موضوع مقاله: شبکه سازی قطعی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # شبکه سازی قطعی | مقدمه: شبکه سازی قطعی (DetNet) تلاشی از سوی گروه کاری IETF DetNet برای مطالعه نحوه اجرای مسیرهای داده قطعی برای برنامه‌های زمان واقعی با نرخ بسیار کم اتلاف داده، تغییر تأخیر بسته (لغزش) و تأخیر محدود، مانند جریان صوتی و تصویری، اتوماسیون صنعتی و کنترل وسیله نقلیه است. | ## بخش 1: شبکه سازی قطعی | بنیاد و پایه زیرساخت استاندارد IT نمی‌تواند داده‌های حساس به تأخیر را به‌طور کارآمد کنترل کند. سوئیچ‌ها و روترها از الگوریتم‌های کاملاً نامشخصی برای پردازش بسته‌ها / فریم‌ها استفاده می‌کنند، که ممکن است منجر به پراکندگی جریان داده شود. یک راه حل معمول برای هموار سازی این جریان‌ها، افزایش اندازه بافر است، اما این تأثیر منفی بر تأخیر تحویل دارد زیرا داده‌ها باید قبل از شروع انتقال به سوئیچ بعدی یا روتر، بافرها را پر کنند. گروه کاری شبکه حساس به زمان IEEE الگوریتم‌های تعیین‌کننده ای را برای صف بندی، شکل دهی و برنامه‌ریزی تعیین کرده است که به هر گره اجازه می‌دهد تا با محاسبه اندازه بافر در سوئیچ شبکه، پهنای باند و تأخیر را با توجه به نیاز هر جریان داده اختصاص دهد. الگوریتم‌های مشابه می‌توانند در لایه‌های بالاتر شبکه برای بهبود انتقال بسته‌های IP و ایجاد قابلیت همکاری با سخت‌افزار TSN در صورت وجود استفاده شوند. جریان داده قطعی، که باید موارد زیر را پشتیبانی کند: بسته‌های unicast یا multicast ؛ ضمانت کردن حداقل و حداکثر تأخیر نقطه انتهایی به نقطهٔ انتهایی در تمام شبکه با لغزش زیاد در هنگام نیاز؛ نسبت تلفات بسته اترنت از 10−9 به 10−12، شبکه‌های مش بی‌سیم در حدود 10−5؛ استفاده زیاد از پهنای باند شبکه موجود (بدون نیاز به تأمین بیش از حد تدارکات). محافظت در برابر گره‌های نادرست (هم در داده‌ها و هم در صفحه‌های کنترل): یک جریان نمی‌تواند جریان‌های دیگر را حتی زیر فشار زیاد تحت تأثیر قرار دهد. | ## بخش 2: شبکه سازی قطعی | حداکثر سرعت انتقال و حداکثر اندازه بسته باید به‌طور واضح برای هر جریان مشخص شود. برای محدود کردن نرخ داده‌ها، توابع کنترل ترافیک و شکل‌گیری در درگاه‌های ورودی اعمال می‌شود. فیلدهای زمان اجرا در بسته‌ها و هماهنگ سازی زمان زیر میکرو ثانیه در تمام گره‌ها برای اطمینان از حداقل تأخیر پایان به پایان و از بین بردن تحویل نامنظم (لغزش) استفاده می‌شود. لغزش کیفیت درک شده از برنامه‌های سمعی و بصری را کاهش می‌دهد و برنامه‌های کنترل شبکه ساخته شده با پروتکل‌های ارتباطی سریالی به هیچ وجه نمی‌توانند از عهده لغزش برآیند. حفاظت از خدمات از بین رفتن بسته‌ها همچنین می‌تواند ناشی از خطاهای رسانه ای و خرابی تجهیزات باشد. تکثیر و حذف بسته‌ها و رمزگذاری بسته‌ها خدمات محافظتی از این خرابی‌ها را تأمین می‌کند. تکثیر و حذف با انتشار داده‌ها در چندین مسیر مشخص و جمع‌آوری مجدد آنها بر اساس نزدیکی مقصد کار می‌کند. | ## بخش 3: شبکه سازی قطعی | دنباله اعداد یا مهر زمان به جریان DetNet اضافه می‌شود، یا بسته پروتکل را انتقال می‌دهد سپس بسته‌های تکراری حذف می‌شوند و بسته‌های خارج از ترتیب، براساس اطلاعات ترتیب گذاری و گزارش‌های مخابره دوباره مرتب می‌شوند، همچنین جریان تأخیری محدودیت‌ها بر محدودیت‌های بی نظمی می‌افزاید، زیرا بسته‌های خارج از سفارش بر لغزش تأثیر می‌گذارند و به بافر اضافی نیاز دارند. طول‌های مختلف مسیر نیز برای برابر کردن تاخیرها و اطمینان از محدودیت‌های پهنای باند پس از بازیابی خرابی، به بافر اضافی نیاز دارند. تکثیر و حذف ممکن است توسط چندین گره DetNet برای بهبود محافظت در برابر خرابی‌های متعدد استفاده شود. رمزگذاری بسته از چندین واحد انتقال برای هر بسته، جهت اضافه کردن افزونگی و اطلاعات تصحیح خطا از چندین بسته به هر بخش انتقال استفاده می‌کند. مسیرهای صریح در شبکه‌های مش، وقایع توپولوژی مانند خرابی یا بازیابی می‌توانند بر جریان داده‌ها حتی در بخشهای شبکه از راه دور تأثیر بگذارند. شبکه‌های زمان حقیقی اغلب مبتنی بر حلقه‌های فیزیکی با یک پروتکل کنترل ساده و دو پورت در هر دستگاه برای مسیرهای زائد هستند، هرچند با افزایش تعداد هاپ و تأخیر همراه است. | ## جمع‌بندی | مسیرهای DetNet معمولاً به صراحت مشخص می‌شوند و در پاسخ به رویدادهای توپولوژی شبکه (حداقل بلافاصله) تغییر نمی‌کنند، بنابراین هیچ گونه وقفه ای در مسیر یابی یا اتصال گفتگوهای پروتکل وجود ندارد.