كيف يتعامل محول 2.5G مع تحديد أولويات حركة مرور الشبكة؟

يتعامل محول 2.5G مع أولويات حركة مرور الشبكة بشكل أساسي من خلال استخدام ميزات جودة الخدمة (QoS)، والتي تسمح للمحول بالتمييز بين أنواع مختلفة من حركة المرور وتحديد أولويات تدفقات البيانات الحساسة للوقت أو الحرجة على حركة المرور الأقل أهمية. ويضمن ذلك حصول التطبيقات الأساسية مثل الصوت أو الفيديو أو الألعاب على معاملة تفضيلية، مما يقلل من التأخير والتشويش وفقدان الحزمة. وفيما يلي وصف تفصيلي لكيفية عمل هذه العملية:

1. تصنيف حركة المرور

يعد تصنيف حركة المرور هو الخطوة الأولى في تحديد الأولويات، حيث يقوم المحول بتحديد الحزم الواردة وتصنيفها. ويمكن القيام بذلك باستخدام عدة معلمات، بما في ذلك:

--- التصنيف على أساس المنفذ: يقوم المحول بتعيين الأولوية بناءً على المنفذ الذي يتصل به الجهاز. على سبيل المثال، قد يحظى المنفذ المتصل بهاتف VoIP أو نظام مؤتمرات الفيديو بأولوية أعلى.

--- التصنيف المستند إلى VLAN: إذا كانت الشبكة تستخدم شبكات VLAN (شبكات المنطقة المحلية الافتراضية)، فيمكن إعطاء أولوية أعلى أو أقل لحركة المرور من شبكات VLAN محددة.

--- التصنيف القائم على البروتوكول: يمكن للمحول تحديد حركة المرور من خلال البروتوكول الخاص به، مثل HTTP أو FTP أو VoIP أو تدفق الفيديو، وتعيين مستويات الأولوية بناءً على نوع البروتوكول.

--- عنوان IP أو الشبكة الفرعية: يمكن إعطاء الأولوية لحركة المرور من عناوين IP أو شبكات فرعية محددة، مما يسمح لمسؤول الشبكة بإعطاء الأفضلية للخوادم أو الأجهزة أو المستخدمين المهمين.

2. وضع العلامات ووضع العلامات على حركة المرور

بعد التصنيف، يتم وضع علامة على حركة المرور بمستوى الأولوية. يتم ذلك عادةً باستخدام الطرق التالية:

--- وضع العلامات على أولوية 802.1p: في حالة إطارات Ethernet، يمكن للمحول استخدام حقل 802.1p في رأس VLAN لتعيين مستوى أولوية (يتراوح من 0 إلى 7). تمثل الأرقام الأعلى أولوية أعلى.

--- DSCP (نقطة رمز الخدمات المتمايزة): بالنسبة لحركة مرور IP، تشير علامات DSCP الموجودة في رأس الحزمة إلى الأولوية. تشير قيم DSCP الأعلى إلى أولوية أعلى للمحول وأجهزة التوجيه التي يجب اتباعها. تضمن هذه العلامة أن الأجهزة الموجودة على طول مسار الشبكة تتعرف على حركة المرور التي يجب التعامل معها على أنها أكثر أهمية.

3. إدارة قائمة الانتظار

تقوم معظم المحولات الحديثة، بما في ذلك محولات 2.5G، بتنفيذ قوائم انتظار متعددة لإدارة حركة مرور الشبكة. يمكن أن يكون لكل قائمة انتظار مستوى أولوية مختلف:

--- قوائم الانتظار ذات الأولوية العالية: يتم وضع حركة المرور الحساسة للوقت مثل VoIP أو مؤتمرات الفيديو أو حزم الألعاب في الوقت الفعلي في قوائم الانتظار ذات الأولوية العالية.

--- قوائم الانتظار ذات الأولوية المنخفضة: يتم وضع حركة المرور غير الهامة، مثل عمليات نقل الملفات أو تحديثات الخلفية أو حركة مرور البريد الإلكتروني، في قوائم الانتظار ذات الأولوية المنخفضة.

يدير المحول كيفية إعادة توجيه الحزم في كل قائمة انتظار بناءً على الأولوية المعينة. الخوارزميات الشائعة المستخدمة هي:

--- قائمة انتظار ذات أولوية صارمة (SPQ): في هذه الطريقة، يتم دائمًا إعادة توجيه الحزم من قوائم الانتظار ذات الأولوية الأعلى أولاً، مما يضمن حصول حركة المرور الهامة على الاهتمام الفوري. ومع ذلك، قد يتسبب هذا في تأخير حركة المرور ذات الأولوية المنخفضة إذا كانت حركة المرور ذات الأولوية العالية مستمرة.

