ما هو بروتوكول حجز الموارد RSVP في شبكات الحاسوب

في بروتوكول “RSVP” تتدفق البيانات عبارة عن سلسلة من مخططات البيانات التي لها نفس المصدر والوجهة، وبغض النظر عمّا إذا كانت تلك الوجهة عبارة عن جهاز مادي واحد أو أكثر وجودة الخدمة وكما يتم الإبلاغ عن متطلبات جودة الخدمة “QoS” من خلال شبكة عبر مواصفات التدفق، وهي بنية بيانات يستخدمها مضيفو الشبكة البينية لطلب خدمات خاصة من الشبكة البينية.

ما هو بروتوكول RSVP

بروتوكول “RSVP”: هو بروتوكول طبقة نقل يُستخدم لحجز الموارد في شبكة الكمبيوتر للحصول على جودة مختلفة من الخدمات “QoS” أثناء الوصول إلى تطبيقات الإنترنت، كما يعمل عبر بروتوكول الإنترنت “IP” ويبدأ حجوزات الموارد من نهاية المتلقي.

• “QoS” هي اختصار لـ “Quality of service”.

• “RSVP” هي اختصار لـ “Resource Reservation Setup Protocol”.

أساسيات بروتوكول RSVP

يستخدم بروتوكول حجز الموارد لحجز الموارد عبر الشبكة، حيث يتم استخدامه لطلب جودة خدمة معينة “QoS” من الشبكة، كما يتم ذلك عن طريق حمل الطلب والذي يحتاج إلى حجز المورد للمضيف عبر الشبكة، حيث يزور كل عقدة في الشبكة واستخدم “RSVP” وحدتين نمطيتين محليتين لحجز الموارد.

تؤكد وحدة التحكم في القبول ما إذا كانت هناك موارد كافية متاحة أثناء فحص وحدة السياسة للحصول على إذن بإجراء الحجز، كما يوفر “RSVP” قابلية التوسع وعند الانتهاء بنجاح من كلا الشيكين يستخدم “RSVP” مصنف الحزم وجدولة الحزم لجودة الخدمة المطلوبة المطلوبة، كما تصف مواصفة التدفق مستوى الخدمة المطلوب لتدفق البيانات هذا، حيث يتخذ هذا الوصف شكل واحد من ثلاثة أنواع من حركة المرور.

“RSVP” تعني بروتوكول “reservation” الموارد وبروتوكول “IETF” الرئيسي لهندسة الخدمات المتكاملة هو “RSVP”، ويستخدم هذا البروتوكول لإجراء التحفظات ويتم استخدام بروتوكولات أخرى لإرسال البيانات كما يسمح “RSVP” لمرسلين متعددين بالإرسال إلى مجموعات متعددة من أجهزة الاستقبال، ويسمح للمستقبلات الفردية بتبديل القنوات بحرية ويحسن استخدام النطاق الترددي مع التخلص من الازدحام في نفس الوقت.

• “IETF” هي اختصار لـ “Internet Engineering Task Force”.

مبدأ عمل بروتوكول RSVP

في أبسط أشكاله يستخدم البروتوكول توجيه البث المتعدد باستخدام الأشجار الممتدة، كما يتم تعيين عنوان مجموعة لكل مجموعة، وللإرسال إلى مجموعة يضع المرسل عنوان المجموعة في حزمها ثم تقوم خوارزمية توجيه البث المتعدد القياسية ببناء شجرة ممتدة تغطي جميع أعضاء المجموعة، وخوارزمية التوجيه ليست جزءاً من “RSVP”.

والاختلاف الوحيد عن الإرسال المتعدد العادي هو القليل من المعلومات الإضافية التي يتم بثها على المجموعة، وبشكل دوري لإخبار أجهزة التوجيه على طول الشجرة بالحفاظ على هياكل بيانات معينة في ذاكرتهم، وكمثال يُعد المضيفان 1 و2 هم مرسلون متعدد البث والمضيفون 3 و4 و5 هم أجهزة استقبال البث المتعدد.

وفي هذا المثال يكون المرسلون والمستقبلون منفصلين ولكن بشكل عام قد تتداخل المجموعتان، حيث  للحصول على استقبال أفضل والتخلص من الازدحام، يمكن لأي من أجهزة الاستقبال في المجموعة إرسال رسالة حجز أعلى الشجرة إلى المرسل، كما يتم نشر الرسالة باستخدام خوارزمية إعادة توجيه المسار العكسي، وفي كل قفزة يلاحظ جهاز التوجيه الحجز ويحتفظ بالنطاق الترددي اللازم.

وإذا كان عرض النطاق الترددي غير كافٍ فإنّه يبلغ عن الفشل مرة أخرى، حيث بحلول الوقت الذي تعود فيه الرسالة إلى المصدر، يتم حجز النطاق الترددي على طول الطريق من المرسل إلى المتلقي الذي يقوم بطلب الحجز على طول الشجرة الممتدة، كما تدعم الشبكات عالية السرعة استخدام الموارد المخصصة من خلال بروتوكول حجز الموارد “RSVP”.

