اقرأ في هذا المقال
يتضمن مركز البيانات الذي يستخدم بنية تقلل توجيه البروتوكول فيه عنصرًا واحدًا أو أكثر من عناصر شبكة حافة الخدمة الموجودة في مركز البيانات، حيث تقوم شبكة (IP) الفرعية بربط عنصر واحد أو أكثر من عناصر شبكة حافة الخدمة بواحد أو أكثر من حافة العميل عناصر الشبكة، والموجودة في أو بالقرب من نقاط الترسيم بين شبكة حافة العميل وشبكة مزود الخدمة.
أساسيات بوابة شبكة النطاق العريض
يتم تكوين عنصر واحد أو أكثر من عناصر شبكة حافة العميل وعناصر شبكة حافة الخدمة أو أكثر لتوفير وصول المستخدم المباشر إلى مركز البيانات من أجل تعدد المستخدمين، ونظام تحكم مقترن بشكل اتصالي بعنصر أو أكثر من عناصر شبكة حافة الخدمة وشبكة (IP) الفرعية، حيث يتم تكوين نظام التحكم للتحكم في الموارد على شبكة (IP) الفرعية ومركز البيانات لتعدد المستخدمين.
تستمر حركة المرور على شبكات النطاق العريض في النمو مدفوعة بمحتوى الفيديو، حيث هناك عاملان يساهمان في نمو حركة مرور الفيديو، وهما: نمو معدل البت في التدفقات الفردية مع زيادة الدقة والنمو في عدد التدفقات الفريدة التي تنقلها الشبكة، حيث يتم استبدال استهلاك محتوى البث باستهلاك محتوى أحادي الإرسال.
ونظراً لأنّ المزيد من المستخدمين يلجأون إلى دفق المحتوى من مختلف موفري محتوى (OTT)، حيث هناك محتوى آخر يساهم في النمو، وغالباً ما يتم الحصول على المحتوى بما في ذلك محتوى الفيديو من الإنترنت خارج نطاقات شبكة مزودي الخدمة، ولم يتمكن مقدمو الخدمات من زيادة عائدات الوصول إلى الإنترنت مع نمو متوسط النطاق الترددي، لذلك للحفاظ على الربحية يحتاجون إلى خفض تكاليف شبكتهم باستمرار.
تقليدياً لدى مقدمي الخدمات عدد من الحلول المتاحة لزيادة عرض النطاق الترددي للوصول وتقليل التكلفة لكل بت من تقديم خدمة النطاق العريض، كما يعتمد عدد من هذه الحلول التقليدية على التحسينات الأساسية في قدرة وتكلفة تكنولوجيا النقل والتبديل، وقد نتج عنها تحسينات كبيرة في التكلفة أو بت لتقديم خدمات النطاق العريض في الماضي.
كما أنّ هناك اتجاه نحو تقارب الشبكة مع التكامل الوظيفي للإرسال والتبديل، كما يمكن أن يشمل هذا التكامل أنظمة نقل الحزم الضوئية (POTS) وتكامل (IP / DWDM)، بحيث يسعى التكامل إلى إزالة الواجهات الخارجية وبالتالي تقليل تكلفة الشبكة، ومع ذلك فإنّ التكامل لا يضر بالكثافة الإجمالية أي تكامل الإرسال المتماسك في منصات تبديل المترو، إمّا (POTS) أو (IP / DWDM)، ويحد من كثافة نظام التبديل التي يمكن تحقيقها ويمثل تحديًا إضافيًا للتكلفة وقابلية التوسع.
ملاحظة:“IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol” و”DWDM” هي اختصار لـ “Dense wavelength-division multiplexing”.
ملاحظة:“POTS” هي اختصار لـ “Plain Old Telephone Service” و”OTT” هي اختصار لـ “Over-the-Top”.
خصائص بوابة شبكة النطاق العريض
هناك اتجاه نحو تكامل وظيفي عالي المستوى حيث تشتمل المحولات وأجهزة التوجيه على أجهزة متكاملة تدعم وظائف مثل التخزين المؤقت للمحتوى الشفاف الموزع، وبوابة شبكة النطاق العريض (BNG) والخوادم لاستضافة وظائف الشبكة الافتراضية، والقيمة هي إزالة الأجزاء المنفصلة من معدات الشبكات والمعالجة والتخزين عن طريق إعادة تعيين الوظائف للأجهزة المضيفة المتكاملة.
كما تتم إضافة وحدات (BNG) النمطية إلى الأنظمة الأساسية لجهاز التوجيه لتطبيقات إدارة المشتركين في بعض شبكات مزودي الخدمة، كما تم تحديث ذاكرات التخزين المؤقت الشفافة لمحتوى الفيديو المشهور على نطاق واسع، ولكنّها أثبتت أنها أقل فعالية من حيث التكلفة كلما اقتربت من حافة الشبكة التي تم نشرها.
