Тақырып 7. ЖЕЛІЛЕР ЖӘНЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯЛАР. Жоспар: 1. Соңғы құрылғылар, деректерді беру құрылғылары, деректерді беру ортасы.
2. Желі түрлері. Стек протоколдары: TCP/IP, OSI. IP мекенжайы.
3. Жергілікті және ғаламдық желілер.
4. Сымды және сымсыз желілік технологиялар.
5. DHCP хаттамасы. Интернет желісіне қосылу технологиялары.
6. Телекоммуникациялық технологиялар.
Компьютерлік желі – бұл байланыс байланыстары арқылы қосылған автономды жүйелердің жиынтығы. Компьютерлік желілер өзара байланысты әр түрлі пайдаланушылар арасында ақпарат пен ресурстарды алмасуды жеңілдетеді. Коммуникациялық модель екі тарап арасында деректер алмасу үшін қолданылады. Үшін
мысалы, компьютер, сервер және телефон арасындағы байланыс (модем арқылы).
Дереккөз. Берілетін деректер осы құрылғы арқылы жасалады, мысалы: телефондар, дербес компьютерлер және т.б.
Таратқыш. Бастапқы жүйе арқылы жасалған деректер олар жасалған пішінде тікелей берілмейді. Таратқыш электромагниттік толқындарды немесе сигналдарды шығару үшін ақпаратты осындай түрде түрлендіреді және кодтайды.
Трансмиссия жүйесі. Тасымалдау жүйесі бір тарату желісі немесе көз мен тағайындалған орынды байланыстыратын күрделі желі болуы мүмкін.
Қабылдаушы. Қабылдаушы беру жүйесінен сигналды қабылдайды және оны тағайындалған құрылғы оңай басқаратын пішінге түрлендіреді.
Баратын жер. Тағайындалған орын қабылдағыштан кіріс деректерді алады. Компьютерлік желі келесі компоненттерден тұрады:
- кемінде 2 компьютер;
- сымсыз байланыс кең тарағанымен, компьютерлерді бір-бірімен байланыстыратын кабельдер;
- әрбір компьютердегі желілік интерфейс құрылғысы (бұл желілік интерфейс картасы немесе NIC деп аталады);
- деректерді бір нүктеден екінші нүктеге ауыстыру үшін қолданылатын «Ауыстыру». Хабтар ескірген және жаңа орнатулар үшін аз пайдаланылады;
- желілік операциялық жүйенің бағдарламалық құралы.
Тасымалдау ортасы арқылы екі құрылғы арасындағы деректер алмасу - бұл деректер байланысы. Деректер 0 және 1 түрінде алмасады. Қолданылатын тасымалдау ортасы сымды кабель болып табылады. Деректер байланысы болуы үшін байланыс құрылғысы байланыс жүйесінің бөлігі болуы керек. Деректер байланысының жергілікті және қашықтағы екі түрі бар.
Жергілікті байланыс байланыс құрылғылары бір географиялық аймақта, бір ғимаратта, жеке адамдар арасындағы бетпе-бет және т.б. болғанда орын алады. Қашықтағы байланыс қашықтықта, яғни құрылғылар алысырақ жерде болады. Деректер байланысының тиімділігін өлшеуге болады
келесі мүмкіндіктер:
1. Жеткізу: жеткізу дұрыс тағайындалған жерге дейін жасалуы керек.
2. Уақыттылығы: жеткізу уақытында болуы керек.
3. Дәлдік: жеткізілетін деректер дәл болуы керек.
Тасымалдау режимі екі құрылғы арасында деректерді тасымалдауды білдіреді. Оны байланыс режимі деп те атайды. Бұл режимдер ақпарат ағынының бағытын бағыттайды. Тасымалдау режимінің үш түрі бар. Олар:
- Simplex Mode - бұл жіберу режимінде деректерді тек бір бағыт арқылы жіберуге болады, яғни байланыс бір бағытты. Жіберушіге хабарламаны кері жібере алмаймыз. Бір бағытты байланыс Simplex Systems жүйесінде жүзеге асырылады;
- Жартылай дуплексті режим - жартылай дуплексті жүйеде деректерді екі бағытта да жібере аламыз, бірақ ол бір уақытта орындалады, яғни жіберуші деректерді жіберіп жатқанда, сол уақытта біз жіберушіге хабарламамызды жібере алмаймыз. Деректер бір бағытта жіберіледі;
- Толық дуплексті режим - толық дуплексті жүйеде деректерді екі бағытта жібере аламыз, өйткені ол екі жақты. Деректерді бір уақытта екі бағытта жіберуге болады. Біз деректерді алу сияқты жібере аламыз.
