شبکه نسل بعد و قابلیت اطمینان‌

شبکه نسل بعد و قابلیت اطمینان – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه برق – الکترونیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

شبکه نسل بعد و قابلیت اطمینان

۱- معرفی NGN

مفهوم شبکه نسل بعد (NGN) بیان کننده معماری ها و تکنولوژی های شبکه ارتباطات از راه دور می‌باشد. این مقاله شبکه هایی را تشریح می‌کند که در بردارنده داده های مرتبط با PSTN (شبکه تلفن سوئیچ عمومی) متعارف می‌باشد و علاوه بر این شامل ارتباطات صوتی و خدمات ویدئویی است. کلیه این اطلاعات بفرم سوئیچ شده بسته‌ای یا پاکتی، همانند روش اینترنت، عرضه می‌گردد. این بسته‌ها یا پاکتها بر حسب نوع آنها (داده، صوت، ویدئو، غیره) بسته بندی شده و بر مبنای کیفیت خدمات(QoS) و پارامترهای امنیتی بسمت شبکه ارسال می‌گردند.

NGN یک تمایز آشکار را بین مضامین انتقالی و خدماتی مشخص می‌سازد و بر اساس اعلانات صورت گرفته معرفی یکنواخت خدمات جدید در آن امکان پذیر خواهد بود. به هنگامی که یک فراهم آورنده خدمات خواسته باشد تا سرویس جدیدی را راه اندازی کند، این سرویس به صورت مستقیم در لایه سرویس مربوطه، بدون توجه به لایه انتقال، تعریف می‌ گردد. این بدان معناست که سرویس ها مستقل از تکنولوژی انتقال هستند.

…

شبکه نسل بعد و قابلیت اطمینان‌

۱-۱ معماری NGN

بواسطه جدایی پارامترهای انتقال و سرویس‌ها، توابع NGN به لایه های سرویس و انتقال تقسیم می‌گردند. توابع مرتبط با کاربران – نهایی به وسیله رابط کاربر – به – شبکه (UNI) به NGN متصل می‌گردند، در حالیکه شبکه ها از طریق رابط شبکه – به شبکه (NNI) به یکدیگر متصل می‌شوند. رابط برنامه کاربردی – به – شبکه (ANI) نیز جهت اجازه به اشخاص ثالث جهت اجرای برنامه های کاربردی تعریف شده است. شکل ۱ نشان دهنده معماری کاربردی NGN می‌باشد.

۲-۱ توابع انتقال

توابع لایه انتقال فراهم آورنده اتصال برای کلیه اجزا و توابع مجزای فیزیکی در داخل یک NGN می‌باشد. پروتکل های اینترنت (IP) به عنوان یکی از مشهودترین تکنولوژی های انتقال NGN مطرح بوده و بنابر این لایه انتقال فراهم آورنده اتصال IP برای ادوات کاربران انتهایی (خارج از یک NGN) می‌باشد و بعلاوه، چنین اتصالی را برای کنترلرها و فراهم آورنده‌های خدمات مختلف که معمولاً در سرورهای داخل محدوده NGN فعالیت دارند، عرضه می‌دارد. در وهله بعد، لایه انتقال به شبکه دسترسی و شبکه هسته تقسیم می‌گردد. موارد ذیل نشان دهنده توابع اصلی انتقال می‌باشد (شکل ۱) :

توابع دسترسی، که وابسته به تکنولوژی دسترسی می‌باشد و مدیریت دسترسی کاربران نهایی به یک شبکه NGN را به عهده دارد. تکنولوژی های دسترسی نظیر دسترسی کابلی، DSL، تکنولوژی بدون سیم، تکنولوژی اترنت و دسترسی نوری، همگی جزء روال های پشتیبانی شده به شمار می‌آیند.

توابع انتقال دسترسی مسئول جابجایی اطلاعات در امتداد شبکه دسترسی می‌باشد. آنها همچنین مکانیزم کنترل QoS را عرضه می‌دارند که به صورت مستقیم در ارتباط با ترافیک کاربران، شامل مدیریت بافر، صف بندی و برنامه ریزی، فیلترینگ بسته، طبقه‌بندی ترافیک، نشان گذاری، تعیین سیاست‌ها و رویه‌ها و شکل‌گیری ترافیک می‌باشد.

