بروتوكول حزم البيانات في الشبكات PDP

يوفر سياق بروتوكول حزم البيانات (PDP) اتصالاً بحزم البيانات يمكن من خلاله أن تتبادل تجهيزات المستعمل والشبكة حزم (IP)، ويقتصر استخدام اتصالات حزم البيانات هذه على خدمات معينة ويمكن الوصول إلى هذه الخدمات عبر ما يسمى بنقاط الوصول.

ما هو بروتوكول حزم البيانات PDP

بروتوكول حزم البيانات (PDP): هو بروتوكول نقل حزم يستخدم في شبكات (GPRS / HSDPA) اللاسلكية، وعندما يتعين إرسال البيانات يتم تقسيمها إلى هياكل مماثلة للبيانات قبل الإرسال وتسمى الحزم والتي يتم إعادة تجميعها بمجرد وصولها إلى وجهتها، وتسمى الحزمة أيضاً مخطط بيانات أو مقطع أو كتلة أو خلية أو إطار اعتماداً على البروتوكول المستخدم لنقل البيانات، وتدعم أنظمة (GPRS) كلاً من بروتوكولات طبقة الشبكة (X.25) و(IP)، لذلك يمكن أن تكون عناوين (PDP X.25) أو (IP) أو كليهما.

• “PDP” هي اختصار لـ “Packet-Data-Protocol”.

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

• “GPRS” هي اختصار لـ “General-Packet-Radio-Service”.

• “HSDPA” هي اختصار لـ “High-Speed-Downlink-Packet-Access”.

كيفية عمل حزم البيانات في الشبكات PDP

1- تنشيط سياق PDP الأساسي

• يستخدم هذا الإجراء لإنشاء اتصال منطقي بوظيفة جودة الخدمة (QoS) عبر الشبكة من (UE) إلى (GGSN).

• يبدأ تنشيط سياق (PDP) بواسطة (UE) ويغير حالة إدارة الجلسة إلى نشطة ويخلق سياق (PDP) ويتلقى عنوان (IP) ويحتفظ بالموارد اللاسلكية.

• بعد تنشيط سياق (PDP) تستطيع تجهيزات المستعمل إرسال حزم (IP) عبر السطح البيني الجوي.

• يمكن أن يكون لدى (UE) ما يصل إلى (11 سياق PDP) نشط في نفس الوقت.

ملاحظة:“QoS” هي اختصار لـ “Quality-of-service”.

ملاحظة:“UE” هي اختصار لـ “user-equipment”.

ملاحظة:“GGSN” هي اختصار لـ “gateway-GPRS-support-node”.

2- تنشيط سياق PDP الثانوي

• يسمح تنشيط سياق (PDP) الثانوي للمشترك بإنشاء سياق (PDP) ثانٍ بنفس عنوان (IP) مثل سياق (PDP) الأساسي.

• قد يكون للسياقين ملفات تعريف جودة خدمة مختلفة، ممّا يجعل الميزة مفيدة للتطبيقات التي لها متطلبات جودة خدمة مختلفة وعلى سبيل المثال الوسائط المتعددة (IP).

• ومع ذلك سيكون اسم نقطة الوصول هو نفسه بالنسبة لسياقات (PDP) الأولية والثانوية.

3- تعديل سياق PDP

• تبدأ (UE) أو (SGSN) أو (GGSN) هذا الإجراء لتحديث سياق (PDP) المقابل.

• بالإضافة إلى ذلك، فإنّ شبكة الوصول اللاسلكي قادرة على طلب تعديل سياق (PDP) من (SGSN) وعلى سبيل المثال عند التغطية.

ملاحظة:“SGSN” هي اختصار لـ “Serving-GPRS-Support-Node”.

مكونات بروتوكول حزم البيانات PDP

يُعد سياق بروتوكول حزم البيانات أحد أهم المفاهيم لهندسة حزم بيانات (UMTS)، ويحتوي سياق (PDP) على سجل من المعلمات، والذي يتكون من جميع المعلومات المطلوبة لإنشاء اتصال من طرف إلى طرف:

• نوع (PDP)

• نوع عنوان (PDP)

• طلب ملف تعريف (QoS) ويطلب المستخدم معلمات (QoS).

• تم التفاوض على ملف تعريف جودة الخدمة أي يتم التفاوض على معلمات (QoS) بواسطة الشبكة.

• نوع المصادقة (PAP) أو (CHAP).

• نوع (DNS) سواء كان (DNS ديناميكي) أو (DNS ثابت).

ملاحظة:“UMTS” هي اختصار لـ “Universal-Mobile-Telecommunications-System”.

ملاحظة:“CHAP” هي اختصار لـ “Challenge-Handshake-Authentication-Protocol”.

ملاحظة:“DNS” هي اختصار لـ “Domain-Name-System”.

أساسيات بروتوكول حزم البيانات PDP

يتم تصميم سياق (PDP) بشكل أساسي لغرضين للمحطة هُما تم تصميم سياق PDP لتخصيص عنوان بروتوكول حزم البيانات (PDP)، إمّا الإصدار (4 من IP) أو نوع الإصدار (6 من IP)، إلى المحطة الطرفية المتنقلة، كما يتم استخدامه لإجراء اتصال منطقي مع ملفات تعريف (QoS)، وهي مجموعة سمات (QoS) التي يتم التفاوض عليها واستخدامها من خلال سياق (PDP) واحد من خلال شبكة (UMTS).

