ما هي حلقة الحزمة المرنة RPR IEEE 802.17 في شبكات الحاسوب

تُعد خوارزمية حلقة الحزمة المرنة “IEEE 802.17” بسيطة ولكنّها تعرض بعض نقاط الضعف ويتأرجح تخصيص عرض النطاق الترددي بشدة عندما تكون حركة المرور غير متوازنة، وتم اقتراح العديد من الخوارزميات في السنوات الأخيرة للتغلب على هذه المشكلة وعلى سبيل المثال يتم استخدام وحدة التحكم التناسبية لحل مشكلة الإنصاف.

ما هي حلقة الحزمة المرنة RPR IEEE 802.17

حلقة الحزمة المرنة “RPR” المعيارية كـ “IEEE 802.17”: هي معيار بروتوكول لنقل البيانات عبر شبكات حلقة الألياف البصرية، والتي تعمل في طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط “MAC” لنموذج ربط الأنظمة المفتوحة “OSI“، ويوفر مرفق إرسال قائم على الحزم بهدف تحسين كفاءة خدمات “Ethernet” و”IP“، ويوفر “RPR” استخداماً محسّناً للنطاق الترددي والإنتاجية وسرعة نشر أكبر ومعدات وتكاليف تشغيلية محسّنة.

• “RPR” هي اختصار لـ “Ring Packet Ring”.

• “IEEE” هي اختصار لـ “Institute of Electrical and Electronics Engineers”.

• “OSI” هي اختصار لـ “Open Systems Interconnection”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

• “MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.

مبدأ عمل حلقة الحزمة المرنة RPR IEEE 802.17

• المحطات في “RPR” متصلة بحلقات ألياف بصرية مزدوجة مضادة للدوران تسمى الحلقات.

• يحدث انتقال على طول كلتا الحلقات.

• يساعد هذا في الاستفادة من إجمالي النطاق الترددي المتاح مقارنة بالأنظمة التي يتم فيها الاحتفاظ بحلقة ثانوية لغرض النسخ الاحتياطي فقط

• يحدث نقل البيانات ونقل إشارات التحكم على طول كل من الحلقات.

• يتم نقل إشارة التحكم في الاتجاه المعاكس لحركة مرور البيانات التي تحمل معلوماتها، وعلى سبيل المثال إذا كانت الحلقة الخارجية تحمل بيانات، فإنّ معلومات التحكم الخاصة بها يتم نقلها بواسطة الحلقة الداخلية.

• يمكن لعقدة “RPR” التفاوض ديناميكياً على مشكلات النطاق الترددي مع العقد الأخرى.

• إنّها وسيلة تعتمد جودة الخدمة “QoS” يمكنها جدولة حركة المرور حسب أولوياتها، وهذا يتجنب الازدحام ويقلل من عمليات النقل الفاشلة.

• إذا تم كسر الارتباط في أي حلقة فسيستمر نقل البيانات من خلال طرق التوجيه والالتفاف.

• في التوجيه يتم إخطار جميع العقد بالوصلة المعطلة وتقوم بإعادة توجيه حركة المرور الخاصة بها.

• في الالتفاف يتم تكرار حركة البيانات مرة أخرى في العقدة الأخيرة قبل كسر الارتباط وتوجيهها إلى المحطة الوجهة عبر الحلقة الأخرى.

ملاحظة:“QoS” هي اختصار لـ “Quality of service”.

أساسيات حلقة الحزمة المرنة RPR IEEE 802.17

من المحتمل أن تلعب تقنية “Resilient Packet Ring” دوراً محورياً في تمكين مزودي الخدمة من تقديم خدمات “Ethernet” متعددة النقاط ذات قيمة أكبر لعملاء المؤسسات، و مثل تبديل الملصقات متعدد البروتوكولات فإنّ “RPR” أكثر صلة بالبنية التحتية للناقل من بنيتك.

تم وضع الألياف المثبتة في المناطق الحضرية الكبرى بطريقة دائرية والتي كانت أكثر اقتصادا للناقلات من تكوينات المحور والتحدث أو تكوينات الشبكة الكاملة، كما تم تثبيت “SONET” فوق الألياف بشكل أساسي للتعامل مع صوت “TDM” من نقطة إلى نقطة وهي تعتمد على الدائرة بطبيعتها.

ومع وجود كل هذه الألياف في الأرض وكان التحدي يتمثل في أنّ “SONET” تعتمد على “TDM” وتتميز بالموثوقية العالية، بينما تعتمد “Ethernet” على الحزم وتتطلب عادةً بعض المساعدة في جودة الخدمة “QoS”، وتتمتع “SONET” بمرونة مدمجة توفر أوقات استعادة سريعة جداً أي أقل من “50 مللي ثانية” في حالة حدوث قطع في الألياف أو أي انقطاع آخر.

