Internet protokollari
Internet protokoli turkumlari Internet protokoli (IP) ning o'zi bilan birga, TCP , UDP , HTTP va FTP kabi yuqori darajadagi protokollarning qo'shimcha imkoniyatlarini ta'minlash uchun IP bilan birlashtirilgan (va eng ko'p ishlatiladigan tarmoq protokollaridan iborat) majmuini o'z ichiga oladi. ARP va ICMP kabi past darajadagi Internet protokollari ham IP bilan birgalikda mavjud.Umuman , IP-oiladagi yuqori darajadagi protokollar veb-brauzerlar kabi ilovalar bilan yanada yaqinroq hamkorlik qiladi, past darajadagi protokollar tarmoq adapterlari va boshqa kompyuter uskunalari bilan o'zaro ta'sir qiladi.
Simsiz tarmoq protokollari
Wi-Fi , Bluetooth va LTE tufayli simsiz tarmoqlar odatiy holga aylandi. Simsiz tarmoqlarda foydalanish uchun mo'ljallangan tarmoq protokollari roumingda mobil qurilmalarni qo'llab-quvvatlashi va o'zgaruvchan ma'lumotlar tezligi va tarmoq xavfsizligi kabi masalalar bilan shug'ullanishi kerak.
Batafsil: Simsiz tarmoq protokollariga ko'rsatma .
Tarmoqni yo'naltirish protokollari
ad
Yonaltiruvchi protokollar - Internetdagi tarmoq routerlari uchun mo'ljallangan maxsus mo'ljallangan protokollardir. Yonaltiruvchi protokol boshqa ruterlarni identifikatsiya qilishi, tarmoqli xabarlar manbalari va tarmoq xabarlari yo'nalishlari o'rtasidagi yo'llarni ( marshrutlar ) boshqarishi
va dinamik marshrutlash bo'yicha qarorlarni qabul qilishi mumkin. Umumiy marshrutlash protokollariga EIGRP, OSPF va BGP kiradi.
Ko'proq: Top 5 Tarmoq Yonaltiruvchi Protokollari Ta'rif .
Tarmoq protokollari qanday amalga oshiriladi
Zamonaviy operatsion tizimlar ba'zi bir tarmoq protokollarini qo'llab-quvvatlaydigan o'rnatilgan dasturiy ta'minot xizmatlarini o'z ichiga oladi. Veb-brauzerlar kabi ilovalar ushbu dasturning ishlashi uchun zarur bo'lgan yuqori darajali protokollarni qo'llab-quvvatlaydigan dasturiy kutubxonalarini o'z ichiga oladi. Ba'zi bir past darajadagi TCP / IP va marshrutlash protokollari uchun qo'llab-quvvatlanadigan ish faoliyatini yaxshilanishi uchun bevosita apparat (silikon chipsetlar) orqali amalga oshiriladi.
Tarmoq orqali uzatilgan va qabul qilingan har bir paket ikkitomonlama ma'lumotlarni (har bir xabarning mazmunini kodlaydiganlar va nol) o'z ichiga oladi. Aksariyat protokollar, xabarning jo'natuvchisi va uning maqsadiga mo'ljallangan ma'lumotni saqlash uchun har bir paketning boshida
kichik sarlavhani qo'shib qo'yadi. Ba'zi protokollar oxirida taglik qo'shishadi. Har bir tarmoq protokoli o'z turidagi xabarlarni aniqlab olish va qurilmalar o'rtasida harakatlanuvchi ma'lumotlarning bir qismi sifatida sarlavh va satrlarni ishlov berishga qodir.
Yuqori va quyi darajalarda birga ishlaydigan tarmoq protokollari guruhi odatda protokol oilasi deb ataladi. Tarmoqdagi talabalar an'anaviy tarzda OSI modeli haqida ma'lumot olishadi, bu tarmoq protokoli oilalarini ta'lim maqsadlari uchun muayyan qatlamlarga kontseptual tarzda tashkil etadi.
