هیچ فردی یک بسته ازدست رفته یا به اصطلاح Bad Packet را نمی پسندد.
یک بسته از بین رفته (Corrupted Packet) هیچ دوستی ندارد.مدیران آی تی شبکه از بسته های خراب به دلایل کاهش پهنای باند و کاهش گذردهی لینک ،بیزار هستند و مدیران شبکه های عملیاتی(Operation Technology) از این بسته ها به دلیل تاثیر منفی بر روی real time بودن اپلیکیشن ها و ایجاد تاخیر بیزار هستند.
چه تعمداتی باید صورت گیرد تا مدیران آی تی و مدیران عملیاتی شبکه ها نظرشان در ارتباط با از دست رفتن بسته ها تغییر کند؟
قبل از پاسخ به این سوال ، به بررسی فرآیند از دست رفت بسته ها و اثرات آن بر روی شبکه می پردازیم.
"کاهش از دست رفت بسته ها نیازمند چشم انداز همگرا سیستم آی تی و سیستم عملیاتی شبکه ها و منابع انسانی کارآمد است."
کرگ رسنیچ
مشاور گروه ARC
بسته های خراب (Corrupted Packet)
از دست رفت بسته با تغییر یک بیت صفر یا یک در هنگاه انتقال از مبدا به مقصد اتفاق می افتد.این خطا در بیت تقریباً همیشه در لایه های پایین تر از Protocol stack اتفاق می افتد که همان لایه اول (Physical) است.وظیفه لایه فیزیکی (بستر شبکه که فقط سیگنال های 0و1را انتقال می دهد همانند کابل ها)انتقال اطلاعات از یک بستر شبکه به بستری دیگر است.معمولا این اطلاعات رشته های صفر و یک هستند.لایه فیزیکی هیچ header ای به بیت های صفر و یک اضافه نمی کند زیرا لایه های بالاتر این کار را انجام می دهند.
اگر که در بستر شبکه از کابل مسی و یا ارتباط بی سیم استفاده شده باشد و یا ارتباط بی سیم استفاده شده باشد عواملی مانند رعدو برق و دیگر نویزهای الکتریکی می توانند باعث ایجاد خطا در بیت ها شوند.
در شبکه های نوری، خطا در بیت می تواند به دلیل درست کار نکردن ماژول نوری ایجاد شود، که باعث تداخل در رشته های صفر و یک می شود.
برای حل این مشکل ساختار شبکه همگرا و در کنار هم آوردن سیستم های فناوری اطلاعات و عملیاتی با حفظ جدا بودن این دو سیستم نیاز است.در نتیجه ، متخصصین فناوری اطلاعات(IT) و متخصصین عملیاتی(OT) که در گذشته فقط دیدی به سیستم خود داشته اند اکنون باید تکنولوژی مقابل را برای کمک به حذف کردن بسته های از دست رفته نیز در نظر بگیرند.متخصصین فناوری اطلاعات باید قادر به انتقال تجربیات خود در زمینه شبکه های سازمانی و پروتکل اینترنت در ساختار اپلیکیشن ها باشند.متخصصین سیستم عملیاتی باید قادر به درک تکنولوژی های روز برای داشتن سیستمی ایمن باشند.
افزایش گذردهی با بسته های خراب
شناسایی خطا در بیت
لایه فیزیکی در ارتباط با خطا در بیت هیچ ایده ای ندارد.در لایه فیزیکی بیت ها هیچ معنایی ندارند و فقط رشته هایی از صفر و یک ها هستند. لایه فیزیکی فقط رشته های صفر و یک که می تواند شامل خطا در بیت ها باشد را برای ارسال به لایه data link فراهم می کند. و لایه دوم است که به رشته های صفر ویک به اصطلاح معنا می بخشد با اضافه کردن header و trailer به آنها و ساخت فریم.
وقتی بسته ای از مبدا به مقصد ارسال می گردد، بسته در مقصد بایدچک شود که آیا درست و صحیح رسیده است یا خیر. مبدا و مقصد برای اینکه بدانند بسته ای که در بستر شبکه ارسال می شود سالم به مقصد رسیده یا خیر از فرمول CRC استفاده می کنند.فرمولی است که همه دیوایس های شبکه آن فرمول را استفاده می کنند.لایه datalink، با اضافه کردن CRC(Cyclic redundancy check) به فریم ها امکان تشخیص خطا در بیت ها و جلوگیری از دست رفت بسته را ایجاد می کند.CRC با استفاده از الگوریتم و انجام محاسبات بر روی بسته و بدست آوردن یک حاصل که به آن FCS می گویند به همراه بسته به مقصد ارسال می کند.و این عمل در هر دو طرف یعنی فرستنده و گیرنده انجام می شود.اگر که نتایج یکسان نباشند پس یک بیت خطا در بسته اتفاق افتاده است.
