ما هي تقنية تبديل البيانات في الشبكات

عندما يقوم العميل بإنشاء الويب أو شبكة كمبيوتر أخرى خارج موقعه الحالي يتم إرسال الرسائل عبر شبكة وسائط الإرسال، حيث تسمى طريقة تحويل البيانات من شبكة كمبيوتر إلى شبكة أخرى بتبديل البيانات.

ما هي تقنية تبديل البيانات

تقنية تبديل البيانات: هي التقنيات المستخدمة والمطبقة على شبكة كبيرة. تظهر تقنية التبديل في الصورة عندما تحتاج هذه الشبكة الكبيرة إلى نقل الحزمة من المصدر إلى الوجهة، أي من المرسل إلى المستقبل، حيث تحتاج الحزمة الجاهزة للإرسال من المصدر إلى الوجهة إلى تتبع المسار الذي سيتم من خلاله إرسال الحزم، كما أنّها عملية اختيار المسار المتاح لنقل البيانات للحزم من المرسل إلى المستقبل، وهناك نوعان من تقنيات التحويل الشائعة مثل تبديل الدارات وتبديل الحزمة مع أهميتها الخاصة.

يمكن استدعاء المحولات كنموذج متقدم للمحور، ويمكنهم توفير عرض النطاق الترددي المخصص في كل عقدة في الشبكة ممّا يؤدي إلى مرور حركة المرور عبر عقدة واحدة دون التأثير على عقدة أخرى، فهو يجمع بين الأجهزة والبرامج وعلاوة على ذلك يحتوي على معلومات استخباراتية كافية لتشغيل أو إيقاف تشغيل منفذ معين من خلال عناصر التحكم في البرنامج.

أنواع تقنية تبديل البيانات

عندما يتعين على المستخدم توصيل أجهزة متعددة تظهر المشكلة حول التوصيلات، وفي هذا الصدد يتمثل أحد الحلول في الاتصال من نقطة، وإلى نقطة بين كل زوج من الأجهزة باستخدام الهيكل الشبكي وإلّا فإنّ النقاط المهدرة للشبكة الكبيرة من الهياكل الأخرى تستخدم مثل الناقلة، وبالتالي يتم استبعاد الاتصال متعدد النقاط، حيث تتحسن المسافة بين الأجهزة والعدد المحلي للأجهزة بما يتجاوز حجم القناة والمعدات.

أولاً: تبديل الدائرة الكهربائية

  • يمكنه إنشاء رابط مادي مباشر بين جهازين بما في ذلك الهواتف المحمولة أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة.
  • إنّه جهاز به مدخلات “n” ومخرجات “m” التي تنتج ارتباطاً محدوداً بين ارتباط الإدخال ووصلة الإخراج.
  • تقنية تبديل الدارة هي تقنية تبديل، حيث يتم اعتماد المسار المتاح بين المصادر إلى الوجهة لأي إرسال حزمة.
  • بمجرد نشر الاتصال بنجاح يظل المسار المعتمد حسب التوافر موجوداً دون أي اضطراب، أي من حيث الإنهاء يكون طويل الأمد.
  • يتم استخدام تبديل الدائرة في أي شبكة هاتف عامة لنقل الصوت.
  • إذا تم تطبيق تقنية تبديل الدائرة ثم أراد أي مستخدم إرسال البيانات للإرسال ويمكن أن تكون البيانات أي فيديو أو طلب أو صوت، فسيتم إرسال هذا الفيديو إلى جهاز استقبال الوجهة ومن ثم يتم تقديم الإقرار إلى المستخدم الذي يرسل البيانات.
  • يمكن نقل تقنية التبديل داخل الدائرة فقط مجموعة ثابتة من البيانات ويجب أن يتوفر المسار الصحيح من المصدر إلى الوجهة.

مراحل تقنية تحويل الاتصالات في تبديل الدائرة الكهربائية

1- إنشاء توصيلات الدوائر

في تبديل الدائرة لا يمكن أن يبدأ نقل البيانات تلقائياً قبل نقل البيانات ويكون هناك ارتباط مخصص يتم إنشاؤه من طرف إلى طرف، وفي البداية يرسل المرسل طلباً للاتصال بالمحول المرفق ويقوم المحول بناءً على عنوان الوجهة وحالة المرور بتوجيه طلب الاتصال إلى المحول التالي.

يقوم المفتاح الثاني أيضاً بنفس العمل، وتستمر هذه العملية حتى يتم الوصول إلى مفتاح تتصل به عقدة الوجهة مباشرة، ويرسل المحول الأخير طلب الاتصال ثم يرسل إشارة إقرار إلى المرسل والوقت اللازم لإنشاء الدائرة هو “2 ثانية” – “10 ثوانٍ” حسب الشبكة والمسافة بين نقاط النهاية.

2- نقل البيانات

بمجرد إنشاء الاتصال يمكن نقل البيانات من مرسل إلى جهاز استقبال، كما يكون الاتصال ثنائي الاتجاه وفي هذه الحالة يمكن تبادل البيانات في كلا الاتجاهين في وقت واحد، وقد تكون البيانات رقمية أو تناظرية حسب بنية الشبكة، ويتم حظر تبادل البيانات ويتم إرسالها بشكل مستمر ولا تتطلب آليات التوجيه أو التحكم الأخرى أثناء نقل البيانات.