IP protokoli Internetda ko‘plab turli xil paketlardan foydalaniladi, lekin asosiylaridan biri bu - IP-paketdir (RFC-791). IP-protokol ishonchli bo‘lmagan transport muhitini taklif etadi. Mazkur protokolning ma’lumotlarni uzatish algoritmi juda ham oddiy: xato hollarda deytagramma tashlab yuboriladi, jo‘natuvchiga esa tegishli ICMPxabar yuboriladi (yoki hech narsa yuborilmaydi). 59 IP-protokolida tarmoqlararo xizmatlarni ta’minlash uchun to‘rtta asosiy mexanizm qo‘llaniladi: xizmat ko‘rsatish turi, paket yashash vaqti, sarlovhaning nazorat yig‘indisi, qo‘shimcha imkoniyatlar. Xizmat ko‘rsatish turi tarmoqlararo deytagrammaning uzatilishida talab etiladigan sifatni ko‘rsatishi uchun foydalaniladi. Paketning yashash vaqti tarmoqdagi paketning mavjud bo‘lish vaqtining yuqori chegarasini ko‘rsatadi. Ushbu ko‘rsatkich jo‘natuvchi tomonidan beriladi va paketning marshrut nuqtalari bo‘ylab xarakatlanishiga ko‘ra kamayib boradi. Paketning vaqti qabul qilib oluvchiga yetib borguniga qadar nol bo‘lsa, u holda ushbu paket yo‘q qilinadi. Sarlovhaning nazorat yig‘indisi undagi ma’lumotlarning himoyasini ta’minlaydi. Agarda modul sarlovhada xatolikni aniqlasa, ushbu paket uni aniqlagan modul tomonidan yo‘q qilinadi. Qo‘shimcha imkoniyatlar ayrim qo‘shimcha xizmatlar bajarilishini ta’minlaydi. Masalan, ma’lumotlarni himoyalash va maxsus marshrutlashtirish usullari. IPv4 protokoli IPv4 protokoli o‘tgan asrning 70-yillarida ishlab chiqilgan. 232 ta manzillarini taqdim eta olish imkoniga ega bo‘lgan ushbu protokol bir qancha kamchiliklarga ega. Eng asosiysi, manzillar soni barcha ehtiyojlarni qondirish uchun kamlik qiladi. Bundan tashqari xavfsizlik masalalari ushbu protokolda ko‘rib chiqilmagan. IPv4 paket formati IPv4 paketlar formati 3.1-rasmda ko‘rsatilgan. Sarlovha maydonlarining funksional vazifasi quyidagilardan tashkil topgan: Versiya maydoni (Version) mazkur protokol versiyasini ko‘rsatadi. Hozirgi vaqtda protokolning 4-versiyasi bilan birgalikda (ya’ni 0100 maydonida) protokolning 6-versiyasidan foydalanish
boshlanadi (ya’ni 0110 maydonida). Sarlovha uzunligi maydoni (Header Length) tarmoqlararo diagramma sarlovhasining 32 razryadli so‘zlardagi uzunligini ko‘rsatadi. Eng kam (minimal) 60 uzunlik – beshta so‘z, eng katta (maksimal) uzunlik –32-razryadli so‘zlardan o‘n beshtasi. Servis turi maydoni (Type of Service) xizmat ko‘rsatishning talab etiladigan sifat ko’rsatkichlarini ko‘rsatadi. Imtiyoz esa, har bir deytagrammaga imtiyoz kodini berish orqali paketlarni uzatilishida unga ustunliklar beradi. Versiya (Version) 4 Sarlovha uzunligi (Header Length) 8 Servis (xizmat) turi (Type of Service) 16 Paketning to‘liq uzunligi (Total Length) 16 Umumiy identifikator (Identification) 3 Bayroq (Flag) 13 Fragmentli siljitish (Fragment Offset) 8 Yashash vaqti (TTL - Time To Live) 8 Protokol turi (Protocol) 16 Sarlovhaning nazorat yig‘indisi (Header Checksum) 32 Jo‘natuvchining IP-manzili (manzili) (Source Address) 32 Qabul qilib oluvchining IP-manzili (manzili)(Destination Address) IP ning yordamchi ko‘rsatkichlari (IP opsiyalari) (Options) To‘ldiruvchi (Padding) (qo‘shimcha 32 bitgacha) Ma’lumotlar (Data) ...
3.1-rasm. IPv4 paket formati Bitlar: 12 - D (delay) — kechikish, 13 - T (throughput) — samaradorlik (o‘tkazish qobiliyati), 14 - R (reliability) — ishonchlilik, S (cost) — narhi. Paketning to‘liq uzunligi maydoni (Total Length) deytagrammaning sarlovha va foydali ish yuki bilan birga, oktet (bayt)lardagi umumiy uzunligini 61 belgilaydi. Paketning to‘liq uzunligi 65535 bayt (216 -1=65 535)gacha yetishi mumkin. Umumiy identifikator maydoni (Identification) - tarmoqlararo deytagrammalarning fragmentlarini yig‘ish uchun mo‘ljallangan. Bayroq (Flag) maydoni deytagrammalarni fragmentatsiyalash imkoniyatini ta’minlaydi hamda fragmentatsiyadan foydalanishda deytagrammaning so‘nggi fragmentini identifikatsiyalash imkonini beradi. “Flaglar” maydonining 0 biti zahirada bo‘lib, 1 esa paketlarni fragmentatsiyasini boshqarish uchun xizmat qiladi (0 – fragmentatsiyalash ruxsat etiladi; 1 - ta’qiqlanadi), 2 biti mazkur fragment so‘nggisi yoki so‘nggisi emasligini aniqlaydi (0- so‘nggi fragment; 1 – davomini kutmoq lozim). Fragmentli siljitish maydoni mazkur fragmentning deytagrammadagi o‘rnini ko‘rsatadi. Birinchi fragment nolga teng siljishga ega. Qandaydir sabablar natijasida ushlab (kechiktirib) qolingan paketlarni tarmoqdan bartaraf etish uchun sarlovhadagi yashash vaqti maydonida paket tarmoqda mavjud bo‘lishi lozim bo‘lgan vaqt ko‘rsatiladi. Ushbu vaqt qiymati paketning tarmoq bo‘ylab qurilmalardan o‘tishi sayin kamayib boradi. U tamom bo‘lganida, jo‘natuvchi tegishli ICMP-xabar bilan xabardor qilingan holda, paket yo‘q qilinadi. Bunday chora tarmoqni siklik marshrutlardan va haddan tashqari ish bilan yuklashdan himoya qiladi. Protokol turi (Protocol) maydoni foydalaniladigan yuqori sath (ICMP
