ما هو نظام Full-Duplex Handshake

نظراً لأنّ كيانات البنية التحتية الحيوية في طور تحديث عملياتها، فإنّها تستخدم الاتصالات اللاسلكية للاتصال بمزيد من الأجهزة عبر منطقة خدمتهم، كما تجلب هذه الاتصالات اتصالات “IP” إلى الأجهزة المتطورة لمنحها مزيداً من الرؤية والتحكم، ولكنّها أيضاً تجلب متطلبات جديدة من حيث كيفية اتصال هذه الأجهزة.

أساسيات الازدواج الكامل Full-Duplex:

في وضع الإرسال المزدوج الكامل يمكن أن ينشأ الاتصال بين المرسل والمستقبل في وقت واحد، كما يمكن لكل من المرسل والمستقبل الإرسال والاستلام في نفس الوقت، ويشبه وضع الإرسال المزدوج الكامل مساراً ذي اتجاهين، حيث يمكن أن تتدفق حركة المرور في كلا الاتجاهين في نفس الوقت.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

ما هو بروتوكول Full-Duplex Handshake؟

بروتوكول مصافحة الازدواج الكامل “FDHP”: هو بروتوكول تستخدمه أجهزة المودم المزدوجة التي تتفاوض على الإرسال ثم تطابق ذلك الإرسال.

• “FDHP” هي اختصار لـ “Full-Duplex handshaking Protocol Technology”.

ما هي عملية Handshake؟

عملية “Handshake”: هي العملية التي تنشئ الاتصال بين جهازي شبكة، فعلى سبيل المثال عند اتصال جهازي كمبيوتر لأول مرة مع بعضهما البعض من خلال أجهزة المودم، وتحدد عملية التسليم البروتوكولات والسرعات والضغط وأنظمة تصحيح الأخطاء التي سيتم استخدامها أثناء جلسة الاتصال

كيفية عمل Full-Duplex Handshake:

أثناء عملية “Handshake” يرسل كلا المودم الآخر سلسلة من إشارات التحكم ويستجيب كل منهما لإشارات الآخر، ويُشار إلى التسليم أيضاً باسم “التحكم في التدفق” لأنّ العملية تحدد القواعد الأساسية لإدارة تدفق البيانات بين الجهازين، وبعض المعلمات التي تحتاجها أجهزة المودم للتفاوض هي:

• سرعة الإرسال القصوى مع مراعاة سرعة كلا المودم وجودة الإرسال.

• طول مهلة الخط لتطبيق إلغاء الصدى.

• بروتوكول الاتصال.

أساسيات نظام Full-Duplex Handshake:

تتيح الاتصالات اللاسلكية ثنائية الاتجاه داخل النطاق “IBFD” تحسين الإنتاجية للشبكات اللاسلكية، كما تم تطبيق آلية الوصول إلى الوسيط أحادي الاتجاه “HD” الحالية لإرسال، أو مسح للإرسال “RTS / CTS” مباشرة على شبكات “IBFD” اللاسلكية، ومع ذلك فإنّ هذا قادر فقط على دعم ارتباط مزدوج متماثل ولا يوفر المزايا الكاملة لـ “IBFD”.

لزيادة إنتاجية الشبكة بطريقة متفوقة لآلية “HD”، تم اقتراح آلية وصول مصافحة ثلاثية جديدة جديدة “RTS / SRTS”، والطلب الثاني للإرسال “CTS” لشبكات “IBFD” اللاسلكية من نقطة إلى عدة نقاط “PMP”، والتي يمكن أن تدعم كلا المتماثل ارتباط مزدوج واتصال ارتباط مزدوج غير متماثل، وفي هذا النهج يتطلب الاتصال اللاسلكي “IBFD” وصولاً لقناة واحدة فقط لعمليات إرسال الرزم المتزامنة ثنائية الاتجاه.

وبالنسبة لآلية “RTS / SRTS / CTS” وإجراء نقل الارتباط المزدوج المتماثل أو غير المتماثل ثم نقدم تحليلاً نظرياً لإنتاجية الشبكة والتأخير باستخدام نموذج ماركوف، حيث باستخدام عمليات المحاكاة ستجد أنّ آلية الوصول “RTS / SRTS / CTS” تُظهر أداءً محسناً مقارنةّ بآلية الوصول “RTS / CTS HD”.

والازدواج الكامل يُشير إلى نقل البيانات في اتجاهين في وقت واحد، فعلى سبيل المثال الهاتف هو جهاز مزدوج الاتجاه لأنّه يمكن للطرفين التحدث في وقت واحد، وفي المقابل فإنّ جهاز الاتصال اللاسلكي عبارة عن جهاز أحادي الاتجاه لأنّ طرفاً واحداً فقط يمكنه الإرسال في كل مرة.

يستخدم المودم الفارغ أسلاكاً متقاطعة وهي طريقة للاتصال بأجهزة الكمبيوتر أو الأجهزة مباشرةً دون استخدام مودم ولكن بنفس الطريقة كما لو كنت تستخدم واحداً، وعملية التسليم في المودم هي ما يحدث عندما يرد المودم المستلم على المكالمة الهاتفية ويبدأ المودمان في الاتصال، وقبل حدوث أي شيء آخر يجب أن تقوم أجهزة المودم بتقييم جودة الخط والتفاوض بشأن بروتوكولات التحكم في الأخطاء وضغط البيانات التي يمكن لكل منهما التعرف عليها.

