ما هو بروتوكول Robust Header Compression

تم تشكيل مجموعة العمل لبرتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) إلى تطوير بروتوكولات ضغط رأس جديدة مصممة لتناسب مع تقنيات الارتباط الهدف في المستقبل و على وجه التحديد فإنّ برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) يجب أن تأخذ في الاعتبار الاحتياجات النموذجية التي تقدمها مختلف الشبكات اللاسلكية في الروابط وأداء جيد للروابط الخلوية التي تم إنشاؤها باستخدام تقنيات مثل “WCDMA” و “EDGE” و “CDMA-2000″، حيث يتم تطوير برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc).

ما هو برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc)

إنّ برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) هي طريقة معيارية لضغط رؤوس “IP و UDP و UDP-Lite و RTP و TCP” لحزم الإنترنت، حيث يقلل نظام برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc)  من حجم رأس IP / UDP” RTP” المرسل عن طريق إزالة التكرار، حيث تبدأ هذه الآلية بتصنيف حقول الرأس إلى فئات مختلفة وفقاً لنمط التباين الخاص بها، كما لا يتم إرسال الحقول التي تم تصنيفها على أنها مستنبطة حيث يتم إرسال الحقول الثابتة في البداية ثم لا يتم إرسالها بعد الآن.

ويتم دائماً إرسال الحقول التي تحتوي على معلومات مختلفة، كما تعتمد آلية برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) على سياق حيث يتم الحفاظ عليه من قبل كلا الطرفين أي الضاغط ومزيل الضغط كما هو موضح في الشكل حيث يشتمل السياق على الرأس بالكامل ومعلومات برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) يحتوي كل سياق على معرف سياق والذي يحدد التدفقات، كما يعمل مخطط برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) في أحد أوضاع التشغيل الثلاثة التالية:

  1. الوضع أحادي الاتجاه (U):

في وضع التشغيل أحادي الاتجاه سوف يتم إرسال الحزم في اتجاه واحد فقط من الضاغط إلى جهاز إلغاء الضغط وبالتالي فإن هذا الوضع يجعل برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) قابلاً للاستخدام عبر الروابط حيث يكون مسار العودة من وحدة فك الضغط إلى الضاغط غير متاح أو غير مرغوب فيه.

  2. الوضع المتفائل (O):

الوضع المتفائل ثنائي الاتجاه مشابه للوضع أحادي الاتجاه، فيما عدا أنه يتم استخدام قناة التغذية الراجعة لإرسال طلبات استرداد الأخطاء اختيارياً في القرارات بتحديثات السياق المهمة من برنامج إلغاء الضغط إلى الضاغط، حيث يهدف الوضع “O” إلى زيادة كفاءة الضغط والاستخدام المتناثر لقناة التغذية الراجعة.

  3. الوضع الموثوق (R):

يختلف الوضع الموثوق به ثنائي الاتجاه في نواح كثيرة عن الوضعين السابقين، حيث تتمثل الاختلافات الأكثر أهمية في الاستخدام المكثف لقناة التغذية الراجعة والمنطق الأكثر صرامة في كل من الضاغط وفك الضغط الذي يمنع فقدان تزامن السياق بين الضاغط ومزيل الضغط باستثناء معدلات أخطاء البت المتبقية العالية جدًا.

• أنّ “ROHC” هي اختصار لكلمة “RObust Header Compression”

كيفية استخدام برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc)

يتم استخدام وضع “U” عندما يكون الارتباط أحادي الاتجاه أو عندما لا تكون التغذية الراجعة ممكنة وبالنسبة للارتباطات ثنائية الاتجاه  سوف يستخدم الوضع “O” حزم ردود الفعل الإيجابية (ACK) ويستخدم الوضع “R” حزم الملاحظات الإيجابية والسلبية (ACK و NACK)، حيث يبدأ برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) دائماً ضغط الرأس باستخدام وضع “U” حتى إذا تم استخدامه في ارتباط ثنائي الاتجاه فإنه لا يحاول برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) إعادة الإرسال عند حدوث خطأ وإسقاط الحزمة الخاطئة.