-
1, IGMP - 2, TCP - 6, UDP - 17) protokolini aniqlaydi. Sarlovhaning nazorat yig‘indisi maydoni (Header Checksum). Paketning manzil qismi buzib ko‘rsatilish ehtimolini kamaytirish va uning natijasi – uning aynan manzilga yuborilmasligi (va yo‘qolishi)ni oldini olish uchun, sarlovha paketi 2 bayt o‘rin egallaydigan va butun sarlovha bo‘ylab hisoblanadigan tekshirish ketma-ketligi – nazorat yig‘indisi bilan yuboriladi. Sarlovhada bo‘lgan IP-manzillar
(jo‘natuvchining IP-manzili (Source Address) qabul qilib oluvchining IP-manzili (Destination
Address)) tarmoq 62 ob’ektlari – so‘nggi ko‘rsatma va marshrutlashtiruvchilarning 32-bitlik identifikatorlari bo‘lib xizmat qiladi. IPning yordamchi ko‘rsatkichlari maydoni (IP opsiyalari) (Options) – qo‘shimcha xizmatlar bor yoki yo‘qligini aniqlaydi. O‘zgaruvchan uzunlikka ega deytagrammada bo‘lishi yoki bo‘lmasligi mumkin. To‘ldiruvchi maydon (Padding) sarlovhani
32-razryadli chegaraga moslashtirish (to‘g‘rilash) uchun qo‘llaniladi. IP-manzillash asoslari. IP-manzil o‘nlik sonlarda ifoda etilgan, W.X.Y.Z shaklida nuqtalar bilan ajratilgan. Unda nuqtalar oktetlarni ajratish uchun foydalaniladigan (masalan, 10.0.0.1) noyob 4 oktetlik (32-bitlik) kattalikni o‘zida ifoda etadi. Manzilning 32 biti ikki qismdan iborat: tarmoq yoki aloqa manzili (o‘zida manzilning tarmoq qismini ifoda etuvchi) va xost manzili (tarmoq segmentida xostni identifikatsiyalovchi). Tarmoqlarni ulardagi xostlar soni bo‘yicha ajratish IP-manzillarni sinflarga ajratish asosida amalga oshiriladi. IP-manzillarning 5 ta: A, B, C, D va E sinflari mavjud. Faqatgina A, B va C sinf manzillari noyob sinf sifatida foydalanilishi mumkin. D sinfiga oid manzillar qurilmalar to‘plamiga murojaat qilish uchun qo‘llanilad. “E” sinfiga oid manzillar esa tadqiqot olib borish maqsadida zahiralashtirilgan va hozirgi vaqtda ulardan foydalanilmaydi. Bundan tashqari barcha sinflardagi bir necha manzillar maxsus maqsadlar uchun
zahiralashtirilgan. “A” sinf manzillari. “A” sinf tarmoqlari manzildagi eng katta (chap) bitning 0 qiymati bilan aniqlanadi. Birinchi oktet (0 dan 7 gacha bitlar) manzildagi chap bitdan boshlanadi. Ushbu oktet tarmoqdagi tarmoqosti (tarmoqning ichidagi kichik tarmoq)lar sonini belgilaydi, ayni vaqtda qolgan uchta oktet (8 dan 31 ga qadar bitlar) tarmoqdagi xostlar sonini ifoda etadi. Misol uchun, tarmoqdagi A 124.0.0.1 sinfi manzilini olaylik. Bunda 124. - tarmoq manzilini ifoda etadi, manzil ohiridagi 0.0.1 esa, ushbu tarmoqdagi birinchi xostni anglatadi. “A” sinf manzillari yordamida, har bir tarmoqda faqatgina 16 777 214 (224 -2) ta xostlarni ifoda etish mumkin. 63 “B” sinf manzillari. “B” sinf tarmoqlari manzilning katta bitlarida 10 qiymatlar bilan belgilanadi. Manzildagi birinchi ikkita oktet (0 dan 15 ga qadar bitlar) tarmoq manzillarini ifoda etish uchun xizmat qiladi, qolgan ikkita oktet esa, ushbu tarmoqlardagi xost raqamlarini ifoda etadi. 16384 ta tarmoqning har birida 65534 ta xostga ega bo’lamiz. Misol uchun, “B” sinfi manzilidagi 172.16.0.1, tarmoq manzili - 172.16, xost raqami - 0.1. “C” sinf manzillari. “C” sinf tarmoqlari manzildagi katta bitlar 110 qiymatlari bilan aniqlanadi. Birinchi uchta oktet (bitlar 0 dan 23 ga qadar) tarmoq raqamlarini ifoda etish uchun foydalaniladi, so‘nggi oktet esa (bitlar 24 dan 31 ga qadar) tarmoqdagi xostlar raqamini o‘zida ifoda etadi. Shunday qilib, 2 097 152 ta tarmoqqa ega bo‘lamiz. Ularning har birida 254 ta xost bo‘ladi. Misol uchun C sinfi tarmog‘idagi 192.11.2.1 manzilni olaylik. Undagi 192.11.2 tarmoq manzilini o‘zida ifoda etadi. Tarmoqdagi xostning raqami esa – 1. “D” sinf manzillari. “D” sinf tarmoqlari IP – manzilning birinchi to‘rtta bitlarida 1110 qiymatlari bilan belgilanadi. “D” sinfining manzil kengligi qurilmalar to‘plamini manzillash uchun foydalanuvchi, guruhli IP – manzillarni ifoda etish uchun zahiralashtirilgan. Bu mazkur paketning manzil maydonida ko‘rsatilgan raqam bilan guruhni tashkil etuvchi bir nechta qurilmalarga darhol yetkazilish lozimligini anglatadi. “E” sinf manzillari. “E” sinf tarmoqlari IP – manzilning katta to‘rtta bitlarida 1111 qiymatlari bilan belgilanadi. Hozirgi vaqtda ushbu diapazon manzillaridan foydalanilmaydi. Ular tajriba maqsadlari uchun zahiralashtirilgan. Kichik tarmoq (Tarmoqosti)larni manzillash. “A” sinfi, “B” sinfi va “C” sinfi tarmoqlaridagi xost raqamlari singari, tarmoqosti manzillari lokal ravishda beriladi. Boshqa IP – manzillari singari, kichik tarmoqlarning har bir manzili noyobdir. 