Жергілікті желілер технологиялары

Ethernet-шиналы топологиялы желіге мысал

1. Ethernet тарихы.

Ethernet - өте танымал және кең пайдаланатын шина тополгиясын қолданылатын желілік технология. Ethernet технологиясы Xerox корпорациясының Поло Альто зерттеу ортасында 70 жылдар басында шығарылды. Кейінірек Digital Equipment, Intel және Xerox компаниялары өндіру стандартын өңдеуге өздерінің күшін қосып, DIX Ethernet- ті шығарды. Қазіргі уақытта Ethernet стандартын өңдеу ІЕЕЕ институтының бақылауында. Ethernet жергілікті желісінің бірінші версиясында (ether, эфир) атау бар бір коаксиальды кабель қолданды, ал оған бірнеше компьютерлер қосылатын. Мамандар Ethernet типті ұздіксіз коаксильді кабельді белгілеу үшін сегмент терминін пайдаланады. Әрбір Ethernetтің бөлек сегменті 500 метрден аспау керек; стандарт әрбір қос байланыс бір-бірінен үш метр қашықтықта болуын талар етеді. Ethernetтің алғашқы версияларында аппараттық құралдар 10Мбит/с жылдамдықта; Fast Ethernet атты келесі версиялар 100 Мбит/с жылдамдықта, ал ең қазіргі заманғы версия Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с жылдамдықта немесе 1Гбит/с жылдамдықта жұмыс істейді.

Ethernet-те жіберу ортасын бірігіп қолдану. Ethernet желісінде қолданылатын шина топологиясы бірнеше компьютердің жіберу ортасына бірігіп кіруін қамтамасыз етеді. Жіберуші кабельдің екі түйініне таралатын сигналды жібереді. 6.6-суретте Ethernet желісі арқылы деректер жіберілуі көрсетілген.

6.6-сурет. Ethernet желісі

IBM Token Ring – сақиналы топология. Айтылып кеткендей сақиналы топология жергілікті желілерде барлық компьютерлер тұйық контурға қосылған. Сақина топологиясы қолданылатын көптеген жергілікті желілерде маркерді жіберу атты қатынас жасау механизмі қолданылады, немесе олар маркерлі сақина типті желі деп аталынады. Маркерлі сақина бөлінетін жіберу ортасы бірегей жұмыс істейтіндей болып табылады. Егер компьютерге деректер жіберу керек болса, ол алдымен желіге қатынас жасау рұқсатын алу керек. Рұқсат алған соң жіберуші компьютер сақинаға толық бақылауды алады: ешқандай басқа жіберу операция бұл кезде орындалмайды. Жіберуші компьютерден жіберілген фрейм келесі компьютерге барады, содан соң кезек бойынша тұрған басқа компьютерге жіберіледі және тағы сол сияқты, барлық сақина бойымен жүріп өтпейінше және жіберушіге қайта келмейінше қайталанады. Бұл принцип 6.8 - суретте көрсетілген.

Суретте көрсетілгендей, компьютер жібергіштен сигнал кабельдің екі соңғы түйініне таралады. Жергілікті жел ітехнологияларындағы бірігіп кіруде бірден бірнеше фрейм жіберіледі дегенді білдірмейтінін түсінген жөн. Ethernet-бір жіберу ортасын пайдаланатын бірнеше компьютерден тұратын шиналық топологиялы желі. Бір компьютер фреймді келесіге жібергенше, қалғандары күту керек.

Көп станциялық қатынас құру желілерде тасымалдау жиелігін бақылауы. Ethernetтің ең бір ерекшелігі болып жіберудің координациялау механизмі табылады. Бұл желіде әр компьютерге бөлінген кабельді қашан қолдану кезегін айтып отыратын орталықтанған контроллері болмайды. Ethernet-ке қосылған компьютерлер тасымалдаушы жиелігін бақылауы бар көп станциялық қатынас (CSMA — Carrier Sense Multiple Access) атты схемасында қатысады. Бұл желіде желі жағдайын анықтау үшін кабельдің электрлік белсенділігі қолданылады. Егер бір де бір компьютер фрейм жібермесе, эфирде электр сигналдары болмайды. Бірақ, фрейм жіберу кезінде жіберуші деректерді кодтау үшін қолданылатын электрлік сигналды жібереді. Бұл сигналдар аталған тасымалдау сигналдарынан ерекшелінеді, олар шартты тасымалдаушы деп аталады. Сондықтан, компьютерлер тасымалдаушы жиелігінің көмегімен қазіргі уақытта кабель қолданыла ма жоқ па соны анықтай алады. Егер тасымалдаушы жиелігі бар болса, компьютер жіберуші тасмалдауды аяқталмайынша күту керек, тек қана содан кейін ол басқа істерін орындай алады. Тасмалдау сигналының барын тексеру формальды түрде тасымалдау жиелігін бақылауы деп аталады, сондықтан сигналдың барын тексеру принципі көп станциялық қатынас және тасымалдау жиелігін бақылау (CSMA) деп аталады.

Коллизияны анықтау және CSMA/CD тәсілін пайдалануды кейінге қалдыру. CSMA тәсілі компьютерге кабель қолданыла ма жоқ па соны анықтауға мүмкіндік береді. Бірақ бұл тәсіл мүмкін ахуалды болдырмауға кедергі жасай алмайды. Ойлап көріңіз, егер бос емес кабельдің қарама қарсы түйіндеріндегі екі компьютер бір уақытта фреймдер жіберетін болса не болады? Олар тасымалдаушы жиелігінің бар жоғын тексереді, кабель бос екенін анықтап бір уақытта жіберуді бастайды. Сигнал кабель бойынша жарық жылдамдығының 70% құрайтын жылдамдықпен таралады және екі компьютермен жіберілген сигналдар кабельдің бір нүктесіне жеткенде коллизия орындалады.

Коллизия аппараттық құралдарға зиян келтірмейді, ол жіберуді бұзады, өткені соңында екі фреймнің біреуі де дұрыс қабылданбау мүмкін. Бір уақыттағы екі компьютердің қатар деректер жіберуін болдырмау үшін Ethernet стандарты жіберу станциясына кабельдегі сигналды бақылауға алуына талап етеді. Егер кабельдегі сигнал станция жіберген сигналдан өзгеше болса, онда коллизияның болғаны. Коллизияны бақылау кезінде жіберу станциясы жіберуді лезде тоқтатады. Жіберу кезінде кабельдегі сигналды бақылау коллизияны анықтау деп аталады және көрсетілген механизм Ethernetте тасмалдаушы жиелігін бақылау көп станциялық қатынас және коллизияны анықтау (CSMA/CD) деп аталады.

CSMA/CD тәсілі тек колизияны табуды ғана қарастырмайды олардың қателіктерін жоюды қарастырады. Коллизия пайда болуынан кейін компьютер кабельдің босауын күту керек және тек содан кейін фреймді жіберу керек. Бірақ егер екі компьютер де эфир босағаннан кейін лезде жіберуді жаңартса жаңа коллизия пайда болады. Қайталама коллизияны жаңарту үшін Ethernet стандарты компьютердің коллизия пайда болуынан кейін жіберуді қайта орындауын талап етеді. Стандарт максималды ұстап қалуды (d-ны) анықтайды және әрбір компьютерге d-дан аспайтын ұстап қалу кездейсоқ таңдалу керек. Кездейсоқ тәсілмен таңдалған ұстап қалулардың әр компьютерде айырмашылықтары болады. Минималды ұстап қалу таңдалған компьютер фреймді жіберуге кіріседі және желі дұрыс жұмысқа қайта оралады.

Егер екі компьютерде коллизиядан кейін бірдей көлемдегі ұстап қалулар таңдалған болс, онда олар жіберуді бірдей уақытта бастайды, қорытындысында екінші коллизия пайда болады. Коллизияларды болдыртпау үшін Ethernet стандарты әрбір компьютерде ұстап қалу әрбір коллизиядан кейін ұстап қалу 0 мен d диапазонда кездейсоқ орнатылады, екінші коллизиядан кейін 0 мен 2d диапазонда, үшіншіден кейін 0 мен 3d және т.с.с. Бірнеше коллизиялардан кейін кездейсоқ мән таңдалатын диапазон үлкейеді және компьютердің бірі кішкене ұстап қалуды таңдайтыны ықтималдылығы бар және фреймді коллизиясыз жібереді.

Әрбір коллизиядан кейін кездейсоқ ұстап қалуды таңдау диапазонының екі еселенуі екілік экспоненциальды тыс қалдыру деп аталады. Экспоненциальды тыс қалдыру Ethernet желісі коллизиядан кейін дұрыс жұмысты тез қайта қалпына келтіре алады.

Ethernet желісі қосылған компьютерлерде CSMA/CD тәсілі қолданылады, ол кезде фрейм жібермес бұрын компьютер эфир босауын күтеді. Егер екі компьютер фреймді бір уақытта жіберсе коллизия пайда болады; сондықтан экспоненциальды тыс қалдыру компьютердің қайсысы қайта жіберуде бірінші болатынын анықтайды. Әрбір компьютерде қайта жіберу кезінде кездейсоқ таңдалған уақыт интервалында ұстап қалу орындалады, ал содан соң әрбір коллизиядан кейін ұстап қалу екі еселенеді.

802.11 сымсыз жергілікті желілер және CSMS/CA тәсілі. Сымсыз жергілікті желілер үшін CSMS/CD тәсілінің басқа форма қолданумен бірнеше технологиялар өңделген. Сәйкес желілік өнімдер бірнеше компаниялардың әртүрлі сауда маркерлерімен жібереді. Мысалы, Apple Computer корпорациясы Airport құрылғысын, Lucent корпарациясы Wave LAN, Solectek корпорациясы AirLAN және Proxim корпорациясы Range LANды ұсынады. Алғашқы түлектердің ұрылғыларына 900 МГц жиілік, олар 2 Мбит секунд жылдамдықпен деректер жіберуді қамтамасыз етеді; 801.11 IEEE стандарты сымсыз жергілікті желінің талаптарын анықтайды.

Сымсыз лоальды желінің аппараттық құрылғыларында басқа компьютерлер қабылдайтын радиосигналдарды жіберу үшін антендер қолданылады. Басқа жергіліктіқ желілердегідей сымсыз жергілікті желілерде біріккен кіру қарастырылған. Бұл дегеніміз сымсыз жергілікті желінің жұмысына қатысатын барлық компьютерлер бірдей радиожиілікті қолдануға бапталған. Сондықтан олар дестелер жіберу кезінде кезек сақтау керек.

Сымсыз жергілікті желілерде бірігіп кіруді басқарудың басқа тәсілі қолданылады, кабельдік жүйелермен салыстырғанда радиосигналдарды таратудың өзіндік ерекшелігі бар. Радиосигналдың электромагниттік энергиясы барлық жаққа таратылатындығына қарамастан сымсыз жергілікті желілер жібергіштері аз қуатты болып келеді, бұл дегеніміз сигнал қысқа қашықтыққа жіберілетінін білдіреді. Оған қоса, металдық шектеулер сигналды экрандау мүмкін. Сондықтан, шектеулден тым алыс немесе шектеуден кейін орналасқан сымсыз құрылғылар сигнал қабылдай алмауы мүмкін.

Толық байланыстың жоқтығы Ethernet желісіндегідей CSMS/CD механизмі сымсыз жергілікті желілерде қолданылатынын білдіреді. Неге екенін түсіну үшін сымсыз жергілікті желінің аппараттық құрылғылары бар бір бірінен алыс орналасқан үш компьютерді елестетіңіз (6.7-сурет)

6.7-сурет

 

Бұл суретте жіберу жақсы орындалу үшін үш компьютердің екеуі бір-бірінен алыс орналасқан. Осындай жағдайларда тасымалдауыш жиелікті бақылау тәсілі және коллизияны табу желінің үзіліссіз жұмысын қамтамасыз етеді. Мысалы, айталық, бір компьютер екінші компьютерге десте жіберсін. Үшінші компьютер оны қабылдамайтындықтан, ол өзі деректер жіберуге кірісе алады, қорытындысында коллизия пайда болады. Егер бірінші компьютер мен үшінші компьютер фреймді бір уақытта жіберсе, онда коллизияны тек екінші компьютер анықтай алады.

Жіберу ортасына бірігіп кіру компьютерлерінің ұйымына сымсыз жергілікті желілерде басқа схема қолданылады, ол көп станциялы тасымалдаушы бақылауы бар кіру және коллизияны болдырмау. CSMS/CА тәсілі қабылдағышпен десте жіберу арасындағы жібергіштен сигнал қабылдауын қарастырады. Айталық, 6.7-суретте көрсетілген бірінші компьютер екінші компьютерге фрейм жіберу керек. Бірінші компьютер фрейм жіберу алдында қысқа басқару ақпаратын жібереді. Екінші компьютер басқару ақпаратын қабылдап қабылдауға дайындығын жауап қылып қайтарады. Бірінші компьютер қабылдаушыдан жауап алғаннан кейін, ол фрейм жібере бастайды.

Бұл суретте үшінші компьютер бірінші компьютерден жіберуді алмайтындықтан ол екніші компьютерден жіберуді алады. Сондықтан екніші компьютер жауап қайтарғаннан кейін барлық компьютерлер десте жіберу болғанша күтеді.

CSMS/CА тәсілін қолдану кезінде басқару ақпараттарының коллизиясы пайда болу мүмкін. Мысалы, егер бірінші компьютер және үшінші компьютер бір уақытта екінші компьютерге десте жіберді десек, бұл дегеніміз олар басқару ақпараттарын жіберді дегеніміз. Бұл басқару ақпараттары екінші компьютерге бір уақытта түседі және коллизияны болдырады.

