Бөлінетін байланыс арналары

Өткен ғасырдың 60-70 - жылдарында компьютерлік желілердің дамуында жергілікті желі (LAN — Local Area Network) деп аталатын компьютерлік байланыс тәсілін зерттеушілер ойлап тапқанда деректерді өңдеу технологиялары өзгеріске ұшырады. Бұл тәсіл екі нүктелі қымбат байланысқа альтернатива ретінде ойлап табылды. Әрбір жергілікті желі бөлінетін жіберу ортасынан, ереже бойынша ол кабель және оған қосылған көптеген компьютерлер. Осы жіберу ортасын пайдаланғанда компьютерлер арасында кезек сақталады.

Көрсетліген зерттеулер қорытындысында жергілікті желінің бірнеше жобалары пайда болды. Бұл жобалар сигналды кедергісімен, модуляция тәсілімен және бірігіп қатынас құруды ұйымдастырылуымен ерекшелінеді.

Егер біріккен қатынас шығындарды азайтуға үлес қосатын болса, онда неге жіберу ортасымен бірге қолданылатын желілер тек жергілікті байланыста қолданылады? Жауап техникалық және экономикалық жағдайларға байланысты. Айтылып кеткендей, біріккен қатынастық желіні пайдалану үшін оған қосылған компьютерлер бұл желіні қодануын координациялау керек. Координация байланысты талап етеді, ал байланысты ұйымдастыру уақытқа байланысты болғандықтан алыс қашықтыта орналасқан компьютерлер арасында ұзақ кідірістер пайда болады. Бұндай желілер тиімсіз болады, өткені деректерді тасмалдауға жұмсаған уақыты бөлінетін жіберу ортаны падалануын координациялауға жұмсаған уақытынан аз болады.

Жергілікті желілердің көп түрлерінің себептерінің бірі экономика саласында жатыр: жергілікті желілерді құру технологиясы бір уақытта (одновременно) қымбат емес және қол жетерліктей. Жергілікті желілердегі сондай қажеттіліктің маңызды себебі компьютерлік желінің байланысты локализациялау атты принципіне байланысты. Байланыстарды локализациялау принципі көптеген компьютерлер арасындағы байланыс кездейсоқ емес екендігін растайды; ол екі модельге сәйкес келеді. Біріншіден, егер екі компьютер арасында бір кезде байланыс сеансы орнатылса, онда бұл қос компьютер үлкен ықтималдықпен болашақта байланыста болады, ал содан соң байланыс сеансы периодты түрде қайталанады. Бұл модель байланысты уақытша локализациялау моделі деп аталып және уақытқа тәуелділікті көрсетеді. Екіншіден, әдетте бір-біріне жақын орналасқан компьютерлер арасында байланыс болады. Бұл модель байланыстарды физикалық локализациялау моделі деп аталады және орналасу аумағына тәуелділікті көрсетеді.

Жергілікті желілер топологиясы

Жергілікті желілерді құрудың көптеген технологиялары болғандықтан олардың ұқсастықтары мен айырмашылықтарын ескерген жөн. Бұл технололгиялардың арсында не ортақ екенін түсіну үшін әрбір желіні өзінің топологиясына байланысты нақты категорияға жатқызу керек.

Жергілікті желіде барлық компьютер байланыс линиялар арқылы байланысқан. Желінің түйіндеріне қатысты байланыс линиялардың геометриялық орналасуы және түйіндерді желіге физикалық қосуы физикалық топология деп аталады. Желілер топология түріне байланысты: шиналық, сақиналық, жұлдызша, ирархиялық құрылымға бөлінеді.

Физикалық және логикалық топологияны ажыратады. Логикалық және физикалық желілік топологиялар бір-біріне тәуелсіз. Физикалық топология – бұл геометрия түрінде тұрғызылған желі, ал логикалық топология желіде түйіндер арасында деректер ағыны бағыттарын және деректерді тасмалдау әдістерін анықтайды.