--- قائمة الانتظار العادلة المرجحة (WFQ): في هذه الطريقة، تتم خدمة كافة قوائم الانتظار، لكن قوائم الانتظار ذات الأولوية الأعلى تتلقى نطاقًا تردديًا أكبر. وهذا يضمن استمرار إرسال حركة المرور ذات الأولوية المنخفضة، وإن كان بمعدل أبطأ عندما تكون الشبكة مزدحمة.

4. تشكيل حركة المرور والشرطة

يعد تشكيل حركة المرور ومراقبتها من الأساليب المستخدمة لإدارة تخصيص النطاق الترددي ومنع ازدحام الشبكة:

--- تشكيل حركة المرور: يمكن للمحول أن يحد من معدل إرسال أنواع معينة من حركة المرور، مما يسهل تدفقات البيانات ويضمن أن حركة المرور الحرجة لديها عرض نطاق ترددي كافٍ. على سبيل المثال، قد تكون عمليات نقل الملفات المجمعة محدودة لمنعها من استهلاك الكثير من النطاق الترددي.

--- الشرطة: يمكن للمحول فرض حدود على حركة المرور، أو إسقاط أو وضع علامات على الحزم التي تتجاوز حدود النطاق الترددي المحددة مسبقًا. يعد هذا مفيدًا لمنع أنواع معينة من حركة المرور من إغراق الشبكة.

5. إدارة الازدحام

عندما يكتشف المحول ازدحام الشبكة، يمكنه اتخاذ قرارات في الوقت الفعلي لإسقاط أو تأخير الحزم ذات الأولوية المنخفضة للحفاظ على الأداء لحركة المرور ذات الأولوية العالية. يتم ذلك باستخدام طرق مختلفة:

--- الكشف المبكر العشوائي (الأحمر): تتضمن هذه التقنية إسقاط الحزم بشكل عشوائي من قوائم الانتظار ذات الأولوية المنخفضة عندما يكتشف المحول أن الازدحام وشيك، مما يؤدي إلى تحرير النطاق الترددي لحركة المرور ذات الأولوية الأعلى.

--- قطرة الذيل: إذا كانت قائمة الانتظار ممتلئة، فسيتم إسقاط الحزم الموجودة في نهاية قائمة الانتظار. من غير المرجح أن تواجه قوائم الانتظار ذات الأولوية الأعلى حالات انخفاض بسبب معالجتها بشكل أسرع.

6. حجز النطاق الترددي

--- يمكن لمحولات 2.5G أيضًا دعم حجز النطاق الترددي للتطبيقات المهمة، مما يضمن توفر قدر معين من النطاق الترددي دائمًا لحركة المرور ذات الأولوية العالية. يمكن تحقيق ذلك باستخدام بروتوكولات مثل RSVP (بروتوكول حجز الموارد) أو عن طريق التكوين اليدوي للسياسات التي تخصص النطاق الترددي لأنواع معينة من حركة المرور أو التطبيقات.

7. تجميع الارتباط

--- في الحالات التي تتطلب فيها الشبكة عرض نطاق ترددي أكبر مما يمكن أن يوفره منفذ واحد، يمكن استخدام تجميع الارتباطات. يتضمن ذلك دمج اتصالات مادية متعددة في اتصال منطقي واحد، مما يزيد من عرض النطاق الترددي المتوفر ويضمن تدفقًا أكثر سلاسة لحركة المرور. على الرغم من أن هذا لا يعطي الأولوية لحركة المرور بشكل مباشر، إلا أنه يساعد في تخفيف الازدحام من خلال توفير سعة أكبر لجميع أنواع حركة المرور، بما في ذلك التدفقات ذات الأولوية العالية.

خاتمة:

يتعامل محول 2.5G مع أولويات حركة مرور الشبكة باستخدام ميزات جودة الخدمة لتصنيف حركة المرور ووضع علامات عليها وقائمة الانتظار وتشكيلها، مما يضمن حصول التطبيقات المهمة مثل الصوت والفيديو والألعاب في الوقت الفعلي على النطاق الترددي اللازم وزمن الوصول المنخفض. من خلال إدارة حركة المرور بذكاء بناءً على الأولويات المحددة، يمكن للمحول ضمان أداء سلس للشبكة، حتى في ظل الأحمال الثقيلة، وهو أمر ضروري في البيئات التي تحدث فيها أنواع متعددة من نقل البيانات في وقت واحد.