Local Tolk-шиналық топология. Apple Computer корпорациясы шина топологиясын қолданылатын жергілікті желі шығарды. Local Talk деп аталатын технология Apple дербес компьютерінде қолдануға арналған, және әсіресе көп Apple компьютерлері орналасқан ұйымдарда кеңінен қолданылады. Әрбір Apple Macintosh компьютерлері Local Talk желісіне қосу үшін қажет барлық аппараттардың құралдарды қамтиды, Local Talk аппараттардың қамтамасыз етуі басқа модель компьютерлерінде де қолданылады.

Local Talk желінің негізгі артықшылығы – оның төмен бағасы: компьютерлерді Local Talk желісіне қосу үшін қажет аппараттардың, құралдардың көп бөлігі компьютерлердің құрамына кіреді. Мысалы, Local Talk желісі компьютерлермен Macintosh-тың 2 компьютерін байланыстыру үшін бір кабель қажет. Одан басқа Local Talk желісінің орнатуы қиын емес: арнайы құралдарды қолданбай және арнайы білімді қажет етпей, желі конфигурациясын өзгертуге және компьютерлерді қосуға қолданушы қарапайым байланыстырғышты қолдана алады. Соңында Local Talk-тың аппараттарының құралдары көптеген принтирлерде орнатылған, ол желіге принтерді оңай қосуды мүмкін етеді және бірнеше компьютердің сол принтерге қатынас жасауна мүмкіндік береді.

6.8 – сурет. Маркерлік сақина

Суретте көрсеттілгендей жіберушіден басқа барлық станциялар сақина бойымен деректерді бірінен кейін бірі таратады. Сондықтан, жіберудің дұрыстығына сенімді болу үшін жіберуші компьютер жіберген ақпараттарды келіп түскен ақпаратпен салыстыруға мүмкіндік ала алады. Басқа станциялар барлық жіберулерді бақылайды. Сақина бойымен берілген фреймдің көшірмесі фрейм арналған компьютерде (қабылдаушы компьютерде) қалады.

Қандай тәсілмен жіберуші сақина бойымен ақпарат жіберудің рұқсатын алады? Маркерлі сақинаның ақпараттық жабтықтауы жіберу ортасына қосылған барлық компьютерлердің қатынас жасау кезегін коорденациялайды. Коорденация үшін маркер атты арнайы резервтелген ақпарат қолданылады. Маркер қарапайым деректер фреймге қарағанда өзге биттер қатарынан тұрады. Қарапайым деректерді маркермен шатастырмау үшін маркерлі сақинаның кейбір технологияларында биттерді қосу әдісі қолданылады. Маркерлік сақинаның аппараттарының қамтамасыздануы тек осы типті бір маркері бар екеніне кепілдік бере алады.

Маркерді алу компьютердің бір фреймді жіберуге рұқсат алумен тең. Сондықтан фрейм жіберу үшін компьютер маркер алуды күту керек. Маркерді алып компьютер оны уақытша сақинадан өшіреді және деректер жіберуді орындайды. Егер компьютерге бірнеше фреймдерді жіберу қажет болса да ол алдымен тек қана біреуін жібереді, содан соң маркерді ары қарай жібереді.

Маркерді жіберу схемасы барлық желідегі барлық компьютерлер өз кезегін күтетінін және маркерді келесіге жібермес бұрын әрбір жіберуші бір фреймді жіберетінін кепілдейді. Маркерді жіберу желілік технологиялардың танымалының бірі IBM корпорациясымен өңделген. Бұл желі маркерлі сақина типінің бірінші желісі емес. IBM корпорациясының TokenRing желісі кең таралған. IBM корпорациясының TokenRing желісі 16 млн бит секундына жылдамдықпен жұмыс істейді және IBM компьютерінде қолданыла алады.

FDDI сақиналы желісі. Маркерлі сақина типті желісінің ең негізгі кемшілігінің бірі бас тартуға сезімталдылығы. Сақинаға қосылған әрбір компьютер келесі компьютерге фрейм жіберу керек болғандықтан бір компьютердің істен шығуы барлық желінің жұмысының бұзылуына әкеледі. Маркерлі сақинаның аппараттық жабдықталуы әдетте осындай бас тартуды болдырмау негізінде жобаланады. Мысалы, компьютерлерді желіге қосуға арналған желілік құрылғы программалық қамтамасызданудың бас тартуын бастан өткізуге дайын: ол программалық қамтамасызданудың бас тартуына қарамастан шығыс байланысқа кіріс биттерін жіберуді жалғастыра береді (мысалы, жүйе тоқтауына қарамастан). Бірақ маркерлі сақина типті желілердің көбі байланыстың үзілуімен жұмыс істей алмайды, мысалы, екі компьютер арасында кабельдің кездейсоқ зақымдануы.

Сақиналы желінің күрделі өзгерілмейтіндерді өткізетін кейбір технологиялары өңделген. Оларға мысалы, деректерді 100 млн бит секундына жіберуге мүмкіндік беретін технологиясы, ол яғни IBM Token Ring пен салыстырғанда сегіз есе тезірек жіберетін оптоволоконды арналар бойынша деректер жіберуінің таралымды интерфейсін (FDDI — Fiber Distributed Data Interface) қолдану жатады. FDDI желісінде осындай үлкен жыдамдықтыпен деректер жіберуді қамтамасыз ету үшін компьютерді байланыстыру үшін 10 оптоволоконды кабельдері қолданылады.

FDDI технологиясында бас тартуды өткізу үшін артықшылық қолданылады. FDDI желісі екі толық сақинадан тұрады: оның біреуі деректерді жіберу үшін қолданылады, егер барлық құрылғылар жақсы жұмыс істесе, ал екіншісі бірінші сақина бұзылған кезде жұмыс істейді. Екі компьютерді байланыстыратын екі оптоволоконның әрбіреуі жұмсақ пластмассмен қапталған, электроқұрылғынікі секілді. Сондықтан, оптоволокондар бір уақытта орнатыла алады.

FDDI желісінде қарама қарсы бағытқа деректер жіберетін сақиналар қолданылады; деректер неге қарама қарсы бағытқа жіберетінін түсіну үшін бас тартулар қалай орындалатынын қарастырған жөн. Біріншіден қос оптоволокондар әдетте бір физикалық жолмен жүреді, бір волокон жарылғанда әдетте екіншісі де зақымдалады. Екіншіден, егер деректер екі сақина бойымен жіберілсе, онда бір станцияның сақинадан үзілуі басқа да барлық станциялар арасындағ ы байланысты үзеді. Қарама қарсы бағытқа деректердің резервті сақина бойымен жүруі желі конфигурациясы басқа қарсы жол станциясын қолдануда өзгеруі мүмкін. Бұл принцип 6.9-суретте көрсетілген.

6.9. (а)-сурет-деректердің жүру бағыттары бағыттауыштарымен көрсетілген FDDI желісі; (б) – станцияның бас тартуынан кейінгі сол желі. Әдетте деректер бір бағытта жүреді. Бір станцияның бас тартуында тұйық сақинаны формалау үшін қарсы жол қолданылады.

31а) суретте деректер жіберетін екі бағыт та көрсетілгендіктен, қарама қарсы бағыттағы сақиналарда деректерді жіберу кезінде әдетте тек бір сақина қолданылады. Мысалы, станция әрқашан сыртқы сақинамен фреймді қабылдайды және жібереді, ал желілік аппараттық қамтамасыздандыру биттерді ішкі сақина бойымен кері бағыттайды. 31.б)-суретте деректердің бас тартудан кейінгі жолы көрсетілген. Бас тартқан учаске жақын станцияның аппараттық құралдарының үзілісін табады және кіріс биттері қарсы жолмен қайтатындай қайта бапталады. Сондықтан бас тартқан станция сақинадан өшіріледі, ал қалған станциялар үзіліссіз станцияға байланысады. Барлық желінің бас тартуын болдырмау мақсатындағы конфигурациялардың өзгеруі қайта орнату деп аталады, ал FDDI желісі өздігінен қайта орнатылу желісі деп аталады. 

АТМ жұлдыз топологиялы желі. Телефондық компаниялар асинхронды жіберу режимі деп аталатын желілік (ATM — Asynchronous Transfer Mode) технологияны шығарды. АТМ желісінде негізгі элемент болып электронды коммутатор табылып, оған бірнеше компьютерлер жалғана алады. Мысалы, 6.10-суретте АТМ коммутаторына қосылған алты компьютер көрсетілген.

6.10-сурет. жұлдыз топологиясы негізінде алты компьютер жалғанған АТМ коммутаторы

Бұл сурет АТМ желісі неліктен жұлдыз топологиясының желісі екенін көрсетеді. Бір немесе бірнеше байланысқан коммутаторлар барлық компьютерлер жалғанған орталық концентраторды құрайды. Шиналы және сақина топологиясымен салыстырғанда жұлдыз топологиясының желісі ақпарат алмасатын екі компьютерден басқа компьютерге деректер жібермейді: концентратор жіберушіден кіріс деректерін қабылдайды және шығыс деректерін қабылдауға жібереді. Айта кететін жайт, жұлдыз топологиялы АТМ желісі байланысқа көп тәуелді емес. Егер компьютерлер және коммутаторлар арасындағы байланыс үзілсе, олардың әрбірі тек бір бағытта деректерді жіберуді іске асырады. (6.11-сурет)

6.11-сурет. АТМ және коммутатор арасындағы байланыс. Әрбір байланыс екі оптоволоконнан тұрады. Бір волокон компьютерге деректер жібереді, ал екіншісі компьютерге жібереді.

FDDI технологиясына қолданылатын оптоволокондағыдай АТМ коммутаторына компьютерлерді жалғау үшін қолданылатын екі волокон бірге қосылған. Әдетте бір волокон қабығы түрлі түсті лентадан тұрады немесе басқа да белгісі бар; маман байланыс кабелін орнату кезінде бұл белгіні коммутатор шығысын компьютер кірісіне жалғай алады және керісінше.

Аппараттық адрестеу және фрейм типін анықтау

Желі арқылы берілген сигнал барлық станцияларға жетеді. Станцияның аппараттық интерфейсі, яғни желілік картасы осы сигналдарды ажыратып, фрейм көшірмелерін қабылдайды. Бірақ та фреймдегі деректер жіберілген компьютерде қабылданады. Себебі, фрейм форматында қабылдаушының адресі көрсетіледі. Компьютерлік желіде әр станцияға арнайы әмбебапты сан тағайындалады. Оны физикалық адрес, аппараттық адрес немесе тасымалдаушы ортаға қатынас құру адресі деп атайды.

Фрейм форматында екі адрес көрсетіледі, ол беруші станция және қабылдаушы станция адрестері. Фреймді беру кезінде беруші станция физикалық адресті беруші өрісіне, ал қабылдаушы станция қабылдаушы өрісіне жазу қажет.

Ethernet топологиясында фреймді беру кезінде электр сигналдар барлық станцияларға жетеді. Станциялардың интерфейстік, желілік құралдары осы сигналды тауып және фрейімдердің көшірмесін қабылдайды. Бірақ та байланыс сеансына барлық станциялар бірдей қатыспайды. Ереже ретінде байланыс сеансында жұмыс істеп отырған компьютерге қолданбалы программа жіберген деректерді келесі компьютерге жіберілуі қолданбалы программамен іске асырылады.

MAC (Media Access Control)- фреймді тасымалдау кезінде беруші станция фреймге қабылдаушының аппараттық адресін қосады.

Адрестер келесі үш түрге бөлінеді:

- статикалық;

- динамикалық;

- бапталған.

Мұнда бірнеше сұрақтар жауапсыз. Қандай сандық мәндер физикалық адрес ретінде қолданылады? Фреймде қабылдаушы адресі мен беруші станцияның адресі қайда орналасқан? Бұл жергілікті желіде қолданылатын технологияға байланысты. Мысалы, Ethernet желісінде адрестелудің бір түрі, ал FDDI желісінде басқа адрестелу қолданылады. Адрестелу әдістерін төмендегі кестеден көруге болады.

Статикалық адрестеу	Статикалық схемада физикалық адрес аппараттық құралдарды жасайтын өндірушімен тағайындалады.
Баптау адресі	Баптау арқылы адрестеу схемасы тапсырыс берушіге физикалық адресті орнатуға мүмкіндік береді.
Динамикалық адрес	Динамикалық адрестеу схемасы станцияның қайта жүктелгенінде физикалық адресті автоматты түрде өзіне меншіктейді.

Статикалық адрестің негізгі ерекщелігі болып, қолданыстың ыңғайлылығы және тұрақтылығы болып табылады. Бұл сызбаны қолдану өте жеңіл, өйткені аппараттық құралдар адрестерін жасайтын өндірушілер тағайындайды және мұндағы әр аппаратты адрестің физикалық адресі әлемде қайталанбайтындығына кепілдік береді. Статикалық адрестеу тұрақты болып табылады, өйткені компьютер адресі әр қайта жүктелуден кейін өзгермейді.

Динамикалық адрестеудің екі еркшелігі бар: аппараттық құралдарды өндірушілерге тағайындалатын адрестерді бір бірімен сәйкестіру қажеттілігінен босатылады, ал желілік администраторлар үшін адрестердің өлшемін кішірейтуге мүмкіндігін туғызады. Адрес қысқа болуы мүмкін, себебі ол тек бір жергілікті желіде әмбебапты болуы қажет. Адрестеудің динамикалық схемасы бір жергілікті желідегі станциясына тура сондай адресті басқа жергілікті желідегі станцияға тағайындаға мүмкіндік береді. Әр бастапқы жүктеуде компьютер жаңа адресті қабылдайды, басқа компьютерлер осы жаңа адресті білу қажет. Егер желі жұмысы компьютерді жүктеген кезде бұзылған болса, онда екі компьютер бір физикалық адресті таңдауы мүмкін.

