خدمات متكاملة

في مجال شبكات الحاسوب ، تُعدّ الخدمات المتكاملة ( IntServ) بنيةً تحدد العناصر اللازمة لضمان جودة الخدمة (QoS) على الشبكات. على سبيل المثال، يمكن استخدام الخدمات المتكاملة (IntServ) للسماح بوصول الفيديو والصوت إلى جهاز الاستقبال دون انقطاع.

يحدد IntServ نظام جودة الخدمة الدقيق ، والذي غالبًا ما يتم مقارنته بنظام التحكم الخشن لـ DiffServ .

في إطار بروتوكول IntServ، يُطبّق كل موجّه في النظام هذا البروتوكول، ويتعيّن على كل تطبيق يتطلب ضمان جودة الخدمة إجراء حجز فردي. تُحدّد مواصفات التدفق الغرض من الحجز، بينما يُعدّ بروتوكول RSVP الآلية الأساسية للإشارة إليه عبر الشبكة.

يتكون مواصفات التدفق من جزأين:

• كيف تبدو حركة المرور؟ يتم ذلك في قسم مواصفات حركة المرور، والمعروف أيضًا باسم TSPEC.
• ما هي الضمانات المطلوبة؟ يتم ذلك في قسم مواصفات طلب الخدمة، والمعروف أيضًا باسم RSpec .

تتضمن مواصفات TSPECs معلمات خوارزمية دلو الرموز . تقوم الفكرة على وجود دلو رموز يمتلئ تدريجيًا بالرموز، التي تصل بمعدل ثابت. كل حزمة بيانات مُرسلة تتطلب رمزًا، وإذا لم تتوفر رموز، فلا يمكن إرسالها. وبالتالي، يحدد معدل وصول الرموز متوسط ​​معدل تدفق البيانات، بينما يحدد عمق الدلو مدى كثافة تدفق البيانات المسموح به.

تحدد مواصفات TSPEC عادةً معدل الرموز وعمق الحزمة. على سبيل المثال، قد يُحدد فيديو بمعدل تحديث 75 إطارًا في الثانية ، حيث يتطلب كل إطار 10 حزم، معدل رموز 750  هرتز، وعمق حزمة 10 فقط. سيكون عمق الحزمة كافيًا لاستيعاب "الاندفاع" المصاحب لإرسال إطار كامل دفعة واحدة. من ناحية أخرى، تحتاج المحادثة إلى معدل رموز أقل، ولكن عمق حزمة أكبر بكثير. وذلك لأن المحادثات غالبًا ما تتضمن فترات توقف، لذا يمكنها الاكتفاء بعدد أقل من الرموز عن طريق عدم إرسال الفواصل بين الكلمات والجمل. ومع ذلك، هذا يعني ضرورة زيادة عمق الحزمة للتعويض عن زيادة اندفاع حركة البيانات.

تحدد مواصفات RSpec متطلبات تدفق البيانات: يمكن أن يكون تدفقًا عاديًا عبر الإنترنت "بأفضل جهد ممكن"، وفي هذه الحالة لا حاجة إلى حجز. يُرجح استخدام هذا الإعداد لصفحات الويب، وبروتوكول نقل الملفات (FTP) ، والتطبيقات المشابهة. يعكس إعداد "الحمل المُتحكم به" أداء شبكة ذات حمل منخفض: قد تحدث بعض الأعطال العرضية عندما يصل شخصان إلى نفس المورد بالصدفة، ولكن بشكل عام، يكون كل من التأخير ومعدل فقدان الحزم ثابتين نسبيًا عند المعدل المطلوب. يُرجح استخدام هذا الإعداد من قِبل تطبيقات جودة الخدمة المرنة (Soft QoS). يوفر إعداد "مضمون" خدمة محدودة تمامًا، حيث يُضمن عدم تجاوز التأخير قيمة محددة، وعدم فقدان أي حزم، شريطة أن يبقى حجم البيانات ضمن المواصفات.

يُشرح بروتوكول حجز الموارد (RSVP) في RFC 2205. تُرسل جميع الأجهزة على الشبكة القادرة على إرسال بيانات جودة الخدمة (QoS) رسالة PATH كل 30 ثانية، والتي تنتشر عبر الشبكات. أما الأجهزة التي ترغب في الاستماع إلى هذه الرسائل، فترسل رسالة RESV (اختصارًا لـ "حجز")، والتي بدورها تتعقب المسار عكسيًا إلى المُرسِل. تحتوي رسالة RESV على مواصفات التدفق.

يتعين على أجهزة التوجيه بين المرسل والمستمع تحديد ما إذا كان بإمكانها دعم الحجز المطلوب، وإذا لم يكن ذلك ممكناً، فإنها ترسل رسالة رفض لإبلاغ المستمع بذلك. أما إذا كان ذلك ممكناً، فبمجرد قبول الحجز، يتعين عليها نقل البيانات.

تقوم أجهزة التوجيه بتخزين طبيعة تدفق البيانات ومراقبته. يتم كل ذلك في حالة غير نشطة ، فإذا لم يتم استقبال أي بيانات لفترة زمنية محددة، فسيتوقف قارئ البيانات عن العمل وسيتم إلغاء الحجز. يحل هذا المشكلة في حال تعطل المرسل أو المستقبل أو إيقاف تشغيلهما بشكل غير صحيح دون إلغاء الحجز أولاً. يجوز لأجهزة التوجيه الفردية، حسب اختيارها، مراقبة حركة البيانات للتأكد من مطابقتها لمواصفات التدفق.

لكي يعمل بروتوكول IntServ، يجب أن تدعمه جميع أجهزة التوجيه على طول مسار حركة البيانات. علاوة على ذلك، يجب تخزين العديد من الحالات في كل جهاز توجيه. ونتيجة لذلك، يعمل بروتوكول IntServ على نطاق صغير، ولكن مع توسع النظام ليشمل شبكات أكبر أو الإنترنت ، يصبح تتبع جميع الحجوزات عمليةً تستهلك موارد كثيرة. ^{[ 1 ]}

إحدى طرق حل مشكلة قابلية التوسع هي استخدام نهج متعدد المستويات، حيث يتم حجز الموارد لكل تدفق فرعي (مثل حجز الموارد للمستخدمين الأفراد) في شبكة الحافة، بينما تُحجز الموارد في الشبكة الأساسية للتدفقات المجمعة فقط. يجب على أجهزة التوجيه الواقعة بين هذه المستويات المختلفة تعديل مقدار عرض النطاق الترددي الإجمالي المحجوز من الشبكة الأساسية بحيث يمكن تلبية طلبات حجز التدفقات الفردية من شبكة الحافة بشكل أفضل. ^{[ 2 ]}

• RFC 1633 - الخدمات المتكاملة في بنية الإنترنت: نظرة عامة 
• RFC 2211 - مواصفات خدمة عنصر شبكة الحمل المتحكم به 
• RFC 2212 - مواصفات جودة الخدمة المضمونة 
• RFC 2215 - معايير التوصيف العامة لعناصر شبكة الخدمات المتكاملة 
• RFC 2205 - بروتوكول حجز الموارد (RSVP) 
• Cisco.com ، ورقة بيضاء من سيسكو حول IntServ و DiffServ