حيث يتم استخدام تعليقات برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) فقط للإشارة إلى جانب الضاغط بوجود خطأ ومن المحتمل أن السياق تالف وبعد تلقي ردود فعل سلبية سوف يقوم الضاغط دائماً بتقليل مستوى ضغطه كما يحتوي ضاغط برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) على ثلاث حالات ضغط على النحو التالي:

• التهيئة والتحديث (IR): حيث تم إنشاء الضاغط للتو أو إعادة تعيينه وإرسال رؤوس الحزم الكاملة.

• الترتيب الأول (FO): حيث اكتشف الضاغط الحقول الثابتة وتخزينها مثل عناوين “IP” وأرقام المنافذ على جانبي الاتصال.

• الترتيب الثاني (SO): حيث يقوم الضاغط بمنع جميع الحقول الديناميكية مثل أرقام تسلسل “RTP” وإرسال رقم تسلسل منطقي ومجموع اختباري جزئي فقط للتسبب في إنشاء الجانب الآخر بناءً على التنبؤ والتحقق من رؤوس الحزمة المتوقعة التالية.

برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب ROHC في LTE

تعد وظيفة برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) في “LTE” جزءاً من “Layer-2” على مستوى مستخدم “UE و eNB”، حيث يتصرف كل من “UE و eNB” كضاغط وفك ضغط لحزم مستوى المستخدم في “DL و UL”، كما وتعتمد كفاءة الضغط على وضع التشغيل برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) والاختلافات في الجزء الديناميكي من رؤوس الحزمة في طبقة التطبيق.

كما ويمكن ضغط الرأس إلى بايت واحد باستخدام برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc)، ممّا يقلل حجم حزمة الصوت بكفاءة، كما ويعمل برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) في “LTE” في الأوضاع الثلاثة التالية وتختلف موثوقية هذه الأوضاع والنفقات العامة المستخدمة لإرسال الملاحظات:

• وضع U (أحادي الاتجاه): في وضع “U”، لا يمكن إرسال الحزم إلا من الضاغط إلى وحدة فك الضاغط.

• O-Mode (ثنائية الاتجاه Optimistic): في “O-Mode” يمكن لبرنامج إلغاء الضغط إرسال ملاحظات للإشارة إلى فشل إلغاء الضغط أو تحديث السياق الناجح بحيث يوفر موثوقية أعلى من “U-Mode” ولكنه يولد أقل
  ردود الفعل مقارنة مع “R-Mode”.

• R-Mode (موثوقية ثنائية الاتجاه): في وضع “R” يتزامن السياق بين الضاغط وفك الضاغط حيث يتم ضمانها فقط من خلال التعليقات أي أن الضاغط يرسل سياق تحديث الحزم بشكل متكرر حتى تم استلام إقرار من وحدة فك الضاغط. لذلك يوفر “R-Mode” أعلى موثوقية ولكن يولد الحد الأقصى من النفقات العامة بسبب الإقرار الإلزامي.

أربعة أنواع مختلفة من ملفات تعريف برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc)

تتم إدارة برتوكول ضغط رأسي قوي في شبكات الحاسوب (rohc) بموجب “RFC 3095” وبالإشارة إليها من خلال ملفات التعريف التالية:

• ملف التعريف 0 (ROHC غير مضغوط): حيث يضغط الحزم  والتي لا يمكن ضغطها بواسطة أي من الملفات الشخصية.

• ملف التعريف 1 (ROHC RTP): يضغط الحزم التي تحتوي على رؤوس بروتوكول “IP / UDP / RTP”.

• ملف التعريف 2 (ROHC UDP): يضغط الحزم التي تحتوي على رؤوس بروتوكول “IP / UDP”.

• ملف التعريف 3 (ROHC ESP): يضغط الحزم التي تحتوي على رؤوس بروتوكول “IP / ESP”.