Баптау адрестері статикалық және динамикалық схемалар арасында компромис ретінде саналады. Статикалық сияқты, баптау адрестері тұрақты болып табылады: компьютер адрестері әр жүктеулі сайын сол қалыпта қалады. Динмикалық сияқты баптау адрестері өте үлкен болмау қажет, өйткені адрес тек нақты желіде ғана әмбебапты бола алады. Желіде орнатылған бірінші компьютерге бірінші адрес екіншісіне екінші адрес және т.с.с. адрестер беріледі.

Кең таралымды мәліметтерді беру. Желіде қолданылатын көп программаларда кең таралымды беру деген әдіс пайдаланылады. Бұл әдіс әртүрлі мақсатқа байланысты қолданылады. Мысалы айталық компьютер желідегі басқа бір компьютерге қосылған принтерді табу керек. Ол үшін компьютер арнайы хабарды қалыптастырады және ол хабарда принтер көрсетіледі. Мысалы принтер аты. Осы хабарды компьютер желідегі барлық станцияларға жібереді. Осы кең таралымды әдіспен берген хабарды барлық станциялар алады. Бірақ жауап принтері бар компьютерден келеді. Көп компьютерлік желілерде үлестірілген тасымалдау ортасы пайдаланатындықтан осы әдіс өте тиімді. Өйткені қосымша желілік құрал-жабдықтар қажет емес, себебі барлық компьютерлер осы ортаға қосылып тұрады. Сол себептен барлық станциялар деректерді тасымалдау кезінде сигнал көшірмесін қабылдайды.

Кең таралымды беру әдісін іске асыру үшін жергілікті желілерде адрестеудің кеңейтілген схемасы пайдаланылады. Жобалаушылар әр компьютерге физикалық адреспен тағайындаумен бірге арнайы резервтелген адресті береді. Бұл адресс кең таралымды адрес деп аталады.

Топтық адрес. Компьютерлік желілерде фреймдерді тасымалдау кезінде кең таралымды адрестеумен бірге топтық адрестеу әдісі пайдаланылады. Мұның мақсаты компьютердің процессорлық және басқа ресурстарды үнемдеуі болып табылады. Ең төменгі деңгейде топтық таралым көбіне кең таралымды таратылымды іске асырады. Фрейм желі бойынша қозғалады, оның көшірмесін барлық станциялардың желілік интерфейстері қабылдайды, бірақ кең таралымға қарағанда, топтық фрейм процессорге автоматты түрде бағытталмайды. Интерфейстік аппараттық құралдарда критерий программаланады, сәйкесінше олар бір топтық фреймдерді қабылдайды және басқаларын шығарып тастайды. Шешімді интерфейсті аппараттар құралдар қабылдайды және тек критерийге сәйкес фреймді процессорге жібереді.

Кейбір желілерде бұл әдіс жиі пайдаланады. Топтық адрес картада тексеріледі.

Пакеттің мазмұнын анықтау. Электронды пошта ақпараттарын, мәтіндік файлдар жән веб беттерді құрайтын барлық дестелерде ASCII кодировкасы қолданылады. Жіберуге жіберуші құрамындағы әрбір фрейм қосымша ақпаратты қосады. Фреймнің мазмұнын белгілеу үшін келесі әдістер қолданылады.

· Фреймнің типін нақты белгілеу. Желілік аппаратты қамтамасыздандыруды жобалаушылар фреймде типтің ақпараты қалай қосылу екендігі және фреймнің әртүрлі типтерін сипаттау үшін қандай мәндер қолданылатындығы айтылады. Фреймнің мазмұнын сипаттауға қолданылатын бөлік фреймнің типтік жолы деп аталады, ол фреймнің өзі автоматты тану.

· Фреймнің типін нақты емес белгілеу. Бұл әдісті қолдану кезінде желілік аппараттық құралдар әр фреймге тип жолын қоспайды. Фрейм тек мәліметтерді құрайды, сондықтан жіберуші қабылдаушы өздерінің арасында әр фреймнің мазмұны немесе мәліметін қолдануын алдын ала қарап отыруы керек.

Жергілікті желіде әдетте фреймнің ішінде қолданылатын нақты формат

анықталған. Жалпы фрейм форматы төменде көрсетілген.

Фрейм тақырыбы

Фреймнің деректер облысы немесе фрейм денесі

6.12 – сурет. Фрейм форматы

Желілік технологияның көбінде фреймнің тақырып өрісінің тұрақты өлшемі және орны болады. Нәтижесінде барлық фреймдердің бірдей тақырып өлшемі болады. Жергілікті желіде қолданылған фрейм форматы дәл анықталған. Әртүрлі желілік технологияларда фрейм құрылымы өзгеше болуы мүмкін.

Ethernet фреймі үш жолды құрайтын тақырыптан басталады. 64 биттік бастапқы серия (преамбула) кезектемелі бір және ноль биттерін құрайды. Олар қабылдаушының аппараттық құралдар жұмысытарын сәйкесінше ішкі сигналмен синхрондауға мүмкіндік береді. Тақырыптың бастапқы екі жолы физикалық адресті құрайды. Ethernet желісінде 48 биттік статикалық адрестеу сызбасы қолданылады, мұнда әр құралға әмбебапты адрес тағайындалады. Тақырыптың үшінші жолы Ethernet типтік фреймнің 16 биттік сипаттамасын құрайды.

6.13 – сурет. Ethernet фрейм форматы

 

Ethernet желісінің Digital-Intel Xerox стандарты тақырып жолында мәнді анықтай алады. Ethernet желісінде қолданылатын фреймдер типі (типтер оналтылық сандар түрінде көрсетілген). Кестеде тек аз ғана мысал келтірілген.

Мән	Сипаттамасы
0000-05DC	LLC/SNAP IEEE фреймінде резерв үшін қолдану
0800	IP Internet протоколының төртінші версиясы
0805	X 25 CCITT хаттамасы
0900	Ungermann-Bass корпорациясының желілік шығарылымы
0BAD	Banyan Systems корпорациясының VINES хаттамасы
1000-100F	Berkeley Unix дестесінің соңғы инкапсуляциясы
6004	Digital Equipment корпорациясының LAT хаттамасы
6559	Frame Relay хаттамасы
8005	Hewlett Packard корпорациясының желілік зонды
8008	AT & T корпорациясымен резервтелген
8014	Silicon Graphics корпорациясының желілік ойындары
8035	Желілік адрес арқылы Internet хаттамасының домен атын анықтау
8038	Digital Equipment корпорациясыныңLANBridge құрылғысы
805C	Стандфорд университетінің V версия ядросы
809B	Apple Computer корпорациясының Apple Talk хаттамасы
80C4-80C5	Banyan Systems корпорациясымен резервтелген
80D5	IBM корпорациясының SNA хаттамасы
80FF-8103	Wellfleet Communications компаниясымен резервтелген
8137-8138	Novell корпорациясының IPX хаттамасы
818D	Motorola корпорациясымен резервтелген
FFFF	Резервтелген

Кестеде көрсетілгендей Ethernet типінің кейбіреулері арнайы компаниямен өңделген жүйеде қолдануға арналған, ал басқалары халықаралық стандарт, мысалға, Х 25 сияқты сәйкесінше программалық қамтамасыздандыруды қолданылады. Типтердің стандартты сипаттамасы Ethernetтің барлық өнімдерінде фреймнің тек бір нақты мәнін қолдануға мүмкіндік береді. Сондықтан, Ethernet өнімдері өзара әсерлесе алады.

Кейбір желілік технологиялар фреймнің тақырып жол типін қарастырмайды. Фреймдер типті автоматты түрде қамтамасыздандырмайды. Фреймде құрылатын мәліметтер типін қалай анықтауға болады? Бұған екі жол бар:

§ Жіберудің алдында жіберуші мен қабылдаушы біріңғай форматты қолдану туралы келісіп алады. Компьютер жіберушіде программалық қамтамасыздандыру мәліметтерді белгіленген форматта жіберуге дайын, ал компьютер қабылдаушыда программалық қамтамасыздандыру мәліметтерді белгіленген форматта қабылдауға дайын тұрады.

§ Жіберудің алдында жіберуші мен қабылдаушы типтің мәліметтерін сақтау үшін бірінші бірнеше мәлімет жолдарының октеттерін қолдану туралы келісіп алады. Компьютер жіберушінің программалық қамтамасыздануы бұл мәліметтерді тип мәліметіне қосады.

Бірінші әдіс аз қолданылады, өйткені компьютерлердің арасында мәліметтердің бір типі өзара әсерлесуге әкеледі. Сондықтан осы екі компьютердің иеленушісі жаңа қолданбалы программалық қамтаманы орната алмайды. Егер желі кең таралымды тратылымды қолданса, онда барлық қосылған желілер мәліметтің бір форматын қолдануды алдын ала қарастыруы керек.

 Жергілікті желіні кеңейту

Жергілікті желінің өлшеміне шек қою себебі – бұл желіге қосылған компьютерлерге желіге бірқұқықты қатынас жасауды қамтамасыз ету. Қатынас жасауды ең көп пайдаланатын механизмдердің бірі – CSMA/CD және маркерді беру – желінің өлшеміне сәйкес уақытты жұмсауын талап етеді. Осыған байланысты кідірістер өте көп болмау үшін арнайы технологиялар пайдаланады. Бұл технология желідегі кабель ұзындығы анықталып шектелген желілерге арналған. Мамандар жергілікті желінің қамту аймағын кеңейтуге бір қатар тәсілдерді әзірлеген. Ереже ретінде осы қолданылатын механизмдерде электр сигналдардың құатын, кабельдің стандарттық ұзындығын өсіруін көздемейді. Бұл механизмдерде стандарттық аппараттық интерфейстіқ жабдықтарды және сигналдарды алыс қашықтыққа жеткізуге (ретрансляциялауға) мүмкіндік беретін қосымша аппараттық компоненттерді пайдалануы алдын ала ескеріледі.

Жергілікті желіні қарапайым кеңейту механизмнің бірі – бұл компьютер мен трансивер арасына оптоволокондық кабельдерді және екі оптоволокондық модемдерді орнату. Оптоволокондық кабельде төмен кідіріс және жоғары жіберу (тасымалдау) болғандықтан осындай механизм алыс қашықтағы желіге қосылған трансиверге компьютерді қосуға мүмкіндік береді. Компьютер трансиверді басқаруға стандарттық сигналдарды береді, ал трансивер оларды қабылдайды. Сондықтан осындай кеңейту аппараттық жабдықтың стандарттық желілік интерфейсімен жұмыс істей алады. 6.14 – суретте Ethernet желіні кеңейтілуі көрсетілген.

6.14 – сурет. Ethernet фрейм форматы

Трансивер – аналогты сигналдарды тасымалдауға көмектеседі. Кабель ұзындығы стандарты бойынша 500 метрден аспауы керек.

Екі сегментті біріктіру үшін қайталағыш пайдаланады.

Қайталағыш – жергілікті желідегі кеңейту үшін пайдаланылатын құрылғы. Кабельдің екі сегментін жалғастыратын қайталағыш бір сегментте пайда болатын электр сигналдарды күшейтіп, келесі сегменттерге береді. Бұл жағдай 6.15 – суретте көрсетілген.

6.15 – сурет. Қайталағыш көмегімен желіні кеңейту

Ethernet стандартты бойынша қайталағыш саны 4 аспау керек. Осал тұстарының бірі: сигналды бергенде фрейм дұрыс берілген-берілмегенін тексермейді. Қайталығыштың кемшілігі фрейімнің дұрыстығын тексермейді. Негізгі міндеті екі сегментті байланыстыру және ақпаратты сол күйінде беру. Бір кіріс және бір шығыс болса, қайталағыш деп аталады. Ал егер бірнеше кіріс және шығыс болса, хаб деп аталады.

Көпір – бұл да қайталағыш сияқты электрондық құрылғы, ол жергілікті желінің екі сегментін байланыстырады. Бірақ, тек қана толық фреймдерді тасмалдайды. Көпір сегмент бойымен өтетін трафикті қабылдайды. Фреймді қабылдау кезінде фрейм өзгеріссіз (мысалы, тасмалдау барысында электерлік бөгеттер болдыма) келгенін тексереді, ал содан кейін керек болса фрейм кошірмесін басқа сегментке жөнелтеді. Сондықтан көпір көмегімен байланыстырылған жергілікті желінің екі сегменті бірегей жергілікті желі сияқты жұмыс істейді. Сегментке қосылған компьютер басқа сегментке қосылған компьютерге фреймді бере алады. 6.16 – суретте көпір арқылы желі сегментерін байланыстырылуы көрсетілген.

 

 6.16 – сурет. Көпір арқылы желі сегментерін байланыстыру

 

Көпір ол компьютер құрамына процессор жады және 2 желі платасы кіреді. Көпірдің бірақ міндеті бар: фреймдерді фильтрлеу. Көпір фреймдерді басқа сегментке жібереді егер ондай тасмалдау керек болса. Егер де жергілікті желіде топтық немесе кең таратылым қолданса, онда көпір басқа сегментке осындай әр фреймдердің көшірмесін жіберу қажет. Фреймді басқа сегментке немесе басқа компьютерге жіберу үшін көпір фрейм тақырыбындағы физикалық адресті пайдаланады. Көпірге өзінің көмегімен қосылған жергілікті желі сегменттеріндегі әр компьютердің орналасқан жері белгілі. Фрейм түскен кезінде көпір фреймдегі қабылдаушы адресін алып оны тексереді. Егер қабылдаушы компьютер фрейм келген сегментте болса, онда көпір фрейм көшірмесін басқа жақтарға таратпайды. Егер қабылдаушы компьютер басқа сегментте болса, онда көпір фрейм көшірмесін керекті сегментке жібереді.