وباستخدام “RSVP” يتم حجز موارد الشبكة وإصدارها وبالتالي توفير آلية لتحقيق جودة خدمة جيدة “QoS”، كما يتم إرسال طلبات حجز مسار في الشبكة مع مرسلي ومستقبلات البيانات ويتم قبول طلب الحجز بناءً على توفر الموارد، ومع الموارد المخصصة لتدفق البيانات يتحسن أداء الشبكة خاصة للاتصالات الحساسة للتأخير.

كما يتم تحليل بروتوكول “RSVP” في شبكات نظير إلى نظير “P2P”، حيث يعمل كل نظام في وقت واحد كعميل وخادم، كما يتم إجراء تجارب لتطبيقات مؤتمرات الصوت والفيديو المدمجة في سيناريوهات مختلفة تم تنفيذها باستخدام “OPNET IT Guru Academic Edition v 9.1″، وكما أنّ بروتوكول “RSVP” يقلل من تأخير الحزمة من طرف إلى طرف، ومع ذلك فإنّ التأثير يعتمد على كمية البيانات التي يتم إرسالها على طول مسار الحجز.

ينقل “RSVP” الطلب عبر الشبكة ويزور كل عقدة تستخدمها الشبكة لنقل الدفق، وفي كل عقدة يحاول “RSVP” إجراء حجز مورد للدفق،وتتطلب بعض التطبيقات تسليماً موثوقاً للبيانات ولكنّها لا تفرض أي متطلبات صارمة لحسن توقيت التسليم، ولكن التطبيقات مثل مؤتمرات الفيديو والمهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت وراديو الإنترنت تتطلب عكس ذلك تماماً، يجب أن يتم تسليم البيانات في الوقت المناسب ولكن ليس بالضرورة موثوقاً، وبالتالي كان القصد من “RSVP” هو تزويد شبكات “IP” بالقدرة على دعم متطلبات الأداء المتباينة لأنواع التطبيقات المختلفة.

• “P2P” هي اختصار لـ “Peer-to-peer”.

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

سمات بروتوكول RSVP

• “RSVP” هو بروتوكول إشارات موجه للمستقبل والمتلقي يبدأ ويحافظ على حجز الموارد.

• يتم استخدامه للإرسال الأحادي أي إرسال البيانات من مصدر إلى وجهة واحدة والإرسال المتعدد أي إرسال البيانات في وقت واحد إلى مجموعة من أجهزة الكمبيوتر الوجهة.

• يدعم “RSVP” التكيف التلقائي الديناميكي مع التغييرات في الشبكة.

• يوفر عدداً من أنماط الحجز.

• كما يوفر دعماً لإضافة الأنماط المستقبلية.

رسائل بروتوكول RSVP

1- رسائل المسار

• يتم إرسال رسالة المسار من قبل المرسل إلى جميع أجهزة الاستقبال عن طريق البث المتعدد وتخزين حالة المسار في كل عقدة في مسارها.

• يقوم بتخزين المعلومات الضرورية حتى يتمكن المستلمون من إجراء الحجز.

• تقوم أجهزة الاستقبال في التدفق بإجراء الحجز في “RSVP”، لكن أجهزة الاستقبال لا تعرف المسار الذي تقطعه الحزم قبل الحجز.

• المسار مطلوب للحجز لحل هذه المشكلة، ويستخدم “RSVP” رسائل المسار.

• تنتقل رسالة المسار من المرسل وتصل إلى جميع أجهزة الاستقبال عن طريق الإرسال المتعدد وتخزن رسالة المسار المعلومات الضرورية للمستقبلات.

2- رسائل الحجز RSVP

• يرسل المستلم رسالة “RSVP” إلى المرسل على طول المسار العكسي لرسالة المسار.

• يحدد الموارد التي يتطلبها تدفق البيانات.

• بعد تلقي رسالة المسار يرسل المتلقي رسالة “RSVP”.

• تنتقل رسالة “RSVP” إلى المرسل وتقوم بحجز المورد على أجهزة التوجيه التي تدعم “RSVP”.

خصائص بروتوكول RSVP

• “RSVP” هو بروتوكول إشارات يساعد “IP” على إنشاء تدفق وإجراء حجز الموارد.

• إنّه بروتوكول مستقل ويمكن استخدامه أيضاً في نموذج مختلف آخر.

• يساعد “RSVP” في تصميم البث المتعدد أي توزيع واحد إلى متعدد أو توزيع متعدد إلى متعدد حيث يمكن إرسال البيانات إلى مجموعة من أجهزة الكمبيوتر الوجهة في وقت واحد.

• يكون البث المتعدد لـ “IP” هو تقنية للاتصال من واحد إلى العديد من خلال بنية “IP” التحتية في الشبكة.

• يمكن أيضاً استخدام “RSVP” للإرسال الأحادي أي إرسال البيانات إلى جميع الوجهات الممكنة لتوفير حجز الموارد لجميع أنواع حركة المرور.