1.1.3 Желінің негізгі компоненттері

Ақпаратты бір компьютерден екінші компьютерге ауыстыру үшін мәліметті тасымалдаушы құрылғылар, яғни дискеталар, компакт-дискілер немесе флэш-карталар пайдаланылады. Бірақ бұл өте ыңғайсыз. Ал егер ақпарат тым көлемді болса, тіпті де мүмкін емес. Топсым (кабель) арқылы бірнеше компьютерді біріктіріп, оларға бірге жұмыс істеуге мүмкіндік туғызу ыңғайлырақ. Компьютерді бұлай біріктіру компьютерлік желі деп аталады.

Компьютерлік желі – бұл, бір-бірімен біріктірілген, әртүрлі ресурстарды (бағдарламалар, құжаттар және принтерлер) бірге пайдалануы мүмкін компьютерлер тобы.

Егер информатика кабинетінің компьютерлері желіге қосылған болса, онда сіз өз компьютеріңіздегі өзіңіз жасаған құжатты принтерге ол сіздің компьютеріңізге қосылып тұрған сияқты, шығара бересіз. Тағы да орныңыздан қозғалмай-ақ басқа компьютерге “қонаққа бара аласыз” және онда қандай файлдар мен бумалар (папкалар) бар екендігін көре аласыз, егер қажет деп тапсаңыз оларды өз компьютеріңізге көшіре аласыз.

Компьютерлер олардың ресурстарын бірге пайдалану және ақпарат алмасу үшін желіге қосылады. Компьютер ресурстары ақпараттық және техникалық болып бөлінеді. Ақпараттық ресурстарға бағдарламалар және деректер, ал техникалыққа – принтерлер, модемдер, сканерлер, графоқұрғыштар және т.б. жатқызылады. Өзі орналасқан компьютерден ғана қол жеткізілетін ресурстар жергілікті деп аталады. Желінің өзге компьютерлері де қол жеткізе алатын компьютер ресурстары жалпы немесе желілік деп аталады. Жергілікті және жалпы ресурстар ұғымы шартты ұғым. Бұл дегеніміз, жергілікті ресурсты жалпы етуге және керісінше, жалпы ресурсқа жергілікті ресурс статусын беруге болады, яғни оған желінің өзге тұтынушыларының қол жеткізуіне тыйым салынады. Сонымен, компьютер желілерін пайдалану мынандай мүмкіндіктер береді:

• ақпаратты өңдеу үрдісін нақты компьютерден тәуелсіз ету;

• желінің дербес компьютерлерінің бірінде сақтау есебінен бір ақпаратты қайталауды болдырмау;

• ақпарат сақтау сенімділігін арттыру:

• ақпаратты санкцияланбаған кіруден қорғауды жақсарту;

• ұйым бөлімшелері мен қызметкерлері арасында жедел қағазсыз ақпарат алмасуды іске асыру;

Компьютерлік желі түрлері

Компьютерлік желілер жасау бір - бірінен алыстағы тұтынушыларға ақпаратты бірігіп пайдаланудың тәжірибелік қажеттілігінен туындайды. Мұндай желіде компьютерлер әдетте, бір-бірімен өзара байланысқан және кейбір аумақ бойынша таратылған. Сондықтан да қазіргі кездегі компьютерлік жүйелерді аумақтық белгілері бойынша бөлу мақұлданған. Осыған сәйкес компьютерлік желілердің үш тобын (класын) бөле жарып көрсетуге болады:

• жергілікті желілер;

• аймақтық және корпоративтік желілер;

• аса ауқымды желілер:

Бір бөлме немесе бір ғимарат шеңберінде жұмыс істейтін кішігірім компьютерлік желілер жергілікті желілер деп аталады. Компьютерлік желіүйе бүкіл мекеме компьютерлерін біріктіруі мүмкін. Көршілер меншігіндегі екі немесе үш үй компьютерлерінен де желі құруға болады. Жүйеде істей жүріп, тұтынушылар сол бұрынғы ішкі ақпарат көздерінен хабар алып тұрады. Қаланың, елдің, аймақтың әр жерінде орналасқан компьютерлердегі ақпаратқа бірге қол жеткізу қажеттілігі аймақтық желілер құруға міндеттейді.