Көпір әр сегментке қосылған компьютерлер туралы мәліметтерді қайдан алады? Автоматты түрде алады. Ол үшін көпір барлық фреймдерді қабылдайды және әр сегментке қосылған компьютерлер тізімін қалыптастырады. Фреймдерді қабылдау кезінде көпір екі амалды орындайды: біріншіден, фрейм тақырыбынан берушінің физикалық адресін алып оны осы сегментке қосылған компьютерлер тізіміне қосады, екіншіден, фрейм тақырыбынан қабылдаушының физикалық адресін алып осы адресті фреймді қайда жіберу керек екеніне пайдаланады.

Келесі кестеде көпір жадысында компьютерлердің тізімін қалыптасуы көрсетілген.

 

Оқиғалар	1 сегменттегі компьютерлер тізімі	2 сегменттегі компьютерлер тізімі
Көпірдің бастапқы жүктелуі Компьютер U компьютер V-ға фрейм жіберуде Компьютер V компьютер U-ға фрейм жіберуде Компьютер Z кең таралымды жіберуді орындауда Компьютер Y компьютер V-ға фрейм жіберуде  Компьютер У компьютер Х-қа фрейм жіберуде Компьютер X компьютер W-ға фрейм жіберуде Компьютер W компьютер Z-қа фрейм жіберуде	- U   U,V   U,V   U,V   U,V   U,V   U,V, W	-     Z   Z,Y   Z,Y   Z,Y,X   Z,Y,X

Көпірлер арқылы байланыстырылған желілерде фреймдерді үлестіру принципы: орнатылған режимінде көпірлер әр фреймді минималды керекті сегменттер арқылы жібереді.

 

Жеке ғимараттардағы желілерті көпірлер көмегімен байланыстыру. Қайталағыштар сияты көпірлерде алас қашықтықта орналасқан желі сегменттерін байланыстыруға қолданылады. Ол үшін оптоволокондық кабель және екі оптоволокондық модемдер екі ғимаратта орналасқан желілерді өзара байланыстыруға пайдаланады. Келесі суретте бұл жағдай көрсетілген.

6.17 – сурет. Көпір арқылы екі ғимараттағы желі сегментерін байланыстыру

 

 Егер желі сегменті өте алыс қашықтықты болса, және оптоволоконды сыммен тарту тиімсіз болса, онда спутник арқылы жалғанады.

Желіні кеңейту барысында көпірлерді циклге байланыстыруға болады (16.18 – сурет) және осындай желілерде кең таралымды беру әдісін қолдануға болады.

6.18 – сурет. Көпірлерді циклге байланыстыру

Өйткені көпір фрейм көшірмесін желі бойынша кері бағыттайды. Яғни басқа жаққа қарай деген сөз. Желілердегі көпірлерді циклға байланыстыру бағытында келесі жағдай пайда болуы мүмкін. Фреймнің көшірмесі қабылданатын компьютерге бірнеше рет келуі мүмкін. Бұл процесте циклдену процесі (6.19 – сурет) болады.

6.19 – сурет. Көпірлердің циклдену процесі

 Осындай жағдайды болдырмау үшін компьютерік желілерді жобалау кезінде арнайы алгоритм DST (Distributed Spanning True) – үлестірілген байланыс ағашы қолданылады. Алгоритмнің негізгі міндеті – желідегі көпірлерде қай көпір көшірмесін берейін дегенін анықтайды және көшірме ағаш бұтағының бірімен ғана беріледі, яғни, оптималды жол анықталады. DST көп көпір болса ғана пайдаланылады.

Коммутация. Желіні кеңейтуге тағы бір кең қолданатын механизмді – коммутацияны қарастырайық. Желілік технология коммутацияланған деп аталады егер де, аппараттық қүрамында бір немесе бірнеше компьютерді қосып, байланыстырып, оларға деректерді беруге және қабылдауға мүмкіндік беретін электрондық құрылғы бар болса. Оны коммутатор деп атайды. Коммутатор концентраторға (хабқа) ұқсайды, одада компьютерлерді қосуға бірнеше порттар болады. Бірақ бұл құрылғылардың пайдалану міндеттері әр түрлі: концентратор бөлінетін бірегейлі ортаны елестетеді, ал коммутатор әр сегментке бір ғана компьютер қосылған, көпірлер арқылы құрастырылған жергілікті желіні эмуляциялайды елестетеді, эскизін, жобасын жасайды. 6.20 – суретте елестетілген байланыстар көрсетілген.

6.20 – сурет. Коммутатор

Коммутаторлардың бағасы жоғары болғандықтан, желіні жобалауда жобалаушылар концентраторлармен, коммутаторларды пайдалануға тырысады. Коммутатор порттарына концентарторды қосады, ол концентарторларға компьютерлерді қосады.

 

Өз-өзін бақылау сұрақтары:

1) Бір аптада сіз қандай адамдармен электрондық пошта арқылы ақпарат алмасқаныңызды жазып отырыңыз және бұл ақпараттар қандай уақыт аралығында жібрілгенін бақылаңдар. Сіздер сеанстар байланыстың аумақтық локализациялау принципіне сәйкес келе ме?

2) Екі нүктелік байланысқан нақты мысал табыңыз оның иесінен неге екі нүктелік байланысты таңдағанын сұраңыз?

3) Сіздің ұйымның желілерінде қандай топология қолданылатынын анықтаңыз. Қай топология жиі немесе сирек қолданылады?

4) Сигналды көрсетпеу үшін Ethernet желісінің кабелінің түйіндерінде түйіндеме болу керек. Кабельдік жүйелерді монтаждау әдебиетімен танысыңыз.

5) Мангистерлік кодтауды қолданып дестелерді жіберуге кедергілерді ауыстыруда максималды көрсетуде Ethernet дестерінде деректердің мәні қандай?

 Ұсынылатын әдебиеттер

1. Алдажаров Қ.С. Компьютерлік желілер: Оқу құралы. – Алматы: Экономика, 2010. – 144 бет.

2. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоклы: Учебник для вузов. 2-е изд. /В.Г.Олифер, Н.А.Олифер.-СПб: Иэдательство «Питер», 2003.-864с.:ил.

3. Компьютерные сети: учеб. пособие по администрированию локальных и объединенных сетей / А. В. Велихов, К. С. Строчников, Б. К. Леонтьев ; . - 3-е изд., испр. и доп. - М. : Новый издат. дом, 2005. - 304 с.

4. Таненбаум, Э. Компьютерные сети : научное издание / Э. Таненбаум. - 4-е изд. - СПб. : Питер, 2005. - 992 с.

 

7-лекция. Ауқымды (глобальді) желілерді құру және жұмыс атқару технологиясы – 5 сағат

Лекция мақсаты: Үлестірілген және біріктірілген желілер туралы мәліметтермен танысу, алыс қашықтыққа деректер қалай тасмалданатыны және оларға қандай желілік технологиялары қолданылатынын білу.

Сұрактар:

1. Алыс қашақтыққа цифрлық байланыс: цифрлық телефония.
2. Телефон байланысының стандарттары.
3. Үлестрілген желілердегі маршрутизация, маршрутизация кестені және графта ең қысқа жолды есептеу.
4. Желілерді біріктіру: концепциялары, архитектурасы және хаттамалары.
5. OSI моделінің жалпы сипаттамасы.
6. Желідегі кептелістерді болдырмау.

Алыс қашақтыққа цифрлық байланыс. Цифрлық телефония

Цифрлық телефонияда электр сигналдар сандар түрінде беріледі. Түрлендірілген аналогты (цифрлы) сигнал цифрленген сигнал деп аталады. Ал аналогты дыбысты сигнал цифрленген дыбыстық сигнал деп аталады. Аналогты сигналдарды цифрлық сигналдарға түрлендіру құрылғысы аналогты цифрлық түрлендіргіш деп аталады. Бұл құрылғы кіру нүктесінде аналогты сигналды қабылдайды, оның кернеуін тұрақты интервал уақытымен (мысалы бір секунд ішінде) өлшейді және ағымдағы кернеуді сан түрінде береді. Сондықтан цифрлеу нәтижесінде аналогты сигнал үздіксіз сандар ағымына айналады.

Сигналдардың 2 түрі болады:

- үздіксіз немесе аналогты;

- цифрлық немесе дискретті.

Аналогты сигналдарда мыс сымдар арқылы тасмалданғанда сымды қыздырады және электр сигналдар ағыны бірте бірте азаяды соның салдарында сигналдар керекті жерге жеткізілмеуі мүмкін. Осыны болдырмау үшін күшейткіш орнату керек. Күшейткіш шу әсерін береді де сигналды бұзады. Цифрлық байланыс осы проблеманы шешуге мүмкіндік береді. Дыбыстық сигнал цифрлық түрге түрленеді. Осы сигнал желі арқылы беріледі. Ал қабылдаушы жағында қайтадан дыбысты сигналға аударылады. Дискретті түрде берілген аналогты дыбысты сигнал цифрленген дыбыс деп аталады. Ал осы процесс цифрлеу процесі деп аталады. Аналогты сигналды цифрлық түрге келтіру құрылғы аналогты-цифрлық түрлендіргіш деп аталады. Келесі 7.1 - суретте электр сигналдарды түрлендіру барысында келесі сандар : 0, 2, 4, 4, 7, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 4, 4, 4, 4 тізімі шығады.

 

7.1 – сурет. Электр сигналдарды цифрлық сигналдарға түрлендіру мысалы

 

Дыбысты цифр түріне келтіру процестерді зерттеушілер келесі нәтижеге келді: адам сөздерін қалыпты түрде беру үшін жүйе 4000 Гц жиілікпен жұмыс істеуі қажет. Шеннон-Кательников теоремасы бойынша дыбысты цифрленген сигналдан бастапқы түрге келтіру үшін 8000 Гц жиілігі қажет және аналогты цифрлық түрлендіргіш сигналдың кернеуін 125 микросек аралығымен өлшеу қажет. Тәжірибе нәтижесінде бүтін сан интервалы 0-ден 255 аралығында алыну қажет. Жоғарғы айтылған дискреттеу процесі дүниежүзілік стандарттардың бөлігі болып саналады және импульсті-кодалық модуляция деп аталады. (PCM-Pulse Code Modulation). Осы модуляция көмегімен жасалынған сандар арна арқылы қабылдаушыға жеткізіледі және сол жерде дыбысты сигналға түрлендіріледі.

Цифрлық телефонияда синхронды байланыс пайдаланылады. Осы байланысты ұйымдастыратын желі синхрондалған немесе изохронды желі деп аталады. Ерекшелігі: тасымалданатын деректер тұрақты жылдамдықпен беріледі. Сонымен қатар, цифрлық түрде сигналдардың алыс қашықтыққа беру үшін күрделі құрал-жабдықтар пайдаланылады. Осындай тасымалдауды синхрондалған технологиялар пайдаланылады. Синхронды желі – бұл деректерді тұрақты жылдамдықпен беретін жүйе.

Синхрондалмаған желі арқылы деректерді беретін болсақ, трафиктің көлемі ұлғайған сайын бастапқы сигнал тасымалдауына кідірістер әсер етеді. Сондықтан деректерді тасымалдау барысында дыбысты қабылдап отырған абонент керек емес шуларға тап болады. Осындай проблемаларды шешу үшін телефондық желіде цифрленген деректермен бірге қосымша үздіксіз тасымалдауды іске асыратын ақпарат беріледі. Қабылдаушы аппаратурасында бұл ақпарат деректердің жылдамдығын синхрондауға пайдаланады.

Трафикті жіберу кезінде синхронды байланыс болмаған жағдайда кейбір фреймдер аз уақытта, кейбір фреймдер кешігіп келуі мүмкін. Осы себеппен дыбысты қабылдаушыда шу пайда болады. Сондықтан синхронды байланыста цифрленген сигналдармен қатар қосымша информация беріледі. Бұл қосымша арқылы қабылдаушы аппаратурасында деректердің жылдамдығын синхрондауға пайдаланылады.

Телефон желісі бірінші пайда болғандықтан цифрлық телефония жасаушы компаниялар телефон компанияларынан арналарды жалға алады. Жалға алынған екі абонентті ғана байланыстырады. Сондықтан осы арналар көмегімен цифрлық компьютерлік желілер құрастырылады, яғни жалға алынған арналар компьютерлік желінің құрастырушы блогы болып табылады. 

Әрине жалға алынған линияны пайдалану барысында телефон желісіндегі қолданылатын стандарттарды білу, пайдалану керек. Телефон арнасын компьютерлік желіге байланыстыру үшін арнайы құрал жабдықтар қажет.

Алыс қашықтыққа дыбысты сигналдарды тасымалдау үшін компьютерлік жүйені жобалаушы компаниялар телефон компанияларынан абоненттік линияларды жалға алады. Сондықтан компьютерлік желілердегі құрал-жабдықтар және байланыс ережелері телефондық желінің стандарттарына сәйкес келуі қажет. Компьютерлік желіні телефондық желіге қосу үшін арнайы құрал-жабдықтар қажет. Мұндай құрал-жабдықтарды деректерге қызмет көрсету құрылғылары/арналарға қызмет көрсету құрылғылары деп аталады.

DSU/CSU – Data Service Unit/Channel Service Unit. Бұл құрылғылар 2 бөліктен тұрады және бір қапшыққа орналастырылады, оны цифрлық арнаның адаптері деп аталады. Келесі 7.2 – суретте адаптерлер қалай қосылу керек екені көрсетілген.