توابع لبه‌ای که برای پردازش ترافیک و به هنگامی ‌استفاده می‌شوند که ترافیک دسترسی با شبکه هسته ترکیب شده باشد.

توابع انتقال هسته از انتقال اطلاعات در امتداد شبکه هسته اطمینان حاصل می‌نماید. آنها فراهم آورنده روشهایی می‌باشند تا آنکه بتوان نسبت به ایجاد تمایزات بین کیفیت انتقال از طریق تعامل با توابع کنترل انتقال اقدام نمود. علاوه براین، آنها مکانیزمهای QoS را برای کنترل ترافیک کاربران به صورت مستقیم عرضه می‌دارند، به طور مثال از طریق مدیریت بافر، صف بندی و زمانبندی فیلتر بسته، طبقه بندی ترافیک، علامت گذاری، تعیین سیاست ها و شکل دهی ها، کنترل دروازه یا گیت و دیوارهای آتش.

توابع کنترل اتصال شبکه (NACF) که فراهم آوردنده رجیسترینگ در سطح دسترسی و آغاز به کار توابع کاربران نهایی می‌باشند تا آنکه دسترسی به خدمات NGN فراهم گردد. آنها سطح شناسایی شبکه و تعیین اعتبار یا تصدیق، مدیریت فضای آدرس IP شبکه دسترسی و تصدیق نشست های دسترسی را تعیین می‌کنند. آنها همچنین معرف نقطه تماس سرویس NGN بوده و مشخص کننده توابع کاربردی برای کاربران نهایی می‌باشند، از اینرو به ادوات کاربران نهایی کمک می‌کنند تا امر رجیستری یا ثبت و آغاز به کار با NGN را بخوبی انجام دهند.

توابع کنترل منابع و پذیرش (RACFs) که ارائه دهنده کنترل پذیرش و عملکرد کنترل گیت یا دروازه، می‌باشند، نظیر کنترل آدرس شبکه و انتقال پورت (NAPT) و مدیریت نقاط کد فیلد خدمات متمایز (DSCPs). کنترل پذیرش یا ورود به طور مثال شامل کنترل اصلی پروفایل کاربران در زمینه شناسایی و اعطای مجوز است، که همچنین شامل قواعد سیاست‌های خاص – اپراتورها نیز می‌شود و موجودیت منبع را نیز در برمی‌گیرد. کنترل قابیلیت دسترسی به منابع موکد آن است که تابع کنترل ورود یا پذیرش این نکته را تصدیق خواهد نمود که آیا یک تقاضای وابسته به منبع خاص (نظیر پهنای باند، در مقابل منابعی که قبلاً فراهم آمده یا در  حال استفاده می‌باشند، ) مجاز خواهد بود یا خیر. RACFs در تعامل با توابع انتقال جهت کنترل یک یا چند تابع لایه انتقال ذیل خواهد بود: فیلترینگ بسته، طبقه بندی ترافیک، علامت گذاری و مشخص نمودن سیاست‌ها، رزرو پهنای باند و تخصیص آن، NAPT، تقابل با ارسال سیگنال جعلی در زمینه آدرسهای IP و سنجش های کاربردی.

توابع انتقال پروفایل کاربر شامل داده های کنترل کاربر یا افراد دیگری می‌باشد که یک تابع “پروفایل کاربر” واحد را در لایه انتقال تشکیل می‌دهند. این تابع ممکن است بعنوان مجموعه ای از بانک های اطلاعاتی مشارکتی باشد که همراه با عاملیت یا کاربرد در هر یک از بخش های NGN خواهد بود.

توابع گیت‌وی که از قابلیتهای کار با شبکه های دیگر، نظیر PSTN/ISDN – شبکه‌های مبتنی بر – اینترنت پشتیبانی می‌کنند. روالهای مشارکتی با دیگر NGN‌ها، که توسط مدیران سیستمی یا ادمینستریتورها پشتیبانی شده است، نیز جزء این توابع خواهند بود.

