سرویسهای نسل بعد چالشها و دیدگاهها‌

سرویسهای نسل بعد چالشها و دیدگاهها‌ – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه برق – الکترونیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

سرویسهای نسل بعد چالشها و دیدگاهها

چکیده

سرویسهای آتی ارتباطات راه دور دارای خصیصه‌های متعددی نظیر پشتیبانی از تحرک و پویایی، آگاه به متن یا محتوا، رفتار هوشمند و غیره می‌باشند. کلیه این خصیصه‌ها فراهم آورنده ارزش افزوده در زمینه حاصل آوردن مشتریانی شده است که از رضایت کافی برخوردار می‌باشند و بطور قابل توجهی انتظارات آنها برآورده شده است.

به هنگامی که نسبت به توسعه و اجرای چنین سرویسهایی بر روی قله‌های رفیع وابسته بدین تکنولوژیهای شبکه‌ای مختلف (نظیر شبکه سلولی، بدون سیم و شبکه‌های ثابت) اقدام می‌شود، آنها به میزان فرآینده‌ای پیچیده جلوه می‌نمایند، چرا که محیطی که در آن نسبت به اجرای چنین مضامینی اقدام می‌شود از پیچیدگی بالایی برخوردار می‌باشد. این مقاله در ابتدا مهمترین ویژگیهای سرویسهاس نسل بعد را ارائه نموده و سپس نسبت به معرفی معماری مرجع برای سرویسهای ارتباطات از راه دور نسل بعد اقدام می‌نماید.

سرویسهای نسل بعد چالشها و دیدگاهها‌

۱- مقدمه

بطور سنتی، توسعه کاربردهای ارتباطات از راه دور و سرویسهای مرتبط در حیطه عملیاتی یک اپراتور شبکه قرار دارد که در آن توسعه دهندگان سیستمهای کاربردی به میزان زیادی در تطابق با فراهم آورندگان شبکه همکاری می‌نمایند. فرآیندهای تجاری که از این سیستمهای کاربردی استفاده می‌کنند بیشمار هستند.

نسب بعدی سرویسهای ارتباطات از راه دور با باید بر مبنای ویژگیهای بسیار مد نظر قرار داده و پشتیانی قدرتمندی را برای آنها متصور شد، چرا که ضروریات تحمیلی بسیاری همراه با رقابت فزآینده در محیط شبکه اطلاعات وجود دارند. سرویسهای مربوطه می‌بایست از هوشیاری کافی، آگاهی نسبت به محتوا، کیفیت سرویس قابل پشتیبانی، قابلیت-AAA، انطباق با تغییرات در محیط شبکه و قابلیت تجسم جنبه‌ها و شخصیتهای وابسته برخوردار باشند. آنها باید دارای یک زیرساختار امنیتی مطمئن و کامل باشند و از قابلیت دسترسی در تمامی نقاط نیز برخوردار باشند.

توسعه دهندگان خدمات با بسیاری از چالشهای فنی روبرو هستند نظیر عناصر متصله و زیرساختارهای ناهمگنی که از مغایرت بالایی برخوردار می‌باشند. شبکه نسل بعد (NGN) شامل محدوده وسیعی از تکنولوژیها، بصورت شبکه‌های مدار- محور یا شبکه‌های مبتنی بر – پاکت، می‌باشند. هدف از این مقاله، تشریح NGN نمی‌باشد، بلکه هدف آن فراهم آوردن تعریف مختصر و سطح بالایی از سرویسهای نسل بعد (NGS) می‌باشد تا بدینوسیله بتوان مباحث باقیمانده این موضوع را به پیش برد.

با این وجود، مسئله بحرانی و کلیدی در زمینه توسعه و فراهم آوردن شبکه‌های نسل بعد تمرکز بر روی مفاهیم خدماتی و چگونگی درک آنها در محیط NGN می‌باشد.

