بخشی از مقاله
-1 مقدمه
معماری RPR 1 که توسط انجمن مهندسین برق با نام IEEE 802.17 استاندارد شده، پروتکل شبکه حلقوی است که انتقال داده از میان گرههای متصل در یک ساختار حلقوی دوبل را پشتیبانی میکند. پروتکل RPR برای رفع نیاز شبکههای بستهای در آینده تنظیم شده و دارای یک مکانیسم ارتجاعی پیشرفته، قابل انعطاف و موثر در انتقال ترافیک بستهها در شبکه میباشد. همچنین معماری 256 گره را پشتیبانی کرده و برای حلقههای با ماکزیمم محیط 2000 کیلومتر بهینه سازی شده است
RPR مزایای مشخصی نسبت به دیگر تکنولوژی های MAN و WAN مانند حلقه های SONET/SDH و Gigabit Ethernet دارا می باشد .از جمله خصوصیات شبکههای RPR ، استفاده مجدد از فضا2، راندمان پهنای باند3، مدیریت آسان4، حالت ارتجاعی 5 و مقیاس پذیری6 بوده و چنین مزایایی شبکه RPR را گزینه مناسبی برای جایگزینی شبکههای پر سرعت منطقه ای و محلی ساخته است. اکثر شبکه های با سرویس دهنده های MAN و WAN بر پایه SONT/SDH می باشد.
حلقه های SONET مرکب از پیکره بندی حلقه دوتایی یا دوبل می باشند که یکی از حلقه ها حلقه پشتیبان است که در خلال عملکرد نرمال شبکه بلا استفاده بوده و فقط زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که خرابی در حلقه اول ایجاد شود. تخصیص پهنای باند ثابت، همچنین نیاز به نظارت شبکه، هزینه شبکه SONET را بالا برد. Gigabit Ethernet نیازی به تخصیص ثابت پهنای باند نداشت و بنابراین از نظر هزینه برتری داشت. اما خصوصیات مطلوب از جمله عدالت - Fairness - و بازیابی مجدد - auto-restoration - را پشتیبانی نمی کرد. زمانی که RPR در خانواده پروتکل های شبکه های محلی و منطقه ای - IEEE802.17 - LAN/WAN به عنوان استاندارد معرفی شد، علاوه بر پشتیبانی موارد فوق می توانست به طور ذاتی و ماندگار پلی - Bridge - باشد به سوی خانواده شبکه های استاندارد IEEE802 همچنین چند پخشی یا پخش گروهی - broadcastmedium - را نیز تقلید نماید
RPR دارای دو معماری حلقوی بافر عبوری تکی7و بافر عبوری دوبل8میباشد[1]،[2]،[3]،.[4] برای هر دو معماری، بافر ارسالی9 با اولویت بالا10 و اولویت پایین11 در سمت Client میباشد.
از جمله خصوصیات شبکه های RPR، استفاده مجدد از فضا، راندمان پهنای باند، مدیریت آسان، حالت ارتجاعی و مقیاس پذیری بوده و چنین مزایایی شبکه RPR را گزینه مناسبی برای جایگزینی شبکه های پر سرعت منطقه ای و محلی ساخته است.
-2شبکه های حلقه بسته برگشتی - RPR -
-1-2 مقدمه
در شبکههای RPR هر گره به دو حلقه متصل است و به صورت کاملاً دوطرفه12 به بیرون ارتباط دارد. حلقه ای که در خلاف جهت عقربههای ساعت است، حلقه بیرونی13 و حلقه ای که در جهت عقربههای ساعت میباشد حلقه داخلی14 نامیده میشود. شکل - 1 - توپولوژی یک شبکه RPR را نمایش میدهد.
شکل - 1 - توپولوژی شبکه RPR
هر واسط حلقهای شامل بافرهای ارسال، عبور و Drop است. بستهها در مسیر خود بر روی حلقه در بافر ارسال ذخیره میشوند در حالی که بستههایی که از روی حلقه برداشته میشوند در بافر Drop ذخیرهمی گردند. همچنین بستههایی که در حال حرکت بر روی حلقه هستند در بافر - بافرهای - عبوری هر گره نگهداریشده تا پردازش شوند.