64 IPv6 protokoli IPv6 4-versiyaning vorisi bo‘lgan Internet protokolining yangi versiyasini ifoda etadi. IPv4 ga nisbatan IPv6 dagi o‘zgarishlarni quyidagi guruhlarga ajratish mumkin: - manzillashning kengayishi. IPv6 da manzil uzunligi 128 bitgacha kengaytirilgan (IPv4 da 32 bit). Bu esa manzillash ierarxiyasining ko‘proq pog‘onalarini ta’minlash, manzillashtiriladigan qurilmalar sonini oshirish, avtokonfiguratsiyani soddalashtirish imkonini beradi. Multikasting-marshrutlashtirish imkoniyatlarini kengaytirish uchun manzil maydoniga “scope” (manzillar guruhi) kiritilgan. Manzilning yangi “anycast address” turi aniqlangan. U mijoz so‘rovlarini serverning istalgan guruhiga yuborish uchun foydalaniladi. Anycast manzillash o‘zaro xarakat qiluvchi serverlar to‘plamidan foydalanish uchun mo‘ljallangan bo‘lib, ularning manzillari mijozga oldindan ma’lum bo‘lmaydi; - qo‘shimcha opsiyalar. IP-sarlovhalarning opsiyalari kodlashtirilishining o‘zgartirilishi paketlarni qayta manzillashtirilishini yengillashtirish imkonini beradi. Opsiyalar uzunligiga bo‘lgan cheklovlarni kamaytiradi va kelajakda qo‘shimcha opsiyalar kiritilishini yanada ochiqroq qiladi; - ma’lumot oqimlariga belgilar qo‘yish imkoniyati. Muayyan transport oqimlariga tegishli bo‘lgan, ular uchun jo‘natuvchi qayta ishlashning muayyan tartibini so‘ragan paketlarga belgi qo‘yish imkoniyati. Masalan TOS (xizmatlar turi)ning nostandart turi yoki ma’lumotlarga vaqtning real tizimida qayta ishlash joriy qilindi; - xususiy almashishlarni identifikatsiyalash va himoyalash. IPv6 da ma’lumotlarning yaxlitligini va istalganda xususiy ma’lumotni himoyalash uchun tarmoq ob’ektlarida yoki sub’ektlarida identifikatsiyalash tasnifi joriy qilingan.
“Versiya” maydoni Internet protokoli versiyasining 4 bitlik kod raqami. Imtiyozning 4 bitlik “Imtiyoz” maydoni IPv6 sarlovhasida jo‘natuvchiga paketlarni yetkazishning nisbiy ustuvorligini identifikatsiyalash imkonini beradi. Imtiyozlarning qiymatlari ikki diapazonga bo‘linadi. 0 dan 7 gacha kodlar trafik ustuvorligini berish uchun foydalaniladi. U uchun jo‘natuvchi ortiqcha yuklanish ustidan nazoratii amalga oshiradi (misol uchun, ortiqcha
yuklanish signaliga javoban TCP oqimini pasaytiradi). 8 dan 15 gacha bo‘lgan qiymatlar trafik ustuvorligini aniqlash uchun foydalaniladi. U uchun ortiqcha yuklanish signaliga javoban oqimni pasaytirish amalga oshirilmaydi. Misol uchun, doimiy (turg‘un) chastota bilan yuboriladigan “real vaqt” paketlari ko’rinishida. “Oqim belgisi” – oqim belgisining 24 bitlik kod maydoni IPv6 sarlovhasida jo‘natuvchi tomonidan paketlarni ajratish uchun foydalanilishi mumkin. Ular uchun marshrutlashtiruvchida maxsus qayta ishlash talab etilmaydi. Misol uchun, nostandart QoS yoki “real-time” xizmati kabi.
Ma’lumotlar o‘lchami - belgisiz 16 bitlik son. O‘zida ma’lumotlar 66 maydonining oktetlardagi uzunlik kodini tashiydi va u paket sarlovhasidan so‘ng keladi. Agar kod 0 ga teng bo‘lsa, u holda ma’lumotlar maydoni uzunligi jumboq ma’lumotlar maydonida yozilgan bo‘ladi va u o‘z navbatida opsiyalar zonasida saqlanadi. Keyingi sarlovha – 2 bitlik ajratuvchi. IPv6 sarlovhadan keyin bevosita keluvchi sarlovha turini identifikatsiyalaydi. IPv4 protokoli ishlatadigan qiymatlardan foydalanadi. Qadamlarning chegaralangan soni (paketning maksimal yashash vaqti) – 8 bitlik belgisiz butun son. Paket o‘tuvchi har bir qurilmada bittaga kamayadi. Qadamlar nolga teng bo‘lganda paket yo‘q qilinadi. IPv4 dan farqli o‘laroq, IPv6 qurilmalari paketlarning maksimal yashash vaqtini belgilanishini talab etmaydi. Shu sababli IPv4 “time to live” (TTL) maydoni IPv6 uchun “hop limit” – qadamlarning chegaralangan soni deb nomlangan. Amaliyotda unchalik ko‘p bo‘lmagan IPv4 ilovalar TTL bo‘yicha cheklovlardan foydalanadilar. “Jo‘natuvchi manzili” va “Qabul qiluvchining manzili” maydonlariga manzil uzunligi IPv4 ga nisbatan uzun bo‘lganligi uchun 128 bit ajratilgan.