اولین مفهوم در خصوص توسعه سرویسهای ارتباطات از راه دور توسط شبکه هوشمند (IN) معرفی شده است که بر مبنای جدایی محیط میزنانی (hosting) و اجرای لاجیک سرویس از سیستم سوئیچینگ می‌باشد. مفهوم بعدی بوسیله سیستمهای فرعی چندرسانه‌ای IP (IMS) بوجود آمد که سعی داشت تا فاصله بوجود آمده را بر مبنای همپوشانی تکنولوژیهای شبکه ناهمگن را بپوشاند. این سیستمهای فرعی چندرسانه‌ای IP در نگارشهای ۵ و ۶  UMTS یک مدل معماری را برای فراهم آوردن سرویسهای ارزش افزوده در برابر شبکه‌های IP معرفی نمودند. این معماری یکسری از نقاط مرجع بین هسته IMS و سرویسهای پیاده شده بر روی سرورهای کاربردی را تعریف می‌نماید.

کلیه این موارد مورد بحث قرار گرفته همراه با سوالات حیاتی بیشتری باعث تحمیل ضروریات سطح بالای بیشتری بر روی پلتفرمهای ارسال سرویس نسل بعد خواهد شد، که باعث پشتیبانی از بلوکهای اصلی عملکردی استاندارد شده و قابل اتصال در شبکه‌های ناهمگن می‌گردد و به توسعه‌ دهندگان سرویس در طی چرخه حیات کلی این سرویسها در محدوده‌ای از نصب الی قطع سرویس یاری می‌رساند. این مقاله کلیه این مسایل را مورد بررسی قرار داده و این موضوع را مورد تشریح قرار می‌دهد که چگونه NGSها را می‌توان در یک محیط NGN مورد شناسایی قرار داد.

سرویسهای نسل بعد چالشها و دیدگاهها‌

۲- سرویسهای نسل بعد

۱-۲٫ خصیصه‌ها

توسعه دهندگان سرویس ارتباطات از راه دور می‌توانند ویژگیها و خصیصه‌های مرتبط با سرویسهای نسل بعد و تجارب حاصله از آنها را مورد بحث قرار دهند، اما این موضوع که برنامه‌ کابردی بعدی در چه زمانی ظهور خواهد نمود کاری مشکل می‌باشد. این امر آشکار است که شبکه نسل بعد جزء شبکه‌های پاکت – سلول و فریم- مدار خواهد بود، بدین صورت که هسته و استخوان‌بندی آن بر مبنای IP می‌باشد. با این وجود، این تغییرات در تکنولوژیهای شبکه جزء موارد فعال کننده تغییرات اساسی در سطح سرویس قلمداد می‌شوند.

یک تغییر در شرف وقوع در زمینه تکنولوژی‌ها از حالت مبتنی بر سیستم تلفنی کلاسیک ساده و سرویسهای تلفنی- مدار بسمت سرویسهای پیشرفته‌تر پهن باند چند رسانه‌ای و متمرکز بر اطلاعات در حال انجام است.

هدف اصلی NGSها فعال نمودن کاربران در زمینه حاصل آوردن اطلاعاتی است که آنها خواستار آن می‌باشند، آن هم با توجه به کلیه فرمتهای مختلف، زمانهای متفاوت، محلهای گوناگون و حجم‌های دلبخواه.  بنابر این، سرویسهای آتی را باید بر مبنای چندین ویژگی اساسی مد نظر قرار داد:

…

۲-۲٫ چالشها

بواسطه این حقیقت که شبکه‌های نسل بعد دارای ساختار و رفتار مرتبط با محیط تغییرپذیر دینامیک می‌باشند، می‌توان مشاهده نمود که سرویس‌های نسل بعد به ویژگی‌های «پیچیده‌ای»  مجهز خواهند بود. هوشمندی و آگاهی از موقعیت در این زمینه قابل توجه می‌باشد که علت آن عمدتا آن است که دیدگاه‌های سنتی از قابلیت انطباق با تغییرات پیش‌بینی نشده محیطی برخوردار نمی‌باشند. این امر باعث بروز یک حالت ذاتی کنترلی بصورت استاتیک، بجای دینامیک، می‌شود. قبل از پیاده سازی موارد، لازم است تا سرویس خاص بگونه‌ای طراحی شود که دانش بسیار عمیقی از محیط خود داشته باشد و بر مبنای سناریوهای محتمل و گسترده پی‌ریزی شده باشد. این ملاحظات فوندانسیون عملکرد سیستم را بنیان می‌گذارد.