کاربرد بالقوه RPR، تکیه بر توانایی در ضمانتQoS15 میباشد. عموماً این ضمانتها در تاخیر انتها به انتها16، پهنای باند تغییرات تاخیر، نرخ گم شدن بسته17 و یا در ترکیبی از این پارامترها خلاصه میشود. تضمین QoS در شبکههای مبتنی بر بسته، نیاز به الگوریتم زمانبندی دارد. وظیفه الگوریتم زمانبندی، انتخاب بسته - از میان بستههای موجود که متعلق به جریانهایی است که به صورت اشتراکی از لینک خروجی استفاده میکنند - برای ارسال در سیکل بعدی است.
-2-2 خصوصیات شبکههای RPR
-1-2-2 اولویت بندی ترافیکی
RPR سه سطح یا اولویت ترافیکی با کیفیت بالا - کلاس - A، کیفیت متوسط - کلاس - B و کیفیت پایین - کلاس - C را ارائه میدهد.
کلاس A از نوع CIR 18 بوده دارای تاخیر و تغییرات تاخیر کم و برای انتقال صوت و تصویر کاربرد دارد که خود به دو کلاس A0 و A1 تقسیم بندی میشود. تفاوت کلاس A0 و A1 در این است که ظرفیت رزرو شده کلاس A0، حتی در صورت عدم استفاده، مورد استفاده سایر ترافیکها قرار نمیگیرد.
کلاس B نیز از نوع CIR میباشد و دارای تاخیر و تغییرات تاخیر قابل پیشبینی است. اگر نرخ ترافیک در محدوده CIR باشد تاخیر و تغییرات تاخیر به میزان تضمین شدهای حفظ میشود و برای نرخهای بیشتر از CIR که به اصطلاح EIR 19 - نرخ اطلاعات اضافی - نامیده میشود، تضمینی در مورد کیفیت سرویس ترافیک منتقل شده وجود ندارد و با این فریمها مانند فریمهای کلاس C رفتار میشود.
برای ترافیک کلاس C هیچ چیز تضمین نمیشود، و شبکه تنها سعی میکند که این نوع فریمها را در صورت امکان به مقصد برساند و ایستگاههای روی حلقه باید برای دریافت سهم عادلانه خود از ظرفیت موجود طبق الگوریتم عدالت RPR رفتار کنند.
دو کلاس C و B-EIR، به مدل انتخاب عادلانه - FE - 20 معروف هستند، چون این ترافیکها، توسط الگوریتمهای مبتنی بر عدالت کنترل میشوند .
جهت ضمانت سرویس دهی کلاسهای A0 و A1 و B-CIR پهنای باند مورد نیاز آنها از قبل تخصیص داده شده است. پهنای باند اختصاص داده شده برای کلاس A0 پهنای باند رزرو21 نامیده میشود و تنها توسط ایستگاهی که رزرو دارد میتواند استفاده شود. پهنای باند اختصاص داده شده برای کلاسهای A1 و B-CIR، قابل استرداد یا قابل بازیابی22 نامیده میشود.
پهنای باند رزروی که استفاده نمیگردد، بلا استفاده مانده و هرز می رود. پهنای باند اختصاص داده نشده و قابل استرداد اگر در حال استفاده نباشند میتوانند برای ارسال مدل ترافیکی عادلانه به کار روند.پهنای باند ذخیره شده ایستگاه برای کلاس A0، در حلقه ای که از توپولوژی پیام استفاده میکند منتشر و پخش میشود. همچنین اگر توپولوژی پیامی توسط تمامی ایستگاههای روی حلقه دریافت شود، هر ایستگاهی حساب میکند که چقدر پهنای باند برای کلاس ترافیکی A0 رزرو کند؛ باقیمانده پهنای باند، نرخ رزرو نشده23 میباشد و میتواند برای دیگر کلاسهای ترافیکی استفاده شود.
هر گره RPR دارای بافر ارسال با اولویت بالا و بافر ارسال با اولویت پایین در سمت Client خود میباشد. دادههای بلادرنگ مانند تصویر و صوت که به تاخیر و تغییرات تاخیر حساس هستند، در کلاس ترافیکی با اولویت بالا قرار می گیرند. ترافیک با اولویت پایین، به دادههای غیر بحرانی نسبت داده میشوند، که میتوانند نسبت به تاخیر و از دست رفتن بسته، تحمل پذیر بوده ولی باز هم برای نیازمندیهای کاربردی مناسب هستند.
