اقرأ في هذا المقال
- ما هو بروتوكول العد التنازلي الثنائي
- أساسيات بروتوكول العد التنازلي الثنائي
- وظيفة بروتوكول العد التنازلي الثنائي
- تطور عمل بروتوكول العد التنازلي الثنائي
يتم نقل البيانات كنبض كهربائي وقد يكون هناك العديد من الأجهزة المتصلة بنفس السلك ولا يمكنها جميعًا تطبيق إشاراتها على السلك في نفس الوقت أو ستختلط هذه النبضات، وهذا يسمى “collision” ولتجنب الاصطدام يجب على الكمبيوتر التحقق من أن جهاز كمبيوتر آخر لا يستخدم السلك قبل تطبيق بياناته، حيث إذا تم التحقق من كل شيء في نفس الوقت فسوف يرون أن الوسائط متاحة وترسل جميع البيانات في نفس الوقت وبروتوكول العد التنازلي الثنائي هو إحدى الطرق لوقف حدوث ذلك.
ما هو بروتوكول العد التنازلي الثنائي
بروتوكول العد التنازلي الثنائي: هو بروتوكول خالٍ من التصادم يعمل في طبقة التحكم بالوصول المتوسط ”MAC” لنموذج “OSI“، وفي شبكات الكمبيوتر عندما تحاول أكثر من محطة الإرسال في وقت واحد عبر قناة مشتركة، فإنّ البيانات المرسلة تكون مشوشة وهو حدث يسمى التصادم، حيث تعمل البروتوكولات الخالية من الاصطدام على حل الوصول إلى القناة أثناء تنافس المحطات على القناة المشتركة وبالتالي القضاء على أي احتمالات للتصادم.
- “MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.
- “OSI” هي اختصار لـ “Open Systems Interconnection”.
أساسيات بروتوكول العد التنازلي الثنائي
تتمثل إحدى المشكلات في بروتوكول مخطط البت الأساسي في أن مقدار الحمل هو “1 بت” لكل محطة لذلك لا يتناسب بشكل جيد مع الشبكات التي تحتوي على آلاف المحطات، كما يمكن أن يتم إجراء ما هو أفضل من ذلك باستخدام عناوين المحطات الثنائية، حيث تقوم المحطة التي ترغب في استخدام القناة الآن ببث عنوانها كسلسلة بت ثنائية، بدءًا من البت عالي الترتيب.
كما أنّه من الممكن أن تكون جميع العناوين بنفس الطول، والبتات الموجودة في كل موضع عنوان من محطات مختلفة هي ذات ترتيب منطقي معاً، ولتجنب التعارضات يجب تطبيق قاعدة التحكيم وبمجرد أن ترى المحطة أنّ موضع البت العالي الذي هو 0 في عنوانها قد تم استبداله بالرقم 1، فإنّه يستسلم.
ةعلى سبيل المثال إذا كانت المحطات 0010 و0100 و1001 و1010 تحاول جميعها الحصول على القناة ففي وقت البت الأول ترسل المحطات 0 و0 و1 و1 على التوالي، كما يتم تجميعها معاً لتشكيل 1 بحيث أنّ المحطات 0010 و0100 ترى الرقم 1 وتعرف أنّ محطة ذات رقم أعلى تتنافس على القناة، لذا فهي تستسلم للجولة الحالية.
والمحطات 1001 و1010 تستمر والبت التالي هو 0 وتستمر كلتا المحطتين، والبت التالي هي 1 لذا تستسلم المحطة 1001، والبت الأخير هو المحطة 1010 لأنّها تحتوي على أعلى عنوان وبعد ذلك يمكنه الآن إرسال إطار وبعد ذلك تبدأ دورة مزايدة أخرى، حيث في بعض البروتوكولات هناك خاصية أنّ المحطات ذات الأرقام الأعلى لها أولوية أعلى من المحطات ذات الأرقام الأقل، والتي قد تكون إمّا جيدة أو سيئة اعتماداً على السياق.
وكفاءة القناة هي “d / (d log2 N)” ومع ذلك إذا تم اختيار تنسيق الإطار بذكاء بحيث يكون عنوان المرسل هو الحقل الأول في الإطار فلن يتم إهدار حتى بتات “log2 N” وتكون الكفاءة “100%”، وفي العد التنازلي الثنائي باستخدام واجهة متوازية بدلاً من واجهة تسلسلية، كما يتم استخدام أرقام المحطات الافتراضية حيث يتم تبديل أرقام المحطات الافتراضية من 0 إلى تضمين المحطة الناجحة بشكل دائري بعد كل إرسال، من أجل إعطاء أولوية أعلى للمحطات التي ظلت صامتة لفترة طويلة بشكل غير معتاد.