4-Mavzu: Ma’lumotlar kanali
Aloqa kanallari orqali axborot uzatish. Aloqa kanallarining asosiy xususiyatlari. Ma'lumot uzatish. Axborotni uzatish kanallari Aloqa kanallari orqali signallarni uzatish sharti
Axborot uzatish - kosmosda axborot harakatining ko'plab jismoniy jarayonlarini birlashtiruvchi atama. Ushbu jarayonlarning har qandayida ma'lumotlarning manbai va qabul qiluvchisi, axborotning jismoniy tashuvchisi va uni uzatish kanali (vositasi) kabi komponentlar ishtirok etadi. Axborot uzatish jarayoni Ma'lumotlarning asl omborlari o'z manbalaridan qabul qiluvchilarga uzatiladigan turli xil xabarlardir. Ular orasida axborot uzatish kanallari joylashgan. Maxsus texnik qurilmalar-konvertorlar (koderlar) xabarlar mazmuniga asoslanib, jismoniy ma'lumotlar tashuvchilar - signallarni hosil qiladi. Ikkinchisi kodlash, siqish, modulyatsiyani o'z ichiga olgan bir qator transformatsiyalardan o'tadi va keyin aloqa liniyalariga yuboriladi. Ular orqali o'tib, signallar teskari o'zgarishlarga uchraydi, shu jumladan demodulyatsiya, ochish va dekodlash, buning natijasida qabul qiluvchilar tomonidan qabul qilingan asl xabarlar ulardan olinadi.Axborot xabarlari Xabar - bu boshlanishi va oxiri belgilariga ega bo'lgan ma'lumotlar to'plami sifatida ifodalangan hodisa yoki ob'ektni tavsiflashning bir turi. Nutq va musiqa kabi ba'zi xabarlar tovush bosimi vaqtining uzluksiz funktsiyalari hisoblanadi. Telegraf aloqasida xabar telegrammaning harf-raqamli ketma-ketlik shaklidagi matnidir. Televizion xabar - bu telekamera linzalari tomonidan "ko'riladigan" va ularni kadrlar tezligida suratga oladigan kadrlar xabarlari ketma-ketligi. So'nggi paytlarda axborot uzatish tizimlari orqali uzatiladigan xabarlarning katta qismi raqamli massivlar, matn, grafik, shuningdek audio va video fayllardir.
Axborot signallari Axborotni uzatish, agar u jismoniy vositaga ega bo'lsa, mumkin bo'ladi, uning xarakteristikalari uzatiladigan xabarning mazmuniga qarab o'zgaradi, shunda ular uzatish kanalini minimal buzilish bilan engib, qabul qiluvchi tomonidan tan olinishi mumkin. Jismoniy saqlash muhitidagi bu o'zgarishlar axborot signalini hosil qiladi. Bugungi kunda axborot uzatish va qayta ishlash simli va radio aloqa kanallarida elektr signallari, shuningdek, optik tolali aloqa liniyalaridagi optik signallar tufayli amalga oshiriladi. Analog va raqamli signallar Analog signalning taniqli misoli, ya'ni. Vaqt o'tishi bilan doimiy ravishda o'zgarib turadi, bu ovozli yoki musiqiy ma'lumotni uzatuvchi mikrofondan chiqarilgan kuchlanishdir. U kuchaytirilishi va simli kanallar orqali galereyadagi tomoshabinlarga sahnadan nutq va musiqani olib boradigan kontsert zalining ovozni takrorlash tizimlariga uzatilishi mumkin. Agar mikrofonning chiqishidagi kuchlanishning kattaligiga muvofiq radio uzatgichdagi yuqori chastotali elektr tebranishlarining amplitudasi yoki chastotasi doimiy ravishda
o'zgarib tursa, u holda analog radio signali havo orqali uzatilishi mumkin. Analog televizion tizimdagi televizor uzatuvchisi kamera linzalari tomonidan qabul qilingan tasvir elementlarining joriy yorqinligiga mutanosib kuchlanish shaklida analog signal hosil qiladi. Biroq, agar mikrofon chiqishidagi analog kuchlanish raqamli-analogli konvertor (DAC) orqali o'tkazilsa, u holda uning chiqishi endi vaqtning uzluksiz funktsiyasi bo'lmaydi, balki bu kuchlanishning muntazam oraliqlarda olingan o'qishlar ketma-ketligi bo'ladi. namuna olish chastotasi. Bundan tashqari, DAC boshlang'ich kuchlanish darajasiga ko'ra kvantlashni ham amalga oshiradi, uning qiymatlarining barcha mumkin bo'lgan diapazonini chiqish kodining ikkilik raqamlari soni bilan belgilanadigan cheklangan qiymatlar to'plamiga almashtiradi. Aniqlanishicha, uzluksiz jismoniy miqdor (bu holda, bu kuchlanish) raqamli kodlar ketma-ketligiga aylanadi (raqamlashtirilgan), so'ngra allaqachon raqamli shaklda, uni saqlash, qayta ishlash va axborot uzatish tarmoqlari orqali uzatish mumkin. Bu bunday jarayonlarning tezligi va shovqin immunitetini sezilarli darajada oshiradi.