سياق PDP متعدد

مع تطور الهواتف المحمولة ستكون هناك حاجة لخدمة التطبيقات المتوازية التي تعمل عليها من خلال مكالمات (PS) المتزامنة، كما يمكن أن تختلف مكالمات (PS) هذه في معلمات (QoS) الخاصة بها أو في الشبكة المستهدفة (PDN) التي توفر الاتصال بها، وتعني سياقات (PDP) المتعددة أنّ محطة متنقلة واحدة يمكن أن تحتوي على سياقات (PDP) متعددة.

يمكن أن يكون لكل سياق من سياقات (PDP) المتعددة ملفات تعريف جودة خدمة مختلفة في نفس الوقت، وسياق (PDP) الأساسي هو سياق (PDP) عادي مع سمات ملف تعريف (QoS) الافتراضية ويتم تنشيطه دائماً أولاً، وبالنسبة لسياقات (PDP) الأساسية المتعددة ولكل سياق عنوان (PDP) مختلف و(APN) مختلف.

سيكون لسياقات (PDP) المتعددة أهمية خاصة عند تقديم (IMS) وستكون جميع الخدمات قائمة على (PS (IP))، وفي شبكة قائمة على (IMS) يمكن لـ (MS) بتنشيط سياقات (PDP) منفصلة للإرسال القائم على (SIP) ولجميع جلسات الخدمات المختلفة والمتوازية في النهاية، مثل مكالمة (VoIP) المتوازية ومكالمة بيانات (PS)، وسيتم استخدام جودة خدمة مختلفة والتي تطابق التطبيق لكل اتصال.

يمكن أن ينتهي تدفق البيانات أي مستوى المستخدم لسياق (PDP) معين إمّا في الطرفية المتنقلة (MT) نفسها أو في المعدات الطرفية المتصلة (TE)، والتطبيق الذي تم توفير الاتصال له يعمل إما على (MT) أو على (TE) على التوالي.

في الأنظمة القائمة على (IMS) من المتوقع تشغيل العديد من التطبيقات المضمنة على (MT)، ممّا يتطلب سياقات (PDP) متعددة، وبالنسبة لـ (TE) وعلى سبيل المثال الكمبيوتر المتصل قد يكون سياق (PDP) إضافي واحد نشطاً أيضاً، وتحتوي سياقات PDP المتعددة على فئتين فرعيتين:

1- سياقات PDP أساسية متعددة

توفر اتصالات بشبكات (PDN) مختلفة، وسياقات PDP الأساسية المتعددة عبارة عن سياقين أو أكثر من سياقات (PDP) مستقلة عن بعضها البعض وكل منها يستخدم عنوان (PDP) فريداً واحداً، وأنّها توفر إمكانية الحصول على اتصالات متزامنة بشبكات (PDN) مختلفة، وعلى سبيل المثال إلى الإنترنت لتطبيق واحد بينما تتصل بشبكة خاصة لتطبيق آخر.

بجانب عنوان (PDP) الفريد وكل سياق (PDP) له (QoS) الخاص به ومعرف نقطة وصول خدمة طبقة الشبكة (NSAPI) المعين، ويحتوي كل سياق (PDP) على حامل وصول لاسلكي (RAB) ونفق (GTP) منفصل لنقل بيانات مستوى المستخدم، ويمكن تنشيط سياقات (PDP) الأولية أو إلغاء تنشيطها بشكل مستقل عن بعضها البعض ويمكن تعديل جودة الخدمة لأي من سياقات (PDP) النشطة من خلال إجراء تعديل سياق (PDP)، والذي بدأه (MS) أو بواسطة الشبكة.

• “PDN” هي اختصار لـ “Packet-Data-Network” و”NSAPI” هي اختصار لـ “Network-Layer-Service-Access-Point-Identifier”.

• “RAB” هي اختصار لـ “Radio-Access-Bearers” و”GTP” هي اختصار لـ “GPRS-Tunneling-Protocol”.

• “APN” هي اختصار لـ “Access-Point-Name” و”IMS” هي اختصار لـ “IP-Multimedia-Subsystem”.

• “SIP” هي اختصار لـ “Session-Initiation-Protocol” و”MS” هي اختصار لـ “mobile-station”.

2- سياقات PDP الثانوية

توفر وصلات إلى نفس (PDN) لكن بجودة خدمة مختلفة، ويرتبط سياق (PDP) الثانوي دائماً بسياق (PDP) الأساسي، وتتم إعادة استخدام عنوان (PDP) ونقطة الوصول (AP) من السياق الأساسي ومن ثم فإنّ سياق (PDP) الأساسي والثانوي المرتبط يوفران اتصالاً بنفس (PDN) بجودة خدمة مختلفة مضمونة.

قد يكون لسياق (PDP) أساسي واحد عدة سياقات ثانوية معينة ويحتوي كل سياق (PDP) أي السياق الأساسي والثانوي على نفق (RAB) و(GTP) الخاص به لنقل بيانات مستوى المستخدم، كما يتم تحديد كل سياق بواسطة معرف نقطة وصول خدمة طبقة الشبكة (NSAPI) فريد.

• “AP” هي اختصار لـ “access-point”.