وهذه الحلول مكلفة في التنفيذ وغير قادرة على التوسع بكفاءة مع النمو في الطلب على حركة المرور من المستخدم إلى المحتوى، كما يستمر معظم التخزين المؤقت في إثبات فعاليته في المواقع المركزية مثل مراكز التناظر عبر الإنترنت الرئيسية أو مراكز البيانات المحورية، ويتم إضفاء الطابع الافتراضي على وظائف الشبكة من خلال المحاكاة الافتراضية لوظيفة الشبكة (NFV).
ونظرًا لاستمرار زيادة قوة معالجة الخادم وعرض النطاق الترددي للإدخال أو الانتاج فإنّ العديد من وظائف الشبكة موجودة الآن في أجهزة الشبكة المستقلة، والتي تتم استضافتها على الأجهزة الافتراضية داخل المعالجات في مركز البيانات، وإلى جانب توفير تكلفة الأجهزة ويحقق هذا الاتجاه وفورات كبيرة في تكاليف التشغيل.
ملاحظة:“BNG” هي اختصار لـ “Broadband Network Gateway” و”NFV” هي اختصار لـ “Network functions virtualization”.
أهمية بوابة شبكة النطاق العريض
يمكن تطبيق الأساليب في بنية الشبكة الحالية ومع قيام موفري الخدمة باستبدال مكونات الشبكة، حيث تتوفر إصدارات محسنة، وشبكات النفاذ عريض النطاق هي كيانات موزعة بطبيعتها وتوزع وتجمع حركة المرور من مئات الآلاف إلى الملايين من نقاط النهاية، مثل: المساكن والشركات وأبراج الهاتف المحمول ويتم تحقيق ذلك من خلال عدد من مستويات محولات التجميع أو التوزيع بين المستخدم والبوابة الإقليمية للإنترنت.
يمكن تطبيق العناصر على المحولات وارتباطات الإرسال في هذه الشبكة الموزعة، كما يمكن تطبيق العنصر (NFV) كبديل مربع تلو الآخر لبعض الوظائف في شبكة الوصول أو التجميع الموزعة، ولكن يمكن تحقيق وفورات الحجم الأكبر والبساطة التشغيلية من خلال وضعها في مراكز البيانات المركزية داخل منطقة محددة.
يؤدي تحديد عدد مراكز البيانات هذه إلى جزء صغير من عدد المكاتب المركزية المستخدمة اليوم إلى تقليل عدد المواقع المادية التي تحتوي على معدات معقدة لإدارتها، ممّا يقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل وبالتالي من المتوقع أن يحتفظ مقدمو الخدمة بنفس بنية النقل، والتبديل في شبكة شبكة المنطقة الواسعة (WAN)، لكنّهم يخططون لاستبدال عدد من وظائف الشبكة بوظائف الشبكة الافتراضية المستضافة في مراكز البيانات.
تطور بوابة شبكة النطاق العريض
تقليدياً، تقوم أجهزة توجيه (IP) بتجميع متكامل ووظيفة توجيه (IP) وتعمل موجهات (IP) هذه عادةً على معدات نقل بصرية منفصلة، وعلاوةً على ذلك تعمل مراكز البيانات الحالية حاليًا بشكل مستقل عن شبكات المترو أو شبكات المنطقة الواسعة (MAN) أو (WANs)، ممّا يؤدي إلى تسليم غير فعال بين الشبكة ومركز البيانات عادةً على طبقة شبكة (IP) باهظة الثمن.
عادةً عندما يتم النظر في استخدام المحولات الضوئية في مركز البيانات، كما إنّ التطبيق يهدف إلى دعم التدفقات الكبيرة، ولكنّه يعتمد على نمذجة تدفقات سير عمل مركز البيانات لتحديد هياكل التوصيل البيني المخصصة، ويتم تكوين الروابط الإضافية بين مفاتيح الحزمة للسماح بتحسين الأداء والكفاءة في تكوين الاتصال البيني الذي يتم حظره بطريقة أخرى.
ملاحظة:“MAN” هي اختصار لـ “metropolitan area network” و”WAN” هي اختصار لـ “Wide Area Network”.
في النهاية، يُعد تنفيذ التوصيلات البينية غير المحظورة بالكامل داخل مراكز البيانات الكبيرة أمرًا مكلفًا وفي جميع الحالات توجد المحولات الضوئية في مركز البيانات ولا يتم تنفيذها كمفتاح موزع عبر (WAN).