Aloqa kanallari Odatda, bu atama ma'lumotlarni manbadan qabul qiluvchiga uzatishda ishtirok etadigan texnik vositalar majmuasini, shuningdek ular orasidagi muhitni anglatadi. Axborot uzatishning odatiy vositalaridan foydalangan holda bunday kanalning tuzilishi quyidagi transformatsiyalar ketma-ketligi bilan ifodalanadi: AI - PS - (CI) - CC - M - LPI - DM - DK - CI - PS
AI ma'lumot manbai: odam yoki boshqa tirik mavjudot, kitob, hujjat, elektron bo'lmagan tashuvchidagi tasvir (kanvas, qog'oz) va boshqalar. PS - ma'lumotlarni uzatishning birinchi bosqichini amalga oshiradigan axborot xabarini axborot signaliga aylantiruvchi. Mikrofonlar, televizor va videokameralar, skanerlar, fakslar, shaxsiy kompyuter klaviaturalari va boshqalar PS vazifasini bajarishi mumkin. KI - ma'lumot uzatish tezligini oshirish yoki uzatish uchun zarur bo'lgan chastota diapazonini kamaytirish uchun axborotning hajmini (siqishni) kamaytirish uchun axborot signalidagi ma'lumotni kodlovchi. Qavslar ichida ko'rsatilganidek, bu havola ixtiyoriy.
-
- axborot signalining immunitetini yaxshilash uchun kanal kodlovchisi. M - axborot signalining o'lchamiga qarab, oraliq tashuvchi signallarning xususiyatlarini o'zgartirish uchun signal modulyatori. Oddiy misol - past chastotali axborot signalining kattaligiga qarab yuqori tashuvchi chastotali tashuvchi signalining amplitudali modulyatsiyasi.
LPI - bu jismoniy vosita (masalan, elektromagnit maydon) va tashuvchi signalni qabul qiluvchiga uzatish uchun uning holatini o'zgartirish uchun texnik vositalarning kombinatsiyasini ifodalovchi axborot uzatish liniyasi. DM - axborot signalini tashuvchi signalidan ajratish uchun demodulyator. Faqat M. DC - LPI da paydo bo'lgan axborot signalidagi xatolarni aniqlash va / yoki tuzatish uchun kanal dekoderi. Faqat QC mavjud bo'lganda taqdim eting.
CI - axborot dekoderi. Faqat CI mavjud bo'lganda taqdim eting.
PI - axborotni qabul qiluvchi (kompyuter, printer, displey va boshqalar).
Agar ma'lumot uzatish ikki tomonlama bo'lsa (dupleks kanal), u holda LPI ning ikkala
tomonida M va DM havolalarini birlashtirgan modem bloklari (Modulator-DEModulator), shuningdek kodlovchilarni birlashtiruvchi kodek bloklari (COder-DECoder) mavjud. (CI va CK) va dekoderlar (DI va DK).Transmissiya kanallarining xususiyatlari
Kanallarning asosiy farqlovchi xususiyatlari tarmoqli kengligi va shovqinga qarshi immunitetdir.
Kanalda axborot signali shovqin va shovqinlarga ta'sir qiladi. Ular tabiiy sabablarga ko'ra (masalan, radiokanallar uchun atmosfera) yoki dushman tomonidan maxsus yaratilgan bo'lishi mumkin.Axborot signallarini shovqindan ajratish uchun turli xil analog va raqamli filtrlar, shuningdek, shovqin ta'sirini kamaytiradigan xabarlarni uzatishning maxsus usullari yordamida uzatish kanallarining shovqinga chidamliligi oshiriladi. Ushbu usullardan biri foydali tarkibga ega bo'lmagan, ammo xabarning to'g'riligini nazorat qilish, shuningdek, undagi xatolarni tuzatishga yordam beradigan qo'shimcha belgilar qo'shishdir. Kanal sig'imi bir soniyada shovqin bo'lmasa, u tomonidan uzatiladigan ikkilik belgilarning maksimal soniga (kbits) teng. Turli kanallar uchun u bir necha kbit / s dan yuzlab Mbit / s gacha o'zgarib turadi va ularning jismoniy xususiyatlari bilan belgilanadi. Axborot uzatish nazariyasi Klod Shennon shovqin bilan kurashish usullarini kashf etgan uzatilgan ma'lumotlarni kodlashning maxsus nazariyasi muallifi. Ushbu nazariyaning asosiy g'oyalaridan biri - axborot uzatish liniyalari orqali uzatiladigan raqamli kodning ortiqcha bo'lishi zarurati. Bu kodni uzatish paytida uning bir qismi yo'qolgan bo'lsa, yo'qotishni tiklash imkonini beradi. Bunday kodlar (raqamli axborot signallari) tiqilib qolishga qarshi kodlar deb ataladi. Biroq, kodning ortiqchaligini juda katta qilib bo'lmaydi. Bu axborot uzatishning kechikishiga, shuningdek, aloqa tizimlari narxining oshishiga olib keladi. Raqamli signalni qayta ishlash Axborotni uzatish nazariyasining yana bir muhim tarkibiy qismi uzatish kanallarida raqamli signallarni qayta ishlash usullari tizimidir. Ushbu usullarga Shennon teoremasi asosida aniqlangan ma'lum bir namuna olish tezligi bilan dastlabki analog axborot signallarini raqamlashtirish algoritmlari, shuningdek, aloqa liniyalari orqali uzatish uchun shovqinga qarshi tashuvchi signallarni shakllantirish usullari va qabul qilingan signallarni ajratish uchun raqamli filtrlash kiradi. ularni aralashuvdan.