Жергілікті желі - бұл әртүрлі типті топсымдардың көмегімен желілік карта немесе желілік адаптер деп аталатын арнайы құрылғы арқылы компьютерлердің (бірден бірнеше жүзге дейін) біріктірілуі. Жергілікті желі бірнеше компьютерлерді біріктіреді, пайдаланушыға компьютерлік ресурстарды, сондай-ақ  желіге жалғанған перифериялық құрылғыларды (принтер, плоттер, диск, модем және т.б.) бірге пайдалануға мүмкіндік береді.

     Жергілікті желі бір бөлменің ішінде (мысалы, 8-10 компьютерден тұратын мектептегі компьютер сыныбы) немесе ғимараттың (мысалы, мектеп ғимаратында әртүрлі пән кабинетінде орнатылған бірнеше ондаған компьютерлер жергілікті желі арқылы біріктірілуі мүмкін) ішінде орнатылған компьютерлерді біріктіреді.

Жергілікті желіліер қолданушыларға бір – бірімен тез әрі жылдам байланысуға мүмкіндік береді. Мысалы, жергілікті желі келесі шараларды атқаруға жарамды:

• Ортақ құжаттармен жұмыс

• Құжат айналымының ыңғайлылығы: қолданушы өзінің жұмыс орнынан алысқа ұзамай, басқа компьютерлерден құжаттармен жумысты жүзеге асырады

• ЕМ – » қатты дискісіндегі бос орынды пайдаланбау үшін, өз жұмысын серверде сақтау және архивациялау

• Сервердегі қосымшаларға

1-сурет. Жергілікті желі

Желілік адаптерлер 

Жергілікті желіге жалғанған әрбір компьютердің арнайы платасы (желілік адаптері) болуы тиіс. Ақпаратты байланыс арналары бойынша тарату үшін компьютерлік сигналдарды табиғи орта сигналдарына түрлендіру қажет. Ол үшін желілік адаптерлер (желілік карталар) пайдалынылады.

Желілік адаптерлер – компьютерлерді байланыс арналарына жету қызметін атқаратын техникалық құрылғылар.

Желілік адаптерлер байланыс арналарына сәйкес келуі тиіс. Адаптер компьютердің аналық (жүйелік) платасының бос ұясына (слот) қондырылып, басқа компьютерлік желінің адаптерімен топсым арқылы жалғастырылады. Желілік адаптерлерде желідегі компьютерлердің адрестері көрсетіледі, оларсыз тарату мүмкін емес. Компьютерлерді өзара жалғастыру (желілік адаптерлерді) әртүрлі типті топсымдарды (коаксиальды, орама жұп(витая пара),  талшықты оптика) көмегімен жүргізіледі. Желілік адаптердің негізгі қызметі желіден ақпаратты қабылдау және оны тарату болып табылады.   

2-сурет.  Желілік адаптер

    Пайдаланылатын желілік адаптерлер мен топсымдардың типімен анықталынатын жергілікіті желінің маңызды сипаттамасы желі бойынша ақпаратты тарату жылдамдығы болып табылады. Жергілікті желі бойынша ақпаратты тарату жылдамдығы әдетте  10-нан 100 Мбит/с аралығында болады.

Аймақтық желілер – бұл, аймақ шеңберіндегі компьютерлерді біріктіретін желілер. Егер олар бір ұйымға немесе ұйымдар тобына жататын болса, онда мұндай желілер корпоративті деп аталады. Корпоративтік желіге Қазақстан Республикасы Ұлттық банкісінің - Banknet желісін жатқызуға болады. Қазір әрбір аймақтық желі, әдетте, аса ауқымды желінің бір бөлігі болып табылады.

Аса ауқымды компьютерлік (телекоммуникациялық) желі – бұл бір-бірінен қашық орналасқан дүниежүзілік ақпарат ресурстарын бірге пайдалануға арналған көптеген жергілікті желілермен жеке компьютерлердің бірлестігі. Аса ауқымды желінің көп тараған түрі - Интернет.

Байланыс арналарының сипаттамасы. Желі нысандарының (серверлер мен клиенттер) әрекеттестігі байланыс арналары бойынша жүреді. Олар үшін әр түрлі табиғи орта пайдаланылады.