7.2 – сурет. Адаптерлердің қосылуы

Адаптердің арнаға қызмет көрсету бөлігі линияның соңғы құрал-жабдықпен диагностика функцияларын атқарады. Цифрлық арна адаптері әр түрлі кедергілерді тексереді. Сонымен қатар қатар келген бір мәні бар биттер тізбегін басқа түрге түрлендіреді. Өйткені қатар келген бір мәнді биттер тоқты күшейтеді. Қатар келген мәні 1-ге тең биттер электр тоғын күшейтеді. Осы проблеманы шешу үшін арнаға байттарды қосу арқылы кодалау схемасы пайдаланылады. Мысалы, кейбір цифрлық линияларда 0 битті көрсету үшін кернеудің 0 мәні пайдаланылады, ал 1 битті көрсету үшін кернеудің 0-ге тең емес мәні қолданылады. Ал, қатар келген 1 деген мәні бар биттерді көрсету үшін кернеудің мәні +3 және -3 Вольт аралығымен түрлендіріледі.

Адаптердің басқа бөлігі деректерді өңдеуге пайдаланылады: байланыс желінің операторы жағынан цифрлық форматтан қабылдаушының компьютерлік құрылғыларының цифрлық форматына түрлендіреді. Компьютер жағынан қолданылған интерфейс стандарты линияның жылдамдығына байланысты, егер деректерді тасымалдау жылдамдығы 56 кбитсек жоғары болса, компьютерде басқа аппараттық интерфейс пайдаланылуы керек. Мысалы: RS 232, RS 449.

 Телефон байланысының стандарттары

телефон линиясына қосылған адаптерлер осы телефон желінің стандартарын қолдау қажет. АҚШта бұл стандарттар Т деген әріптен және цифрмен белгіленеді, ал Еуропада – Е және цифрмен белгіленеді. Дүние жүзінде ең кең қолданыстағы стандарт Т1. Келесі кестеде үш стандарттың сипаттамалары берілген.

Телефон байланысының стандарттары

С тандар т та р	Беру жылдамдығы	Дыбысты сигналдарды беру арналар саны	Аймақ
-	0,064 Мбит/с	1
Т1	1,544 Мбит/с	24	Солт. Америка
Т2	6,312 Мбит/с	96	Солт. Америка
ТЗ	44,736 Мбит/с	672	Солт. Америка
Е1	2,048 Мбит/с	30	Европа
Е2	8,448 Мбит/с	120	Европа
ЕЗ	34,368 Мбит/с	480	Европа

                              

Қазіргі таңда Т1 стандартпен жұмыс істейтін линиялар кең пайдалынады, бірақ та жеке пайдалануға жалға алу бағасы қымбат болып келеді. Сондықтан төмеңгі жылдамдықпен жұмыс істейтін линияларды жалға алуға болады. Қазіргі кезде Т1 бөлшектелген бөліктері пайдалануда, жылдамдықтары 1,544 Мб/сек келесі жылдамдықпен жұмыс істейтін арналарға бөлінген: 64 Кб, 9,6Кб, 4,8 Кб, 128 Кб. Осы арналардың кең таралғаны 56 кбит/сек жылдамдықпен жұмыс істейтіні. Т1 линияны төменгі жылдамдықпен істеу, жұмыс бөлшектеу уақытты тығыздау арқылы мультиплексорлеу деп аталады, яғни (Time Division Multiplexed - TDM).

Осы стандарта орташа жылдамдықпен жұмыс істеуге линияларды және арналарды қалыптастыру үшін арнайы технология жасалынды. Бұл технологияның кері мультиплексорлеу технологиясы деп атайды. Осы технологияны пайдалана отырып, бірнеше Т1 линиясын жалға алып, оны бір жоғарғы жылдамдықпен жұмыс істейтін линия ретінде қолдануға болады. Осы линияның екі ұшында кері мультиплексорлеу деп аталатын электронды құрылғы пайдаланады. Орташа беру қабілеттілігі бар цифрлық арналар бар, осындай линияларды ұйымдастыру үшін кері мультиплексорлеу деп аталатын әдіс пайдаланылады, принципі 7.3 – cуретте көрсетілген.

7.3 – сурет. Кері мультиплексордың қосылуы

 

Әр Т1 линияның соңында цифрлік арна адаптерлері қойылуы қажет. Жоғарғы жылдамдықпен жұмыс істейтін цифрлік линиялар магистраль деп аталады. Өзінің стандарттарын пайдаланады. Бұл стандарттарды STS (синхронды транспорттық сигнал) деп атайды.

Жоғарғы жылдамдықпен жұмыс істейтін цифрлық линиялар – бұл линияларды телефон компаниялары магистраль деп атаған болатын және бұл линиялар мемлекеттегі ірі қалаларды немесе мемлекеттер арасындағы байланыстарды ұйымдастыруға пайдаланылады. Осы линиялар STS (Synchron Transport Signal) стандартымен жұмыс істейді.

STS стандарттарымен қатар мамандар ОС деген (оптикалық тасымалдау жиілігі) терминді қолданатын. Бұл терминология оптоволокандық кабельдер арқылы байланысты ұйымдастырылған желілерде қоладнылады. Формальды жағынан осы екіі стандартты ажырату қажет. «STS» стандарттары электрлік сигналдарға байланысты қолданылады, яғни мәліметтер мыс өткізгіш сым арқылы беріледі, ал « ОС» стандарты сигналдар оптоволокондық кабельдер арқылы берілген кезде пайдаланылады. Келесі кестеде STS стандарттары берілген.

STS стандарттары

Белгленуы	Белгленуы	Беру жылдамдығы	Дыбысты сигналдарды беру арналар саны
STS-1	ОС-1	51,840 Мбит/с	810
STS-3	ОС-3	155,520 Мбит/с	2430
STS -12	ОС-12	622,080 Мбит/с	9720
STS -24	OC -24	1244,160 Мбит/с	19440
STS -48	ОС-48	2488,320 Мбит/с	38880

                                                                

    Синхронды оптоволокндық байланыс желісі – SONET болып табылады. Бұл стандарт АҚШ-та жасалған. Еуропада осы стандартты – «синхронды цифрлық иерархия» SDH дейді. Бұл стандарттарда фреймде орналасқан деректердің түрі төменгі жылдамдықпен жұмыс істейтін линияларды жоғарғы жылдамдықпен істейтін бір линияға мультиплекстеу принциптері және синхрондалған деректерді жіберу тәсілдері анықталған. SONET терминалогиясында байттар фреймде 9 жолға, әр жолда 90 бағана бар болып бөлінеді. Осы стандарта фрейм бергенде көлемі үлкен болып келеді. Осы стандартармен бірге телефон компаниялары ISDN (Integrated services digital network) қызметтері біріктірілген цифрлік желі қолданады. ISDN линиясы 3 жеке цифрлық арналардан тұрады. Бұл стандарт көмегімен кабельдік жүйе арқылы абонентерге деректер мен цифрленген дыбысты сигналдар жеткізіледі. ISDN линияларында өрілген қос сым пайдаланады. Бұл технологияның линиясы үш жеке цифрлік арналардан тұрады. Оларды В, В, Д немесе 2В+Д деп белгілейді. 2В арнасы жылдамдығы 64 Кб/сек цифрленген дыбысты сигналдарды, деректерді немесе тығыздалған видео сигналдарды беруге пайдаланады. Д арна басқарушы арна ретінде пайдаланады. Ереже ретінде Д арна қызмет көрсетуді сұрауына қолданылады, 16 Кб/сек жылдамдықпен жұмыс істейді және осы арна арқылы сұраныстар жіберіледі. Осы сұраныстағы қызметтер кейін В арнасы арқылы іске асырылады.

       Кейбір жағдайда В арналарды біріктіріп бір ғана арна ретінде пайдалануға болады, ол 128 Кб/сек болады.

Бастапқы кезінде бұл стандарттың жылдамдығы 64 Кб/сек болады. Ал модемнің жылдамдығы 10 Кб/сек болады. Қазіргі таңда озық технология ретінде ADSL технологиясы пайдаланады: асиметтриялық абоненттік цифрлік линия. Бұл технологияда деректерді беру жылдамдығы жоғары болып келеді. Бірақ екі бағыттағы жылдамдық әртүрлі болады, яғни шығару және алу жылдамдықтары. Осы технология интернетпен байланысуда кең қолданулады. Қолданушы веб-беттерді қарау кезінде компьютеріне файлды жүктейді. Осы жағдайда қолданушының интернетке берген трафигі қысқа сұраныстардан тұрады (деректердің көлемі бірнеше сайттан тұруы мүмкін), керісінше интернеттен қолданушыға келген трафик көлемі млн. байттан тұруы мүмкін. Бұл технологияның ерекшелігі кабельдік жүйеге байланысты: телефон линиялар қолданғандықтан оған өзгерістер қажет емес, яғни кабель ұзындығы қысқа болады және провайдердің толық қызметі қажет емес.

Асинхронды цифрлық абоненттік линиялар DSL озық технологиялар болып саналады. DSL (Digital Subscriber Line), белгіленуі: xDSL.

SDSL – симметриялық цифрлық абоненттік линиялар. Яғни екі бағыттағы жылдамдық бірдей болады.

HDSL – бұл технологияда екі жақтағы жылдамдық бірдей болады, және ол 1,544 Мбит\с тең. Бір кемшілігі: абоненттік линиялардың ұзындығы шектеулі және кабельдік жүйеге қойылатын талаптардың жоғарылылығы. Артықшылығы: өзгертулерге бейімді емес.

VDSL – аса жоғары жылдамдықпен жұмыс істейтін цифрлық абоненттік линиялар.Жылдамдығы 52 Мбит\с дейін болуы мүмкін. Бұл технологияда желіаралық құрылғылар пайдаланылады.

Ассиметриялы абоненттік линиялар ADSL цифрлық, беру жылдамдығы жоғары, ал кері беру жылдамдығы төмен болады. Интернеттен қабылдау жылдамыдығы 6,144 Мб/сек, беру 640 Кб/сек.  

Үлестрілген желілердегі маршрутизация

Өлшеміне байланысты желілірді үш негізгі категорияларға бөледі:

1. бір немесе бірнеше ғимараттарды қамтитын жергілікті желілерге;
2. бір қаланы қамтитын аймақтық желілерге;
3. қалаларды, елдерді немесе континеттерді қамтитын үлестірілген желілерге.

Олардың арасындағы айырмашылығы неде екенін түсіну үшін желінің өлшемі қалай өлшенетінін білу қажет. Жергілікті желі технологиясының үлестірілген желі технологиясынан айырмашылығы – масштабтау қасиеті. Үлестірілген желіні кеңейту (өсіру) барысында алыста орналасқан (мысалы, мың км² ) көп компьютерлерді байланыстыру немесе олар қосылған көп жеке сегменттерді байланыстыру керек. Осыған қоса желі үлестірілген деп саналады, егер бір уақытта көп компьютерлерге өзара байланыс жасауға жеткілікті жылдамдық қамтамасыз етілсе.

Үлестірілген желіде пакеттер коммутаторлары пайдаланылады. Өйткені олар толық пакетті бір байланыстан екінші байланысқа тасымалдайды. Жергілікті желіні кеңейту үшін қайталағыш, көпір, ал үлестірілген желіні құрастыру үшін пакеттер коммутаторы қолданылады.

Пакеттер коммутаторы – бұл кішігірм компьютерлер, оның құрамында процессор, жады және пакеттерді қабылдау мен беруге енгізу/ шығару құрылғысы болады. Пакеттер коммутаторы екі түрлі енгізу/шығару құрылғысымен жабдықталған, бір жағынан басқа коммутатор қосылса, екінші жағынан компьютер қосылады. Келесі 7.4 – суретте пакеттер коммутаторы көрсетілген.

 

7.4 – сурет. Пакеттер коммутаторы

 

Енгізу/шығарудың бірінші типі жоғары жылдамдықпен істейді және коммутаторды цифрлық линияға қосылған басқа коммутаторға қосуға пайдаланылады. Енгізу/шығарудың екінші типі төменгі жылдамдықпен істейді және коммутаторды жеке компьютерге қосуға пайдаланылады. Коммутаторлардың нақты аппараттық сипаттамалары үлестірілген желідегі қолданылатын технологиясына және қажетті жылдамдығына байланысты болады. Коммутаторлар көмегімен әр түрлі көп технологияларды қалыптастыруға және көп компьютерлерді қосуға болады.

 

  Коммутатор мен коммутатор байланысы интерфейс деп аталады. Үлестірілген желілерде барлық компьютерлерге бір уақытта пакеттерді беру рұқсат етіледі. Мұндай жағдайда пакеттер уақытша коммутаторда жиналады. Ол үшін коммутатор жадысында буферлік жады ұйымдастырылады. Пакеттер толық жиналғаннан кейін коммутатор процессорға осы жағдай туралы хабар береді.

Процессор пакетті тексереді және қай интерфейспен жіберу қажет екенін анықтайды. Содан кейін аппараттық шығару құрылғысына пакетті беруге қоманданы береді. Уақытша жинақтау коммутациясы. Физикалық адрестеуге келетін болсақ, үлестірілген желіде фреймнің стандарттық форматы анықталған болады. Осы форматты пайдалана отырып, деректерді тасымалдау процесі іске асырылады, үлестірілген желілерде иерархиялық адрестеу пайдаланылады. Иерарахиялық адрестеуде адресс бірнеше нөлдікке бөлінеді. Қарапайым иерархиялық адрестеу схемасында адрес екі бөлікке бөлінеді.

1. коммутаторды көрсету;
2. осы коммутаторға қосылған компьютерді көрсету.

Төменгі 7.5 – суретте адрестеу схемасы көрсетілген.

