محاكاة بروتوكول الشبكة

الموسوعة الحرة

يُعدّ مفهوم المحاكاة الافتراضية لبروتوكول الشبكة أو المحاكاة الافتراضية لمكدس بروتوكول الشبكة مفهومًا لتوفير اتصالات الشبكة كخدمة، دون الحاجة إلى أن يقرر مطور التطبيق تكوين مكدس الاتصال الدقيق.

مفهوم

تدفق البيانات لحمولة الاتصال باستخدام برامج محاكاة بروتوكولات الشبكة.

طُرحت تقنية محاكاة بروتوكولات الشبكة (NPV) لأول مرة من قِبل هيوشكل وآخرون في عام 2015 كفكرة أولية ضمن مفهوم انتقالي لحزم بروتوكولات الشبكة. [ 1 ] وقد تطور المفهوم ونُشر في حالة قابلة للتطبيق في عام 2018. [ 2 ]

تتمثل الفكرة الأساسية في فصل التطبيقات عن بروتوكولات الاتصال الخاصة بها. حاليًا، تتطلب واجهة برمجة تطبيقات المقابس من مطوري التطبيقات إنشاء بروتوكولات الاتصال يدويًا عن طريق الاختيار بين IPv4/IPv6 وUDP/TCP. يقترح NPV أن يتم تصميم بروتوكولات الشبكة بما يتناسب مع بيئة الشبكة المُراقبة (مثل تقنية طبقة الربط، أو أداء الشبكة الحالي). وبالتالي، لا ينبغي إنشاء بروتوكولات الشبكة أثناء التطوير، بل أثناء التشغيل، ويجب أن تكون قابلة للتعديل عند الحاجة.

بالإضافة إلى ذلك، يُخفف فصل الطبقات من قيود نموذج طبقات الشبكة ISO OSI ، مما يُتيح مفاهيم بديلة لمكدسات الاتصالات. يقترح هيوشكل وآخرون مفهوم صناديق وسيطة لطبقة التطبيق كمثال لإضافة طبقات إضافية إلى مكدس الاتصالات لإثراء الاتصال بخدمات مفيدة (مثل تحسينات HTTP [ 3 ] ).

يوضح الشكل تدفق البيانات. تتفاعل التطبيقات مع برنامج NPV عبر واجهة برمجة تطبيقات (API). اقترح هيوشكل وآخرون بدائل مكافئة لواجهة برمجة تطبيقات المقابس، لكنهم تصوروا واجهات أكثر تطورًا للتطبيقات المستقبلية. يقوم مُجدوِل بتخصيص حمولة التطبيق إلى إحدى حزم الاتصال (من بين العديد من الحزم المحتملة) لمعالجتها وتحويلها إلى حزم شبكية، تُرسل باستخدام أجهزة الشبكة. يحدد مكون الإدارة كيفية تكوين حزم الاتصال ونظام الجدولة. لدعم هذه القرارات، تُوفر واجهة إدارة لدمج نظام الإدارة في سياقات الشبكات المُعرّفة برمجياً .

خضعت تقنية صافي القيمة الحالية (NPV) لمزيد من البحث باعتبارها عنصرًا أساسيًا في سيناريوهات إنترنت الأشياء (IoT) ضمن شبكات LPWAN . وعلى وجه التحديد، استكشف رولاندو هيريرو في عام 2020 إمكانية نشر تطبيقات لا تعتمد على طبقات النقل والشبكة والوصلات والطبقات الفيزيائية الأساسية. [ 4 ] وفي هذا السياق، تُصبح تقنية NPV أداةً ناجحةً ومرنةً للغاية لإنجاز نشر وإدارة أجهزة الاستشعار والمشغلات ووحدات التحكم ذات الموارد المحدودة في شبكات الوصول الضخمة لإنترنت الأشياء. [ 5 ]

التطبيقات

يوجد حاليًا تطبيق أكاديمي واحد فقط متاح لتوضيح المفهوم. وقد نشر هيوشكل وآخرون هذا التطبيق كنموذج توضيحي في عام 2016. [ 6 ] آخر إصدار من هذا الكود متاح بموجب ترخيص AGPLv3 على موقع GitHub .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ هيوشكل، ينس؛ شفايتزر، إيمانويل؛ زيمرمان، ثورستن؛ ويرل، كلاوس؛ مولهاوزر، ماكس (2015). "محاكاة البروتوكول من خلال حزم الشبكة الديناميكية". وقائع ورشة العمل الأولى حول الشبكات المعرفة بالبرمجيات ومحاكاة وظائف الشبكة لإدارة الشبكة المرنة (SDNFlex) .
  2. ↑ هيوشكل، ينس؛ وانغ، لين؛ فليكشتاين، إريك؛ أوفنلوخ، مايكل؛ بلوخر، مارسيل؛ كروكروفت، جون؛ مولهاوزر، ماكس (2015). "VirtualStack: تحسين مرن متعدد الطبقات عبر محاكاة بروتوكول الشبكة". وقائع المؤتمر الثالث والأربعين لشبكات الحاسوب المحلية (LCN) التابع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) .
  3. ↑ هيوشكل، ينس؛ فورستمان، ينس؛ وانغ، لين؛ مولهاوزر، ماكس (2018). "تحديد ضعف أداء بروتوكول HTTP". وقائع المؤتمر الثاني والأربعين لشبكات الحاسوب المحلية (LCN) IEEE .
  4. ↑ هيريرو، رولاندو (2021). "دعم المحاكاة الافتراضية لمكدس البروتوكولات في إنترنت الأشياء". معاملات تقنيات الاتصالات الناشئة . 32 (11). doi : 10.1002/ett.4340 . S2CID 238717271 . 
  5. ↑ هيريرو، رولاندو (2021). "نحو محاكاة افتراضية لحزمة البروتوكولات في عمليات نشر إنترنت الأشياء واسعة النطاق". إنترنت الأشياء . 14 100396. doi : 10.1016/j.iot.2021.100396 . S2CID 233522611 . 
  6. ↑ هيوشكل، ينس؛ شتاين، مايكل؛ مولهاوزر، ماكس (2016). "VirtualStack: SDN-controlled Transparent Protocol Transitions At the Edge". وقائع المؤتمر الحادي والأربعين لشبكات الحاسوب المحلية (LCN) IEEE .