Қазіргі уақытта жергілікті желіде келесі физикалық топологиялар қолданылады:

• Физикалық «шина» (bus)

• Физикалық «жұлдыз» (Star)

• Физикалық «сақина» (Ring)

• Физикалық «жұлдыз» және логикалық «сақина» (Token Ring)

Шиналық топология

Желіде шиналық топология бірарналы деректерді жіберу линиясын қолданады (коаксильді кабель), кабельдің соңында қақпақшалар (заглушкалар немесе терминаторлар) орнатылады. Әр компьютерлер коаксильді кабельге Т-разъем (T-конектор) көмегімен жалғанады. Желіде деректер жіберуші түйіннен шина бойымен екі жаққада беріледі, соңғы терминатордан қайтарылады. Терминаторлар осы тасмалдау арнаның соңына келген сигналды өшіреді. Сондықтан деректер барлық түйіндерге келіп түседі, бірақ тек қана жіберілген түйінде қабылданады.

6.3-сурет.Шина топологиясы

Бұл топология Ethernet архитектурасы (10 Base-5 және 10Base-2 қалың және жіңішке коаксильді кабель кластарында) бар жергілікті желіде қолданады.

Шина топология желісінің артықшылықтары:

• бір түйіннің жұмыстан шығуы жалпы желі жұмысына әсер етпейді;

• желіні оңай баптауға және құрастыруға болады;

• желі жеке түйіндер жарамсыздықтарына тұрақты болады;

Шина топология желісінің кемшіліктері:

• кабельдердің үзілуі барлық желілердің жұмысына әсер етуі мүмкін;

• жұмыс станция мөлшерінің және кабель ұзындығының шектеулілігі;

• байланыстыру дефектісін анықтау қиын.

«Жұлдыз» топологиясының типі

«Жұлдыз» топология желіде әр жұмыс станциясы (қос өрімді) кабелмен, концентраторға немесе хабқа (hub) қосылады. Концентратор дербес компьютерді паралелльді қосуын қамтамасыз етеді, сондықтан желіге қосылған компьютерлер бір-бірімен деректермен алмаса алады.

6.4-сурет. «Жұлдыз» топологиясы

Желіде деректер жіберуші станциядан барлық дербес компьютерлерге хаб арқылы барлық байланыс линияларға қосылған барлық компьютерлерге жіберіледі. Ақпарат барлық жұмыс станциясына келіп түседі, бірақ, ол алдын ала анықталған станцияларда ғана қабылданады. Мұндай тасмалдауды кеңтаралымды (широковещательная) тасмалдау деп атайды. Бұл топология 10Base-Т Ethernet архитектурасы бар жергілікті желіде қолданады.

Жұлдыз топология желісінің артықшылықтары:

• желіге жаңа дербес компьютерді қосу оңай;

• орталықтандырылған басқару мүмкіндігі бар;

• бөлек дербес компьютердің жөндемсіздігіне және бөлек жеке дербес компьютердің жалғауларының бұзуларына тұрақты;

Жұлдыз топология желісінің кемшіліктері:

• хабтың істен шығуы желінің барлық жұмыс істеуіне әсерін тигізеді;

• көптеген кабельдер шығыны.

«Сақина» топологиясы барлық түйіндер байланыс арналары арқылы бірыңғай жабық түрде (сақина) байланысқан. Желідегі бір түйіннің шығуы екінші бір түйіннің кірісімен жалғанған. Ақпарат сақина бойымен бір түйіннен екінші түйінге беріледі және әр түйін ол ақпаратты қайта жаңғыртып отырады. Ол үшін әрбір түйінде ақпарат ағымын басқаруға мүмкіндік беретін, интерфейстік және қабылдаушы-жіберуші апарат болады. Сақина бойымен ақпараттың таралуын жеңілдету үшін қабылдаушы-жіберуші апарат бір бағытта ғана жұмыс жасайды. Қабылдаушы апарат тек өзіне жіберілген ақпаратты ғана танып, қабылдайды.

Сақиналы топологиялы желілердің икемділігі мен сенімділігінің арқысында бұл желілер практика кең түрде пайдаланылуда (Мысалы, Token Ring желісі).

6.5-сурет. «Сақина» топологиясы

Берілген желі өте оңай құрылады және бапталады. Топология желілерінің негізгі жетіспеушілігіне сақина келеді , не желінің - барлық бір орында байланыс линиясына зақым келуі немесе ДК қабыл алмауына әкеледі .

Ережеге сүйене, таза түрде топология “сақина” қолданылмайды, топологияның айналма сондықтан тәжірибеліде әртүрлі модификацияларды қолданылады.