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.