محطة الشبكة الافتراضية في شبكات الحاسوب

في الحوسبة تُعد المحطة الافتراضية “VT” هي برنامج يستعمل وظائف المحطة الطرفية الكلاسيكية المستعملة خلال الأيام الأولى للحوسبة للوصول إلى خادم أو حاسب مركزي للشركة، وفي التجارة الإلكترونية تُعد المحطة الافتراضية حلاً مستنداً إلى الويب يسمح للتجار بمعالجة معاملات بطاقات الائتمان وإنّه بديل لآلة السحب.

ما هي محطة الشبكة الافتراضية

المحطة الافتراضية للشبكة: هي مفهوم اتصالات يصف مجموعة متنوعة من المعدات الطرفية للبيانات “DTE”، بمعدلات بيانات وبروتوكولات وأكواد وتنسيقات مختلفة يتم استيعابها في نفس الشبكة، كما يتم ذلك كنتيجة لمعالجة الشبكة، حيث يتم تحويل بيانات كل جهاز إلى تنسيق قياسي للشبكة ثم يتم تحويلها إلى تنسيق جهاز الاستقبال في نهاية الوجهة.

• “VT” هي اختصار لـ “virtual terminal”.

• “DTE” هي اختصار لـ “Data terminal equipment”.

أساسيات محطة الشبكة الافتراضية

تسمح المحطة الافتراضية للكمبيوتر بالاتصال بخادم بعيد عادةً لإجراء نقل الملفات أو تشغيل أحد التطبيقات، وفي الماضي كان يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة طرف مادي ولكن يتم الآن محاكاتها في البرامج، كما قد يعمل الكمبيوتر والخادم على أنظمة تشغيل مختلفة ولكن يمكن الاتصال باستخدام بروتوكولات الشبكة المعروفة مثل “Telnet” و”SSH” و”FTP” وما إلى ذلك.

كما تحتوي المحطة الافتراضية عادةً على واجهة سطر أوامر والتي تتطلب كتابة أوامر مشفرة للتواصل معها الخادم، وأصبح الاتصال بين أنواع مختلفة من المعدات والبرامج ممكناً من خلال الشبكات ومحرر نصي بملء الشاشة هو برنامج يستخدم أي اتصال ممكن بين الشاشة والمستخدم، وباستخدام المحرر يتم عرض النص على الشاشة ويمكن للمستعمل تحريك المؤشر ويمكن القيام بالتغييرات في النص.

ولكن يعتمد عدد الصفوف والأعمدة على الشاشة على الجهاز المستخدم أي أوامر تغيير موضع المؤشر وإجراء عمليات الإدراج والحذف على النص الذي يختلف حسب نوع الجهاز، كما يمكن تجنب هذه المشكلة عن طريق استخدام بروتوكول المحطة الطرفية الظاهري “VTP”.

• “Telnet” هي اختصار لـ “Teletype Network Protocol”.

• “SSH” هي اختصار لـ “Secure Shell”.

• “FTP” هي اختصار لـ “File Transfer Protocol”.

ما هو بروتوكول المحطة الافتراضية

بروتوكول المحطة الافتراضية “VTP”: هو عبارة عن بنية بيانات يتم الاحتفاظ بمعلوماتها بواسطة محطة محلية أو برنامج تطبيقي، كما يستخدم هذا البروتوكول لتحديد حالة الجهاز مثل الوضع الحالي للمؤشر وشكله وعدد الصفوف والأعمدة ومؤشر الفيديو العكسي واللون، وبالرجوع إلى هذا البروتوكول يقوم المستخدم والتطبيق بتنفيذ عملياتهما بغض النظر عن المشكلات الخاصة بالمحطة.

وعلى سبيل المثال يتم عرض البيانات على الشاشة بشكل مستقل عن نوع الجهاز حيث يقوم بروتوكول
“VTP” بإجراء عملية عكسية عندما يقوم المستخدم بإدخال البيانات، كما تتضمن هذه العملية الخطوات الثلاث التالية:

• يتم تحديد تنسيق بنية البيانات بواسطة “VTP”.

• يتم تحويل مدخلات المستخدم إلى نموذج قياسي بواسطة البرنامج.

• يتم قراءة الشاشة القياسية بواسطة التطبيق.

مبدأ عمل المحطة الافتراضية

في حالة التمرير تخزن المحطات الافتراضية بيانات أكثر من البيانات التي يمكن عرضها على الشاشة كما تحدد المعلومات المخزنة في “VTI” السطرين الأول والأخير من البيانات المعروضة أي نافذة، كما يتم تحديد البيانات المعروضة ضمن محددات النافذة وعندما يقوم المستخدم بالتمرير يتم تغيير المحددات بواسطة برنامج المحطة الطرفية الظاهري، وبالتالي استرداد سطور نصية مختلفة في النافذة.

تُعد المحطة الافتراضية للشبكة “NVT” تمثيلاً لمحطة أساسية وتوفر معياراً يفترض أنّ تتبعه أجهزة الكمبيوتر الموجودة على طرفي اتصال “Telnet”، كما يحدد كيفية إرسال البيانات والأوامر عبر الشبكة وبالتالي يتيح “NVT” إمكانية التشغيل البيني بين “Telnet“، ومجموعة متنوعة من أجهزة الكمبيوتر وأنظمة التشغيل غير المتجانسة.