7.5 – сурет. Пакеттер коммутаторларда адрестеу схемасы

 

       Үлестірілген желіде деректердің тасымалдау жолын анықтау үшін процесі маршруттың келесі учаскісін табу арқылы іске асырылады. Маршруттың келесі учаскесін табу арқылы маршрутизациялау процесі пакет қай жақтан жіберілгеніне тәуелсізді болып келеді. Бұл жерде келесі бөліктің анықталуы керек. Қолданылатын коммутатор адресі белгілі болуы шарт. 7.5 б) суреттегі кестені келесі қысқартылған кесте түріне келтіруге болады.

Қабылдау адресі                Маршруттың келесі бөлігі

(1, кез-келген)                       Интерфейс 1

(3, кез-келген)                       Интерфейс 4

(2, кез-келген)                       Жергілікті компьютер

 

Үлестірілген желіге қосымша компьютерлерді қосу кезінде оның жылдамдығы бәсеңдемеуі қажет. Яғни, үлестірілген желіге қосымша компьютерді қосу кезінде оның жылдамдығы өсу қажет, бұл шартты орындау үшін енгізу шығару қосымша аппараттық жабдықтарын пайдалану қажет немесе жоғарғы жылдамдықпен жұмыс істейтін процессорды орнату қажет. Бұл шара арқылы желінің өлшемін өзгертуге болады. Егер де желі өлшемін көпке өзгерту қажет болса, онда жаңа пакеттер коммутаторын қосу керек. Үлестірілген желілерді үлкен жылдамдықпен жұмыс істеуін қолдау үшін келесі принцип қолданылады: желінің коммутациялау өнімділігін жеке компьютерді қоспай өсіру. Ол үшін желінің ішкі бөлігін қосымша пакеттерді орнату бұл коммутаторға компьютерлерді қоспауға да болады. Сондықтан олар ішкі коммутаторлар деп аталады, ал компьютерлерге қосылған коммутаторлар сыртқы коммутатор деп аталады. Үлестірілген желінің тұрақты болу үшін сыртқы және ішкі пакеттер коммутаторларында пакеттерді тасымалдауға пайдаланатын маршрутизациялау кестесі болуы керек (7.5 – сурет).

Адрестеудің екі компоненттік иерархиялық схемасы соңғы коммутатордан басқаларына пакетті тасымалдау барысында қабылдаушы адресстің бірінші бөлігін пайдалануға жеткілікті.

Үлестірілген желіге қосымша компьютерлерді қосу кезінде бұл желінің тасымалдау қабілеттілігі төмендеуге тиісті. Ол үшін жеке коммутатордың жылдамдығын өсіру үшін қосымша енгізу-шығаруды ұйымдастыратын аппараттық интерфейс пайдалану керек немесе жоғары жылдамдықты процессорды қою қажет.

Кейбір жағдайда қосымша компьютердің орнына желіге коммутаторларды қосуға болады және осы қосымша қосылған коммутаторларға желінің кейбір жүктемелерін артуға болады. Осындай коммутаторларды ішкі коммутатор деп атайды және оларға тек қана коммутаторлар қосылады. Ал компьютерлер қосылған коммутаторларды сыртқы коммутаторлар деп атайды. Желі тұрақты жұмыс істеу үшін ішкі және сыртқы коммутаторларға пакеттерді тасымалдауға маршрутизациялау кестелері болу қажет және осы кестелердегі сақталаған деректер келесілерді қамтамасыз ету керек:

1. Әмбебапты маршрутизация, яғни маршрутизациялау кестесінде маршрутизацияның келесі бөлігі туралы ақпарат болуы қажет;

2. Оптималды маршрутизацияны таңдау. Маршрутизацияның келесі бөлігі туралы ақпарат қабылдау адрестерге қысқа жолды көрсету қажет. Үлестірілген желінің маршрутизациясын көрсету үшін графты салуға жеткілікті. Граф осы желінің моделін көрсетеді. Графтағы әр түйін желідегі пакеттер коммутаторына сәйкес болуы қажет. Егер коммутаторлар арасында тікелей байланыс бар болса, онда графта қабырғасы болады (7.6 – сурет).

7 .6 – сурет. Коммутаторларды байланыстыру және граф түріндегі схемасы

Графтың әр түйінінің маршрутизациялау кестесі төменгі кестеде көрсетілген.

 

Қабылдау адресі	Маршруттың келесі бөлігі	Қабылдау адресі	Маршруттың келесі бөлігі	Қабылдау адресі	Маршруттың келесі бөлігі	Қабылдау адресі	Маршруттың келесі бөлігі
1	-	1	(2,3)	1	(3,1)	1	(4,3)
2	(1,3)	2	-	2	(3,2)	2	(4,2)
3	(1,3)	3	(2,3)	3	-	3	(4,3)
4	(1,3)	4	(2,4)	4	(3,4)	4	-
1- түйін		2- түйін		3- түйін		4- түйін

 

Маршрутизация кестесінде жазбаларды алып тастау үшін желілік жүйелерде арнайы механизм қолданылады. Ол үнсіздік бойынша маршрут немесе кесте жазбасы деп аталады. Әр бір маршрутизация кестесінде тек ғана бір жазба жазылады және бұл жазба басқа жазбалармен салыстырғанда төмен приореттетті болады. Егер механизм керекті жазбаны таба алмаса, онда ол үнсіздік бойынша берілген жазбаны қолдананады.

Маршрутизация кестесін құрастыру үшін арнайы программалар пайдаланылады. Кестені құру үшін екі әдіс қолданылады:

1. статикалық маршрутизациялау;
2. динамикалық маршрутизациялау.

Статикалық - коммутатор іске қосылғанда кесте қалыптасады. Желі іске қосылғанда маршрут өзгермейді. Бағасы бойынша арзан.

Динамикалық – жұмыс істеу барысында маршрут өзгеруі мүмкін, бағасы бойынша өте жоғары.

Қысқа маршртты табу – дейкстр деп аталады.

 Маршрутизация кестені және графта ең қысқа жолды есептеу

Маршрутизация кестені есептеу үшін екі әдіс қолданылады:

1. Статикалық маршрутизация. Бұл программа коммутаторлардың алғашқы кезде жіктелуі барысында орнатылады. Бұл өзгертілмейтін маршрутизация.
2. Динамикалық маршрутизация. Коммутаторлардың жіктелуі кезіңде маршрутизациясының бастапқы кестесін құрайтын программа.

Желіде маршрутизацияның өзгертілуі барысында кесте де өзгертіледі. Статикалық маршрутизацияның негізгі ерекшелігі өте төмен ұстамдылығы және қарапайымдылығы болып келеді.

Кемшіілгі өзгерту қиынға түседі.Көптеген желілерде Динаикалық маршрутизация қолданылады. Себебі, желі жұмысында көптеген кемшіліктерді автоматты түрде өзгертеді.

Графта ең қысқа жолды есептеу. Маршрутизация кестесінде жазбалар арасындағы ең қысқа жолды есептеу үшін алгортим Дейкстры қолданылады. Есептеу процессі барысында маршрутизация кестесі құрылады. Бұл алгоритм әр бір маршрутизацияның кестесі үшін қолданылады. Маршрутизацияның кестесін есептеуге P торапқа сәйкес P' бастапқа болып саналады. Алгортим Дейкстры С тораптар жиынтығын анықтаумен басталады. Бұл жиындар үшін минимальды қашықтық және маршрутизациясының келесі бөлігі анықталады. Жиында бастапқы тораптарын басқа барлық тораптар инициализацияланады. Одан кейін алгоритм цикл ретінде қолданылады. Әр бір цикл өткен сайын алгоритм жиынтығынан С торабын алып өшіреді. Бұл торап бастапқысынан ең қашық орналасқан. Өшіргеннен кейін барлық тораптар арасында бастапқы және соңғы түйіндер арасында минимальды қашықтықты есептейді.

Алгортим Дейкстры 3 құрылымды мәліметтерді сақтайды:

1. Әрбір түйінге ағымды қашықтықты;
2. Келесі бөліктің минимальды қашықтықты;
3. Қалған тораптар туралы ақпарат.

Желілерді біріктіру: концепциялары, архитектурасы және хаттамалары

Әр желілік технология белгілі талаптарға сәй болу керек. Мысалы жергілікті желілер технологиялары қысқа қашықтыққа жоғары жылдамдықтағы байланысты қамтамасыз ету қажет, ал үлестірілген желілер технологиялары үлкен аймақтардағы байланысты қамтамасыз ету қажет. Осыдан келесі қорытынды шығады: бір де бір желілік технология барлық талаптарды қанағаттандыра алмайды.

Қазіргі компьютрлік желілер кез келген екі компьютерлер арасында өзара әрекеттестігін қамтамасыз етеді. Осы байланыс және байланыстағы қолданылатын ұғымдар ерекше аталады және әмбебапты қызмет көрсету деп аталады.

Қазірі кезде әртекті, әртипті желілер негізінде осы әмбебапты қызмет көрсетуді іске асыру үшін арнайы принцип құрастырылады. Бұл принцип желділерде біріктіру деп аталады. Желілерді біріктіру үшін қосымша аппараттық жүйелер пайдаланылады. Содан кейін барлық қосылған компьютерге жабдықтар әмбебапты қызмет көрсету болып табылады.

Әр типті желілерді біріктіруге пайдаланылатын аппараттық компонент маршрутизатор деп аталады. Маршрутизатор бұл – желілерді байланыстыруға ерекшеленген, бөлінген компьютер болып саналады. Көпірден айырмашылығы бұл компьютерде желіде қолданылатын программалар ғана орындалады.

Ауқымды екі желіні маршрутизатор арқылы біріктіруі қиін емес (7.7 – сурет) :

7.7 – сурет. Маршрутизатор арқылы екі желіні байланыстыру

 

Ауқымды желілерді байланыстыруда бір маршрутизатор жеткіліксіз, себебі:

1. Маршрутизатор келген пакеттерді өңдейді, ал егер төрт жақтан да пакеттер келсе, өңдеу қабілеттілігі төмендейді, жылдамдығы да азайяды. Маршрутизаторға көп күш түспеу үшін бірнеше маршрутизатор қолданылуы керек.

2. Неғұрлым маршрутизатор көп болса, біріктірілген желінің сенімділігі жоғары болады.

Үш маршрутизатор арқылы төрт (жергілікті немесе үлестірілген) желілерді байланыстыруы келесі 7.8 – суретте көрсетілген.

7.8 – сурет. Үш маршрутизаторлар арқылы төрт желілерді байланыстыру

 

Біріктірілген желілірге көп хаттамалар қолдануға ұсынылған, бірақ желілерді біріктіру үшін тек қана бір хаттамалар жинағы қолданылады. Бұл хаттамалар жинағы TCP/IP хаттамасы немесе біріктірілген желілер хаттамасы деп аталады.

 TCP/IP хаттамаларын 20 – ғасырдың 70 – жылдары жасай бастады және OSI моделіне негізделді.

 OSI моделінің жалпы сипаттамасы

       20 – ғасырдың 80 жыл басында OSI, ITU-T және басқа да стандартизациясы бойынша халықаралық ұйымдар желінің дамуында үлкен рөл атқарған модель өңдеп шығарды. Бұл модель ISO/OSI моделі деп аталды.

Ашық жүйелердің әрекеттесу моделі (Open System Interconnection, OSI) желідегі жүйелердің әрекеттесуінің әртүрлі деңгейін пакеттер (дестелер) коммутациясымен анықтайды, оларға стандартты атау береді және әрбір деңгей қандай функцияны орындайтынын көрсетеді.

OSI моделінде әрекеттесу құралдары 7деңгейге бөлінеді: қолданбалы, ұсыну, сеанстық, транспорттық, желілік, арналық және физикалық. Әрбір деңгей желілік құрылғылардың әрекеттесуінің белгілі аспектісімен жұмыс жасайды.

 

7.9- сурет. ISO/OSI ашық жүйелерінің өзара байланыс моделі

 

OSI моделі аппараттық құрылғы, жүйелік утилита, операциялық жүйемен іске асырылатын әрекеттесудің жүйелік құралдарын сипаттайды. Модель соңғы қолданушылардың қосымшаларының әрекеттесу құралдарын санамайды. Қосымшалардың әрекеттесуінің өзіндік хаттамалары жүйелік құралдарға қатынау арқылы жүзеге асырады. Сондықтан қосымшалардың әрекеттесу деңгейі мен қолдабалы деңгейін айыра білу қажет.

Сонымен қатар, қосымша OSI моделінің кейбір жоғарғы деңгейінің функцияларын орындай алатындығын есекеру қажет. Мысалы, кейбір мәліметтер базасын басқару жүйесінде (МББЖ) файлдарға қашықтан қолжеткізудің ендірілген құралы бар. Бұл жағдайда қосымша қашықтағы қорларға қол жеткізуді орындай отырып, жүйелік файлдық қызметті пайдаланбайды; ол OSI моделінің жоғарғы деңгейлерін айналады және OSI моделінің төменгі деңгейінде орналасқан ақпараттың желі арқылы транспортировкасына жауапты жүйелік құралдарға тікелей қатынайды.

Сонымен, қосымша қолданбалы деңгейге сұраныс жіберсін делік, мысалы файлдық қызметке. Осы сұраныс негізінде қолданбалы деңгейдің программалық қамтамасы стандартты форматтағы ақпаратты да қалыптастырады. Қарапайым ақпарат тақырыптан және мәліметтер өрісінен тұрады. Тақырып компьютер адресаттың қолданбалы деңгейіне қандай жұмысты орындау керектігін хабарлау үшін желі арқылы жіберілетін қызметтік ақпараттан тұрады. Біздің жағдайда тақырып файлдың орналасқан орны туралы ақпаратты және орындалатын операция типі туралы ақпаратты қамтуы керек. Ақпараттың мәліметтер өрісі бос болуы мүмкін немесе қандайда бір ақпараттан тұруы мүмкін, мысалы, қашықтағы файлға жазылатын мәліметтер. Бірақ бұл ақпаратты тағайындалған жерге жеткізу үшін көптеген тапсырмаларды орындау қажет. Ол тапсырмаларға төменде көрсетілген деңгейлер жауапты.

