اقرأ في هذا المقال
- أساسيات تكوين شبكة الكمبيوتر في البث المتعدد
- مبدأ عمل تكوين شبكة الكمبيوتر في البث المتعدد
- مبدأ ومكونات تكوين شبكة الكمبيوتر في البث المتعدد
تتوفر أنظمة وطرق نمذجة التقارب في شبكات مراكز البيانات التي تسمح بتخصيص النطاق الترددي بكفاءة داخل شبكات مراكز البيانات، مع تقليل متطلبات التوصيل البيني المادية لشبكات مراكز البيانات وكما تسمح أنظمة، وكذلك طرق نمذجة التقارب في شبكات مركز البيانات أيضاً بالتحكم في موارد الحوسبة داخل شبكات مركز البيانات، وتوفيرها استناداً إلى هيكل الشبكة وطوبولوجيا مكون التطبيق جزئياً على الأقل وبالتالي تعزيز الأداء العام لبرنامج التطبيق.
أساسيات تكوين شبكة الكمبيوتر في البث المتعدد
باستخدام طوبولوجيا التقارب التي تصف متطلبات الاتصالات بين التطبيقات وطوبولوجيا الشبكة يتم تكوين عقد الشبكة؛ لتلبية متطلبات تشتت البث المتعدد وزمن الاستجابة المرتبطة بالاتصالات بين التطبيقات وفي السنوات الأخيرة اعتمدت كيانات الجامعات والأعمال التجارية والخدمات المالية بشكل متزايد على شبكات مراكز البيانات، والتي تتضمن رفوفاً من أجهزة كمبيوتر الخادم “الخوادم” لتنفيذ برامج التطبيقات لدعم عملياتها التشغيلية المحددة.
بما في ذلك تطبيقات إدارة قاعدة البيانات وتطبيقات مشاركة المستندات والملفات وتطبيقات البحث وتطبيقات الألعاب وتطبيقات التداول المالي، وتتوسع شبكات مراكز البيانات بشكل عام من حيث عدد الخوادم المدمجة فيها، فضلاً عن معدات الشبكات اللازمة لربط الخوادم لاستيعاب متطلبات نقل البيانات للتطبيقات المعنية.
عادةً ما تحتوي شبكات مراكز البيانات التقليدية على بنيات هرمية، حيث يتم توصيل كل خادم موجود في حامل معين عبر واحد أو أكثر من اتصالات (Ethernet)، بمحول (Ethernet) أعلى الحامل أي مفتاح التبديل العلوي تشكل مجموعة من مفاتيح التبديل أعلى الحامل أي “طبقة الوصول”، والتي تُعد عموماً أدنى مستوى لبنية الشبكة الهرمية.
يشار إلى المستوى الأعلى التالي من التسلسل الهرمي باسم “طبقة التجميع”، والتي يمكن أن تشمل مجموعة من محولات (Ethernet) أو موجهات بروتوكول الإنترنت (IP)، ويمكن توصيل كل مفتاح علوي في طبقة الوصول بمحول تجميع واحد أو أكثر أو موجهات (IP) في طبقة التجميع، ويشار إلى أعلى مستوى من التسلسل الهرمي باسم “الطبقة الأساسية”، والتي تتضمن عموماً مجموعة من موجهات (IP) التي يمكن تكوينها لتوفير نقاط دخول أو خروج لشبكة مركز البيانات.
- “IP” هي اختصار لـ “Internet-Protocol”.
مبدأ عمل تكوين شبكة الكمبيوتر في البث المتعدد
يمكن توصيل كل مفتاح تجميع أو موجه (IP) في طبقة التجميع بمحول أساسي واحد أو أكثر في الطبقة الأساسية والتي بدورها يمكن ربطها ببعضها البعض، وفي مثل هذه الشبكات التقليدية لمراكز البيانات يتم تنفيذ الترابطات بين رفوف الخوادم والمفاتيح العلوية في طبقة الوصول، ومفاتيح التجميع أو موجهات (IP) في طبقة التجميع والمفاتيح الأساسية في الطبقة الأساسية، باستخدام روابط إيثرنت من نقطة إلى نقطة.
على الرغم من أنّ شبكات مراكز البيانات التقليدية قد تم توظيفها لتلبية المتطلبات التشغيلية للعديد من كيانات الخدمات الجامعية والحكومية والتجارية والمالية، إلّا أنّ شبكات مراكز البيانات التقليدية لها عيوب وقد تواجه اتصالات البيانات بين الخوادم غير الموجودة في نفس الحامل تأخيراً مفرطاً يُشار إليه باسم “زمن الوصول” داخل شبكات مركز البيانات.
ونظراً لتعدد المحولات أو أجهزة التوجيه التي تستخدمها البيانات قد تكون مطلوبة للانتقال أثناء انتشارها لأعلى أو لأسفل أو عبر البنية الهرمية للشبكات، وقد تواجه اتصالات البيانات بين هذه الخوادم أيضاً زمن انتقال داخل المحولات أو أجهزة التوجيه الخاصة بشبكات مراكز البيانات، بسبب الاستخدام المفرط للعقدة أو استخدام الارتباط، وعلاوة على ذلك نظراً لأنّه قد يتم استخدام مسارات متعددة لتقديم بيانات البث أو البث المتعدد إلى وجهات مختلفة داخل شبكات مركز البيانات، فقد تواجه بيانات البث أو البث المتعدد انحرافاً زائداً في زمن الانتقال.