چالش پیش روی حرکت دادن هوشمندی کنترلی به سمت داخل سیستم و تجهیز آن به آگاهی از تغییرات وابسته به موقعیت می‌باشد. فراگیری و گستردگی شایع‌ترین خصیصه‌ها را می‌توان تنها از طریق سرویس‌هایی به دست آورد که از انطباق‌پذیری کاملا بالایی برخوردار باشند و بتوانند با ناهمگنی قرار گرفته در سطوح زیرین (شبکه) مقابله نمایند.

در این حالت سرویس‌ها بیش از این بعنوان مولفه‌ها یا اجزای «تصنعی» که بطور کامل باید آنها را از «بیرون» مدیریت کرد بشمار نخواهند آمد، بلکه آنها قابلیت خود مدیریتی و خود آگاهی را خواهند داشت که به معنای آن می‌باشد که رفتار منحصر بفرد خاص آنها بر مبنای انطباق با معیارهای خاص بوجود آمده است. در ابتدا، پارامتر خود مدیریتی سرویس‌ها و شبکه‌ها یکی از نکات اصلی مربوط به تحقیقات جاری تشخیص داده شده است. چندین سال قبل فعالیت‌های تحقیقاتی سعی بر پاسخ بدین سوال داشته‌اند که چگونه باید سیستم‌های کامپیوتری و شبکه‌ها را طراحی نموده و آنها را ایجاد کرد تا آنکه قابلیت‌هایی بوجود آید که توانایی پاسخ دهی به نیازهای نوظهور امروزی را داشته باشند، نظیر ساختارهای ویژه (ad-hoc)، افزایش پیچیدگی مدیریت و ترکیب سرویس مورد تقاضای دینامیک.

در حقیقت فروشندگان بزرگی همانند SUN، HP و IBM از یک طرف و جامعه تحقیقاتی از طرف دیگر پاسخ‌های مختلفی را برای این مشکل ارائه داده‌اند. محاسبه خودکار و محاسبات ویژه یا ارتباطات اتوماتیک به ترتیب بعنوان راه حلهای این مبحث مدنظر قرار گرفتند. در صورتی که به جزئیات این راه حلها نگاه کنیم، این موضوع آشکار می‌باشد که بر مبنای ویژگی‌های تاکید شده، آنها مسائل مختلفی را مورد ملاحظه و تحت پوشش قرار دادند. اما همگی آنها یک چیز مشترک را دارا می‌باشند، پیچیدگی فزاینده سیستم را تنها می‌توان از طریق آگاهی دادن به سیستم در زمینه عملیات خود مدیریت نمود، بدان معنا که سیستمها باید عاملیتها و عملکردهای مربوطه را خود مدیریت نمایند. این مضمون تحت عنوان خود کنترلی یا خود مدیریتی خوانده می‌شود. در حقیقت این پارامتر قابلیت یک عنصر خودکار جهت تعدیل رفتار خود با توجه به عوامل محیطی و موقعیت‌های پیرامونی (رفتار مبتنی بر موقعیت) می‌باشد. بنابراین این نکته دور از تعجب نخواهد بود که اصول بدیع این مسئله در حول و حوش واژه «خود»، همانند خود ـ پیکربندی، خود ـ ترمیمی، خود ـ سازمانی، قرار گرفته باشد که اصطلاحا بنام ویژگی‌های « selfstar» خوانده می‌شود.

