نظام تحديد استخدام الشبكة في الاتصالات

تتوفر العديد من الطرق لإدارة حركة مرور شريحة الشبكة على شبكة اتصالات، حيث يتم إنشاء مثيل لشريحة الشبكة على شبكة الاتصالات؛ لتوفير موارد الاتصال لمحرك الشبكة باستخدام شبكة الاتصالات وتشتمل الطريقة على قياس مستوى حركة المرور، الذي يشير إلى حركة المرور التي تم تمكينها بواسطة شريحة الشبكة، وضبط حركة المرور التي تم تمكينها بواسطة شريحة الشبكة وفقًا لمستوى حركة المرور ووظيفة تمكين مشغل الشبكة المرتبطة بشريحة الشبكة.

أساسيات نظام تحديد استخدام الشبكة

نظراً لأنّ شبكات الاتصالات المتنقلة أصبحت أكثر اعتمادًا عليها فقد نشأت ملفات تعريف حركة المرور المرتبطة بسيناريوهات الاستخدام المختلفة وأنواع الأجهزة المختلفة، حيث لا تتصل بعض أنواع الأجهزة إلا بشكل متقطع وتنشئ قدرًا صغيرًا من حركة المرور، ومع ذلك فإنّ بعض الشبكات لديها عدد كبير من هذه الأجهزة المنتشرة.

ينتج عن هذا تبادل عدد كبير من الرسائل الصغيرة وقد لا تحتاج موثوقية الاتصال لمثل هذه الأجهزة إلى أن تكون عالية جدًا، كما قد تتصل الأجهزة الأخرى بالحاجة إلى اتصالات ذات نطاق ترددي أعلى وبينما قد تتطلب الأجهزة الأخرى اتصالات فائقة الموثوقية، ومن الصعب تلبية متطلبات الاتصال المختلفة هذه باستخدام شبكة واحدة ذات بنية محددة لأنها تتطلب من الشبكة بأكملها دعم حالات الاستخدام الأكثر صعوبة لكل اتصال.

يمكن لشبكات الاتصالات أيضًا الاستفادة من تقنيات مثل المحاكاة الافتراضية لوظيفة الشبكة (NFV) والشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) من أجل تلبية الطلبات من الأجهزة المحمولة بشكل مختلف، مثل: معدات المستخدم (UEs) المتصلة بالشبكة.

وعند بناء شبكات متقدمة مثل تلك التي تدعم التطورات المستقبلية في الشبكات اللاسلكية، بما في ذلك شبكات الجيل التالي اللاسلكية مثل شبكة الجيل الخامس (5G)، كما يمكن تقسيم مجموعة مشتركة من موارد الشبكة باستخدام تقنيات تقطيع الشبكة؛ لتوفير مشغل مع القدرة على إنشاء شبكات افتراضية معزولة يمكن أن تنتقل عبرها تدفقات حركة مرور مختلفة ولكل منها متطلبات مختلفة.

ملاحظة:“NFV” هي اختصار لـ “Network functions virtualization”.

ملاحظة:“SDN” هي اختصار لـ “Software-Defined Networking”.

مبدأ نظام تحديد استخدام الشبكة

يتم توفير طريقة لإدارة حركة مرور شريحة الشبكة الممكّنة على شبكة اتصالات، حيث يمكن استلام معلمات إدارة حركة المرور المعدلة من وظيفة يمكن الوصول إليها لمشغل الشبكة، كما يمكن قياس مستويات الحركة من خلال وظيفة مراقبة حركة المرور المرتبطة بشريحة الشبكة، وعند إرسال تعليمات إلى مشغل الشبكة يمكن أيضاً إرسال معلمة معدلة لإدارة حركة المرور.

يتم إرسال معلمة الحركة المعدلة لتقليل الحركة المنقولة في الشريحة استجابةً لمقارنة قياس مستوى الحركة المستقبلة مع عتبة، ويتم توفير طريقة لإدارة حركة مرور شريحة الشبكة على شبكة اتصالات، حيث تشتمل الحركة المنقولة داخل شريحة الشبكة على مجموعة من التدفقات، وعند تنفيذ الإرسال فإنّه يتم إرسال معلمات إدارة الحركة المعدلة لتحديد أولوية واحدة على الأقل من التدفقات المتعددة، كما قد تشتمل خطوة إرسال تعليمة أيضًا على إرسال تعليمات لحجب واحد على الأقل من التدفقات المتعددة.

كما يتم توفير وحدة تحكم شبكة لإدارة حركة المرور على شبكة اتصالات تتوافق مع معدات المستخدم المرتبطة بمشغل الشبكة، وتشتمل وحدة تحكم الشبكة على معالج وواجهة إدخال وواجهة إخراج وذاكرة غير عابرة، ويتم تكوين واجهة الإدخال لتلقي مستوى حركة المرور من شبكة الاتصالات والمعلمات من مشغل الشبكة، وكما يشير مستوى حركة المرور إلى حركة المرور المقابلة لجهاز المستخدم.

