بفضل استخدام محولات الشبكة المحلية لتقنية تبديل الدوائر الافتراضية، تضمن هذه المحولات تقنيًا عدم وجود تنازع على عرض النطاق الترددي بين جميع منافذ الإدخال والإخراج، مما يتيح نقل البيانات بسرعة عالية بين المنافذ دون حدوث اختناقات في الإرسال. وهذا بدوره يزيد بشكل كبير من إنتاجية البيانات لنقاط معلومات الشبكة، ويُحسّن أداء نظام الشبكة ككل. تشرح هذه المقالة التقنيات الخمس الرئيسية المستخدمة في هذا المجال.
1. الدوائر المتكاملة القابلة للبرمجة (ASIC) (الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات)
هذه شريحة دارة متكاملة مخصصة مصممة خصيصًا لتحسين تبديل الطبقة الثانية. وهي تقنية التكامل الأساسية المستخدمة في حلول الشبكات الحديثة. يمكن دمج وظائف متعددة على شريحة واحدة، مما يوفر مزايا مثل التصميم البسيط، والموثوقية العالية، واستهلاك الطاقة المنخفض، والأداء العالي، والتكلفة المنخفضة. يمكن تخصيص شرائح ASIC القابلة للبرمجة، والمستخدمة على نطاق واسع في محولات الشبكات المحلية، من قبل المصنّعين - أو حتى المستخدمين - لتلبية احتياجات التطبيقات. وقد أصبحت هذه الشرائح إحدى التقنيات الرئيسية في تطبيقات محولات الشبكات المحلية.
2. خط أنابيب موزع
بفضل تقنية المعالجة الموزعة للبيانات، تستطيع محركات التوجيه الموزعة المتعددة توجيه حزم البيانات الخاصة بها بسرعة وبشكل مستقل. وفي مسار واحد، يمكن لعدة رقاقات ASIC معالجة عدة إطارات في وقت واحد. هذا التزامن والمعالجة الموزعة يرفعان أداء التوجيه إلى مستوى جديد، محققين أداءً فائق السرعة لحركة البيانات أحادية البث، والبث العام، والبث المتعدد على جميع المنافذ. لذا، تُعد المعالجة الموزعة للبيانات عاملاً هاماً في تحسين سرعات تبديل الشبكات المحلية.
3. ذاكرة قابلة للتوسع ديناميكيًا
في منتجات تبديل الشبكات المحلية المتقدمة، يعتمد الأداء العالي والوظائف عالية الجودة غالبًا على نظام ذاكرة ذكي. تتيح تقنية الذاكرة القابلة للتوسع ديناميكيًا للمبدل زيادة سعة الذاكرة بشكل فوري وفقًا لمتطلبات حركة البيانات. في مبدلات الطبقة الثالثة، يرتبط جزء من الذاكرة مباشرةً بمحرك التوجيه، مما يُمكّن من إضافة المزيد من وحدات الواجهة. ومع ازدياد عدد محركات التوجيه، تتوسع الذاكرة المرتبطة بها تبعًا لذلك. ومن خلال معالجة ASIC القائمة على خطوط الأنابيب، يمكن إنشاء مخازن مؤقتة ديناميكيًا لزيادة استخدام الذاكرة ومنع فقدان الحزم أثناء تدفقات البيانات الكبيرة.
4. آليات الطوابير المتقدمة
مهما بلغت قوة جهاز الشبكة، فإنه سيظل يعاني من الازدحام في قطاعات الشبكة المتصلة. تقليديًا، تُخزَّن البيانات على المنفذ في طابور إخراج واحد، وتُعالَج وفقًا لترتيب FIFO (الأولوية للأقدم) بغض النظر عن الأولوية. عندما يمتلئ الطابور، تُسقط الحزم الزائدة؛ وعندما يطول الطابور، يزداد التأخير. تُسبب آلية الطابور التقليدية هذه صعوبات لتطبيقات الوقت الحقيقي والوسائط المتعددة.
لذا، طوّر العديد من الموردين تقنيات متقدمة لإدارة الطوابير لدعم الخدمات المتباينة على قطاعات الإيثرنت، مع التحكم في التأخير والارتعاش. قد تشمل هذه التقنيات مستويات متعددة من الطوابير لكل منفذ، مما يتيح تمييزًا أفضل لمستويات حركة البيانات. تُوضع حزم بيانات الوسائط المتعددة والبيانات الآنية في طوابير ذات أولوية عالية، ومع نظام إدارة الطوابير العادل الموزون، تُعالج هذه الطوابير بشكل متكرر - دون تجاهل حركة البيانات ذات الأولوية المنخفضة تمامًا. لا يلاحظ مستخدمو التطبيقات التقليدية أي تغييرات في وقت الاستجابة أو الإنتاجية، بينما يتلقى المستخدمون الذين يشغلون تطبيقات حساسة للوقت استجابات في الوقت المناسب.
5. التصنيف الآلي لحركة المرور
في نقل البيانات عبر الشبكة، تُعد بعض تدفقات البيانات أكثر أهمية من غيرها. وقد بدأت محولات الشبكة المحلية من الطبقة الثالثة (Layer-3 LAN) في تبني تقنية التصنيف التلقائي لحركة البيانات لتمييز أنواعها وأولوياتها المختلفة. تُظهر التجارب العملية أنه مع التصنيف التلقائي، تستطيع المحولات توجيه مسار معالجة الحزم لتمييز التدفقات التي يُحددها المستخدم، مما يُحقق زمن استجابة منخفضًا وتوجيهًا عالي الأولوية. وهذا لا يُوفر فقط تحكمًا وإدارة فعّالين لتدفقات البيانات الخاصة، بل يُساعد أيضًا في منع ازدحام الشبكة.
تاريخ النشر: 20 نوفمبر 2025