ما هو إخطار الازدحام العكسي الصريح في الاتصالات BECN

يُعتبر (BECN) بأنّه بت ترسله شبكة ترحيل الإطارات إلى معدات طرفية للبيانات للإشارة إلى أن جهاز الإرسال يجب أن يبطئ عمليات إرسال الحزمة، أو يبدأ إجراءات أخرى لتجنب الازدحام في الاتصالات السلكيةواللاسلكية.

ما هو إخطار الازدحام العكسي الصريح BECN

إخطار الازدحام العكسي الصريح (BECN): هو تنبيه يتم إرساله إلى مرسل حركة ترحيل الإطارات للإشارة إلى اكتشاف الازدحام، وتقع على عاتق المرسل مسؤولية تنفيذ إجراءات إلغاء الازدحام.

• “BECN” هي اختصار لـ “Backward Explicit Congestion Notification”.

أساسيات إخطار الازدحام العكسي الصريح BECN

يتضمن كل مصدر وحدة معدل إصدار قابلة للتعديل والتي تصدر إشارات معلومات إلى الأمام بمعدلات مختلفة للقنوات الافتراضية استجابةً لوجود وغياب إشارات الازدحام المستقبلة على مسار العودة، وعندما يحدث الازدحام وعلى سبيل المثال تتجاوز قائمة الانتظار عتبة، يتم تقديم طلب لإرسال إشارات الازدحام وفي شكل خلايا إخطار الازدحام الصريح المتخلفة (BECN)، للعودة إلى مصادر القنوات الافتراضية التي ترسل حاليًا حركة المرور إلى قائمة الانتظار.

عند استلام خلية (BECN) على قناة افتراضية معينة يقلل المصدر من معدل إرسالها للقناة الافتراضية المشار إليها، حيث إذا لم يتم استقبال أي خلايا (BECN) على قناة افتراضية معينة لفترة زمنية معينة فقد يستعيد المصدر معدل الإرسال تدريجيًا، ومن أجل تقليل عدد خلايا الازدحام يتم توفير مرشح لتصفية طلبات إشارات الازدحام.

يتم تعزيز الإنصاف في استعادة معدلات الإرسال باستخدام خوارزمية استرداد المعدل التي تزيد أجهزة الإرسال ذات المعدل الأبطأ بشكل أسرع من أجهزة الإرسال ذات المعدل الأعلى، وكما يُعد طريقة وجهاز للتحكم في الازدحام التفاعلي في شبكة بأسلوب النقل غير المتزامن (ATM)، حيث يتم تشكيل الشبكة عن طريق التوصيل البيني للعقد.

تتضمن كل عقد مساراً أمامياً لنقل المعلومات من المصدر إلى الوجهة عبر الشبكة ومسار عودة لإرجاع إشارات التحكم الصريحة في الازدحام، كما يتضمن كل مصدر وحدة معدل إصدار قابلة للتعديل والتي تصدر إشارات معلومات إلى الأمام بمعدلات مختلفة للقنوات الافتراضية، استجابةً لوجود وغياب إشارات الازدحام المستقبلة على مسار العودة.

• “ATM” هي اختصار لـ “Asynchronous transfer mode”.

مبدأ عمل إخطار الازدحام العكسي الصريح BECN

يستخدم النظام إخطار ازدحام صريح خلفي (BECN)، وعندما تتجاوز قائمة الانتظار عتبة يتم تقديم طلب لإرسال إشارات الازدحام، وفي شكل خلايا (BECN) إلى مصادر القنوات الافتراضية التي ترسل إليها حاليًً حركة المرور، وعند استلام خلية (BECN) على قناة افتراضية معينة، يقلل المصدر من معدل إرسالها للقناة الافتراضية المشار إليها.

إذا لم يتم استقبال أي خلايا (BECN) على قناة افتراضية معينة لفترة زمنية معينة، فقد يستعيد المصدر معدل الإرسال تدريجيًا، ومن أجل تقليل عدد خلايا الازدحام يتم توفير مرشح لتصفية طلبات إشارات الازدحام ويتضمن المرشح على سبيل المثال متجرًا وساعة مرشحًا وبوابة، ويخزن المتجر مؤشرات الازدحام ويعمل المتجر استجابة لكل طلب لقراءة المتجر للوصول إلى أي مؤشر ازدحام مخزن، وبعد ذلك لتخزين مؤشر الازدحام في المتجر.

توفر ساعة المرشح إشارة ساعة مرشح لها فترة تصفية لإعادة ضبط مؤشرات الازدحام، بحيث تستجيب البوابة لعدم وجود مؤشر ازدحام من المتجر ولطلب توفير إشارة الازدحام، كما يُعتبر المرشح مفيداً بشكل خاص في تقليل عدد إشارات الازدحام التي يتم إرجاعها، وبالتالي زيادة عرض النطاق الترددي المتاح للإشارات.

كما يصبح التأخير التراكمي لإشارة الازدحام العائد من الموقع الذي تم اكتشاف الازدحام فيه إلى المصدر صغيراً، عن طريق جعل وقت معالجة إشارة الازدحام في كل عقدة أصغر بكثير من تأخير مسار العودة من العقدة إلى العقدة، وبهذه الطريقة تصل إشارة ازدحام مسار العودة بسرعة إلى المصدر لتسبب مصدر معدل الإصدار المتغير لتعديل معدل الإصدار وبالتالي المساعدة في تقليل الازدحام.