توابع کار با رسانه (MHF) خدمات تأمینی، نظیر تولید سیگنال تن (tone)، رمزگردانی و ارتباطات مکالمه کنفرانسی.

شبکه نسل بعد و قابلیت اطمینان‌

۳-۱ توابع سرویس

سرویسهای NGN شامل نشست- مدار و غیر نشست – مدار می‌باشند. مثالهای مرتبط با این سرویسهای نشست- مدار عبارتند از: IP تلفنی و کنفرانس ویدئویی؛ همچنین مثالهای سرویس های غیر نشست- مدار نیز شامل روال های استریمیگ ویدئویی و پخش هستند. علاوه بر این، NGN نسبت به پشتیبانی کاربرد گرایی شبکه مرتبط با خدمات PSTN/ISDN و توانائیها و رابط های ادوات موروثی مشتری اقدام می‌کند.

…

۴-۱ توابع مدیریت

توابع مدیریت، یک اپراتور NGN را قادر می‌سازد تا نسبت به مدیریت شبکه اقدام نموده و خدمات NGN را با کیفیت مدنظر، امنیت و قابلیت اطمینان کافی مهیا سازد. این توابع برای هریک از موجودیت های عملکردی توزیع شده است و آنها با مدیریت اجزای شبکه، مدیریت شبکه و هویت های عملکردی مدیریتی در تعامل می‌باشند.

…

۵-۱ توابع کاربران نهایی

رابط های کاربران نهایی معمولاً جزء رابط های فیزیکی یا عملکردی (کنترلی) به شمار می‌آیند، همانگونه که در شکل ۱ نشان داده شده است . مشخصه های ITU-T انواع رابط مشتری که قابلیت اتصال به یک شبکه NGN دارند را محدود نمی‌کنند. NGN کلیه دسته بندی های ادوات مشتریان از سیستم های تلفنی موروثی تک خطه تا شبکه های شرکتی پیچیده را مورد پشتیبانی قرار می‌دهد. علاوه بر این، ادوات مشتریان و ادوات کاربران نهایی ممکن است به صورت متحرک یا ثابت باشد.

۶-۱ سیستم های فرعی چندرسانه ای IP (IMS)

سیستم های فرعی چندرسانه ای IP (IMS) از یک نقش مرکزی در مهیا ساختن خدمات مبتنی بر نشست برای NGN برخوردار می‌باشند. IMS بر مبنای پروتکل های IP است که بوسیله نیروی کاری مهندسی اینترنت (IETF) تعریف گردیده است. پروژه مشارکتی نسل سوم (۳GPP) نسبت به تعریف IMS برای شبکه های موبایل اقدام نموده و علاوه بر این، چنین مضمونی برای NGN نیز بکار گرفته شده است. IMS غالباً مستقل از تکنولوژی شبکه دسترسی عمل نموده، با این حال ویژگی های خاص انتقالی مختلفی نیز برای آن وجود دارد.

شبکه نسل بعد و قابلیت اطمینان‌

معماری IMS

IMS یک ویژگی‌ متمایزی را بین شبکه هسته و شبکه دسترسی ایجاد می‌کند. این تمایز از تعاریف IMS اصلی ۳GPP نشات می‌گیرد، به طور مثال از مدل شبکه بی‌سیم که در آن یک یا چند شبکه دسترسی رادیویی به یک شبکه هسته مشترک متصل گردیده اند. شبکه های دسترسی رادیویی فراهم آورنده اتصال بین ترمینالها و سرویس ها موجود در هسته می‌باشند. یک شبکه دسترسی به عنوان مجموعه ای از هویت هایی به شمار می‌آید که فراهم آورنده روال اتصال انتقال IP بین یک محدوده کاربر و یک شبکه انتقال هسته می‌باشد. انواع مختلف شبکه های دسترسی بر مبنای تکنولوژی زیر ساختار آنها مشخص گردیده اند که وابسته به طبقه بندی های اختصاصی یا مدیریتی می‌باشند.