Мәліметтер компьютерлер және сигналдар арқылы басқа телекоммуникациялық құрылғылар арқылы көрсетіледі. Сигналдар бір құрылғыдан екінші құрылғыға электромагниттік энергия түрінде беріледі. Электромагниттік сигналдар бір нүктеден екіншісіне (көзден қабылдағышқа) өту үшін вакуум, ауа немесе басқа тасымалдау орталары арқылы таралады.
Электромагниттік энергияға (электр және магнит өрістерін қоса) қуат, дауыс, көрінетін жарық, радиотолқындар, ультракүлгін сәулелер, гамма-сәулелер т.б.
Желілердің түрлері
Компьютерлік желілерді жіктеудің әртүрлі әдістері бар. Желілерді жіктеудің ең танымал екі әдісі - масштаб пен топологияға негізделген.
Масштабына қарай компьютерлік желілерді – LAN, MAN, WAN, PAN деп жіктеуге болады.
Топология негізінде компьютерлік желілерді – автобус топологиясы, жұлдыз топологиясы, сақина топологиясы, тор топологиясы және ағаш топологиясы болып жіктеуге болады.
Желілік топология - бұл қосылу желілері арқылы әртүрлі түйіндерді (жіберуші мен қабылдаушы) байланыстыратын желі құрылымының схемалық сипаттамасы.
BUS топологиясы – әрбір компьютер мен желілік құрылғы бір кабельге қосылған желі түрі. Оның дәл екі соңғы нүктесі болса, ол сызықтық автобус топологиясы деп аталады.
Шина топологиясының ерекшеліктері:
1. Ол деректерді тек бір бағытта тасымалдайды.
2. Әрбір құрылғы бір кабельге қосылған. Шина топологиясының артықшылықтары:
1. Бұл үнемді.
2. Басқа желі топологиясымен салыстырғанда қажет кабель ең аз.
3. Шағын желілерде қолданылады.
4. Түсінуге оңай.
5. Екі кабельді біріктіріп кеңейту оңай. Шина топологиясының кемшіліктері:
1. Кабельдер істен шығып, бүкіл желі істен шығады.
2. Желілік трафик көп болса немесе түйіндер көп болса, желінің өнімділігі төмендейді.
3. Кабельдің шектеулі ұзындығы бар.
4. Ол сақина топологиясына қарағанда баяу.
RING топологиясы осылай аталады, өйткені ол әрбір компьютер басқа компьютерге қосылған, соңғысы біріншісіне қосылған сақинаны құрайды. Әрбір құрылғы үшін дәл екі көрші.
Сақина топологиясының ерекшеліктері:
1. Түйіндері көп сақина топологиясы үшін бірнеше қайталағыштар пайдаланылады, өйткені егер біреу 100 түйіні бар сақина топологиясының соңғы түйініне кейбір деректерді жібергісі келсе, онда деректерге жету үшін 99 түйін арқылы өту керек болады. 100-ші түйін. Сондықтан деректердің жоғалуын болдырмау үшін желіде қайталағыштар қолданылады.
2. Тасымалдау бір бағытты, бірақ оны әр желілік түйін арасында 2 қосылым болуы арқылы екі жақты жасауға болады, ол Қос сақина топологиясы деп аталады.
3. Dual Ring топологиясында екі сақиналы желі құрылады және оларда деректер ағыны қарама-қарсы бағытта болады. Сондай-ақ, егер бір қоңырау сәтсіз болса, екінші сақина желіні ұстап тұру үшін сақтық көшірме ретінде әрекет ете алады.
4. Мәліметтер бит бойынша ретті түрде тасымалданады. Жіберілген деректер желінің әрбір түйіні арқылы тағайындалған түйінге дейін өтуі керек.