Байланыс арналары сипаттамасының - негізгілері мыналар:

• деректердің таралу жылдамдығы (істеп шығару қабілеті), бір секундта желі бойынша таратылған ақпараттың бит санымен өлшенеді;

• сенімділік (ақпаратты қатесіз және жоғалтпай беру қабілеті);

• құны;

• даму резервтері.

Электр топсымдық (кабелдік) байланыс жылдамдығы телефон байланыс жылдамдығынан жоғары. Топсым орама жұп (витая пара) арзан және ақпарат тарату жылдамдығын арттыруға мүмкіндік береді, бірақ бөгеуілдерден қорғалмаған. Коаксиал (экрандалған) топсымның бөгет қорғалымы жақсы. Электр топсымдарын пайдалану кәдімгі телефон арналарынан қымбат. Сондықтан да шағын қашықтықтарға (жергілікті желілерде) электр топсымдарын пайдаланады. Оптоталшықты топсым – байланыстың ең жақсы түрі, бірақ бағасы өте жоғары.

Модем. Қашықтағы компьютерлермен байланыс үшін немесе компьютерді телефон желісіне жалғау үшін модем пайдалынылады.

Модем – модуляция (цифрлық сигналдарды аналог сигналдарға түрлендіру) мен демодуляция (аналог сигналдарды цифрлықтарға түрлендіру) тудыратын құрылғы.

Модемдер сыртқы және ішкі болады. Ішкілері аналық (жүйелік) плата ұясына (слот) қойылатын плата. Сыртқылары жеке құрылғы түрінде компьютердің тізбектік портына қосылады.

М одем сапасының негізгі сипаттамасы оның жол бойы қамтамасыз ететін ақпарат тарату жылдамдығы болып табылады. Қазіргі кезде ең кең тараған модемдер ақпарат тарату жылдамдығы 33,6 Кбит/с және 56 Кбит/с болатындары.

3-сурет. Аналогтік модем 4-сурет. Сандық модем (xDSL)

Желілердің типтері

Барлық желілердің кейбір бөліктері, функциялары және мінездемелері ортақ болып келеді. Олардың құрамында:

• Серверлер (servers) – бұл өз ресурстарын (қорларын) желілік қолданушыларға ұсынатын компьютерлер;

• Клиенттер (clients) – серверлер ұсынатын желілік қорларды пайдаланатын компьютерлер;

• Тасымалдау ортасы (media) – компьютерлерді біріктіру ортасы;

• Бірігіп қолданатын мәліметтер – серверлердің желі бойынша ұсынатын файлдары;

• Бірігіп қолданылатын қосалқы құрылғылар, мысалы, принтерлер, CD ROM кітапханасы және т.б. – серверлердің ұсынатын қорлары (ресурстары);

• Қорлар (ресурстар) – желіде қолданылатын қосалқы құрылғылар мен басқа да элементтер, файлдар.

Жоғарыда айтылған ұқсастықтарына қарамастан желілердің екі типі бар:

1. Бірқалыпты (одноранговая – peer-to-peer);

2. Сервердің негізінде (на основе сервера - server based).

Екі желінің айырмашылығы – олардың мүмкіндіктеріне байланысты. Желінің типін көптеген факторларына байланысты таңдауға болады:

• мекеменің өлшеміне;

• қауіпсіздік жағдайына;

• жұмыс түріне;

• жұмыс орнының жауаптылығына;

• желілік аумақтың көлеміне;

• желілік қолданушылардың қажеттілігіне;

• қаражат мүмкіндігіне.

Бірқалыпты желілер

Бірқалыпты желілерде барлық компьютерлер тең құқылы, яғни олардың арасында жеке алынған компьютер немесе белгіленген сервер (dedicated) жоқ. Бұл жағдайда әр компьютер клиент ретінде де, сервер ретінде де қаралады. Басқаша айтқанда барлық желі үшін жауап беретін арнайы бір компьютер жоқ. Қолданушылар компьютерлеріндегі қай мәліметтерді желі бойынша пайдалану керектігін өздері шешеді. Бірқалыпты желілерде көбінесе 10 компьютерден артық бірікпейді. Бұл желілердің тағы басқаша атауы бар, ол – жұмысшылар тобы (workgroup), яғни шағын қолданушылар ұжымы.