كما أنّه يدعم مستويات منخفضة جداً من زمن الانتقال والارتعاش لأنّ حركة المرور بتبديل الدارات من طرف إلى طرف لا تتم معالجتها في العقد الوسيطة، لكنه مكلف من حيث عرض النطاق الترددي مثبت على أساس كل دائرة على حدة وموثوق ولكن قدرة غير فعالة.

تفتقد “Ethernet” إلى القدرة على توفير موثوقية من فئة الأعمال وإدارة مقاييس زمن الوصول وتذبذب جودة الخدمة لحركة مرور الصوت، ولذلك طور مجتمع “Ethernet IEEE 802.17” أو “RPR” لدمج خصائص التقنيتين وشعار “RPR” هو أداء “SONET” في اقتصاديات “Ethernet”.

كما أنّ تطبيقات “RPR” القياسية من بائعين مختلفين وهي “Cisco” و”Nortel” وغيرهم ولها أسماء تجارية مختلفة، كما يعرّف “RPR” تنسيق حزمة جديد للتحكم في الوصول إلى الوسائط “MAC” يتيح تعدد إرسال إحصائي عبر بنية “SONET” الأساسية وتسمى أيضاً إعادة الاستخدام المكاني.

• “SONET” هي اختصار لـ “Synchronous optical networking”.

• “TDM” هي اختصار لـ “Time-division multiplexing”.

تطور حلقة الحزمة المرنة RPR IEEE 802.17

لقد أثارت حلقات الحزم الكثير من الجدل الغامض فيما يتعلق بأفضل الطرق للتعامل مع “Ethernet” وبروتوكولات الحزمة الأخرى عبر طوبولوجيا حلقة الألياف المترو في كل مكان، ولكن مع وجود المعيار التقني الجديد “IEEE 802.17” الذي يلوح في الأفق بثبات، فقد حان الوقت للبائعين لإثبات قدرتهم على جعل حلقات الحزم جذابة للعالم الذي يهيمن عليه “SONET” و”TDM” للشركات الكبيرة القائمة.

لقد كانت “RPR” بمثابة كلمة طنانة في المترو لمدة عامين أو ثلاثة أعوام ولكنّ الضوضاء أصبحت سببت المشاكل مع جهود توحيد معايير “RPR”، من معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات “IEEE” مقاربات تنافسية في قاعدة واحدة لمعيار.

يعود سبب الضجة الهائلة إلى أنّ “RPR” تُعد بأن تكون تقنية مترو ذكية للغاية وموجهة لجلب مضاعفة تقسيم الوقت “TDM” القديمة، وخدمات حزم البيانات الأحدث معاً بكفاءة عالية على حلقة الألياف المترو ولكن ليس هناك فرصة أن يأخذوها بطريقة كبيرة دون معيار متفق عليه، والتقنيات الأخرى مثل الجيل التالي من “SONET” وشبكة المترو المحولة تعمل بالفعل.

وهذه المقارنة التكنولوجية غير عادلة إلى حد ما لأنّ “RPR” هي مجرد شريحة صغيرة من بروتوكول ارتباط بيانات الطبقة الثانية لتوفير التحكم في الوصول إلى الوسائط “MAC” للحزم، والتي يتم نقلها عبر طوبولوجيا حلقة ووفقاً لما تم تطويره بواسطة مجموعة عمل “(WG) 802.17 RPR التابعة لـ IEEE”، سيتم تشغيل “RPR” بسعادة عبر أي نقل من الطبقة الأولى.

وسواء باستخدام تأطير “SONET / SDH” أو “Ethernet” الأصلي على روابط الإرسال ومع أي بروتوكول من الطبقة الثالثة لهذه المسألة، ولكن لا يزال يتعين على “RPR” جذب انتباه البائعين وشركات النقل كجزء رئيسي محتمل من حل المترو.

والمتحكم التناسبي قادر على الالتقاء بالمعدلات العادلة بدون تذبذبات في الحالة المستقرة، حيث تعرض وحدة التحكم تذبذبات النطاق الترددي وتصبح غير مستقرة إذا كان تأخير الشبكة كبيراً، وكما يتم استخدام مبدأ سميث لتعويض تأخير الحلقة.

وعلاوة على ذلك يتم ضبط كسب وحدة التحكم باستخدام نظام منطق غامض، وكما يتم تقييم الأداء من خلال المحاكاة، وتظهر النتائج أنّ وحدة التحكم التناسبية التكيفية تضمن العدالة والاستقرار واستخدام النطاق الترددي العالي حتى في شبكة الحلقة مع تأخير كبير.

• “SDH” هي اختصار لـ “Synchronous Digital Hierarchy”.