وهو يتألف من لوحة مفاتيح افتراضية تنشئ أحرفاً محددة من قبل المستخدم وطابعة تعرض أحرفاً معينة ويمكن للعملاء والخوادم تعيين أجهزتهم المحلية وفقاً للخصائص، واتفاقيات المعالجة الخاصة بـ “NVT” ويمكن أن يفترضوا أنّ الخوادم والعملاء الآخرين يفعلون نفس الشيء.

لاستيعاب عدم التجانس تحدد “TELNET” كيفية إرسال تسلسل أوامر البيانات عبر الإنترنت، كما تُعرف التعريفات الموجودة بالمحطة الافتراضية للشبكة، كما يقوم برنامج العميل بترجمة ضغطات المفاتيح وتسلسل الأوامر من محطة المستخدم إلى تنسيق “NVT” وإرسالها إلى الخادم.

يترجم برنامج الخادم بيانات الأنظمة الواردة والأمر من تنسيق “NVT” إلى التنسيق الذي تتطلبه الأنظمة البعيدة، ولإعادة البيانات يترجم الخادم البعيد من تنسيق الجهاز البعيد إلى “NVT” والترجمة المحلية من تنسيق “NVT” إلى تنسيق الأجهزة المحلية.

• “VTI” هي اختصار لـ “Virtual Tunnel Interface”.

• “NVT” هي اختصار لـ “Network Virtual Terminal”.

تطور عمل المحطة الافتراضية

يُعد مجموعة أحرف “NVT” لتعريف “NVT” هو تقديم مباشر للأمام ويستخدم “NVT” مجموعات سحب لأحرف واحدة للبيانات والأخرى للتحكم وكلاهما “8 بت”، وبالنسبة للبيانات فإنّ “NVT” عبارة عن مجموعة أحرف “8 بت” تكون فيها أقل “7 بتات” ترتيباً هي نفسها “ASCII” وأعلى ترتيب هو 0.

ولإرسال أحرف التحكم بين أجهزة الكمبيوتر تعمل ظاهرية الشبكة على تجريد الشبكة من الأجهزة الأساسية تماماً مثل افتراضية الخادم تجرد الأجهزة من نظام التشغيل، وهناك عدد من الطرق التي يمكن من خلالها تحقيق ذلك، كما تُعد “Virtual Lan” أحد أشكال المحاكاة الافتراضية للشبكة كما هو الحال مع أي تقنية تغليف بما في ذلك “MPLS” والنفق عبر “GRE” على الرغم من أنّ معظم الأشخاص لا يرونها بهذه الطريقة.

وبشكل أساسي مع “802.1Q VLAN”، يمكنك تمديد شبكة عبر شبكة مبدلة وإلى المضيفين على شبكة ويظهر أنّ جميع العقد متصلة بنفس المحول، كما يمكن أن يكون هناك مفتاحان أو أكثر بين العقد ولكن لا يزال يبدو وكأنّه مفتاح واحد.

وبالمثل فإنّ نفق “MPLS” و”GRE” يفعل شيئاً مشابهاً للشبكة الفرعية ممّا يسمح لك بتوسيع مجال بث الشبكة على أي عدد من الشبكات الفرعية حتى الآن للمضيفين في الشبكة الافتراضية، ويبدو كما لو كان الكل العقد موجودة في نفس مجال البث.

ولا يختلف استخدام الشبكة الافتراضية اليوم كثيراً، وفي مركز البيانات يتم استخدام عدد من التقنيات لتحويل كل من المفاتيح الافتراضية في برامج “Hypervisor”، وتراكب الشبكة المادية بحيث يمكن للأجهزة الافتراضية الاتصال عبر الشبكة الافتراضية بغض النظر عن مكان تواجدها، كما يمكن حتى توسيع الشبكة الافتراضية خارج أماكن العمل لموفر السحابة، نظراً لأنّ تراكب المحاكاة الافتراضية يحدث عبر جهاز افتراضي في برنامج “Hypervisor”.

يتم استخدام أنواع مختلفة من المحطات الطرفية في بيئة الشبكة، حيث ينشأ ما يسمى بمشكلة “m × n” بين طرف وآخر أو بين تطبيق وآخر أو بين تطبيق وطرف، ولحل هذه المشكلة تم اقتراح العديد من بروتوكولات المحطة الظاهرية ويتم استخدامها الآن في العديد من الشبكات.

كما أنّ بروتوكول طرفي افتراضي مع إمكانية النوافذ على أساس مفهوم بروتوكول المحطة الظاهري الذي اقترحته “ISO”، حيث تشير المحطة الافتراضية مع إمكانية النوافذ إلى محطة افتراضية تحتوي على أساسيات الرسومات وقدرات معالجة الصور، وبالإضافة إلى عمليات الأحرف المستخدمة في المحطات الطرفية للفئة الأساسية والتي لها إمكانية النوافذ.

• “ASCII” هي اختصار لـ “American Standard Code For Information Interchange”.

• “ISO” هي اختصار لـ “International Standardization Organization”.

• “GRE” هي اختصار لـ “Generic routing encapsulation”.

• “MPLS” هي اختصار لـ “Multiprotocol Label Switching”.

• “VLAN” هي اختصار لـ “Virtual local area networks”.