3.4. Tarmoq bog’lamalarini manzillashtirish, kompyuterlarning o’zaro ishlashi
Kompyuterlarni tizimga va tarmoqqa birlashtirishda har bir foydalanuvchi kompyuterini manzillashtirish muammosi mavjud. Kompyuter tarmoqda ishlaganda boshqa kompyuterlar va tashqi qurilmalari bilan muloqotni bajarish uchun bir necha interfeyslarga (portlarga) ega bo’lishi mumkin. Manzil aynan shu kompyuterni boshqa ko’plab kompyuterlar orasida qidirish va topish uchun qullanadi.
Manzillarni quyidagicha sinflarga bo’lish mumkin:
Noyob manzil (Unicast) – alohida foydalanuvchining (uning kompyuterining interfeysi) identifikasion manzili;
Guruhli manzil (multicast) – barcha manzillarga ma’lumotlar bir vaqtda keladigan bir necha foydalanuvchilarning identifikasiyasi;
Keng uzatishli manzil (broadcast) – ma’lumotlar tarmoqning barcha bog’lamalariga bir vaqtda yo’naltiriladigan manzil.
Bir tarmoq doirasida ruxsat etiladigan barcha manzillar manzillash oralig’i deyiladi. Manzillar sonli va belgili (simvolli) komponentlardan iborat bo’lishi mumkin. Sonli manzillar nuqtalar bilan ajratilgan ketma-ketli sonlar guruhlaridan tashkil topgan. Belgili manzillar davlatni, tashkilotni, tarmoqni, serverni belgilaydigan ma’noli yuklamadan iborat.
Manzilli oraliq alohida bog’lamalarning ketma-ket tartib raqamini manzillarning joylashtirilishi tarzida (guruhli manzillashtirish) tashkil etilishi mumkin. Masalan, lokal tarmoqlarda (LAN) tarmoq kompyuterlarini bir qiymatli identifikasiyalash uchun ikkilik yoki o’n oltitalik son ko’rinishida bo’ladigan MAS manzillar (Media Access Control) ishlatiladi. MAS manzillar apparat manzillar deyiladi, chunki ishlab chiqaruvchi korxonalarida kompyuterlarning tarmoq adapterlariga o’rnatiladi. Tarmoq adapteri almashtirilganda bu kompyuterning tarmoq interfeysi manzili ham o’zgaradi.
Iyerarxik tashkil etishda manzilli oralig’ bir-birlariga kiritilgan guruhlar va kichik guruhlar tarzida tashkil qilinadi. Umumiy manzilli oralig’ guruhlarga bo’linadi, ularga kichik guruhlar identifikatorlari va bog’lama identifikatorlari kiradi. Manzillarning bunday tashkil etish qiyin bo’lgan katta o’tchamli tarmoqlarda qo’llaniladi. Iyerarxik manzillarning namunaviy vakili - tarmoq IP-manzillari hisoblanadi. Ularda ikki pog’ona: katta qismi tarmoqning tartib raqamini, kichik qismi esa bog’lamaning tartib raqamni bildiradi. Bu holda tarmoqlar orasida xabar faqat manzillarni katta qismidan foydalanilgan holda uzatiladi, bog’lamalar tartib raqamlari (kichik qismlar) esa tarmoqqa xabar yetkazilgandan keyin ishlatiladi (pochta indekslariga o’xshash davlat-shahar-tuman).
Ko’pincha birdaniga bir necha manzillashtirish sxemalari qo’llaniladi, shuning uchun kompyuterning tarmoq interfeysi bir necha manzillarga ega bo’lishi mumkin, bunda ulardan har biri o’sha bir kompyuter turli konfigurasiyadagi tarmoqlarning abonenti hisoblangan hollarda ishlatiladi.
Xabarlar uzatilganda belgili (simvolli) nomlar sonli manzillarga almashadi, ular yordamida xabar (ma’lumotlar) bir tarmoqdan boshqa tarmoqqa qayta uzatiladi. Boshqa tarmoqqa xabar kelganida bu tarmoqning ichida kompyuterning apparat manzili chiziqli manzillashtirish ishlatiladi.
Tarmoqda har xil turdagi manzillar orasida mosliklarni markazlashtirilgan o’rnatish usulida bir necha kompyuterlar (nomlar serverlari) ajratiladi. Ularda har xil turdagi nomlarning, shu jumladan belgili (simvolli) va sonli mosliklar jadvali saqlanadi. Almashish jarayonida barcha bog’lamalar serverga so’rov bilan murojaat qiladi.
Moslikni o’rnatilishining taqsimlangan usulida har bir kompyuter har xil turdagi o’ta tayinlangan barcha manzillarni saqlaydi. Xabar jo’natuvchining apparat manzilini iyerarxik manzillar bo’yicha aniqlash zarur bo’lgan kompyuter tarmoqqa keng uzatish signalni jo’natadi, tarmoqning barcha kompyuterlari so’rovdagi manzilni o’zidagi manzillar bilan solishtiradi va mos tushsa o’zining apparat manzili bilan javob jo’natadi (ARP protokol). Bu usul o’zining murakkabligi tufayli faqat uncha katta bo’lmagan tarmoqlarda ishlatiladi.