موجودیت های کاربردی IMS

شکل ۳ نشان دهنده مجموعه‌ای از موجودیت های کاربردی و نقاط مرجع معماری کاربردی IMS می‌باشد. هدف از هر مورد از موجودیت فوق به صورت موجز در ذیل تشریح می‌گردد:

…

شبکه نسل بعد و قابلیت اطمینان‌

۲- قابلیت اطمینان NGN

NGN ها به سمت یک ترکیبی از مدار و شبکه های سوئیچ شده پاکتی و همچنین تکنولوژیهای وابسته به آن در حرکت می‌باشند و به همین دلیل بیان این نکته آسان نخواهد بود که آیا قابلیت اطمینان یک شبکه NGN بهتر از یک شبکه PSTN متعارف یا اینترنت خواهد بود یا خیر. مباحث ذیل برخی از نکته نظرات و دل نگرانی ها را مطرح می‌نمایند که مشتمل بر روال های ارتفاع یافته ای می‌باشد که باعث خواهد شد تا مفهوم NGN به صورت مطمئن‌تری از اینترنت نمود یابد.

۱-۲ نگرانی هایی در زمینه عملکرد

همانطور که در فصل ۱ بیان شد NGN ها بر مبنای تکنولوژی اینترنت می‌باشند و به معنای این خواهد بود که NGN ها به صورت اساسی در معرض برخی از نکته نظرات و دلنگرانی های مرتبط با قابلیت اتکا، بعنوان شبکه های IP محلی، خواهند بود. چندین موضوع دراین زمینه وجود دارد که باعث بروز این نگرانی ها شده است، به طور مثال :

• طبیعت باز و توزیع شده

• کمبود مکانیزم های امنیت ذاتی

• مفهوم پیچیده شبکه و افزایش فزاینده این پیچیدگی

• اجرای برنامه های کاربردی هدف- بحرانی یا برنامه های اصلی

• پیاده سازی قبل از بلوغ کامل

• راه حل های تخصصی اندک برای داشتن مدیریت کارا

• نیاز به مصرف زمان و هزینه در زمینه جامعیت و پیکربندی

معماری باز موکد این نکته می‌باشد که هر شرکت و یا هر فردی می‌تواند برنامه های کاربردی برای NGN را ایجاد نموده و آنها را بر روی یک شبکه NGN اجرا نماید. از اینرو امر آماده سازی جهت رویارویی با برنامه های کاربردی زیان آور و مغرضانه از جمله مشکلات پیش‌ روی می‌باشد و این مشکلات غالبا در ارتباط با کاربران نهایی یا برنامه های کاربردی کنترلی خواهد بود. طبیعت توزیع شده در مقابل، شامل این نکته می‌باشد که مشخص کردن و حذف آشفتگی ها و اختلالات مشاهده شده ممکن است مشکل باشد، مخصوصاً در حالت هایی که این آشفتگی ها قابلیت حرکت در گستره شبکه را داشته و یا آنکه می‌توانند خود را کپی نموده و در موقعیت ها و محل های شبکه تکثیر شوند. بنابراین، ممانعت از کاربردهای توزیعی بیشتر ممکن است هم حالت بازدارنده داشته باشد و هم بعنوان یک رویه پیشرو مد نظر باشد.

…

۲-۲ کیفیت ارتقایافته اینترنت

با وجود آنکه NGN از تکنولوژی مشابهی با توجه به اینترنت بهره مند می‌باشد، مواردی از مقوله های اضافی نیز وجود دارند که NGN را تا اندازه ای متمایز از اینترنت نشان می‌دهند. تفاوت اصلی IMS می‌باشد، که بر مبنای پروتکل های IETF ساخته شده است، اما در عین حال این مقوله پروفایلهای خاصی را اجرا نموده و روال های ارتقای خاصی را در نظر داشته تا آنکه یک سیستم قدرتمند چندرسانه ای را عرضه دارد. چنین روال های ارتقایافته و پروفایلهای عملیاتی ارائه دهنده پشتیبانی برای کنترل اپراتور، صورتحساب و ایمنی می‌باشند. به علاوه، IMS نیازمند مجموعه‌ای از رابط های عمودی می‌باشد تا آنکه مضامین ذیل را فراهم سازد.

…

شبکه نسل بعد و قابلیت اطمینان‌