…

سرویسهای نسل بعد چالشها و دیدگاهها‌

۳- سیستم فرعی چندرسانه‌ای IP

اولین مفهوم در خصوص توسعه خدمات ارتباطات از راه دور بوسیله شبکه هوشمند (IN) معرفی شد که بر مبنای ضرورت جداسازی روال میزبانی و اجرای سرویس لاجیک از سیستم سوئیچینگ می‌باشد. دیدگاه IN از عملکردی مناسبی بر روی سیستم سوئیچ مدار برخوردار است، اما ضروریات NGS را برطرف نمی‌نماید و بنابراین نیاز به یک لایه کنترل جدید در مقابل تکنولوژی‌های متنوع شبکه وجود دارد.

سیستم فرعی چندرسانه‌ای IP (IMS) سعی دارد تا بهره‌گیری از یک مضمون همپوشی برای تکنولوی‌های شبکه ناهمگن نسبت به پر کردن شکاف جاری اقدام نماید. این IMS بطور اصلی برای شبکه‌های موبایل نسل سوم مشخص شده‌اند، که سرویس‌های ارتباطات مبتنی بر – IP را ارائه نموده و همچنین سرویس‌های سوئیچ مدار کلاسیک برای IP را اداره می‌نماید. این سیستم  بوسیله پروژه مشارکت نسل سوم (۳GPP) در چند فاز (۵، ۶ و ۷) و بطور اولیه برای شبکه‌های UMTS و سپس برای کلیه شبکه‌های IP معرفی شد. IMS ارائه دهنده کنترل و مدیریت نشست‌های چند رسانه‌ای بر روی شبکه IP می‌باشد و رابط‌های خاصی را برای توسعه سیستم‌های کاربردی ارائه می‌نماید.

…

۱-۳٫ مهیاسازی سرویس در IMS

IMS فراهم آورنده ساختار بازی است که یک شبکه یا فراهم آورند سرویس را قادر می‌سازد تا قابلیت توسعه روالهای کاربردی نوآورانه بدیع را داشته باشند. سرویسهای ارزش افزوده در راس عناصر شبکه IMS شناخته می‌شوند که با کنترل سرویس IMS (ISC) رابطه دارند.جایگزینهای مختلفی برای یک سرور کاربردی IMS وجود دارد که همانگونه که در شکل ۲ نشان داده شده است می‌توان آنها را در دو دسته طبقه‌بندی نمود. سرور کاربردی (SIP AS، یا OSA AS) مشخص شده در جعبه بسته اول شکل، که قابلیت نگاشت توابع شبکه (مثلا از طریق گیت‌وی OSA) یا پروتکلهای سیگنالینگ (SIP) به رابط‌های برنامه‌نویسی کاربردی بر مبنای تکنیکهای خاص (Java، CORBA) را خواهد داشت. دیدگاه جایگزین ثانویه که بوسیله اتحاد باز موبایل (OMA) دنبال شده است بطور قدرتمندی در ارتباط با اسلوب مبتنی بر سرویس می‌باشد که دیدگاه بالا-پایین را دنبال می‌نماید که از طراحی سرویس آغاز شده و تا نگاشت سرویس در تکنولوژیهای شبکه بنیادین تداوم می‌یابد.

…

۱-۱-۳٫ سرور کاربردی

معماری IMS چندین نقطه ارجاع بین هسته IMS و خدمات بر روی سرورهای کاربردی (AS) را مشخص می‌سازد، که خود میزبان لاجیک سرویس و محیط ساخت سرویس برای برنامه‌های کاربردی و سرویس‌ها می‌باشد. AS سعی دارد بر روی نشست IMS SIP از طرف سرویس‌ها تاثیرگذار باشد. بطور حقیقی جداسازی سرویس‌ها از مدیریت نشست و کنترل نشست قبلا در IN معرفی شد، اما این موضوع بعنوان یک فاز مهم بشمار می‌آید که برای تسریع بخشیدن به سیکل توسعه برنامه‌های کاربردی مورد نیاز می‌باشد. مدل معماری IMS برای تدارک سرویس‌های ارزش افزوده در داخل شبکه‌های IP بر مبنای پروتکل‌های IETF متعددی نظیر پروتکل آغاز نشست (SIP)، پروتکل DIAMTER و پروتکل‌های دیگر می‌باشد. از آنجاییکه هسته IMS فراهم آورنده عناصر عملکردی اصلی برای سرورهای کاربردی می‌باشند، می‌توان آن را بعنوان مبنای پلتفرم ارسال سرویس برای کاربردهای ارتباطات مشخص نمود.