Agar kompyuterlar tanlangan topologiya bo’yicha aloqa liniyalari bilan ulangan va manzillashtirish tizimi tanlangan bo’lsa foydalanuvchilar kompyuterlari orasida ma’lumotlarni uzatish muammosi vujudga keladi. Umumiy holda ikki foydalanuvchilar orasida ma’lumotlarni almashtirish tranzit bog’lama orqali boradi. Foydalanuvchilarning tranzit bog’lama tarmog’i orqali ulanishi kommutasiya deyiladi, ular orqali bog’lanish ta’minlanadigan bog’lamalar ketma-ketligi esa marshrut deyiladi (3.4-rasm). Ko’rsatilgan tarmoqda 2, 3, 4, 7, 9, 10, 11 bog’lamalar oxirgi foydalanuvchilar vazifasini, 1, 5, 6, 8 bog’lamalar tranzit bog’lamalar vazifasini bajaradi. Masalan, 2-nchi oxirgi foydalanuvchi kompyuteriga xabarni uzatish uchun kommutasiyaning 2-1-8-5-4 tranzit bog’lamalari orqali marshruti tanlanadi.
Umumiy tarzda kommutasiya jarayoni quyidagi masalalarning yechilishini ta’minlaydi:
uzatish marshrutlarining o’rnatilishi;
kommutasiya tranzit bog’lamalari orqali oqimlarning harakatlanishi;
oqimlarni multiplekslashtirish.
Ma’lumotlarning kommutasiyasi va marshrutini aniqlashda asosiy belgi manzil hisoblanadi.
Bir oxirgi foydalanuvchidan boshqasiga uzatiladigan axborot ma’lumotlari oqimi manzillardan tashqari umumiy tarmoq trafigida bu oqimni ajratib ko’rsatadigan boshqa belgilarga ega. Uzatishda qulaylik uchun ma’lumotlar oqimi ma’lumotlarning qisqaroq komponentlari paketlar, kadrlar yoki yacheykalar ko’rinishida berilishi mumkin. Yuborish manzillariga asoslanib barcha oqimlar paketlarga, kadrlarga yoki yacheykalarga bo’linadi va harakatlanish marshruti bo’yicha uzatish uchun kommutasiyalaydigan bog’lama interfeysiga uzatiladi. Ulardan har biriga ma’lumotlar komponentlaridan tarmoq bo’ylab o’zining alohida harakatlanish marshruti bo’lishi mumkin. Marshrutni tanlash uzatiladigan ma’lumotlar xarakterini hisobga olib tanlanadi. Masalan, faylli server uchun yuqoriroq tezlikni kanal bo’yicha katta hajmdagi ma’lumotlarni uzatish muhim. Qisqa xabarlar ko’rinishidagi boshqarish va nazorat qilish signallari ishonchli aloqa liniyalari va yo’lda kechikishlar (ushlanishlar) bo’lmasligini talab qiladi. Juda katta hajmdagi ma’lumotlarning harakatlanishini tezlashtirish uchun ular parallel marshrutlarda uzatilishi mumkin. Marshrutni aniqlash, ayniqsa agar tarmoqning konfigurasiyasi murakkab va o’zaro ta’sirlashadigan ikki oxirgi foydalanuvchilar orasida ko’plab ma’lumotlarni uzatish yo’llari bo’lsa murakkab masala hisoblanadi. Aniq marshrutni tanlashda o’tkazish xususiyati va uzatish bo’laklarining yuklanganligi, bo’lishi mumkin harakatlanish yo’llaridagi oraliq bog’lamalar soni, kanallarning ishonchliligi hisobiga olinadi. Marshrut tarmoq ma’muri o’zi bilan kanallarning yuklanganligi, ularning yuqorida ko’rsatilgan xarakteristikalari, xavfsizlik mulohazalarini hisobga olganda uning tajribasi va malakasidan kelib chiqib aniqlanishi mumkin.
Murakkab topologiyali va katta o’lchamli tarmoqlarda marshrutlarni aniqlashning dasturiy vositalari ishlatiladi. Buning uchun alohida belgilar kiritiladi. Ma’lumotlar oqimining belgisi bu oqimning barcha tashkil etuvchilarini o’zi bilan tashiydigan sondir. Global belgi - bu manba bog’lamadan yuborish bog’lamagacha barcha borish yo’lida o’zining qiymatini o’zgartirmaydigan belgi bo’lib u tarmoqning chegaralarida oqimni aniqlaydi.
Bir bog’lamadan boshqa bog’lamaga ma’lumotlarni uzatishda o’z qiymatini o’zgartirmaydigan lokal belgi kiritilishi mumkin. Shunday qilib, kommutasiya vaqtida oqimlarni tanish (ajratish) ham ma’lumotlarni yuborish manzillari, ham bosh o’rnatilgan belgilar asosida amalga oshadi.