Сервердің негізіндегі желілер

Бірқалыпты желілердегі компьютерлер клиент немесе сервер қызметін атқаратын болғандықтан оннан көп қолданушылар біріккен жағдайда бұл желіге берілген жұмыстың көлемін бірқалыпты желідегі қолданушылар басқара алмауы мүмкін. Сондықтан көп жағдайда желілердің басқа түрін қолданады. Олар белгіленген сервердің негізінде жұмыс істейді. Белгіленген сервер, бұл – клиент ретінде немесе жұмыс станциясы ретінде қолданылмай, тек сервер ретінде ғана қолданылады. Желілердің бұл түрі желідегі клиенттердің сұранысын тез өңдеп, құжаттары мен бумаларын сақтауды жоғарылатады. Желілердің өлшемінің желілік трафик (бағыт, жол) көлемінің өсуіне байланысты серверлердің де саны өседі. Бірнеше серверлердің болуы, ол әрқайсысына берілген тапсырмалардың тиімді орындалауын қамтамасыз етеді. Әрбір сервердің алдына қойылған тапсырмаларды орындау әртүрлі қиындық туғызады. Серверлерді қолданушылардың қазіргі талаптарына сәйкес болу үшін үлкен желілерде олардың әрқайсысын серверлердің түріне арнайды. Мысалы, Windows NT желісінде әртүрлі серверлер жұмыс істеуі мүмкін:

• Файлдар мен басып шығару сервері – бұл серверлер қолданушылардың файл және принтерлермен қатынасын басқарады;

• Қосымшалар (приложения) сервері – бұл жерде клиент-серверлер қосымшаларының қолданбалы бөлігі орындалады, сонымен қатар клиенттерге қажетті мәліметтер орналасады;

• Почталық сервер – желідегі қолданушылар арасында электронды почта ақпараттарын тасымалдауды басқарады;

• Факс сервер – бір немесе бірнеше факс модемдердегі кіріс және шығыс факстық ақпараттарды реттейді;

• Коммуникациялық серверлер - өз желісі мен басқа желі арасындағы модем мен телефон желісі арқылы өтетін мәліметтер мен почталық ақпараттарды басқарады;

• Каталогтардың қызмет сервері – қолданушыларға қажет серверлер туралы мәліметтер орналасады, желіде ақпараттарды сақтауға және қорғауға көмектеседі. Windows NT Server компьютерлерді логикалық топта – доменде (domains) біріктіреді, яғни әр қолданушыға желі қорларымен жұмыс істеуде әртүрлі (бірдей емес) мүмкіндіктер береді.

Аралас желілер

Бірқалыпты және сервер негізіндегі желілердің жақсы сапаларынан құрылған желілердің аралас түрі бар. Көптеген қолданушылардың айтуы бойынша осы аралас желілер жұмыс істеуде қазіргі талаптарды қанағаттандырады. Аралас желілер – желілердің кең тараған түрі.

Желі топологиясы

Жергілікті желідегі компьютерлердің бірігуінің жалпы сүлбесі желі топологиясы деп аталады. Топологияның негізгі үш түрі бар: шина, жұлдызша, сақина.

  Сызықтық шина  - бұл компьютерлер мен сыртқы құрылғылардың топсым арқылы өзара тізбектеле жалғаса отырып, бір-бірімен біріктірілуі болып табылады.

    "Шина" топологиясы шина деп аталатын тарататын бір арнаны  пайдаланады, Тарататын арна әдетте каоксиалды топсым болады. Барлық желілік компьютерлер шинаға тікелей жалғанады. "Шина" топологиялы желіде мәліметтер бір мезгілде екі бағытта да жүреді.  Топсым - шинаның екі ұшына да арнайы терминаторлар орнатылады.

Кемшілігі: желінің бір жеріндегі жалғаудың бұзылуы оның жұмысын бірден тоқтатады. "Шина" желісіндегі мәліметтер қауіпсіздігі әлсіз. Өйткені барлық желідегі  мәліметтер әрбір желілік компьютерден өтеді. Егер әрбір компьютерге орталық тораптан жеке топсым өтетін болса, онда жұлдызша типті жергілікті желінің жұмысы жүзеге асырылады.

Шина топологиясында барлық компьютерлер ортақ байланыс каналына трансиверлер арқылы жалғанады.