كيفية عمل نظام تحديد استخدام الشبكة

تُستخدم المعلمات لضبط حركة المرور على شبكة الاتصالات وفقًا لمستوى حركة المرور، وتنقل واجهة الإخراج الرسائل إلى وظائف الشبكة، كما تقوم الذاكرة غير العابرة بتخزين التعليمات التي عند تنفيذها بواسطة المعالج، تجعل وحدة تحكم الشبكة ترسل عبر واجهة الإخراج تعليمات إلى وظيفة يمكن الوصول إليها بواسطة مشغل الشبكة.

قد تكون شريحة الشبكة التي يتم إنشاء مثيل لها على شبكة الاتصالات لتوفير موارد الاتصال لمشغل الشبكة باستخدام شبكة الاتصالات، ويتم تحقيق ذلك من خلال تلقي إشارة مستوى حركة المرور التي تم تمكينها بواسطة شريحة الشبكة، وبمجرد استلام مستوى حركة المرور قد يتم توجيه شريحة الشبكة لضبط حركة المرور وفقًا لمستوى حركة المرور.

عادةً ما يتم عزل تدفقات حركة المرور التي تديرها شرائح شبكة مختلفة عن التدفقات في الشرائح الأخرى ولهذا الغرض عادةً ما يتم تخصيص جزء منفصل من موارد اتصال الشبكة، مثل عرض النطاق الترددي للروابط المادية بين عقد الشبكة أو موارد المعالجة، مثل استخدام المعالجات أو وحدات التحكم في عقد الشبكة لتنفيذها بشكل مستقل.

كما يسمح هذا لكل شريحة بتلبية ضمانات أداء معينة مثل: جودة الخدمة (QoS) أو جودة التجربة (QoE) للخدمات التي تدعمها ودون التأثير على أداء شريحة أخرى، حبق يضمن عزل الشرائح أيضاً أن حركة المرور التي تديرها كل شريحة تظل “غير مرئية” وغير معروفة لـ (Slices) الأخرى.

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

ملاحظة:“QoE” هي اختصار لـ “Quality of Experience”.

مكونان عمل نظام تحديد استخدام الشبكة

تُستخدم شرائح الشبكة كآليات لتخصيص الوصول والتحكم في موارد الاتصال، مثل استخدام الروابط المادية والتحكم فيها للبنية التحتية المادية الأساسية للشبكة، وقد يقوم مالك البنية التحتية للشبكة المادية بتخصيص جزء من موارد الاتصال لكيان أساسي كمزود خدمة الاتصال، يمكنه الوصول إلى موارد الاتصال والتحكم فيها نيابةً عن المالك الفعلي للبنية التحتية للشبكة.

قد يقوم الكيان الأساسي بعد ذلك بإعادة توزيع الوصول إلى تخصيصه لموارد الاتصال للكيانات الثانوية الأخرى كمشغلو الشبكة، الذين يرغبون في خدمة المستخدمين النهائيين المتصلين بالبنية التحتية للشبكة المادية ومع الاحتفاظ بالسيطرة على موارد الاتصال.

في حين أنّ كياناً ثانوياً قد يكتسب الوصول إلى البنية التحتية للشبكة لتلبية احتياجات المستخدمين النهائيين المرتبطين بها، فإنّ هذا النموذج لتوزيع موارد الاتصال لا يوفر للكيانات الثانوية أي سيطرة على حركة المرور التي تم إنشاؤها على البنية التحتية للشبكة المادية عن طريق المستخدمين النهائيين، وعلاوةً على ذلك، نظرًا لأن الوصول إلى موارد الاتصال يخضع عادةً لمستوى الخدمة (SLAs)، فإنّ الكيانات الثانوية غير قادرة على استخدام أو الاستفادة من موارد الاتصال الخاصة بها بطريقة أكثر تقنية.

تشتمل البنية التحتية للشبكة المادية على نقطة وصول واحدة على الأقل (AP) كافية لإنشاء الروابط المادية الضرورية وعبر الاتصالات اللاسلكية أو الواجهة اللاسلكية؛ لإجراء عمليات الإرسال مثل حركة المرور التي تتضمن (UEs) إلى عقد الشبكة الأخرى أو وحدات (UE) أخرى مقترن به، وصور البنية التحتية للشبكة المادية التي تشتمل على نقطة وصول واحدة، قد تشتمل البنية التحتية للشبكة المادية على أي عدد ومجموعة من العقد ونقاط الوصول والموجهات والمحطات الأساسية والعقد (B) والعقدة المتطورة.

ملاحظة:“SLAs” هي اختصار لـ “Service Level Agreements”.

في النهاية، إنّ التعليمات نظام تحديد استخدام الشبكة عبارة عن تعليمات لتعديل معلمات إدارة حركة المرور لضبط ملف تعريف حركة المرور داخل الشريحة؛ لتحديد أن قياس مستوى الحركة المستلم يدل على ملف تعريف حركة غير مرغوب فيه.