شبكات الدوائر الافتراضية في شبكات الحاسوب Virtual Circuit Network

تُعد شبكة “Virtual Circuit” بأنّها هي شبكة حاسوب تقدم خدمة موجهة للاتصال، كما إنّها شبكة اتصال مهيأة، وفي الدارة الافتراضية يتم حجز الموارد للفاصل الزمني لنقل البيانات بين عقدتين وهذه الشبكة هي وسيلة نقل موثوقة للغاية والدوائر الافتراضية مكلفة في التنفيذ.

ما هي شبكة الدائرة الافتراضية Virtual Circuit Network

شبكة الدائرة الافتراضية “Virtual Circuit Network”: هي فئة من شبكات تبديل الحزم، حيث يتم إنشاء مسار افتراضي بين أنظمة المصدر والوجهة لحدوث اتصال البيانات، ويظهر هذا المسار للمستخدم كما لو كان مساراً مادياً مخصصاً، ولكنّه في الواقع عبارة عن دائرة منطقية مخصصة من مجموعة مدارة من موارد الدائرة وفقاً لمتطلبات حركة المرور، كما يمكن مشاركة موارد الشبكة التي تشكل أجزاء من هذا المسار بواسطة اتصالات أخرى، ومع ذلك فهي غير مرئية لهذا المستخدم.

آلية عمل الدائرة الافتراضية

• في الخطوة الأولى، يتم إعداد وسيط بين العقدتين الطرفيتين، وتكون الموارد محجوزة لإرسال الحزم.

• ثم يتم إرسال إشارة إلى المرسل لإخباره بإعداد الوسيط وإمكانية بدء الإرسال، ويضمن نقل جميع الحزم.

• يتم استخدام رأس عام في الحزمة الأولى من الاتصال.

• عندما يتم إرسال البيانات، يتم إعداد اتصال جديد.

كيفية التحكم في الازدحام في الدائرة الافتراضية

بمجرد اكتشاف الازدحام في شبكة الدائرة الافتراضية يتم استخدام تقنيات الحلقة المغلقة، وهناك طرق مختلفة في هذه التقنية:

أولاً: لا يوجد اتصال جديد

لم يتم إنشاء اتصالات جديدة عند اكتشاف الازدحام، ويستخدم هذا النهج في شبكات الهاتف، حيث لا يتم إجراء مكالمات جديدة عندما يكون المحول محملاً بشكل زائد.

ثانياً: اشتراك جهاز التوجيه المزدحم غير صالح

هناك طريقة أخرى للتحكم في الازدحام وهي السماح بجميع الاتصالات الجديدة ولكن توجيه هذه الاتصالات الجديدة بطريقة تجعل جهاز التوجيه المزدحم ليس جزءاً من هذا المسار.

ثالثاً: التفاوض

للتفاوض على معلمات مختلفة بين المرسل والمستقبل للشبكة عند إنشاء الاتصال، وأثناء وقت الإعداد يحدد المضيف شكل وحجم حركة المرور وجودة الخدمة والمعلمات الأخرى.

مزايا الدائرة الافتراضية

• يتم تسليم الحزم إلى المستلم بنفس الترتيب الذي يرسله المرسل.

• الدائرة الافتراضية هي دائرة شبكة موثوقة.

• ليست هناك حاجة إلى النفقات العامة في كل حزمة.

• يتم استخدام عبء الحزمة العالمية الواحدة في الدائرة الافتراضية.

عيوب الدائرة الافتراضية

• الدوائر الافتراضية مكلفة في التنفيذ.

• يوفر فقط خدمة موجهة للاتصال.

• يلزم دائماً إعداد اتصال جديد للإرسال.

فوائد شبكة الدائرة الافتراضية

• يتم تبديل الدارة الافتراضية في طبقة الشبكة لنظام الاتصالات.

• في هذه الشبكات يتم تخصيص المسار بين عُقد المصدر والوجهة التي تليها حزمة البيانات الأولى، كما ستستخدم جميع حزم البيانات الأخرى المرسلة بينها نفس المسار.

• يتم حجز جميع الموارد مثل المخازن المؤقتة وعرض النطاق الترددي قبل الإرسال، وتستهلك جميع حزم البيانات نفس الموارد.

• نظراً لأنّ جميع الحزم تتبع نفس المسار يتم استخدام معلومات التوجيه والرأس المشتركة من قبلهم.

• إنّها توفر موثوقية أكبر وتعقيداً أقل بسبب المسارات الثابتة والموارد الثابتة.

مراحل انتقال الدائرة الافتراضية

أولاً: مرحلة الإعداد

في هذه المرحلة يتم إنشاء دائرة افتراضية أو مسار من المصدر إلى الوجهة من خلال عدد من المفاتيح كما يستخدم المصدر والوجهة العناوين العمومية التي تستخدم فيها المحولات إدخالات جدول التوجيه.