Ma'lumotlarni uzatish kodlari Aloqa kanallari orqali axborotni uzatish uchun maxsus kodlar qo'llaniladi. Ushbu kodlar standartlashtirilgan va ISO (Xalqaro standartlashtirish tashkiloti) tavsiyalari bilan belgilanadi. - Xalqaro standartlashtirish tashkiloti (ISO) yoki Xalqaro telefoniya va telegraf maslahat qo'mitasi (CCITT)). Aloqa kanallari orqali uzatish uchun eng keng tarqalgan kod bu ASCII kodi bo'lib, deyarli butun dunyo bo'ylab ma'lumot almashish uchun qabul qilingan (mahalliy analog - KOI-7). Radio va sun'iy yo'ldosh aloqalaridan tashqari, LAN ham ma'lumot kabelidan foydalangan holda aloqa uchun ishlatiladi. Ma'lumot kabeli - bu kompyuterdagi bir qurilmadan boshqasiga signal uzatuvchi simlar to'plami. Ishlashni ta'minlash uchun har bir signal uchun alohida sim ajratiladi. Signallar ma'lum bir ketma-ketlikda va bir-
biri bilan ma'lum kombinatsiyalarda uzatiladi. Kod so'zini uzatish uchun bu kombinatsiyada qancha bit bo'lsa, shuncha satr ishlatiladi. Har bir bit alohida simda uzatiladi. Bu parallel uzatish yoki parallel kod uzatish. Mahalliy IAClarni tashkil qilishda, ichki kompyuterlar uchun va tarmoq abonentlari orasidagi qisqa masofalar uchun bunday uzatishga ustunlik beriladi. Parallel kodda uzatish yuqori samaradorlikni ta'minlaydi, lekin jismoniy uzatish muhitini yaratish uchun ko'proq xarajatlarni talab qiladi va zaif shovqin immunitetiga ega. Ikki simli chiziq orqali kodli so'zni uzatish uchun bitlar guruhi bir sim orqali bitma-bit uzatiladi. Bu ketma-ket kodda ma'lumotlarni uzatishdir. Bu sekinroq, chunki u kompyuterda keyingi ishlov berish uchun ma'lumotlarni parallel kodga aylantirishni talab qiladi, ammo xabarlarni uzoq masofalarga uzatishda tejamkor.
Ma'lumotlarni sinxronlashtirish turlari Kompyuter tarmoqlarida axborotni uzatish yoki qabul qilish jarayonlari ma'lum vaqt belgilariga bog'lanishi mumkin, ya'ni. jarayonlardan biri boshqa jarayondan barcha ma'lumotlarni olgandan keyingina boshlanishi mumkin. Bunday jarayonlar sinxron deyiladi. Shu bilan birga, bunday bog'lanish mavjud bo'lmagan jarayonlar mavjud va ular uzatilgan ma'lumotlarning to'liqlik darajasidan qat'iy nazar bajarilishi mumkin. Bunday jarayonlar asinxron deb ataladi. Ma'lumotlarni sinxronlashtirish - turli jarayonlarni o'z vaqtida muvofiqlashtirish. Ma'lumotlarni uzatish tizimlarida ma'lumotlarni uzatishning ikkita usuli qo'llaniladi: sinxron va asinxron. Sinxron uzatishda axborot bloklarda uzatiladi, ular maxsus boshqaruv belgilar bilan hoshiyalanadi.Blok jismoniy uzatish muhitining holatini kuzatuvchi maxsus sinxronlash belgilarini va almashinuv xatolarini aniqlash imkonini beruvchi belgilarni ham o‘z ichiga oladi.Ma'lumotlar blokining oxirida sinxron uzatishda aloqa kanaliga maxsus algoritm bo'yicha tuzilgan tekshirish ketma-ketligi yuboriladi. Xuddi shu algoritm aloqa kanalidan ma'lumot olishda tekshirish ketma-ketligini yaratish uchun ishlatiladi. Agar ikkala ketma-ketlik mos kelsa, xatolik yo'q. Ma'lumotlar bloki qabul qilindi. Agar ketma-ketliklar mos kelmasa - xato. Tekshirish ijobiy bo'lgunga qadar uzatish takrorlanadi. Agar takroriy o'tkazish operatsiyalari ijobiy natija bermasa, u holda favqulodda holat qayd etiladi. Sinxron uzatish yuqori tezlikda va deyarli xatosiz. U kompyuterlar o'rtasida xabar almashish uchun ishlatiladi. Sinxron uzatish qimmat jihozlarni talab qiladi.Sinxronizatsiya bitlari.Uzatish tugashining belgisi.Uzatilgan belgilar.Kartlikni tekshiring. Ma'lumotlar maydoni Asinxron ma'lumotlarni uzatishda ma'lumotlar aloqa kanaliga bitlar ketma-ketligi sifatida uzatiladi, ulardan olingandan so'ng ularni keyingi qayta ishlash uchun baytlarni tanlash kerak. Bu har bir baytning ulushi uzatish oqimidan ajratib olishga ruxsat berilgan start va to'xtash bitlari bilan chegaralanadi. Ushbu bitlarning bir nechtasi ba'zan ishonchliligi past bo'lgan havolalarda qo'llaniladi.
Odatda, bu atama ma'lumotlarni manbadan qabul qiluvchiga uzatishda ishtirok etuvchi texnik vositalar majmuasini, shuningdek ular orasidagi muhitni anglatadi. Axborot uzatishning odatiy vositalaridan foydalangan holda bunday kanalning tuzilishi quyidagi transformatsiyalar ketma-ketligi bilan ifodalanadi:
II-PS-(KI)-KK-M-LPI-DM-DC-DI-PS
AI ma'lumot manbai: odam yoki boshqa tirik mavjudot, kitob, hujjat, elektron bo'lmagan tashuvchidagi tasvir (kanvas, qog'oz) va boshqalar.