تحتوي وحدة معدل الإصدار المتغير على خوارزمية قسمة على اثنين لتقليل معدل الإصدار استجابةً لاستلام إشارات الازدحام، وفي ميزة أخرى يحتوي مصدر المعدل المتغير على خوارزمية استرداد معدل تزيد من معدل الإصدار في حالة عدم وجود إشارات التحكم في الازدحام بعد تقليل معدل الإصدار، حيث تكون الزيادة أسرع للقنوات الافتراضية بمعدلات أقل مقارنة بالقنوات الافتراضية بمعدلات أعلى، ويساعد هذا الاختلاف في معدل الاسترداد في ضمان العدالة بين القنوات الافتراضية.

يتكون كل عنصر تبديل من وحدات تحكم في المنفذ بها وحدة تحكم في الإدخال ووحدة تحكم في الإخراج. من أجل تقليل الوقت المطلوب لمعالجة إشارات التحكم في الازدحام العائد، كما يتم توفير مدخل إلى مسار إرجاع وحدة التحكم في الإخراج لنسخ خلية، مع وجود معرف قناة افتراضي ومن المسار الأمامي إلى المسار العكسي دون الحاجة إلى دورات معالجة لتوليد الازدحام إشارة التحكم.

إذا تمت ترجمة معرف القناة الافتراضية للخلية في الاتجاه الأمامي عند عقدة يتم عكس الترجمة لإشارة المسار العكسي، بحيث يتم استخدام نفس معرف القناة الافتراضية في مسار الإرجاع كما هو الحال في الأمام طريق، وبهذه الطريقة يتم حفظ وقت المعالجة بحيث يكون وقت معالجة إشارة الازدحام أقل بكثير من وقت تأخير مسار العودة بين العقد.

قد يكون البروتوكول المعتمد هو بروتوكول (InfiniBand)، وقد يكون حقل الرأس الأول لإطار (Ethernet) أيضًا حقل رأس (VLAN)، وقد يكون حقل الرأس الثاني لوحدة (PDU) الثانية عبارة عن حقل بت لإخطار الازدحام العكسي (BECN)، كما قد يشمل الحصول على (PDU) الثاني أيضًا إنشاء (PDU) الثاني ووحدة (PDU) الثانية هي إحدى رسائل (InfiniBand ACK) ورسالة (InfiniBand CNP)، وقد يكون حقل الرأسية الثاني لوحدة (PDU) الثانية عبارة عن حقل بتات لإخطار الازدحام العكسي (BECN).

• “VLAN” هي اختصار لـ “Virtual Local Area Network”.

• “PDU” هي اختصار لـ “Packet Data Unit”.

• “ACK” هي اختصار لـ “Acknowledgement”.

كيفية استخدام BECN للتحكم في الازدحام في شبكات TCP / IP

يتم استخدام آلية (BECN) في شبكات غير (IP)، ولكن كان هناك تحقيق تجريبي محدود في تطبيق مخطط (BECN) كآلية للتحكم في الازدحام في شبكات (IP)، حيث بتم أخذ في الاعتبار خوارزمية محسّنة لـ (BECN) والتي تستخدم بروتوكول رسائل التحكم في الإنترنت (ICMP)؛ لإخطار الازدحام العكسي في شبكات (IP) وإجراء تقييم مقارن للأداء للاكتشاف المبكر العشوائي (RED)، وإخطار الازدحام الصريح (ECN).

وذلك باعتماد آلية (BECN) المحسّنة باستخدام كل من عمليات النقل الجماعي طويلة الأمد لبرنامج التعاون الفني وأحمال عمل مرور الويب قصيرة العمر، كما أنّه بالنسبة لأعباء عمل حركة مرور الويب تقدم (BECN) تحسنًا طفيفًا فقط في تأخير النقل بينما متوسط ​​المخرجات المفيدة، لعمليات النقل المجمعة ليس أسوأ من (ECN).

بالنسبة للمسارات التي تحتوي على منتج تأخير عرض النطاق الترددي العالي فإنّه لا يمكن لـ (BECN) فقط تقديم تحسين كبير في متوسط ​​الإنتاجية لعمليات النقل المجمعة عبر آلية (ECN)، ولكن يتم أيضاً تقليل فترات إسقاط الحزمة وتأخير النقل لاتصالات حركة مرور الويب قصيرة العمر بشكل نسبي، كما أنّه في مثل هذه المسارات يمكن أن يوفر (TCP (New-Reno)) مع (RED) إنتاجية أعلى لعمليات النقل المجمعة مقارنةً بـ (ECN).

إنّ (BECN) هو التحكم في الازدحام التفاعلي في شبكة وضع النقل غير المتزامن (ATM)، حيث يتم تشكيل الشبكة عن طريق الربط البيني للعقد، بما في ذلك مسار أمامي لنقل المعلومات من المصدر إلى الوجهة عبر الشبكة ومسار عودة لإرجاع إشارات التحكم في الازدحام.

• “TCP / IP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol/Internet Protocol”.

• “ECN” هي اختصار لـ “Explicit Congestion Notification”.

• “RED” هي اختصار لـ “random early detection”.

• “ICMP” هي اختصار لـ “Internet Control Message Protocol”.