهة مساراً مناسباً للدائرة الافتراضية، حيث تضع جميع العقد الوسيطة بين النقطتين مدخلاً للتوجيه في جدول التوجيه الخاص بها للمكالمة، كما يتم تبادل المعلمات الإضافية مثل الحجم الأقصى للحزمة بين المصدر والوجهة أثناء إعداد المكالمة.

ويتم مسح الدائرة الافتراضية بعد اكتمال نقل البيانات ولاتخاذ القرار تضيف جميع العقد الوسيطة بين المكانين إدخال توجيه إلى قاعدة بيانات التوجيه الخاصة بها، وأثناء إعداد المكالمة يتم أيضاً تبادل معلمات إضافية مثل حجم الحزمة بين المصدر والوجهة.

2- أنواع الدوائر الافتراضية

أولاً: الدوائر الافتراضية الدائمة PVCs

يتم إعداد المحولات يدوياً بواسطة محطة إدارة الاتصالات وتقدم أداءً مشابهاً للخطوط المخصصة.

• “PVC” هي اختصار لـ “Permanent Virtual Circuit”.

ثانياً: الدوائر الافتراضية المحولة SVC

يتم إعداد المحولات تلقائياً عند إنشاء اتصال.

• “SVC” هي اختصار لـ “Switched Virtual Circuit”.

3- خصائص الدوائر الافتراضية

• الدوائر الافتراضية عبارة عن شبكات توفر خدمة اتصال فقط في طبقة الشبكة.

• هناك حجز لموارد مثل المخازن المؤقتة ووحدة المعالجة المركزية والنطاق الترددي وما إلى ذلك للوقت الذي سيتم فيه استخدام “VC” المُعد حديثاً بواسطة جلسة نقل البيانات.

• يتم تنفيذ الدوائر الافتراضية على حافة الشبكة في الأنظمة النهائية.

• تصل الحزم دائماً إلى وجهتها المقصودة بالترتيب الذي تم إرسالها به.

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

• توفر الدائرة الافتراضية وظيفة اتصال موثوقة لضمان وصول كل مجموعة بشكل صحيح وبقاء المجموعة في الترتيب الأصلي الذي تم إرسالها به.

• الدوائر الافتراضية مكلفة في التنفيذ لأنه في كل مرة يجب إعداد اتصال جديد مع حجز الموارد ومعالجة المعلومات الإضافية على أجهزة التوجيه.

• في الدوائر الافتراضية يتم اعتماد عنوان موقع الوجهة أي الرأس العام فقط للحزمة الأولى من الاتصال.

• تستخدم الحزم الأخرى رقم دائرة افتراضية قصيرة ولا تتطلب عموماً عنوان موقع الوجهة.

• لا تعمل جميع الدوائر الافتراضية التي تمر عبر جهاز التوجيه المعيب.

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

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

الفرق بين نهج مخطط البيانات والدائرة الافتراضية