Трансивер жұмыс станциясына желіге мәліметтерді беріп, мәліметтерді ортақ желілік ортадан алуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар Ethernet трансиверлері мәліметтер тарату ортасында коллизияларды анықтайды және станциялар арасында электрлік изоляцияны қамтамасыз етеді. 10 base2 және 10base5 жүйелерінде трансиверлер ортақ шинадағы мәліметтерді алмасу ортасына тікелей жалғанады. Бірінші жүйе контроллерге жалғану үшін өзінің схемасына орнатылған (тігілген) ішкі трансивер мен Т – коннекторды, ал екіншісі болса – жеке сыртқы трансивер мен AUI – топсым немесе трансиверлік топсымды пайдаланады.

Шина – бұл пассивті топология. Яғни, компьютерлер желіде таратылатын ақпараттарды тек қана «тыңдайды», бірақ оларды ақпарат жіберушіден алушыға тасымалдамайды. Сондықтан, егер бір компьютер жұмыстан шықса, бұл басқа компьютерлердің жұмысына еш әсер етпейді. Бұл шина топологиясының жетістігі болып есептеледі.

5-сурет. "Шина" топологиясы

Жұлдызша топологиясы. Әр компьютер арнайы жүйелік адаптер арқылы жеке топсыммен ортақ қондырғыға (концентраторға немесе коммутаторға) қосылады. Қажетті жағдайда «жұлдызша» топологиялы бірнеше желіні біріктіруге болады, бұл жағдайда жүйе конфигурациясы тармақталған болады. Жұлдызша тәрізді жүйені кеңейту оңай, оған жаңа компонент жүйесін қосу үшін бір ғана жаңа байланыс каналы керек.

Мұндай жүйе өте қарапайым және тиімді. Әрбір компьютерден мәліметтер пакеті концентраторға бағытталады. Концентратор өз кезегінде  пакетті қажетті орынға жеткізіп береді.

Жетістігі: егер компьютер мен концентраторлар арасындағы жеке жалғасуға нұқсан келсе де барлық желі жұмыс істей береді.

Кемшілігі: егер концентратор немесе сервердің өзіне нұқсан келген болса, онда желі жұмысын  тоқтатады.

6-сурет. "Жұлдызша" топологиясы

 "Сақина" топологиясына соңғы жалғастыру нүктесінің болмауы тән, таратылатын мәліметтер тұйық сақина құра отырып, желі тұйықталады. Осындай сақинаның бір нүктесінен қозғалыс басталып мәліметтер соңғы нүктеге - оның басына - барып түседі.

 

7-сурет. "Сақина" топологиясы

Осындай ерекшелігіне қарай сақинадағы мәліметтер барлық уақытта бір ғана бағытта қозғалады.

Кемшілігі: барлық желілік компьютерлердің арасында үздіксіз жол болуы тиіс. Өйткені, линияның бір жеріндегі ақау желінің тоқтауына әкеледі. Мәліметтер әрбір желілік компьютерден  өтеді, бөгде пайдаланушыларға арналмаған ақпараттар осылай таратылады.

   Шағын жергілікті желілердегі барлық компьютерлер әдетте тең құқықты болады. Яғни, пайдаланушылар өзінің компьютеріндегі  ресурстардың желі бойынша таратылатынын өздері шешеді.  Мұндай желілер бір рангілі (біршенді) деп аталады. Егер жергілікті желіге 10-нан аса компьютер жалғастырылса, бір рангілі (біршенді) желінің өнімділігі жеткіліксіз болуы  мүмкін. Өнімділігін арттыру үшін, сондай-ақ желідегі ақпаратты таратудағы жоғары сенімділікті қамтамасыз ету мақсатында кейбір компьютерлер файлдарды немесе бағдарламалар қосымшаларын сақтау үшін арнайы бөлінеді. Мұндай компьютер сервер, ал жергілікті желі сервер негізіндегі желі деп аталады.

Бақылау сұрақтары

1. Желілер типтері?

2. Компьютерлік желілер түрлері?

3. Желілік адаптер?

4. Желілер топологиясы нешеу?

5. Сақина топологиясының кемшілігі неде?

6. Жұлдызша топологиясының жетістігі неде?

7. Сызықтық шина топологиясының кемшілігі мен жетістігі?

8. Бірқалыпты желі деген не?

9. Аралас желі деген не?

10. Модем қандай құрылғы және оның қызметі қандай?