Ақпаратты қалыптастырғаннан кейін қолданбалы деңгей төмен стек бойынша ұсыну деңгейіне жібереді. Ұсыну деңгейінің хаттамасы қолданбалы деңгейдің тақырыбынан алынған ақпаратқа сүйене отырып талап етілген әрекеттерді орындайды және ақпаратқа өзінің жеке қызметкерлік ақпаратын қосады машина адресаттың ұсыну деңгейінің хаттамасына арналған нұсқаулардан тұратын ұсыну деңгейінің тақырыбы. Нәтижесінде алынған ақпарат төмен қарай сеантық деңгейге беріледі. Ол өз кезегінде өзінің тақырыбын қосады т.с.с. (кейбір хаттамалар қызметкерлік ақпаратты тақырып ретінде тек ақпараттың басына ғана емес, сонымен қатар аяғына да «соңы» ретінде орналастырады). Сөйтіп ақпарат ең төменгі физикалық деңнейге жетеді. Ол ақпаратты байланыс линиясы арақылы машина адресатқа береді. Бұл кезде ақпарат барлық деңгей тақырыбынан «өседі».

 

7.10 - сурет. Әртүрлі деңгейлердің ақпарат салымдылығы

 

Ақпарат желі арқылы машина адресатқа келіптүскенде, ол оның физикалық деңгейімен қолданады және жоғары қарай бір деңгейден екінші деңгейге ауысады. Әрбір деңгей өзіне тән функцияларды орындай отырып, өзінің тақырыбын талдайды және өңдеп отырады, содан соң тақырыпты өшіріп ақпаратты жоғарғы деңгейге береді.

Ақпарат (message) теринімен қатар желі мамандары алмасу процесінде мәліметтер бірлігін белгілеу үшін пайдаланылатын басқа да терминдерді қолданды. ISO стандартында әртүрлі деңгей хаттамалары жұмыс жасайтын мәліметтер бірлігін белгілеу үшін мәліметтердің хаттамалар блогы деп аталатын ортақ атау қолданды (Protocol Data Unit, PDU). Нақты бір деңгейдің мәліметтер блогын белгілеу үшін арнайы атаулар пайдаланылады: кадр (frame), десте (packet), дейтаграмма (datagram), сегмент (segment).

Физикалық дейгей. Физикалық деңгей (Physical Layer) биттерді байланыстың физикалық арналары, яғни коаксиальды кабель, оратылған жұп негізіндегі кабель, оптоволокондық кабель арқылы берумен айналысады. Бұл деңгейде мәліметтерді берудің физикалық ортасының сипаттамалары жатады, мысалы, өткізу ортасы, толқындық кедергі және т.б. Осы деңгейде дискретті ақпараттарды беретін электр сигналдарының сипаттамалары анықталады. Сонымен бірге, осы жерде әрбір байланыстың мақсаты мен тетік типі стандартталады.

Физикалық деңгей:

• Биттерді физикалық арна арқылы беру;
• Электр сигналдарының қалыптасуы;
• Ақпаратты кодтау;
• Модуляциялау.

функцияларын жүзеге асырады.

Физикалық деңгейдің функциялары желіге қосылған барлық құрылғыларда жүзеге асырылады. Компьютер тарапынан физикалық деңгейдің функциялары желілік адаптермен немесе жүйелі портпен орындалады.

Физикалық деңгейдің хаттамасның мысалы ретінде Ethernet технологиясының 10Base T спецификациясы болуы мүмкін. Ол толқындық кедергісі 100 Ом болатын үшінші категориялы экрандалмаған оратылған жұп негіздегі кабельді, тетігі RJ-45, физикалық сегментінің максималды ұзындығы 100 м, мәліметтерді көрсетуге арналған манчестрлік код кабельдің өзінде, сондай ақ электр сигналдары мен беру ортасының басқа да сипаттамаларын анықтайды.

Арналық деңгей. Физикалық деңгейде биттер қайтажіберіледі. Бұл кезде бір бірімен өзара әрекеттескен бірнеше компьютерлермен ауысымды түрде байланыс линияларында физикалық беру ортасы бос болмауы есепке алынбайды. Сондықтан арналық деңгейдің мақсаты беру ортасының бос болуын тексеру механизмдерін іске асыру. Бұл үшін арналық деңгейде биттер бір топқа жинақталады, оларды кадрлар (frames) деп атаймыз. Арналық деңгей әрбір кадрдың басы мен соңында тізбектелген биттерді орналастыру арқылы әрбір кадрдың дұрыс берілуін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, кадрдың барлық биттерін белгілі бір әдіспен өңдеу арқылы бақылау сомасын есептейді және бақылау сомасын кадрға қосады. Кадр желі арқылы келгенде қабылдаушы алынған мәліметтердің бақылау сомасын есептейді және нәтижені кадрдағы бақылау сомасымен салыстырады. Егер олар сәйкес келсе, кадр дұрыс деп саналып қабылданады. Егер де бақылау сомасы сәйкес келмесе, онда қате фиксацияланады. Арналық деңгей тек қана қателерді тауып қана қоймай, сонымен қатар зақымдалған кадрларды қайталап жіберудің арқасында түзейді. Арналық деңгей үшін қателерді табу функциясы міндетті болып табылмайды. Сондықтан, бұлдеңгейдің кейбір хаттамаларында бұл функция болмайды, мысалы, Ethernet-те және frame relay-де. Арналық деңгейдің функциялары

Дестелердің сенімді жеткізілуі:

1. Кез келген топологиялы желідегі екі көрші станциялар арасында;
2. Типтік топологиялы желідегі кез келген станциялар арасында:
• Бөлінетін ортаға қол жетімділікті тексеру;
• Желі арқылы келіп түскен мәліметтер ағымынан кадрларды бөлу; мәліметтерді жіберу кезінде кадрларды қалыптастыру;
• Бақылау сомасын есептеу және тексеру.

       Жергілікті желіде пайдаланылатын арналық деңгейдің хаттамаларында компьютерлер арасындағы байланыс құрылымы жәнеолардың адрестелу әдістері салынған. Арналық деңгей локальды желінің кез келген екі түйін арасында кадрларды жеткізуді қамтамасыз еткенімен, ол бұны тек желіде белгілі бір байланыс топологиясымен жасайды. Мұндай типтік топологияға «жалпы шина», «сақина» және «жұлдызша», сонымен бірге олардан көпір және коммутаторлар көмегімен алынған құрылымдар жатады. Арналық деңгейдің хаттамаларына мысал болып Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN табылады.

       Жергілікті желіде арналық деңгейдің хаттамалары компьютерлермен, көпірлермен, коммутаторлармен және маршрутизаторлармен қолданылады. Компьютерлерде арналық деңгейдің функциялары желілік адаптермен және оның драйверінің бірлескен қызметінің көмегімен жүзеге асырылады.

       Глобальды желіде арналық деңгей жеке байланыс линияларымен байланысқан екі көрші компьютерлер арасында ған ақпаратпен алмасуды қамтамасыз етеді. «Нүкте-нүкте» хаттамасына мысал ретінде кең таралған РРР және LAP-B хаттамалары бола алады. Мұндай жағдайда соңғы түйіндер арасында ақпаратты жеткізу үшін желілік деңгейдің құралдары пайдаланылады. X.25 желілері дәл осылай ұйымдастырылған. Кей кезде глобальды желілерде арналық деңгейдің функцияларын таза түрінде айыру қиын, өйткені олар бірдей хаттамада желілік деңгейдің функцияларымен бірігеді. Мысал ретінде ATM және frame relay технологияларының хаттамалары бола алады.

Жалпы арналық деңгей желі түйіндерінің арасында ақпаратты жіберудегі ең күшті функцияларға ие. Кейбір жағдайларда арналық деңгейдің хаттамалары өзіне жеткілікті транспорттық құрал болып табылады, сол кезде олардың үстінен қолданбалы деңгейдің хаттамалары немесе қосымшалар жұмыс істей алады, желілік және транспорттық деңгейлердің қатысуынсыз.

Мысалға, Ethernet-пен қоса SNMP желісін қолдану хаттамасы бар, бұл хаттама ІР желілік хаттамасы мен UDP транспорттық хаттамадан бұрын жұмыс істейді. Әрине бұндай қолданым шектеулі болады-бұл әртүрлі технологиялардың құрама желісіне сай келмейді, мысалы Ethernet және X.25, және барлық сегментінде Ethernet қолданылатын желі үшін, бірақ сегменттер арасында ілгіш тәрізді байланыс бар. Ал көпірмен біріктірілген екі сегментті Ethernet желісінде SNMP ді арналық деңгейде қолдану жұмысқа икемді болады.

Кез келген топология және технологиялы желіде ақпараттың сапалы тасымалын қамтамасыз ету үшін арналық деңгей функциясы жеткіліксіз, сол себептен OSI моделінде бұны шешу екі деңгейде орындалады-желілік және транспорттық.

Арналық деңгей жоғарғы деңгейлерден белгіленген түйінге адресі арқылы жіберілетін тәсілмен келетін деректер дестесін жіберуді қамтамасыз етеді. Арналық деңгейдің хаттамалары оларға жіберілген дестелерді өз форматындағы кадрға орналастырады, оған қоса кадрды бақылау сомасын бақылайды. Арналық деңгей хаттамасының локальды мағынасы бар, ол деректер кадрлерін қарапайым топологиялық байланысты желі мен бір типті немесе жақын технологиялы желі арасында жеткізеді, мысалы, бір сегментті Ethernet желісінде немесе көпсегментті Ethernet желісінде және көпірлер мен коммутаторлар арқылы бөлінген Token Ring иерархиялық топологияда. Бұл барлық конфигурацияларда көздеу адресінің берілген желі үшін локальды мағынасы бар және түйін қайнар көзден көздеу түйініне кадрдың жүруінде өзгермейді. Деректерді әртүрлі технологиялы локальды желілер арасында жіберу мүмкіндігі бұл технологияларда бірдей форматты адрестер қолданылатындығына байланысты, оған қоса желілік адаптер өндірушілері технологияға бағынышсыз адрестер уникалдылығын қамтамасыз етеді.

Арналық деңгейдің хаттамаларының басқа да қолданылу облысы болып глобальды желінің «нүкте-нүкте»типті байланысы табылады, арналық деңгейдің хаттамасы кадрдің көршіге жетуіне жауапты. Бұл жағдайда адрестің мәні жоқ, ең қажеттісі болып хаттаманың өңделген және жоғалған кадрлерді қайта қалпына келтіру табылады, себебі территориялы арналардың көбіне коммутацияланатын телефондық арналардың нашар сапасы осындай шаралардың орындалуын талап етеді. Егер жоғарыда айтылған шарттар орындалмаса, онда арналық деңгей хаттамасы түйіндер арасында деректер жіберумен өзі айналыса алмайды және желілік деңгей хаттамасынан көмекті талап етеді, мысалы, Ethernet сегменттері арасындағы байланыстар ілгіш тәріздес құрылымнан тұрады немесе біріктірілген желілер Ethernet және X.25 желілеріндегідей әртүрлі адресация тәсілдерін пайдаланады.

Желілік деңгей. Желілік деңгей (Network layer) бірнеше желілерді біріктіретін бір транспорттық жүйенің пайда болуы үшін қажет, бұл біріктірілген желілер соңғы түйіндер арасында ақпаратты жіберудің түрлі принциптерін қолдана алады және байланыс құрылымының туындысы бар болады. Оларды локальды желілерді біріктіру мысалында қарастырайық.

Жергілікті желінің арналық деңгейінің хаттамасы тек сәйкес типті топологиялы желіде ғана түйіндер арасында деректерді жеткізуді қамтамасыз етеді. Мысалы, иерархиялық жұлдыз топологиясы. Дамыған құрылымды желіні құруға мүмкіндік бермейтін бұл қатаң тыйымдар, мысалы өнеркәсіптің бірнеше желісін бір желіге біоіктіретін желі немесе түйіндер арасында артық байланыстары бар жоғары сенімділікті желілер. Арналық деңгейдің хаттамасын ілгіш тәріздес байланысты қолдау үшін қиындатуға болар еді, бірақ деңгейлер арасында міндеттерді бөлу басқа шешімге әкеледі. Бір жағынан типті топологияларға деректерді жіберу процедурасының қарапайымдылығын сақтау үшін, екінші жағынан туынды топологиялардың қолданылуын іске асыру, қосымша желілік деңгей қосылған.

Желілік деңгейде «желі» терминінің өзі арнаны мағынасымен көре түсуде. Бұл жағдайда желі деп өзара бір стандартты типті топологиялардың біреуімен байланысқан және деректерді жіберу үшін бұл нақты топологияға сәйкес келетін арналық деңгейдің хаттамаларының бірін пайдаланатын компьютерді айтамыз.

Желі ішінде деректерді жеткізу сәйкес арналық деңгей арқылы қамтамасыз етіледі, ал желілер арасында деректерді жеткізу үшін желілік деңгей қолданылады, ол құрайтын желілер арасында байланыс құрылымы арналық деңгейдің өте жақсы болу үшін ақпарат жіберу маршрутының дұрыс таңдалым мүмкіншілігін қолдайды.

