بوابة شبكة حزمة البيانات في شبكات الحاسوب

بوابة شبكة حزمة البيانات هي المسؤولة عن العمل كمرساة للتنقل بين تقنيات “3GPP” وتقنيات غير “3GPP”، حيث توفر بوابة شبكة حزمة البيانات الاتصال من “UE” بشبكات حزم البيانات الخارجية من خلال كونه نقطة دخول أو خروج حركة المرور لتجهيزات المستخدم من معدات المستخدم  في الهاتف المحمول، وقد يكون لتجهيزات المستعمل اتصال متزامن مع أكثر من بوابة شبكة حزمة البيانات للوصول إلى عدة “PDNs”، حيث تدير بوابة شبكة حزمة البيانات تطبيق السياسة وترشيح الحزم للمستخدمين وفرض رسوم الدعم والاعتراض القانوني.

ما هي بوابة شبكة حزمة البيانات

بوابة شبكة حزم البيانات هي وظيفة شبكة مهمة لشبكة “4G” المتنقلة الأساسية من “EPC”، حيث يعمل كواجهة بين شبكة “LTE” وشبكات حزم البيانات الأخرى مثل الإنترنت أو شبكات “IMS” القائمة على “SIP” وهو يدعم التنقل الكلي ويوفر الوصول إلى البيانات الإنترنت، حيث إنها بمثابة نقطة ارتساء للتنقل عبر الشبكة والتي تعمل كوظيفة تنفيذ السياسة والشحن (PCEF) وتدير جودة الخدمة (QoS) وتوفر فحصاً عميقاً للحزم والاعتراض القانوني.

حيث تعد بوابة شبكة حزم بيانات وظيفة شبكة والمعروفة باسم نواة الحزمة المتطورة (EPC)، حيث تعمل بوابة شبكة حزمة البيانات كواجهة بين شبكة “LTE” وشبكات حزم البيانات الأخرى مثل الإنترنت أو شبكات “IMS” القائمة على بروتوكول “SIP” مع العلم تعمل بوابة شبكة حزمة البيانات كنقطة ربط للتنقل عبر الشبكة، حيث يعمل كوظيفة إنفاذ السياسة وفرض الرسوم (PCEF)، كما يتم دعم وظيفة بوابة شبكة حزمة البيانات في سلسلة “Cisco ASR 5000” وتوفر إنتاجية عالية الأداء ومعدلات معاملات الاتصال ومعالجة الحزم  وموارد الذاكرة المهمة المطلوبة للنطاق العريض للأجهزة المحمولة.

  1. الميزات الأساسية لـ بوابة شبكة حزمة البيانات

• تكامل وظائف الشبكة الأساسية المتعددة في عقدة واحدة.

• يمكن لمثيلات متعددة من بوابة شبكة حزمة البيانات تمكين توطين المكالمات والاختراق المحلية.

• أداء عالٍ عبر جميع المعلمات للإشارة والإنتاجية والكثافة.

• خدمات مضمنة متكاملة.

• دعم لشحن المحتوى المحسّن ، وتصفية المحتوى بقائمة الحظر ، وتحسين حركة المرور الديناميكي المستند إلى الشبكة ، واكتشاف التطبيقات وتحسينها ، وجدار الحماية ذي الحالة ، وترجمة NAT ، والاعتراض القانوني.

• يساعد التوافر العالي على ضمان رضا المشتركين وتوفر النظام بنسبة 99.999 بالمائة.

  2. نظرة عامة على وظائف عبّارة شبكة حزم البيانات

في شبكة الهاتف المحمول، تتمثل الوظيفة الرئيسية لبوابة شبكة حزم البيانات في تخصيص عناوين “IP” لجهاز المستخدم أثناء إعداد الحامل الافتراضي، حيث لا يزال بإمكان جهاز المستخدم الاتصال بشبكات حزم متعددة وكذلك بشبكات “IP” القديمة غير المتوافقة مع “3GPP”.

مع العلم أنّ في بنية التطور طويل المدى (LTE) لبنية الحزمة المتطورة (EPC) تعمل نظرة عامة على وظائف عبّارة شبكة حزم البيانات كمرساة لتنقل مستوى المستخدم، كما يمكن تصفية حركة المستخدم عند نظرة عامة على وظائف عبّارة شبكة حزم البيانات من أجل التمايز بين جودة الخدمة (QoS) بين تدفقات الحزم المتعددة، حيث يقوم بنظرة عامة على وظائف شبكة حزم البيانات بجمع معلومات الشحن وإعادة توجيه سجلات بيانات الشحن (CDRs) للمعالجة.

  3. تشمل وظائف بوابة شبكة حزم البيانات

• مرساة التنقل للتنقل بين أنظمة الوصول “3GPP” وأنظمة الوصول غير” 3GPP”، حيث يشار إلى هذا أحياناً باسم وظيفة “SAE Anchor”.

• إنفاذ السياسة في البوابة وإنفاذ المعدل.

• تصفية الحزمة على أساس كل مستخدم وفحص الحزمة العميق.

• دعم الشحن.

• الاعتراض القانوني.

