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.