3- فصل الدائرة

  • قد تنفصل الدائرة عن طريق أي من الطرفين وتنتقل معلومات الفصل من طرف إلى آخر باتباع المسار المخصص.
  • تقوم المفاتيح الوسيطة بعد تمرير معلومات الفصل بتحرير المسار.
  • بهذه الطريقة يصبح المسار المخصص مجانياً ويمكن استخدامه لاتصال جديد.

ثانياً: تبديل الرسائل

  • في هذا لا يتم تسوية أي مسار مادي بين المرسل والمستقبل.
  • عندما يكون لدى المرسل بنية البيانات التي سيتم إرسالها، ويتم حفظها في مكتب التبديل الأول أي جهاز التوجيه ثم يتم إعادة توجيه البيانات.
  • يتم فحص كل كتلة بحثاً عن أخطاء ثم إرسالها وفقاً لذلك.

ثالثاً: تبديل الحزمة

  • تقوم شبكات البيانات بتبديل الحزم بتقسيم البيانات إلى وحدة رسالة واحدة أو أكثر وتسمى الحزم.
  • توجد هذه الوحدات في المضيف المصدر قبل إرسال البيانات إلى المضيف الوجهة.
  • الحزم لها أطوال متفاوتة بما في ذلك عنوان المصدر والوجهة ومعلومات التحكم الضرورية.
  • يتم استخدام هذا الشكل من تقنية التبديل لتقسيم الرسالة إلى أجزاء أصغر، بحيث يمكن إرسالها إلى جهاز الاستقبال الوجهة بشكل فردي دون أي مشكلة.
  • يتم تقسيم الرسالة التي تم حزمها داخل الحزمة إلى قطع صغيرة ويتم إعطاؤها رقماً فريداً من أجل إعطاء هوية للطرف المستلم.
  • تشتمل كل حزمة على معلومات مخزنة في رؤوسها مثل رقم التسلسل وعنوان الوجهة وعنوان المصدر.
  • تحاول الحزم تغطية أقصر مسار متاح عبر شبكة السفر بأكملها.
  • ترتيب الحزم في نهاية جهاز الاستقبال بالترتيب ويتم إعادة تجميعها بمجرد استلامها.
  • بمجرد أن يكون الطلب المستلم في نهاية المستلم صحيحاً وبتسلسل مناسب، وفي هذه الحالة سيتم إرسال رسالة الإقرار إلى المستخدم.
  • في الأساس يتم تجربة نوعين من الأساليب وتبنيهما لتبديل الحزم وفي أي تقنية تبديل حزم أينما كانت الحزمة تكون في شكل مخطط بيانات وتعتبر كياناً مستقلاً.

أنواع تقسيم تبديل الحزمة

  • تبديل الحزمة بدون اتصال: هو تقنية تبديل، حيث يكتمل الاتصال ونقل الحزمة ويتكون من معلومات حول الرسالة بأكملها في الرأس والتي يتم توجيهها بشكل فردي.
  • تبديل الحزمة الموجهة للاتصال: هي تقنية “Packet Switching” الموجهة نحو الاتصال، ويتم أولاً ترتيب حزم البيانات وإعادة تجميعها في تنسيق، ثم يتم ترقيم تلك البيانات بالتسلسل لإرسالها عبر الدائرة المحددة مسبقًا ثم يتم توجيهها بالتتابع.

قد تكون هناك فرصة لارتداد حزمة من مصدر إلى مصدر آخر خاصة من المصدر إلى الوجهة بمجرد الانتقال من جهاز توجيه إلى جهاز توجيه آخر، وهذا النوع من فقدان الحزم والمعلومات غير المكتملة في الوجهة يخلق الكثير من المشاكل فيما يتعلق بالأداء، حيث قد يتم تجميع هذه المجموعة من البيانات المفقودة معاً في مكان ما ممّا يؤدي إلى حدوث عوائق، ويستخدم عدد القفزات كحل لهذه المشكلة ويهتم بتتبعها بجعل الحزمة تصل إلى وجهتها.

مزايا تقنية تبديل البيانات

  • يرفع مفتاح التبديل عرض النطاق الترددي للشبكة.
  • يقلل من عبء العمل على جهاز كمبيوتر واحد لأنه ينقل البيانات إلى هذا الجهاز الذي تم إرساله فقط.
  • يحسن التنفيذ الكامل للشبكة عن طريق تقليل حركة المرور على الويب.
  • سيكون هناك تضاربات طفيفة في الإطارات، حيث يقوم المحول بإنشاء مجال التصادم لكل اتصال.

عيوب تقنية تبديل البيانات

  • التبديل هو أكثر تكلفة من جسور الشبكة.
  • لا يمكن للمحول تحديد مشكلة الاتصال بالشبكة بسرعة.
  • يلزم التصميم والهيكل المناسبين للمحول لإدارة حزم الإرسال المتعدد.

أقسام تقنية تبديل الاتصال في تقنية تبديل البيانات

1- تقنية تبديل تقسيم الوقت

تتضمن تقنية تبديل تقسيم الفضاء تقنية تبديل الدائرة التي يتم فيها اعتماد مسار إرسال واحد لفصل مجموعة النقاط المتقاطعة بشكل منفصل.

2- تقنية تبديل تقسيم الفضاء

تزداد نقاط التقاطع مع زيادة عدد المحطات وتجعل التبديل مكلفًا بالنسبة لمحول كبير أو متعدد المراحل يمكن اعتباره عيباً.

شاهد أيضاً

ما هي تقنية هاتف Mobile IP

عناوين “IP” الخاصة بالعناية هي عناوين “IP” مؤقتة تقدمها الشبكة خارج الشبكة المنزلية حتى تظل الأجهزة متصلة …