ثانياً: نقل البيانات

بمجرد إعداد الدائرة الافتراضية، تتبع جميع الحزم المسار الذي تم إنشاؤه أثناء مرحلة الإعداد مع الالتزام بجداول التوجيه.

ثالثاً: مرحلة التفكيك

عند اكتمال نقل البيانات يرسل المصدر طلب تفكيك، وتستجيب الوجهة باستخدام تأكيد “teardown” وتقوم المفاتيح بمسح إدخالات جدول التوجيه الخاصة بها، وبالتالي التخلي عن الدائرة.

خصائص شبكة الدائرة الافتراضية

• شبكة الدائرة الافتراضية هي تقاطع بين شبكة بتبديل الدارات وشبكة مخطط بيانات.

• كما هو الحال في شبكة بتبديل الدارات هناك مراحل الإعداد والتفكيك بالإضافة إلى مرحلة نقل البيانات.

• يمكن تخصيص الموارد أثناء مرحلة الإعداد كما هو الحال في شبكة تبديل الدارات أو عند الطلب كما هو الحال في شبكة مخطط البيانات.

• كما هو الحال في شبكة مخطط البيانات يتم حزم البيانات وتحمل كل حزمة عنواناً في الرأس ومع ذلك فإنّ العنوان الموجود في الرأس له وسيلة خاصة محلية، فهو يحدد ما يجب أن يكون المحول التالي والقناة التي يتم نقل الحزمة عليها وليس اختصاصاً شاملاً، وقد يسأل القارئ عن كيفية معرفة المفاتيح الوسيطة لمكان إرسال الحزمة إذا لم يكن هناك عنوان وجهة نهائي يحمله الحزمة.

• كما هو الحال في شبكة بتبديل الدارات، تتبع جميع الحزم نفس المسار الذي تم إنشاؤه أثناء الاتصال.

• عادةً ما يتم تنفيذ شبكة الدائرة الافتراضية في طبقة ارتباط البيانات، بينما يتم تنفيذ شبكة بتبديل الدارات في الطبقة المادية وشبكة مخطط البيانات في طبقة الشبكة، لكنّ هذا قد يتغير في المستقبل.

ما هي الدائرة الافتراضية ومخطط البيانات

تُعد الدوائر الافتراضية هي شبكات كمبيوتر توفر خدمات موجهة للاتصال، بينما تسمى تلك التي تقدم خدمات أقل اتصالاً بشبكات مخطط البيانات، ووضع النقل غير المتزامن “ATM” وترحيل الإطار “Frame Relay” عبارة عن شبكات دوائر افتراضية، وبالتالي تستخدم اتصالات في طبقة الشبكة.

أمّا الدائرة الافتراضية المحولة “SVC” هي نوع من الدوائر الافتراضية في شبكات الاتصالات والكمبيوتر تُستخدم لإنشاء اتصال مؤقت بين عقدتين مختلفتين للشبكة حتى الانتهاء من جلسة نقل البيانات، وبعد ذلك يتم إنهاء الاتصال.

أمّا  الدائرة في الشبكات فهي الدائرة العبارة عن مسار بين نقطتين أو أكثر يمكن أن يمر عبرها تيار كهربائي والشبكة هي ترتيب الدوائر، حيث في اتصال الطلب الهاتفي أي المحول يتم حجز دائرة للاستخدام من قبل مستخدم واحد طوال مدة جلسة الاتصال.

• “ATM” هي اختصار لـ “Asynchronous Transfer Mode”.

• “SVC” هي اختصار لـ “Switch virtual circuit”.

ما هي القناة الافتراضية في الشبكات

القناة افتراضية في معظم مؤسسات الاتصالات تُعد بأنّها طريقة لإعادة تعيين رقم البرنامج كما هو مستخدم في “H. 222″، وجداول اقتران البرامج وجداول تعيين البرامج إلى رقم قناة يمكن إدخاله عبر أرقام على جهاز التحكم عن بعد بجهاز الاستقبال.

عنونة شبكة الدائرة الافتراضية

في شبكة الدائرة الافتراضية يتم تضمين نوعين من العنونة، وهما عالمي ومحلي أي معرف الدائرة الافتراضية.

أولاً: عنونة عالمية

يجب أن يكون للمصدر أو الوجهة عنوان عالمي أي عنوان يمكن أن يكون فريداً في نطاق الشبكة أو دولياً إذا كانت الشبكة جزءاً من شبكة دولية.

ثانياً: عنونة محلية أي معرف الدائرة الافتراضية

يُطلق على المعرف المستخدم فعلياً لنقل البيانات معرف الدائرة الافتراضية “VCl”، وعلى عكس العنوان العالمي هو رقم صغير له نطاق تبديل فقط، كما يتم استخدامه بواسطة إطار بين مفتاحين، حيث عندما يصل إطار إلى مفتاح فإنّه يحتوي على” VCI” وعندما يغادر فإنّه يحتوي على “VCl” مختلف.

• “VCl” هي اختصار لـ “Virtual Circuit Identifier”.