وكذلك تحديد سرعة الاتصال الأنسب بناءً على الشروط، وهذه العملية تسمى المصافحة، حيث إذا تم تشغيل مكبر الصوت الداخلي للمودم، فسوف تسمع المصافحة على أنها صراخ وأجراس وصفارات وبمجرد حدوث ذلك ترسل أجهزة المودم البيانات ذهاباً وإياباً بين جهازي الكمبيوتر، كما يرسل المودم الذي يبدأ الاتصال البيانات في نطاق تردد أقل ويستمع إلى الاستجابة في نطاق أعلى يتوافق مع مودم الاستلام.

كتقنية بديلة للاتصالات القائمة على الترددات الراديوية اجتذبت اتصالات الضوء المرئي “VLC” اهتماماً هائلاً من الأوساط الأكاديمية والصناعية، وبالنسبة لبروتوكول التحكم في الوصول المتوسط ​​”MAC” ركز معظم التصميم الحالي على الوضع أحادي الاتجاه، والذي يمكن أن يكون غير فعال للاتصالات ثنائية الاتجاه، كما تم اقتراح بروتوكول “MAC” جديد مزدوج الاتجاه لشبكات “VLC”.

تختلف العملية ثنائية الاتجاه عن التشغيل أحادي الاتجاه، حيث تسمح العملية ثنائية الاتجاه بإرسال واستقبال إطارات البيانات بشكل متزامن بين العقدة المركزية والعقد الطرفية، كما أنّه في ظل بعض السيناريوهات يمكن أن يحقق ما يقرب من ثلاثة أضعاف معدل نقل الوصلة الهابطة من العقدة المركزية إلى العقد الطرفية مقارنة بالتشغيل أحادي الاتجاه، لكن بسبب الطلب غير المتماثل على الحركة على الوصلة الصاعدة والهابطة، لا يمكن دائماً تحقيق الإرسال ثنائي الإرسال.

ولزيادة احتمالية الإرسال ثنائي الاتجاه تم تصميم بروتوكول “MAC” مزدوج الإرسال لنافذة الحد الأدنى للتكيف الذاتي والذي يمكن أن يزيد بشكل كبير من احتمال التشغيل على الوجهين، حيث أنّه يُظهر أنّ بروتوكول “MAC” المقترح يمكن أن يخفف بشكل فعال تصادم القنوات ويحقق إنتاجية أعلى للنظام بشكل ملحوظ.

• “MAC” هي اختصار لـ “Media-Specific Access Control” و”VLC” هي اختصار لـ “Visible light communication”.

• “RTS” هي اختصار لـ “Request to Send” و”SRTS” هي اختصار لـ “Synchronous Residual Time Stamp”.

• “CTS” هي اختصار لـ ” Common Type System” و”IBFD” هي اختصار لـ “In band full duplex”.

• “HD” هي اختصار لـ “High definition” و”PMP” هي اختصار لـ “Point to multi point”.

أنواع نظام Full-Duplex Handshake:

أولاً: المصافحة والتحكم في التدفق:

عند إرسال واستقبال البيانات بين الأجهزة قد يتم فقد البيانات عند إرسال البيانات عندما لا يكون الجانب المستقبل في حالة الاستقبال، لذلك من المهم في الاتصال التحقق من حالة الطرف الآخر، كما يحافظ على موثوقية الاتصالات، ويتم إرسال إشارة من جهة الإرسال إلى جهة الاستقبال تفيد بأنّه “يتم إرسال البيانات” ويستقبل الجانب المستقبل تلك الإشارة، ويقرأ البيانات من خط الإشارة ثم يرسل رداً إلى الجانب المرسل ينص على ما يلي:”تم استلام البيانات”، وبمعنى آخر يمكن نقل البيانات بينما يتحقق كل جانب من إرسال واستقبال البيانات.

ثانياً: مصافحة البرنامج والتحكم في التدفق “XON / XOFF”:

هذه طريقة تحكم، حيث يتم إرسال “كود XOFF” إلى الجانب المرسل للمطالبة بمقاطعة الإرسال مؤقتاً عندما تنخفض المساحة الفارغة المتبقية في المخزن المؤقت للاستلام على الجانب المستلم، وحيث عندما يكون هناك قدر كافٍ من المساحة الحرة يتم إرسال “رمز XON” لمطالبة الجانب المرسل بإعادة الإرسال.

• “XOFF” هي اختصار لـ “transmit off”.

• “XON” هي اختصار لـ “transmit on”.

ثالثاً: مصافحة الأجهزة:

يتم تفعيل أو إيقاف تفعيل خطوط التحكم “RTS” أو “DTR” تلقائياً كبديل لإرسال رموز “XON / XOFF” في السيطرة على تدفق البرنامج، كما يجب ربط إشارة “RTS” وإشارة “CTS” أو إشارة “DTR” وإشارة “DSR” ببعضهما البعض.

• “DTR” هي اختصار لـ “Data Terminal Ready”.

• “DSR” هي اختصار لـ “Dynamic Source Routing”.