Желілер өзара маршрутизатор деп аталатын арнайы құрылғымен байланысқан. Маршрутизатор – бұл желі аралық байланыстар топологиясы жөнінде ақпарат жинайтын құрылғы және желілік деңгей дестелерін көздеу желісіне жібереді. Бір желідегі жіберушіден ақпаратты басқа желідегі қабылдаушыға жіберу үшін желілер арасында бірнеше транзитті жіберулер орындау керек немесе әр уақытта сәйкес маршрут таңдай отырып хоптар орындау керек.(hop-секіру). Осыдан маршрут дестелер өтетін маршрутизатор тізбектерінен тұрады.

Ең жақсы жолды таңдау мәселесі маршрутизация деп аталады, оның шешімі желілік деңгейдің басты мәселелерінің бірі болып табылады. Бұл мәселенің қиыншылығы ең қысқы жол - әрқашан да дұрыс бол бермейді. Әдетте маршрут таңдау критериі болып деректерді жіберу уақыты табылады; ол уақыт өтісімен өзгере алатын интенсивті трафик және байланыс арналарының жібергіш қабілеттілігіне байланысты. Басқалары ұзақ уақыттағы орташа көрсеткіш негізінде шешім қабылдаса, маршрутизацияның кейбір алгоритмдері ауыртпалық өзгерісіне бағыныштала бастайды.

Толық жағдайда стандартты емес құралдарды байланыстармен ақпарат жіберу функциясына қарағанда желілік деңгей функциясы ендірек. Желілік деңгей әртүрлі технологиялар біріктірілуінің, үлкен желілердегі адресацияларды қысқартылуының мәселесін және сенімді және жұмсақ баръерлерді желілер арасында керек емес жолдарда құрудың мәселелерін шешеді.

Желілік деңгей аппараттарын «десте» (packet) деп атау көзделген. Желілік деңгейде дестелерді жеткізу ұйымында «желі нөмірі» ұғымы қолданылады. Бұндай жағдайда қабылдаушы адресі үлкен бөлік – желі нөмірінен тұрады. Бір желінің барлық түйіндерін адрестің үлкен бөлігін қамту керек. Сондықтан «желі» терминіне желілік деңгейде формальды түрде басқа анықтама беру керек: желі – бұл желілік адрестері бірдей желі нөмірінен тұратын түйіндер жиыны.

Желілк деңгейлерде хаттамалардың екі түрі анықталады. Бірінші түрі – желілік хаттамалар (routed protocols) – желі арқылы дестелердің жылжуын орындайды. Тек бұл хаттамалар желілік деңгей хаттамасы туралы айтқанда белсенді болып табылады. Бірақ та желілік деңгейге маршрутты ақпаратпен алмасу хаттамасы немесе маршрутизация хаттамасы деп аталатын басқа хаттаманы жатқызуға болады. Бұл хаттамалар көмегімен маршрутизаторлар желі аралық байланыстар топологиялар туралы ақпарат жинайды. Желілік деңгей хаттамалары операциялық жүйенің программалық модульдерінен оған қоса, программалық және маршрутизациялық аппараттық құрылғыларынан пайда болады.

Желілік деңгейде локальдық желідегі желілк деңгейде қолданылатын түйін адресінің көрінуіне жауап беретін хаттамалар да бар. Бұндай хаттамалар адрестерге беру хаттамасы – Address Resolution Protocol, ARP. Кейде оларды желілік деңгейге жатқызбайды, ал арналық деңгейге жатқызады.

Желілік деңгейдің хаттамаларының мысалы ретінде IP стегінің желіаралық өзара қатынасының хаттамасы болып табылады. TCP/IP және IPX стегінің дестелер мен желі аралық алмасу хаттамасы Novell-ді алуға болады.

Транспорттық деңгей. Жіберушіден қабылдаушыға дейінгі жолда дестелер өзгеріске ұшырап және жоғалып кетуі мүмкін. Кейбір қосымшалардың өзіндік қателерді талдау құралдары бар, кейбірлері тіпті бірден сенімді байланыстармен жұмыс істейді. Транспорттық деңгей (Transport layer) қосымшаларға стегтің жоғарғы деңгейлері қолданылады және сеанстық деңгей деңгейлерге олар олар қажет ететін сенімділіг дәрежесінде деректерді жіберуді қамтамасыз етеді. OSI моделі транспорттық деңгейлерді көрсететін бес сервис кластарын анықтайды. Бұл сервис түрлері көрсетілетін қызмет түрімен ерекшелінеді: лезділік, үзілген байланысты қайта келтіру мүмкіншілігі, толық транспорттық хаттамалар арқылы әртүрлі қолданбалы хаттамалар арасында бірнеше байланыстарды мультиплексирлеу құралдарының барлығы, ең бастысы - өзгеріске ұшырау, жоғалту және дестелерді дублирлеу секілді жіберу қателерін жөндеу және табу мүмкіншілігі.

Транспорттық деңгейдің сервис класын таңдау бір жағынан транспорттық деңгейге қарағанда жоғары хаттамалар мен қосымшалар арқылы шешілетін сенімділікті қамтамасыз ету мәселесі қай дәрежеде шешілетіні анықталады, ал екінші жағынан желідегі деректерді транспорттау жүйесі қаншалықты сенімді екеніне тәуелді.

Транспорттық деңгей – желінің кез келген түйіндері арасында қажетті сапалы ақпаратты жеткізуді қамтамасыз етеді:

• Сеанстық деңгейдің ақпараттарын дестелерге бөлу, олардың олардың нөмірлері;
• Қабылданатын дестелер буферизациясы;
• Қабылданған дестелерді орналастырау;
• Қолданбалы процестердің адресациясы;
• Ағынды басқару.

Ережеге сай транспорттық деңгейден бастап және одан жоғары барлық хаттамалар желінің соңғы түйіндерінің программалық құралдарынан пайда болады. Транспорттық деңгей хаттамаларына мысал ретінде TCP/IP стегінің TCP және UDP хаттамаларын және Novell стегінің SPX хаттамасын алуға болады.

Төменгі төрт деңгей хаттамаларын жалпылама желілік транпорт немесе транспорттық жүйе астары деп аталады, себебі олар туынды топологиялы құрама желілердің берілген сапа деңгейлі ақпаратты транспорттау есебін толығымен шешеді. Қалған жоғарғы үш деңгей транспорттық желі астарының негізінде қолданбалы сервистерді көрсету есептерін шешеді.

Сеанстық деңгей. Сеанстық деңгей (Session layer) диалогты басқаруды қамтамасыз етеді: қазіргі уақытта қайсысы активті екенін анықтайды, синхронизация құралдарын ұсынады.

Сеанстық деңгей – қолданбалы деңгей объектілерінің диалогтарын басқару.

Ұсыну деңгейі. Ұсыну деңгейі (Presentation layer) – ақпараттың мазмұнын жоғалтпай желі бойынша жеберілімінің формасын пайдаланады. Ұсыну деңгейі негізінде бір жүйенің қолданбалы деңгейімен жіберілген ақпарат басқа жүйенің қолданбалы деңгейіне әрқашан да түсінікті. Берілген деңгейдің құралдары көмегімен қолданбалы деңгейдің хаттамалары деректерді көрсетуде немесе символдар кодында синтаксикалық айырмашылықты жеңе алады, мысалы ASCII жән EBCDIC кодтарында. Бұл деңгейде барлық қолданбалы қызметтері үшін деректер алмасуға құпиялық сақталатын, шифрлеу және кері шифрлеу орындалады. Мұндай хаттамаға мысал ретінде TCP/IP стегінің қолданбалы деңгейінің хаттамалары үшін құпиялы ақпарат алмасуды қамтамасыз ететін Secure Socket Layer (SSL) хаттамасын алуға болады.

Ұсыну деңгейі – екі қолданбалы процесс арасындағы өзара байланысты көрсетеді:

• Деректердің сыртқы форматтан ішкі форматқа ауысуы;
• Деректерді шифрлеу және кері шифрлеу.

Қолданбалы деңгей. Қолданбалы деңгей (Application layer) – желі қолданушылары файл, принтер, гипертекстті Web беттер сияқты бөлінген ресурстарға кіру рұқсатын ала алатын әртүрлі хаттамалар жиыны, оған қоса ол біріккен жұмысты ұйымдастырады, мысалы, электрондық пошта көмегімен қолданбалы деңгейді анықтайтын деректер бірлігі әдетте ақпарат (message) деп аталады.

Қолданбалы деңгей – жүйе соңғы қолданушыға ұсынатын барлық желілік сервистер жиыны:

§ Идентификация, кіру құқын тексеру;

§ Принтер, файл-сервис, пошта, өшірілген рұқсат.

Қолданбалы деңгейдің көптеген әртүрлі қызметтері бар. мысал ретінде бірнеше көп таралған файлдық қызметтерді алайық: Novell NetWare операциялық жүйесіндегі NCP, Microsoft Windows NT-ғы SMB, NFS, FTP және TFTP-TCP/IP-ге кіреді.

 

Желілік өзара қатынастың құралдарын көп деңгейлі ұсынудың өзіндік арнайылығы бар, ол дегеніміз ақпаратпен алмасқан кезде екі жақ ортақтасады, яғни бұндай жағдайда әртүрлі компьютерлерде жұмыс істейтін екі «иерархиялық» келісілген жұмысын ұйымдастыру қажет. Желілік алмасудың екі қатысушысы көптеген келісімдер қабылдаулары керек. Мысалы, олар деңгейлерді, электрлік сигналдардың формасын, ақпараттың ұзындығын анықтау тәсілін келістіру керек. Басқа сөзбен айтқанда, келісімдер төменгі деңгейден жоғарғы деңгейге дейін барлық деңгейлер арасында орындалу керек.

7.11-суретте екі түйіннің өзара қатынасы көрсетілген. Өзара қатынастың құралдары әр жағынан төрт деңгеймен көрсетілген.

 

7.11-сурет. Екі түйінннің өзара қатынасы

 

Ақпараттың форматын және жалғасын анықтайтын формаланған ережелермен желілік компаненттер алмасатын әртүрлі түйінде, бір деңгейде жататындарды хаттамалар деп атаймыз.

Бір түйінде орналасқан және көршілес деңгейлерді анықтайтын модульдер өзара нақты ережелер көмегімен байланысқан. Бұл ережелер интерфейс деп аталады.

Интерфейс – бір түйіннің көрші деңгейлерде орналасқан желілік компаненттермен алмасатын ақпарат форматын және тізбегін анықтайды.

Негізінде, хаттама мен интерфейс бірдей мағынаны білдіреді, бірақ дәстүрлі желілерде әртүрлі қызмет түрлері анықталады: хаттамалар әртүрлі түйіндегі бір деңгейдің модульдерінің өзара қатынасының ережесін анықтайды, ал интерфейс – бір түйіндегі көрші деңгейлер модульдерінің өзара қатынасының ережелерін анықтайды.

Әрбір деңгей құралдары біріншіден өз хаттамасын, екіншіден көршілес деңгейлермен интерфейсті өңдеулері керек.

Желіде түйіндер арақатынасын жеткілікті ұйымдастыру үшін иерархиялық хаттамалардың ұйымдастырған жиыны коммуникациялық хаттамалар стегі деп аталады.

Коммуникациялық хаттамалар программалық және аппараттық анықталуы мүмкін. Төменгі деңгей хаттамалары программалық және аппараттық құралдар комбинациясымен анықталады, ал жоғарғы деңгей хаттамалары – тек программалық құралдарымен анықталады.

Біріктірілген (ауқымды) желілерде арнайы хаттамалар қолданылады. Мұнда бір хаттама жиыны пайдаланылады. Ол TCP\IP хаттамасы. Бұл хаттамада көп деңгейлік ұйымдастыру принципі қолданылады. Бірақ 5 деңгей ғана анықталған: физикалық, желілік интерфейс, желіаралық, транспорттық, қолданбалы.

Интернет желісінің хаттамалр стэгі OSI моделінен бұрын жасалынған, сондықтан интернет стэгіндегі хаттамалар деңгейі OSI моделі деңгейлеріне сәйкес келмейді.

Қолданбалы деңгейдің хаттамалары интернет желісінің қызметтерінің функцияларын іске асырады. Бұған кіретін хаттамалар:

SMTP – электрондық поштаның қарапайым хаттамасы;

FTP – файылдарды тасымалдау хататмасы;

DNS - домендік аттар жүйесі;

SNMP- электрондық поштаның хаттамасы;

NFS- файлдық жүйеге желілік қатынасты ұйымдастыру хаттамасы;

RPС – процедураларды қашықтықтан шақыру;

TFTP – деректерді тасымалдаудың қарапаыйм хаттамасы;

HTTP – гипермәтінді тасымалдау хаттамасы.

Транспорттық деңгейдің хаттамалары:

UDP – қолданушының дейтаграммалық хаттамасы;

TCP – тасымалдауды бақылайтын хаттама.

Желіаралық деңгей хаттамасы:

ICMP – басқарушы хабарламалар хаттамасы;

IGMP – интернеттегі пайдаланушылар топтарын басқару хаттамасы;

RIP – маршруттық ақпаратпен алмасу хаттамасы;

OSPF- ең қысқа каналды таңдауға арналған ашық хаттама;

BPF – шектелген маршрутизация хаттмасы;

RARP – адрестерді кері түрлендіру хаттамасы;

ARP- адресті табу хаттамасы.

Желілік интерфейс:ETHERNET; TOKENRING; FDDI; PPP.

Бұл хаттамалар желідегі пайдаланылатын технологиялармен анықталады.

Физикалық деңгей:

PDH – плезиохронды цифрлық иерархия;

SDH – синхронды сандық иерархия;

ATM – асинхронды тасымалдау режимі.

Интернет хаттамалырынң базалық стэгі иерархиялық, диалогты модульдерден жасалынған.Әр модуль өзіне тағайындалған функцияларды орындайды.Бұл модульдер өзара тәуелді емес.

---

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!