وعلى سبيل المثال، إذا كانت المحطات “C” و”H” و”D” و”A” و”G” و”B” و”E” و”F” لها أولويات الترتيب فإنّ الإرسال الناجح بواسطة “D” يضعها في نهاية القائمة، ومع إعطاء ترتيب الأولوية “C” و”H” و”A” و”G” و”B” و”E” و F” و”D” تظل “C” المحطة الافتراضية ولكن A تتحرك لأعلى، كما ستتمكن المحطة “D” من الحصول على القناة فقط إذا لم تكن هناك محطة أخرى تريدها، والعد التنازلي الثنائي هو مثال لبروتوكول بسيط وأنيق وفعال ينتظر إعادة اكتشافه.
وظيفة بروتوكول العد التنازلي الثنائي
يتم إرسال البيانات في 0 و 1 أي المعروف باسم الإرسال الثنائي، حيث إذا بدأت عدة عقد على الشبكة في الإرسال في وقت واحد فجميعها ترسل معرّف الشبكة كرقم ثنائي، كما تتم مقارنة هذه الأرقام بدءاً من البت الأكثر أهمية وهو الرقم الأول في التسلسل، والذي يمثل أعلى قيمة في البايت.
يتم استبعاد كل تلك التي تتضمن على صفر في هذا البت، وإذا كان لا يزال هناك أكثر من عقدة واحدة في النزاع تتم مقارنة البت التالي على طول الكود، ومرة أخرى أولئك الذين لديهم 1 يبقون في والذين ليس لديهم 0 يخرجون، حيث تستمر هذه العملية على طول بتات معرف الشبكة حتى تبقى عقدة واحدة فقط والتي تتحكم في الوسائط.
تطور عمل بروتوكول العد التنازلي الثنائي
في الشبكات اللاسلكية المخصصة الحديثة ذات السرعة العالية “PHY” يعني كل تصادم خسارة كبيرة في عرض النطاق الترددي المفيد، وفي السنوات القليلة الماضية تم إدخال بروتوكولات تنازع ثنائية مختلفة لمعالجة هذه المشكلة، كما يتم اقتراح بروتوكول تنازع ثنائي جديد يسمى بروتوكول العد التنازلي للأولوية الثنائية “BPC”، والذي يهدف إلى تقليل الاصطدامات بالإضافة إلى وقت الخلاف.
كما يستخدم “BPC” آلية جديدة للعد التنازلي ذات الأولوية والتي تستغل كفاءة العد التنازلي الثنائي ولكن عملية العد التنازلي ذات الأولوية ليست مقيدة بجولة عد تنازلي ثنائية واحدة، وبهذه الطريقة لا يتم تحديد مساحة الأولوية بطول جولة العد التنازلي الثنائي، وكما هو الحال في بروتوكولات العد التنازلي الثنائية الأخرى المقترحة في الأدبيات، ويمكن تقليل أولويات الوصول إلى الوسيط التعسفي من خلال جولات العد التنازلي الثنائية المتعددة إذا لزم الأمر.
كما تتيح قدرة آلية العد التنازلي الجديدة ذات الأولوية على العد التنازلي لأي رقم أولوية دون تغيير طول جولة العد التنازلي الثنائي إدارة مستقلة لمساحة الأولوية، حيث يقدم “استقلالية” مساحة الأولوية هذه إمكانيات تحسين وتكيف جديدة، كما يتم التعرف على تأثير ذاكرة الاصطدام ووصفه ويكشف بروتوكول “BPC” عن الاتصال بين بروتوكولات التنازع الأحادية والثنائية والأرقام، كما يمكن اعتبار المجموعات الثلاث من البروتوكولات أعضاء في نفس فئة خوارزميات الخلاف. يتم عرض نتائج المحاكاة الأولية.
يستخدم بروتوكول العد التنازلي الثنائي للتغلب على “1 بت” العلوية لكل محطة ثنائية، وفي العد التنازلي الثنائي يتم استخدام عناوين المحطة الثنائية، كما تبث المحطة الراغبة في استخدام القناة عنوانها كسلسلة بت ثنائية تبدأ بالبت عالي الترتيب، ويفترض أن تكون جميع العناوين بنفس الطول.
كما يتم ترتيب عناوين المحطات المختلفة معاً والتي تحدد أولوية الإرسال، حيث إذا كانت هذه المحطات “0001” و”1001″ و”1100″ و”1011″ تحاول جميعها الاستيلاء على القناة للإرسال، كما قامت كل المحطة في البداية ببث بت عنوانها الأكثر أهمية وهو 0 و 1 و 1 و 1 على التوالي والبتات الأكثر أهمية هي “ORed” معاً، كما ترى المحطة “0001 1MSB” في عناوين محطة أخرى وتعرف أنّ محطة مرقمة أعلى تتنافس على القناة لذا فهي تستسلم للجولة الحالية.
- “BPC” هي اختصار لـ “Binary priority countdown protocol”.
- “PHY” هي اختصار لـ “Physical layer”.