Marshrutni tanlash uchun ko’pincha tarmoq topologiyasi haqida axborot yetarli bo’ladi (3.5-rasm). A bog’lamadan S bog’lamaga ma’lumotlarni uzatishning ikkita A-1-2-3-S va A-1-3-S yo’llari mavjud. Ko’rinib turibdiki, ikkinchi yo’l foydaliroq, chunki u kamroq tranzit bog’lamalarga ega. Biroq uzatish tezliklarini hisobga olganda (10 va 100 Mbit/s), yo’lning 1-2 va 2-3 bo’laklarining uzatish tezliklari yuqoriroq (100 Mbit/s) ko’rsatkichlarga ega bo’ladi. Agar faqat yetkazish tezligi hisobga olinsa, u holda A-1-2-3-S marshrut optimal bo’ladi.
Marshrut aniqlanganidan keyin tranzit bog’lamalarga aniq oqimga kiradigan ma’lumotlarni qayerga uzatish (qaysi chiqishga) kerakligi haqida xabar uzatilishi kerak. Har bir bog’lama o’z kommutasiya jadvaliga ega bo’ladi, unga yozuvlar kiritiladi va doimo o’zgartiriladi. Bu yozuvlarda kirishga keladigan belgilar va ularning mos uzatish yo’nalishlar manzillari (harakatlanish yo’li bo’yicha navbatdagi bog’lamalarning manzillari) ko’rsatiladi. Bu jadvallarga tarmoq ma’muri yoki tarmoqning topologiyasini va bog’lamalarning holatini tahlil qilishning murakkab maxsus dasturlari o’zgartirishlar kiritishi mumkin. Ular marshrutlarni yangilaydi va kommutasiya jadvaliga o’zgartirishlar kiritadi.
Marshrut aniqlanganidan keyin barcha tranzit bog’lamalar kommutasiya jadvallariga zarur ma’lumotlar kiritilganidan keyin ma’lumotlar uzatish jarayonining o’zi boshlanadi. Tarmoqning o’zaro ishlaydigan har juft foydalanuvchisi uchun (oxirgi bog’lamalar) harakatlanish marshruti kommutasiyaning oraliq operasiyalari bilan ajratiladi. Jo’natuvchi interfeysiga (portiga) ma’lumotlar joylashadi, tranzit bog’lamalar bu ma’lumotlarni o’zining bir kirishidan kommutasiya jadvaliga mos kerakli chiqishga qayta uzatilishini bajaradi. Vazifasi ma’lumotlarni kommutasiyalash (uzatish) hisoblangan qurilma kommutator (3.6-rasm) deyiladi. Uning vazifasi kelgan oqim belgilari tahlil etish, bu belgilarni kommutasiya jadvalidagi ma’lumotlar bilan taqqoslash va ular mos tushganida bu oqimni marshrutda ko’zda tutilgan o’zining chiqishlariga yo’naltirish hisoblanadi.
Kommutator ham maxsus qurilma, ham kommutator vazifasini bajaradigan kompyuter bo’lishi mumkin. Bu avval aytilgandek uzatishni tezlashtirish uchun oqim qismlarga (paket, kadr, yacheyka) bo’linadi. Bu qismlar mustaqil ravishda turli parallel marshrutlarda uzatiladi. Umumiy oqimni tarkibiy qismlarga bo’lish masalasi demultipleksirlash, ya’ni umumiy yig’indi oqimni bir necha tashkil etuvchi qismlarga bo’lish deyiladi. Oxirgi bog’lamada umumiy oqimining yuborish nuqtasiga turli marshrutlarda o’tadigan alohida qismlarini yig’ishga teskari operasiyasi multipleksirlash deyiladi. Multipleksirlash va demultipleksirlash operasiyalari muhim ahamiyatga ega, shuning uchun umumiy oqimni bo’lish va uzatilganidan keyin uning yig’ilishisiz yuborilganda har bir oqimga alohida aloqa kanalini ajratish zarur bo’ladi, bu o’z navbatida tarmoqda aloqa liniyalarining oshishiga olib keladi.
Multiplekslash va demultiplekslash kommutatorlar apparaturalari tarkibida ishlatiladi. Bu kommutatorlar ishlash dasturiga o’rnatilgan va kirish bilan chiqish nuqtalari orasida kommutasiya bilan bajariladigan algoritmlardir (3.7-rasm). 1, 2, 3, 5 kommutatorlar 4-chi kommutator uchun uzatadigan yoki qabul qiladigan tomon hisoblanadi. Bu rasmda bitta kommutatorga bir necha kanallarning ulanishiga misol keltirilgan. Boshqa variant ikki kommutatorning bir fizik aloqa kanali orqali (3.8,a-rasm) yoki ikkita bir tomonlama yo’naltirilgan fizik kanallar orqali (3.8,b-rasm) o’zaro aloqada bo’lishi. Bunday o’zaro ishlashni tashkil etish faqat kommutatorlar orasida bo’lmasdan oxirgi bog’lama kompyuteri va kommutator orasida ham o’rnatilishi mumkin.
|