Сақина топологиясының артықшылықтары:
1. Таратушы желіге жоғары трафик немесе қосымша түйіндерді қосу әсер етпейді, өйткені тек токендері бар түйіндер ғана деректерді жібере алады.
2. Орнату және кеңейту арзан.
Сақина топологиясының кемшіліктері:
1. Сақина топологиясында ақаулықтарды жою қиын.
2. Компьютерлерді қосу немесе жою желі белсенділігін бұзады.
3. Бір компьютердің істен шығуы бүкіл желіні бұзады.
STAR топологиясында барлық компьютерлер кабель арқылы бір концентраторға қосылған. Бұл хаб орталық түйін болып табылады, ал қалған барлық түйіндер орталық түйінге қосылған.
Коммуникациялық желілердегі ISO/OSI моделі
Компьютерлік желіні пайдаланатын және дүние жүзінде орналасқан пайдаланушылардың n саны бар. Осылайша, ұлттық және дүниежүзілік деректер байланысын қамтамасыз ету үшін бір-бірімен байланысуға үйлесімді жүйелер әзірленуі керек. Мұны ISO әзірледі. ISO халықаралық стандарттау ұйымын білдіреді. Бұл Open System Interconnection (OSI) моделі деп аталады және әдетте OSI үлгісі ретінде белгілі.
ISO/OSI үлгісі жеті деңгейлі архитектура болып табылады. Ол толық байланыс жүйесіндегі жеті қабатты немесе деңгейді анықтайды
OSI моделінің ерекшелігі:
1. Осы OSI үлгісі арқылы желі арқылы байланыстың үлкен бейнесін түсінуге болады.
2. Аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз етудің бірге қалай жұмыс істейтінін көреміз.
3. Біз жаңа технологияларды дамыған сайын түсіне аламыз.
4. Бөлек желілер арқылы ақауларды жою оңайырақ.
5. Әртүрлі желілердегі негізгі функционалдық қатынастарды салыстыру үшін қолдануға болады.
1-деңгей: Физикалық қабат
1. Бұл OSI моделінің ең төменгі қабаты.
2. Ол физикалық байланысты іске қосады, сақтайды және өшіреді.
3. Ол желі арқылы құрылымдалмаған бастапқы деректерді беру және қабылдау үшін жауап береді.
4. Тасымалдауға қажетті кернеулер мен деректер жылдамдығы физикалық деңгейде анықталады.
5. Ол сандық/аналогтық биттерді электрлік сигналға немесе оптикалық сигналдарға түрлендіреді.
6. Деректерді кодтау да осы қабатта орындалады.
2-деңгей: Деректерді байланыстыру деңгейі
1. Деректер байланысының деңгейі физикалық деңгей арқылы тасымалданатын ақпаратты синхрондайды.
2. Бұл деңгейдің негізгі функциясы физикалық деңгей бойынша деректерді бір түйіннен екіншісіне жіберу қатесіз екеніне көз жеткізу.
3. Деректер кадрларын ретімен жіберу және қабылдау осы деңгеймен басқарылады.
4. Бұл қабат сәйкесінше қабылданған және жіберілген кадрлар үшін растауларды жібереді және күтеді. Қабылданбаған кадрларды қайта жіберу де осы деңгеймен өңделеді.
5. Бұл деңгей екі түйін арасында логикалық деңгейді орнатады, сонымен қатар желідегі кадр трафигін басқаруды басқарады. Ол кадр буферлері толған кезде жіберуші түйінге тоқтау туралы сигнал береді.
3-деңгей: желілік деңгей
1. Ол сигналды әртүрлі арналар арқылы бір түйіннен екіншісіне бағыттайды.
2. Ол желі контроллері қызметін атқарады. Ол ішкі желі трафигін басқарады.
3. Ол қандай маршрут деректерін алу керектігін шешеді.
4. Ол шығыс хабарламаларды пакеттерге бөледі және кіріс пакеттерін жоғары деңгейлер үшін хабарламаларға жинайды.
4-деңгей: Тасымалдау деңгейі
1. Ол деректерді беру параллельді немесе жалғыз жолды болуын шешеді
жол.