• تخصيص عنوان IP الخاص بـ UE.

• فحص الحزم.

• وسم حزمة مستوى النقل في الوصلة الهابطة فرض معدل الارتباط السفلي استناداً إلى إجمالي معدل البت الأقصى (AMBR).

• يوفر الوصول إلى PDNs الخارجية (شبكات حزم البيانات).

• إذا كان لدى “UE” جلسات بيانات متعددة لشبكات “PDN” متعددة في هذه الحالة، حيث يمكن توصيل تجهيزات المستعمل بـ بوابة شبكة حزم البيانات متعددة ولكنها ستظل مخدومة بواسطة “SGW” واحد فقط.

•  يُعرف أيضاً بالاسم “PCEF” لأنه مسؤول عن إملاء معلمات “QoS” و “BW” لجلسة المشترك.

• يعمل بوابة شبكة حزم البيانات كموجه “IP” مع دعم بروتوكولات التشوير والأنفاق الخاصة بالهاتف المحمول.

 4. الواجهات المهمة على بوابة شبكة حزم البيانات

هذه هي الواجهة المستخدمة لمعدات المستخدم المرتبطة بـبوابة شبكة حزم البيانات، حيث إنه نفق ويستخدم لتخصيص عنوان “IP” وأغراض أخرى، أنّ “Rx” على الرغم من أنها ليست واجهة بوابة شبكة حزم البيانات مباشرة إلا أن هذه الواجهة تُستخدم لجميع أنواع التقارير غير المرغوب فيها بين وظيفة السياسة وقواعد الشحن (PCRF) وشبكة النظام الفرعي للوسائط المتعددة “IP”و “IMS”.

حيث يقدم “IMS” خدمات مثل نقل الصوت عبر (VoIP) إلى جهاز المستخدم، كما تستخدم هذه الواجهة بروتوكول “Diameter عبر Steam Control Transport Protocol (SCTP)” و “TCP”، وتمرر أذونات “PCRF” إلى شبكة الخدمة، وأيضاً واجهة “SGi” هذه هي الواجهة لـ “IMS” وشبكات حزم البيانات الداخلية والخارجية الأخرى (PDNs)، حيث يتم تقديم الخدمات عادةً ومن الأمثلة على ذلك “IMS” للصوت وبوابات الويب والوصول البسيط للإنترنت وما إلى ذلك، وفي كل حركة المرور شكل حزم وتدفق” IP”، وأخيراً واجهة “S5” هذه هي الواجهة لبوابة الخدمة (S-GW) المرتبطة بـ بوابة شبكة حزم البيانات تدعم هذه الواجهة بروتوكول نفق (GPRS) و (GTP) لمستوى المستخدم.

كيفية تكوين عنصر شبكة بوابة شبكة حزمة البيانات

• من قسم الشبكة في جزء التنقل، حدد عناصر الشبكة.

• ثم تعرض شجرة المحتوى قائمة بمجموعات عناصر الشبكة وهي المجموعة الأولية “ALL” ثم من شجرة المحتوى وبعد ذلك حدد عنصر شبكة.

• يتم فتح صفحة إدارة عنصر الشبكة في منطقة العمل.

• في صفحة إدارة عنصر الشبكة حدد علامة التبويب بوابة شبكة حزم البيانات ثم انقر فوق تعديل.

• ثم تفتح صفحة تعديل عنصر الشبكة.

• والآن قم بتكوين المعلومات التالية: معرف مجال “IP” يحدد هوية مجال “IPv4” ثم تحدد هذه القيمة عنصر الشبكة بشكل فريد إذا تم تعيين نفس عنوان “IPv4” في شبكات متعددة.

• أدخل سلسلة من “0-100” حرف، وذلك باستخدام الأحرف والأرقام والنقاط (.) أو الواصلات (-) فقط في حال إذا تُركتها فارغة، فسيتم تعطيل تعيين مجال “IP” لعنصر الشبكة هذا.

• بعد ذلك “Diameter Realm” يحدد مجال المسؤولية لعنصر الشبكة فعلى سبيل المثال (galactel.com).

• هوية مضيف “MIP6” تحدد مضيف “IPv6” للجوال (MIPv6).

• والآن معرف القطر حيث يحدد اسم المجال المؤهل بالكامل (FQDN) لعنصر الشبكة فعلى سبيل المثال (ne.example.com).

• انقر فوق حفظ.

ملاحظة:اسم المضيف المحدد من البائع واسم المجال (مثل ne.example.com) يحل إلى خادم “DNS” الداخلي وذلك  للوصول إلى شبكة البائع فقط، و للوصول إلى الإنترنت (التجوال) استخدم التنسيق المحدد في المواصفات الفنية “3GPP”وهو اسم المضيف ورمز الشبكة ورمز الدولة واسم المجال حيث يمكن أن يحتوي عنصر شبكة واحد على هويات أقطار متعددة مع تمثيل كل منها كاتصال قطر منفصل من نفس الجهاز، ومن ثم انقر فوق إضافة لإضافة الهوية إلى القائمة. لحذف إحدى الهويات، حددها من القائمة وانقر فوق حذف.