…

۲-۱-۳٫ فعال کننده‌های AS در برابر OMA

ما بر روی این حقیقت تاکید می‌کنیم که دیدگاه OMA محدوده گسترده‌ای از امکانات و احتمالات، بواسطه سازگاری آن با فراهم آورندگان شخص ثالث بیرونی، را ایجاد می‌کند. همانگونه که قبلا ذکر شد، ظهور مدلهای تجاری شامل سناریوهای بسیار دینامیکی و در بر دارنده بازیگران بیشمار در یک مولفه واحد بوده است. بنابراین، آنها نیازمند سازگاری و تعامل با تعداد زیادتری از هویت‌ها و مقوله‌های مرتبط می‌باشند.

…

سرویسهای نسل بعد چالشها و دیدگاهها‌

۴- دیدگاه بعدی

جهت انجام کلیه ضروریات فصل ۲ و فایق آمدن بر چالش‌های ذکر شده، یک مدل معماری جدید را باید تعریف کرد. این فصل نسبت به معرفی معماری مرجع ممکن اقدام می‌نماید تا آنکه بتواند سناریوهای ارتباطاتی مختلف را در حد ممکن پشتیبانی نموده و ضروریات فنی را مدنظر قرار دهد. به همین دلیل معماری مرجع یک دیدگاه لایحه‌ای را عرضه می‌دارد که دارای سطح افزایش یافته تجریدی از تکنیک‌های شبکه استفاده شده می‌باشد. این امر انعطاف‌پذیری لازم برای اعمال رویه‌های گسترشی اساسی در زمینه توسعه پلتفرمهای ارسال سرویس را بوجود می‌آورد. از آنجاییکه این مقاله بر روی چالش‌ها و دیدگاه‌ها متمرکز می‌باشد، این معماری مرجع در مقاله جاری به تفصیل تشریح نخواهد شد.

…

سرویسهای نسل بعد چالشها و دیدگاهها‌

۵- نتیجه گیری

سیر به سمت سرویسهای نسل بعد در NGNها باعث بوجود آمدن چالشهای جدید برای فراهم آورندگان سرویس شده است. این مشکل نه تنها ریشه در ویژگیها و خصیصه‌های مرتبط با پیچیدگی شبکه دارد، بلکه مسئله سرعت بخشیدن در فرآیند توسعه سرویسهای ارتباطات از راه دور، آغاز بکار در زمینه طراحی سرویس و در نهایت پیاده‌سازی آن نیز از جمله موارد مد نظر می‌باشد.

در این مقاله، ما نسبت به تشریح غالب ویژگیهای سرویسهای ارتباطات از راه دور نسل بعد اقدام نموده و چالشهای بیشمار که توسعه دهندگان سرویسها باید با آن روبرو شوند را مورد بحث قرار دادیم. بر این مبنا، دیدگاههای متعددی ارائه شدند. بطور مثال، IMS بعنوان یک لایه کنترلی در مقایسه با پیچیدگیهای شبکه انتزاعی و تکنولوژیهای دسترسی مختلف از طریق چندین نقطه ارجاع با استفاده از دو پروتکل SIP و DIAMETER مورد بحث قرار گرفت. علاوه بر این، چنین تجرید‌هایی را می‌توان در چندین لایه بالاتر، نظیر لایه فعال کننده سرویسها که بوسیله OMA تعریف شده است، دنبال نمود.

سرویسهای نسل بعد چالشها و دیدگاهها‌