2. Деректердегі мультиплекстеу, сегменттеу немесе бөлу сияқты функциялар
осы қабат арқылы орындалады
3. Ол жоғарыдағы сеанс деңгейінен хабарламаларды қабылдайды, хабарламаны кішірек бірліктерге түрлендіреді және оны желілік деңгейге жібереді.
4. Тасымалдау деңгейі желі талаптарына байланысты өте күрделі болуы мүмкін.
Тасымалдау деңгейі хабарламаны (деректерді) желілік деңгеймен тиімдірек өңдеу үшін шағын бірліктерге бөледі.
5-деңгей: Сеанс деңгейі
1. Сеанс деңгейі екі түрлі қолданба арасындағы сөйлесуді басқарады және үндестіреді.
2. Деректерді көзден тағайындалған сеанс деңгейіне тасымалдау Деректер ағындары белгіленеді және дұрыс қайта синхрондалады, осылайша хабарлардың ұштары мерзімінен бұрын кесілмеуі және деректердің жоғалуын болдырмайды.
6-деңгей: Презентация қабаты
1. Презентация деңгейі мәліметтерді қабылдаушы ақпаратты (деректерді) түсінетін және деректерді пайдалана алатындай етіп жіберілуін қамтамасыз етеді.
2. Деректерді қабылдау кезінде презентация деңгейі қолданбалы деңгейге дайын болу үшін деректерді түрлендіреді.
3. Тілдер (синтаксис) байланысатын екі жүйеден өзгеше болуы мүмкін. Бұл жағдайда презентация қабаты аудармашы рөлін атқарады.
4. Ол деректерді сығуды, деректерді шифрлауды, деректерді түрлендіруді және т.б. орындайды.
7-деңгей: қолданбалы деңгей
1. Бұл ең жоғарғы қабат.
2. Нәтижелерді бұзатын файлдарды пайдаланушыға жіберу де осы қабатта жүзеге асырылады. Пошта қызметтері, каталог қызметтері, желілік ресурс және т.б. қолданбалы деңгей ұсынатын қызметтер.
3. Бұл деңгей негізінен қабылданған және жіберілетін деректерге әрекет ететін қолданбалы бағдарламаларды қамтиды.
TCP/IP үлгісі
TCP/IP жіберуді басқару протоколы және Интернет протоколы дегенді білдіреді. Бұл қазіргі Интернет архитектурасында қолданылатын желі моделі. Протоколдар - бұл желі арқылы мүмкін болатын барлық байланысты реттейтін ережелер жиынтығы. Бұл хаттамалар дереккөз мен тағайындалған орын немесе интернет арасындағы деректердің қозғалысын сипаттайды. Бұл хаттамалар қарапайым атау және адрестеу схемаларын ұсынады.
Transmission Control Protocol және Internet Protocol болып табылатын TCP/IP қашықтағы машиналарды қосу үшін желілік өзара байланысты зерттеу жобасының бөлігі ретінде Қорғаныс министрлігінің Жобаларды зерттеу агенттігі (ARPA, кейінірек DARPA) әзірлеген.
Жалпы идея бір компьютердегі бір қолданбаға басқа компьютерде жұмыс істейтін басқа қолданбамен сөйлесуге (деректер пакеттерін жіберуге) мүмкіндік беру болды.
Жергілікті желі шеңберінде бір жобада жұмыс істейтін қызметкерлер топтары жұмыс топтары деп аталады. Бір жергілікті желіде бірнеше жұмыс топтары жұмыс істей алады. Жұмыс топтарының қатысушылары желінің ортақ ресурстарына қол жеткізу үшін әртүрлі құқықтарға ие болуы мүмкін. Компьютерлік желіге қатысушылардың құқықтарын бөлу және шектеу әдістерінің жиынтығы желілік саясат деп аталады. Желілік саясатты басқару желіні басқару деп аталады. Жергілікті компьютерлік желіге қатысушылардың жұмысын ұйымдастыруды басқаратын адам жүйелік әкімші деп аталады.
Аумақтық таралуы бойынша желілер жергілікті, ғаламдық және аймақтық болуы мүмкін.