قد يتفاقم انحراف زمن الوصول مع زيادة أحجام شبكات مراكز البيانات أو أحمالها، وبالإضافة إلى ذلك تشتمل شبكات مراكز البيانات التقليدية عادةً على أنظمة إدارة الشبكة، والتي تستخدم بيانات التكوين للتخصيص المناسب لموارد الحوسبة داخل شبكات مراكز البيانات، ومع ذلك غالباً ما تفتقر بيانات التكوين هذه إلى المعلومات السياقية، مثل كيفية تكوين طوبولوجيا شبكة مركز البيانات في ضوء موارد الحوسبة المتاحة لتحقيق المستوى المطلوب من أداء التطبيق.
قد تستخدم أنظمة إدارة الشبكة تنسيق المحاكاة الافتراضية المفتوح لتسهيل التحكم في موارد الحوسبة هذه وتوفيرها، ومع ذلك فإنّ معيار (OVF) يفتقر عموماً إلى المعلومات السياقية المتعلقة بطوبولوجيا الشبكة، وبالتالي قد يكون غير قادر على ضمان توفير موارد الحوسبة المتاحة بشكل صحيح لمستوى أداء التطبيق المطلوب، ونتيجةً لذلك قد تتفاقم مشاكل زمن الوصول واختناقات البيانات وما إلى ذلك ممّا يؤدي إلى إبطاء حركة البيانات أو تثبيطها بطريقة أخرى داخل شبكات مراكز البيانات.
كما تتوفر أنظمة وطرق نمذجة التقارب في شبكات مركز البيانات التي تسمح بتخصيص عرض النطاق بكفاءة مع شبكات مراكز البيانات، مع تقليل متطلبات التوصيل البيني المادية لشبكات مراكز البيانات وتسمح أنظمة وطرق نمذجة التقارب في شبكات مركز البيانات أيضاً بالتحكم في موارد الحوسبة داخل شبكات مركز البيانات، وتوفيرها استناداً إلى هيكل الشبكة وطوبولوجيا مكون التطبيق جزئياً على الأقل وبالتالي تعزيز الأداء العام لبرنامج التطبيق.
- “OVF” هي اختصار لـ “Open-Virtualization-Format”.
مبدأ ومكونات تكوين شبكة الكمبيوتر في البث المتعدد
يتم استخدام الأنظمة وطرق نمذجة التقارب مع بنية شبكة مركز البيانات التي تتضمن واحدة أو أكثر من شبكات الحلقة الضوئية المادية أو المنطقية، كما تشتمل كل شبكة من شبكات الحلقة الضوئية على مجموعة من العقد الضوئية، حيث يكون لكل عقدتين بصريتين على الأقل وحدة تحكم محلية مشتركة مرتبطة.
تشتمل بنية شبكة مركز البيانات أيضاً على وحدة تحكم مركزية واحدة أو أكثر وحدات تحكم مركزية تتحكم بمكون وظيفي يشار إليه باسم “مكون نمذجة التقارب” وقاعدة بيانات طوبولوجيا شبكة التقارب، كما يتم توصيل كل من وحدات التحكم المقيمين المرتبطة بشبكات الحلقة الضوئية بشكل متصل بوحدة تحكم مركزية خاصة بها، وكل وحدة تحكم مقيم مشتركة فعالة لإرسال رسالة واحدة أو أكثر إلى وحدة التحكم المركزية المعنية المقترنة بها بشكل متصل.
علاوة على ذلك فإنّ كل من وحدات التحكم المركزية تعمل لتلقي ومعالجة الرسائل المرسلة إليها من قبل وحدات التحكم المشتركة وللتحكم في وحدات التحكم المشتركة ذات الصلة، ويمكن إقران كل وحدة تحكم مركزية تحكم بشكل متصل بواحد أو أكثر من وحدات التحكم المركزية، ويمكن تكوين وحدة التحكم المركزية الحاكمة ووحدات التحكم المركزية ووحدات التحكم المحلية المقيمة لتوفير تسلسل هرمي للتحكم في الشبكة.
قد تتحكم وحدة التحكم المركزية الحاكمة في وحدات التحكم المركزية الخاصة بها لأداء موازنة الحمل فيما يتعلق بحركة مرور الشبكة المحمولة على شبكات الحلقة الضوئية، بالإضافة إلى ذلك فإنّ كل من وحدة التحكم المركزية الحاكمة ووحدات التحكم المركزية تعمل؛ لتلقي المعلومات المتعلقة بطوبولوجيا شبكة التقارب من قاعدة بيانات طوبولوجيا شبكة التقارب.
بعد تلقي معلومات طوبولوجيا شبكة التقارب يمكن لوحدات التحكم المركزية بالاقتران مع وحدة التحكم المركزية الحاكمة، التحكم في بعض أو كل وحدات التحكم المقيمة المشتركة لتعديل أو تنفيذ طوبولوجيا شبكة التقارب عبر شبكات الحلقة الضوئية المعنية، كما تُعد حاسبة طوبولوجيا التقارب فعالة لتوظيف:
- المعلومات المتعلقة بعناصر التقارب وتعييناتها للعناصر المادية داخل الشبكة.
- المعلومات المتعلقة بطوبولوجيا الشبكة.
- المعلومات المتعلقة لمتطلبات تطبيق محددة لحساب واشتقاق أو الحصول على هيكل منطقي “طوبولوجيا التقارب” التي تصف العلاقة الوظيفية، أو التي يحركها الأداء بين مجموعات التقارب أو عناصر التقارب.
