Reliability (computer networking)
کمپیوٹر نیٹ ورکنگ میں، ایک قابل اعتماد پروٹوکول ایک مواصلاتی پروٹوکول ہے جو بھیجنے والے کو مطلع کرتا ہے کہ آیا مطلوبہ وصول کنندگان کو ڈیٹا کی فراہمی کامیاب رہی یا نہیں۔ وشوسنییتا یقین دہانی کا مترادف ہے، جو کہ آئی ٹی یو اور اے ٹی ایم فورم کے ذریعے استعمال کی جانے والی اصطلاح ہے۔ قابل اعتماد پروٹوکول عام طور پر ناقابل اعتماد پروٹوکول سے زیادہ اوور ہیڈ ہوتے ہیں، اور اس کے نتیجے میں، زیادہ آہستہ اور کم اسکیل ایبلٹی کے ساتھ کام کرتے ہیں۔ یہ اکثر یونیکاسٹ پروٹوکول کے لیے کوئی مسئلہ نہیں ہے، لیکن یہ قابل اعتماد ملٹی کاسٹ پروٹوکول کے لیے ایک مسئلہ بن سکتا ہے۔ ٹرانسمیشن کنٹرول پروٹوکول (ٹی سی پی)، انٹرنیٹ پر استعمال ہونے والا مرکزی پروٹوکول، ایک قابل اعتماد یونیکاسٹ پروٹوکول ہے۔ یہ ایپلی کیشنز کو قابل اعتماد بائٹ اسٹریم کا خلاصہ فراہم کرتا ہے۔ یو ڈی پی ایک ناقابل اعتماد پروٹوکول ہے اور اکثر کمپیوٹر گیمز، اسٹریمنگ میڈیا یا دیگر حالات میں استعمال ہوتا ہے جہاں رفتار ایک مسئلہ ہے اور ڈیٹا کی عارضی نوعیت کی وجہ سے کچھ ڈیٹا کا نقصان برداشت کیا جا سکتا ہے۔ اکثر، ایک قابل اعتماد یونیکاسٹ پروٹوکول بھی کنکشن پر مبنی ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، ٹی سی پی کنکشن پر مبنی ہے، جس میں ورچوئل سرکٹ آئی ڈی ماخذ اور منزل کے آئی پی پتے اور پورٹ نمبروں پر مشتمل ہے۔ تاہم، کچھ ناقابل اعتماد پروٹوکول کنکشن پر مبنی ہوتے ہیں، جیسے کہ اسنکرونس ٹرانسفر موڈ اور فریم ریلے۔ اس کے علاوہ، کچھ کنکشن لیس پروٹوکول، جیسے کہ IEEE 802.11 قابل اعتماد ہیں۔ ڈونلڈ ڈیوس کے تجویز کردہ پیکٹ سوئچنگ تصورات کی بنیاد پر، اے آر پی اے این ای ٹی پر پہلا مواصلاتی پروٹوکول 1822 انٹرفیس کے ذریعے اپنے میزبانوں کو جوڑنے کے لیے ایک قابل اعتماد پیکٹ ڈیلیوری کا طریقہ کار تھا۔ ایک میزبان کمپیوٹر نے محض ڈیٹا کو درست پیکٹ فارمیٹ میں ترتیب دیا، منزل میزبان کمپیوٹر کا پتہ داخل کیا، اور پیغام کو انٹرفیس کے پار اس کے منسلک انٹرفیس میسج پروسیسر (آئی ایم پی) کو بھیجا۔ ایک بار جب پیغام منزل کے میزبان کو پہنچایا گیا تو بھیجنے والے میزبان کو ایک اعتراف پہنچایا گیا۔ اگر نیٹ ورک پیغام نہیں پہنچا سکا تو آئی ایم پی بھیجنے والے میزبان کو ایک ایرر میسج واپس بھیج دے گا۔ دریں اثنا، سائکلڈس اور ایلوہنیٹ کے ڈویلپرز نے مظاہرہ کیا کہ قابل اعتماد پیکٹ ٹرانسمیشن فراہم کیے بغیر ایک موثر کمپیوٹر نیٹ ورک بنانا ممکن ہے۔ اس سبق کو بعد میں ایتھرنیٹ کے ڈیزائنرز نے قبول کیا۔ اگر کوئی نیٹ ورک پیکٹ کی ترسیل کی ضمانت نہیں دیتا ہے، تو یہ میزبان کی ذمہ داری بن جاتی ہے کہ وہ گمشدہ پیکٹوں کا پتہ لگا کر اور دوبارہ بھیج کر وشوسنییتا فراہم کرے۔ اے آر پی اے این ای ٹی پر اس کے بعد کے تجربے نے اشارہ کیا کہ نیٹ ورک خود پیکٹ کی ترسیل کی تمام ناکامیوں کا قابل اعتماد طریقے سے پتہ نہیں لگا سکا، اور اس نے کسی بھی صورت میں بھیجنے والے میزبان پر غلطی کا پتہ لگانے کی ذمہ داری کو آگے بڑھا دیا۔ اس سے اینڈ ٹو اینڈ اصول تیار ہوا، جو انٹرنیٹ کے ڈیزائن کے بنیادی اصولوں میں سے ایک ہے۔ وشوسنییتا کی خصوصیات ایک قابل اعتماد خدمت وہ ہے جو ڈیلیوری ناکام ہونے پر صارف کو مطلع کرتی ہے، جبکہ ڈیلیوری ناکام ہونے پر ناقابل اعتماد صارف کو مطلع نہیں کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، انٹرنیٹ پروٹوکول (آئی پی) ایک ناقابل اعتماد خدمت فراہم کرتا ہے۔ ٹرانسمیشن کنٹرول پروٹوکول (ٹی سی پی) اور آئی پی مل کر ایک قابل اعتماد سروس فراہم کرتے ہیں، جبکہ یوزر ڈیٹاگرام پروٹوکول (یو ڈی پی) اور آئی پی ناقابل اعتماد سروس فراہم کرتے ہیں۔ تقسیم شدہ پروٹوکول کے تناظر میں، وشوسنییتا کی خصوصیات ان ضمانتوں کی وضاحت کرتی ہیں جو پروٹوکول مطلوبہ وصول کنندگان کو پیغامات کی فراہمی کے حوالے سے فراہم کرتا ہے۔ یونیکاسٹ پروٹوکول کے لیے وشوسنییتا کی خاصیت کی ایک مثال "کم از کم ایک بار" ہے، یعنی۔ پیغام کی کم از کم ایک کاپی وصول کنندہ تک پہنچانے کی ضمانت ہے۔ ملٹی کاسٹ پروٹوکول کے لیے وشوسنییتا کی خصوصیات کا اظہار فی وصول کنندہ کی بنیاد پر کیا جا سکتا ہے (سادہ وشوسنییتا کی خصوصیات)، یا وہ مختلف وصول کنندگان (مضبوط وشوسنییتا کی خصوصیات) کے درمیان ترسیل کی حقیقت یا ترسیل کی ترتیب سے متعلق ہو سکتے ہیں۔ ملٹی کاسٹ پروٹوکول کے تناظر میں، مضبوط وشوسنییتا کی خصوصیات اس ضمانت کا اظہار کرتی ہیں جو پروٹوکول مختلف وصول کنندگان کو پیغامات کی فراہمی کے حوالے سے فراہم کرتا ہے۔ مضبوط وشوسنییتا کی خاصیت کی ایک مثال آخری کاپی یاد کرنا ہے، جس کا مطلب ہے کہ جب تک کسی پیغام کی کم از کم ایک کاپی کسی بھی وصول کنندہ کے پاس دستیاب رہتی ہے، ہر دوسرا وصول کنندہ جو ناکام نہیں ہوتا ہے آخر کار اسے بھی ایک کاپی ملتی ہے۔ اس طرح کی مضبوط وشوسنییتا خصوصیات کے لیے عام طور پر یہ ضروری ہوتا ہے کہ پیغامات وصول کنندگان کے درمیان دوبارہ منتقل یا فارورڈ کیے جائیں۔ آخری کاپی یاد سے زیادہ مضبوط وشوسنییتا کی خاصیت کی ایک مثال ایٹمائٹی ہے۔ پراپرٹی میں کہا گیا ہے کہ اگر کسی پیغام کی کم از کم ایک کاپی وصول کنندہ کو پہنچائی گئی ہے، تو دوسرے تمام وصول کنندگان کو آخر کار پیغام کی ایک کاپی موصول ہوگی۔ دوسرے لفظوں میں، ہر پیغام ہمیشہ یا تو تمام یا وصول کنندگان میں سے کسی کو نہیں پہنچایا جاتا ہے۔ سب سے پیچیدہ مضبوط وشوسنییتا خصوصیات میں سے ایک ورچوئل سنکرونی ہے۔ قابل اعتماد پیغام رسانی ایک ناقابل اعتماد بنیادی ڈھانچے سے گزرنے والے پیغام کا تصور ہے جبکہ پیغامات کی کامیاب ترسیل کے بارے میں کچھ ضمانت دینے کے قابل ہونا۔ مثال کے طور پر، کہ اگر پیغام پہنچایا جاتا ہے، تو اسے زیادہ سے زیادہ ایک بار پہنچایا جاتا ہے، یا یہ کہ تمام پیغامات کامیابی کے ساتھ ایک خاص ترتیب میں پہنچتے ہیں۔ قابل اعتماد ترسیل کا موازنہ بہترین کوشش کی ترسیل سے کیا جا سکتا ہے، جہاں اس بات کی کوئی ضمانت نہیں ہے کہ پیغامات تیزی سے، ترتیب میں، یا بالکل بھی پہنچائے جائیں گے۔ نفاذ ایک قابل اعتماد ڈیلیوری پروٹوکول ایک ناقابل اعتماد پروٹوکول پر بنایا جا سکتا ہے۔ ایک انتہائی عام مثال انٹرنیٹ پروٹوکول پر ٹرانسمیشن کنٹرول پروٹوکول کی پرت ہے، جسے ٹی سی پی/آئی پی کے نام سے جانا جاتا ہے۔ مضبوط وشوسنییتا کی خصوصیات گروپ کمیونیکیشن سسٹمز (جی سی ایس) جیسے آئی ایس-آئی ایس، ایپیا فریم ورک، جے گروپس یا کوئیک سلور اسکیل ایبل ملٹی کاسٹ کے ذریعے پیش کی جاتی ہیں۔ کوئیک سلور پراپرٹیز فریم ورک ایک لچکدار پلیٹ فارم ہے جو مضبوط وشوسنییتا کی خصوصیات کو خالص طور پر اعلانیہ انداز میں ظاہر کرنے کی اجازت دیتا ہے، ایک سادہ اصول پر مبنی زبان کا استعمال کرتے ہوئے، اور خود بخود درجہ بندی کے پروٹوکول میں ترجمہ ہوتا ہے۔ ایک پروٹوکول جو قابل اعتماد پیغام رسانی کو نافذ کرتا ہے وہ ڈبلیو ایس-ریلیبل میسجنگ ہے، جو ایس او اے پی پیغامات کی قابل اعتماد ترسیل کو سنبھالتا ہے۔ اے ٹی ایم سروس-مخصوص کوآرڈینیشن فنکشن اے اے ایل 5 کے ساتھ شفاف یقینی ترسیل فراہم کرتا ہے۔ IEEE 802.11 تمام ٹریفک کے لیے قابل اعتماد سروس فراہم کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ اگر بھیجنے والے اسٹیشن کو پہلے سے طے شدہ مدت کے اندر اے سی کے فریم موصول نہیں ہوتا ہے تو بھیجنے والا اسٹیشن ایک فریم دوبارہ بھیجے گا۔ تاہم، ریئل ٹائم کمپیوٹنگ میں وشوسنییتا کی تعریف کے ساتھ "ڈیلیوری یا ناکامی کی اطلاع" کے طور پر ایک مسئلہ ہے۔ ایسے نظاموں میں، حقیقی وقت کا ڈیٹا فراہم کرنے میں ناکامی نظام کی کارکردگی پر منفی اثر ڈالے گی، اور کچھ نظام، مثال کے طور پر۔ حفاظت سے متعلق اہم، حفاظت سے وابستہ، اور کچھ محفوظ مشن سے متعلق اہم نظام، کچھ مخصوص کم از کم سطح پر کارکردگی کا مظاہرہ کرنے کے لیے ثابت ہونے چاہئیں۔ اس کے نتیجے میں، ضروری ہے کہ اہم ڈیٹا کی فراہمی کے لیے ایک مخصوص کم از کم وشوسنییتا کو پورا کیا جائے۔ لہذا، ان صورتوں میں، صرف ڈیلیوری ہی اہمیت رکھتی ہے ؛ ڈیلیور کرنے میں ناکامی کی اطلاع ناکامی کو بہتر بناتی ہے۔ ہارڈ ریئل ٹائم سسٹمز میں، تمام ڈیٹا کو ڈیڈ لائن تک پہنچانا ضروری ہے یا اسے سسٹم کی ناکامی سمجھا جاتا ہے۔ فرم ریئل ٹائم سسٹمز میں، دیر سے ڈیٹا اب بھی بے قدر ہے لیکن سسٹم کچھ دیر سے یا گمشدہ ڈیٹا کو برداشت کر سکتا ہے۔ ایسے متعدد پروٹوکول ہیں جو قابل اعتماد ترسیل اور بروقت کے لیے حقیقی وقت کی ضروریات کو پورا کرنے کے قابل ہیں: MIL-STD-1553B اور STANAG 3910 ایوینک ڈیٹا بسوں کے لیے اس طرح کے بروقت اور قابل اعتماد پروٹوکول کی معروف مثالیں ہیں۔ MIL-1553 ڈیٹا کی ترسیل اور ان ترسیل کے کنٹرول کے لیے 1 Mbit/s مشترکہ میڈیا کا استعمال کرتا ہے، اور وفاقی فوجی ایوینکس سسٹمز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ یہ اس ڈیٹا کو حاصل کرنے یا منتقل کرنے کے لیے منسلک ریموٹ ٹرمینلز (آر ٹیز) کو حکم دینے کے لیے بس کنٹرولر (بی سی) کا استعمال کرتا ہے۔ لہذا بی سی اس بات کو یقینی بنا سکتا ہے کہ کوئی بھیڑ نہیں ہوگی، اور منتقلی ہمیشہ بروقت ہوتی ہے۔ ایم آئی ایل-1553 پروٹوکول خودکار دوبارہ کوششوں کی بھی اجازت دیتا ہے جو اب بھی بروقت ترسیل کو یقینی بنا سکتا ہے اور فزیکل پرت سے اوپر وشوسنییتا میں اضافہ کر سکتا ہے۔ STANAG 3910، جسے یورو فائیٹر ٹائیفون پر اس کے استعمال میں EFABus کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، درحقیقت، MIL-1553 کا ایک ورژن ہے جس میں ڈیٹا کی منتقلی کے لیے 20 Mbit/s مشترکہ میڈیا بس کے ساتھ اضافہ کیا گیا ہے، اور کنٹرول کے مقاصد کے لیے 1 Mbit/s مشترکہ میڈیا بس کو برقرار رکھا گیا ہے۔ اسنکرونس ٹرانسفر موڈ (اے ٹی ایم)، ایوینکس فل ڈوپلیکس سوئچڈ ایتھرنیٹ (اے ایف ڈی ایکس)، اور ٹائم ٹرگرڈ ایتھرنیٹ (ٹی ٹی ایتھرنیٹ) پیکٹ سوئچڈ نیٹ ورک پروٹوکول کی مثالیں ہیں جہاں ڈیٹا ٹرانسفر کی بروقت اور وشوسنییتا کو نیٹ ورک کے ذریعے یقینی بنایا جا سکتا ہے۔ اے ایف ڈی ایکس اور ٹی ٹی ایتھرنیٹ بھی آئی ای ای ای 802.3 ایتھرنیٹ پر مبنی ہیں، حالانکہ اس کے ساتھ مکمل طور پر مطابقت نہیں رکھتے۔ اے ٹی ایم کنکشن پر مبنی ورچوئل چینلز (وی سیز) کا استعمال کرتا ہے جن میں نیٹ ورک کے ذریعے مکمل طور پر تعیناتی راستے ہوتے ہیں، اور استعمال اور نیٹ ورک پیرامیٹر کنٹرول (یو پی سی/این پی سی)، جو ہر وی سی پر ٹریفک کو الگ سے محدود کرنے کے لیے نیٹ ورک کے اندر نافذ کیے جاتے ہیں۔ اس سے نیٹ ورک میں مشترکہ وسائل (سوئچ بفرز) کے استعمال کا حساب ٹریفک کے پیرامیٹرز سے لگایا جا سکتا ہے جسے پہلے سے لے جایا جانا ہے، یعنی۔ سسٹم ڈیزائن کے وقت پر۔ یہ کہ انہیں نیٹ ورک کے ذریعے لاگو کیا جاتا ہے اس کا مطلب ہے کہ یہ حسابات درست رہتے ہیں یہاں تک کہ جب نیٹ ورک کے دوسرے صارفین غیر متوقع طریقوں سے برتاؤ کرتے ہیں، یعنی۔ توقع سے زیادہ ڈیٹا منتقل کریں۔ اس کے بعد حساب شدہ استعمال کا موازنہ ان وسائل کی صلاحیتوں سے کیا جا سکتا ہے تاکہ یہ ظاہر کیا جا سکے کہ، راستوں پر رکاوٹوں اور ان رابطوں کی بینڈوڈتھ کو دیکھتے ہوئے، ان منتقلی کے لیے استعمال ہونے والے وسائل کو کبھی بھی زیادہ سبسکرائب نہیں کیا جائے گا۔ اس لیے یہ منتقلی کبھی بھی بھیڑ بھاڑ سے متاثر نہیں ہوں گی اور اس اثر سے کوئی نقصان نہیں ہوگا۔ پھر، سوئچ بفر کے پیش گوئی شدہ زیادہ سے زیادہ استعمال سے، نیٹ ورک کے ذریعے زیادہ سے زیادہ تاخیر کی پیش گوئی بھی کی جا سکتی ہے۔ تاہم، وشوسنییتا اور بروقت ثابت ہونے کے لیے، اور نیٹ ورک سے منسلک آلات کی غلطیوں اور بدنیتی پر مبنی کارروائیوں کے ثبوتوں کو برداشت کرنے کے لیے، ان وسائل کے استعمال کے حسابات کسی بھی ایسے پیرامیٹرز پر مبنی نہیں ہو سکتے جو نیٹ ورک کے ذریعے فعال طور پر نافذ نہیں کیے جاتے ہیں، یعنی۔ وہ اس بنیاد پر نہیں ہو سکتے کہ ٹریفک کے ذرائع سے کیا کرنے کی توقع کی جاتی ہے یا ٹریفک کی خصوصیات کے شماریاتی تجزیے پر (نیٹ ورک کیلکولس دیکھیں)۔ اے ایف ڈی ایکس فریکوئنسی ڈومین بینڈوتھ الاٹمنٹ اور ٹریفک پولیسنگ کا استعمال کرتا ہے، جو ہر ورچوئل لنک (وی ایل) پر ٹریفک کو محدود کرنے کی اجازت دیتا ہے تاکہ مشترکہ وسائل کی ضروریات کی پیش گوئی کی جا سکے اور بھیڑ کو روکا جا سکے تاکہ یہ ثابت کیا جا سکے کہ یہ اہم ڈیٹا کو متاثر نہیں کرتا ہے۔ تاہم، وسائل کی ضروریات کی پیش گوئی کرنے اور یہ ثابت کرنے کی تکنیک کہ بھیڑ کو روکا جاتا ہے، اے ایف ڈی ایکس معیار کا حصہ نہیں ہیں۔ ٹی ٹی ایتھرنیٹ ٹائم ڈومین کنٹرول کے طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے نیٹ ورک میں ڈیٹا کی منتقلی میں سب سے کم ممکنہ تاخیر فراہم کرتا ہے-ہر بار متحرک منتقلی کو ایک مخصوص وقت پر شیڈول کیا جاتا ہے تاکہ مشترکہ وسائل کے لیے تنازعہ کو کنٹرول کیا جا سکے اور اس طرح بھیڑ کا امکان ختم ہو جائے۔ نیٹ ورک میں موجود سوئچ اس وقت کو نافذ کرتے ہیں تاکہ دوسرے منسلک آلات میں غلطیوں اور بدنیتی پر مبنی کارروائیوں کو برداشت کیا جا سکے۔ تاہم، "مطابقت پذیر مقامی گھڑیاں وقت پر مبنی مواصلات کے لیے بنیادی شرط ہیں"۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ اہم ڈیٹا کے ذرائع کو وقت کے بارے میں وہی نظریہ رکھنا ہوگا جو کہ سوئچ کا ہے، تاکہ وہ صحیح وقت پر منتقل ہو سکیں اور سوئچ اسے درست سمجھے۔ اس کے لیے یہ بھی ضروری ہے کہ جس ترتیب کے ساتھ ایک اہم منتقلی شیڈول کی گئی ہے وہ ماخذ اور تبدیلی دونوں کے لیے پیش گوئی کے قابل ہو۔ یہ، بدلے میں، ٹرانسمیشن شیڈول کو انتہائی تعیناتی تک محدود کر دے گا، جیسے۔ چکور ایگزیکٹو۔ تاہم، بس یا نیٹ ورک پر ڈیٹا کی منتقلی میں کم تاخیر لازمی طور پر ایپلی کیشن کے عمل کے درمیان کم نقل و حمل کی تاخیر میں تبدیل نہیں ہوتی ہے جو اس ڈیٹا کو سورس اور سنک کرتی ہے۔ یہ خاص طور پر سچ ہے جہاں بس یا نیٹ ورک پر منتقلی سائیکل کے لحاظ سے شیڈول ہوتی ہے (جیسا کہ عام طور پر MIL-STD-1553B اور STANAG 3910 کے ساتھ ہوتا ہے، اور ضروری ہے کہ AFDX اور TTEthernet کے ساتھ بھی ہوتا ہے) لیکن درخواست کے عمل اس شیڈول کے ساتھ ہم آہنگ نہیں ہوتے ہیں۔ اے ایف ڈی ایکس اور ٹی ٹی ایتھرنیٹ دونوں کے ساتھ، انٹرفیس کے لیے اضافی افعال درکار ہوتے ہیں، جیسے۔ اے ایف ڈی ایکس کا بینڈوڈتھ الاکیشن گیپ کنٹرول، اور وقت سے متحرک ڈیٹا کے ذرائع کی بہت قریب مطابقت پذیری کے لیے ٹی ٹی ایتھرنیٹ کی ضرورت، جو معیاری ایتھرنیٹ انٹرفیس کو استعمال کرنا مشکل بناتی ہے۔ نیٹ ورک میں ٹریفک کو کنٹرول کرنے کے دیگر طریقے جو اس طرح کے معیاری IEEE 802.3 نیٹ ورک انٹرفیس کے استعمال کی اجازت دیں گے، موجودہ تحقیق کا موضوع ہے۔ حوالہ جات نیٹ ورک پروٹوکول وشوسنییتا انجینئرنگ