اما برخورد لایه data link در برابر خطا در بیت چیست؟
سوئیچ بسته های خراب را دور می اندازد و گیرنده درخواست ارسال دوباره را از فرستنده می کند.خطا در یک بیت باعث از بین رفتن تعداد زیادی بیت می شود.
افزایش تاخیر با بسته های خراب
اثر بسته های خراب
یک بسته از بین رفته به دو روش بر روی شبکه تاثیر می گذارد:کاهش گذردهی لینک و اضافه کردن به تاخیر.
و نکته حائز اهمیت این است که شما در کدام جبهه کاری هستید IT یا OT.بسته از دست رفته گذردهی را زمانی که سوئیچ آن را دور می اندازد و دوباره ارسال می کند ، کاهش می دهد و اساساً بسته دوبار ارسال می شود.
زیرا لایه های بالاتر Protocol Stack تا زمانی که بسته به درستی دریافت نکنند نمی توانند کاری انجام دهند و همچنین به تاخیر در شبکه نیز افزوده می شود. یک پروتکل پشته ای ، شامل مجموعه ای از پروتکل ها است که با یکدیگر فعالیت نموده تا امکان انجام یک عملیات خاص را برای سخت افزار و یا نرم افزار فراهم نمایند. پروتکل TCP/IP نمونه ای از پروتکل های پشته ای است .
مدیران آی تی بیش تر نگران گذردهی هستند تا تاخیر. تاخیر شبکه سازمان پاسخگوی نیازهایشان است. و مشکلی در اپلیکیشن ها ایجاد نمی شود.
مدیران عملیاتی دید متفاوتی به از دست رفتن بسته ها دارند.در کارخانه تاًخیر از پهنای باند و گذردهی مهم تر است.به طور مثال زمانی که یک سنسور در کارخانه یک بسته درخواست کنش (action)ارسال می کند، نیاز است که پاسخ در میلی ثانیه ارسال شود. و این تاًخیر هزینه آور است.
در کارخانه ، تاخیر شبکه از پهنای باند و گذردهی مهم تر است.
برای کاهش از دست رفت بسته ها چه باید کرد؟
ساختار سیستم های فناوری اطلاعات و عملیاتی نقش مهمی را در کاهش از دست رفت بسته ها ایفا می کنند.به خصوص در مواقعی که سرعت شبکه بیش از 10 گیگابیت بر ثانیه است.
در اینجا به دو مورد ساختار شبکه ای اشاره شده است.
زیرساخت شبکه های فناوری اطلاعات و عملیاتی نقش کلیدی را در کاهش از دست رفت بسته ها ایفا می کند.
اهمیت زیرساخت
استفاده از زیرساخت صحیح
مدیران آی تی و عملیاتی شاید درباره چگونگی تاًثیرات از دست رفت بسته ها اتفاق نظر نداشته باشند.اما در این موضوع که زیر ساخت قدرتمند می تواند به جلوگیری از دست رفت بسته ها کمک کند اتفاق نظر دارند.
استفاده از کابل مسی که در برابر عوامل الکترومغناطیسی (EMI) و همشنوایی مقاوم هستند و همچنین در شبکه های فیبر نوری فیبری که در برابر نویز ها ایمن است می توانند به عنوان تجهیزات زیرساخت مطمئن در نظر گرفت.
مانیتورینگ و آنالیز مداوم شبکه از طریق نرم افزارهای موجود همانند wireshark،solarwinds و غیره می تواند به کاهش این هدر رفت کمک کند.
شرکت Panduit، خانواده کابل مسی cat6 utpکه از تکنولوژی ماتریکس پیشرفته در برابر عوامل EMI و همشنوایی مقاوم است
را ارائه می دهد.ساختار ایزوله این کابل ها عملا باعث کاهش هزینه روکش برای کابل ها می شود.این ایزوله بودن می تواند در کارخانه ها یا در کابل کشی متراکم سازمان ها به منظور حذف کردن اثر همشنوایی خارجی کمک کننده باشد
سیستم کابل فیبر نوری Panduit ،کابل فیبر نوری multimode با طویل ترین طول دسترسی را فراهم می کند.دلیل استفاده از فیبر در کارخانه ها به دلیل عدم نویز پذیری است و نه نیاز به سرعت بیش تر.
وب سایت قوی Panduit،کمک بزرگی در انتخاب نوع کابل صحیح می کند و بهترین راهنمایی ها را در نحوه نصب انواع کابل،تست لینک و نحوه نگهداری از زیرساخت شبکه را رائه می دهد.