PS - ma'lumotlarni uzatishning birinchi bosqichini amalga oshiradigan axborot xabarini axborot signaliga o'zgartiruvchi. Mikrofonlar, televizor va videokameralar, skanerlar, faks mashinalari, shaxsiy kompyuter klaviaturalari va boshqalar PS vazifasini bajarishi mumkin.
CI - ma'lumot uzatish tezligini oshirish yoki uzatish uchun zarur bo'lgan chastota diapazonini kamaytirish uchun ma'lumot hajmini (siqishni) kamaytirish uchun informatsion signaldagi axborot kodlovchisi. Qavslar ichida ko'rsatilganidek, bu havola ixtiyoriy.
KK - informatsion signalning shovqinga chidamliligini oshirish uchun kanal kodlovchisi.
M - axborot signalining qiymatiga qarab oraliq tashuvchi signallarning xususiyatlarini o'zgartirish uchun signal modulyatori. Oddiy misol - past chastotali axborot signalining qiymatiga qarab yuqori tashuvchi chastotali tashuvchi signalining amplitudali modulyatsiyasi.
LPI - qabul qiluvchiga tashuvchi signalini uzatish uchun jismoniy muhit (masalan, elektromagnit maydon) va uning holatini o'zgartirish uchun texnik vositalarning kombinatsiyasini ifodalovchi axborot uzatish liniyasi.
DM axborot signalini tashuvchi signalidan ajratish uchun demodulyator hisoblanadi. Faqat M ishtirokida mavjud.
DC - LPI da sodir bo'lgan axborot signalidagi xatolarni aniqlash va / yoki tuzatish uchun kanal dekoderi. Faqat CC borligida mavjud.
DI - axborot dekoderi. Faqat CI borligida mavjud.
PI - axborotni qabul qiluvchi (kompyuter, printer, displey va boshqalar).
Agar ma'lumot uzatish ikki tomonlama bo'lsa (dupleks kanal), u holda LPI ning ikkala tomonida M va DM havolalarini birlashtirgan modem birliklari (MODulator-DEModulator), shuningdek kodlovchilarni birlashtiruvchi kodek bloklari (COder-DEcoder) mavjud. (KI va KK) va dekoderlar (DI va DC)
5-Mavzu: Kirish usullari CSMA/CD CSM/CA
Ethernet tarmoqlari to'qnashuvni aniqlash (CSMA/CD) bilan tashuvchi-sezgi-ko'paytirish-ulanish deb nomlangan mediaga kirish usulidan foydalanadi.
Ushbu usul faqat umumiy avtobusga ega bo'lgan tarmoqlarda qo'llaniladi (bu usulga asos bo'lgan radio tarmoqlarini o'z ichiga oladi). Bunday tarmoqdagi barcha kompyuterlar umumiy shinaga to'g'ridan-to'g'ri kirish imkoniyatiga ega, shuning uchun u har qanday ikkita tarmoq tugunlari o'rtasida ma'lumotlarni uzatish uchun ishlatilishi mumkin. Ulanish sxemasining soddaligi Ethernet standartining muvaffaqiyati ortida turgan omillardan biridir. Aytilishicha, barcha stansiyalar ulangan kabel ko'p kirish rejimida ishlaydi (ko'p kirish, MA).
Tarmoq orqali uzatiladigan barcha ma'lumotlar ma'lum bir strukturaning ramkalariga joylashtiriladi va manzil stantsiyasining yagona manzili bilan ta'minlanadi. Keyin ramka kabel orqali uzatiladi. Kabelga ulangan barcha stansiyalar kadr uzatish faktini taniy oladi va kadr sarlavhalarida o‘z manzilini tanigan stansiya o‘z tarkibini ichki buferga yozadi, olingan ma’lumotlarni qayta ishlaydi va kabel orqali javob kadrini yuboradi. Manba stantsiyasining manzili ham asl kadrga kiritilgan, shuning uchun manzil stantsiyasi javobni kimga yuborishni biladi.
Ta'riflangan yondashuv bilan ikkita stantsiya bir vaqtning o'zida ma'lumotlar ramkasini umumiy kabel orqali uzatishga harakat qilganda vaziyat mumkin (2-rasm). Bunday vaziyatning yuzaga kelishi ehtimolini kamaytirish uchun, kadrni yuborishdan oldin, uzatish stantsiyasi kabel orqali boshqa stantsiyadan ma'lumotlar ramkasi uzatilganligini aniqlash uchun kabelni tinglaydi (ya'ni, unda sodir bo'lgan elektr signallarini qabul qiladi va tahlil qiladi). . Agar tashuvchi tan olinsa (tashuvchi-sezuvchi, CS), keyin stantsiya o'z ramkasini uzatishni boshqa birovning uzatishining oxirigacha kechiktiradi va shundan keyingina uni yana uzatishga harakat qiladi. Ammo bu algoritm bilan ham, ikkita stantsiya bir vaqtning o'zida avtobusda ma'lum bir vaqtda uzatish yo'qligi haqida qaror qabul qilishi va bir vaqtning o'zida o'z kadrlarini uzatishni boshlashi mumkin. To'qnashuv ikkala ramkaning mazmuni umumiy kabelda to'qnashganda sodir bo'ladi, bu esa ma'lumotlarning buzilishiga olib keladi.
To'qnashuvni to'g'ri hal qilish uchun barcha stantsiyalar bir vaqtning o'zida kabelda paydo bo'ladigan signallarni kuzatadilar. Agar uzatilgan va kuzatilgan signallar farq qilsa, u holda to'qnashuvni aniqlash (CD) aniqlanadi. Tarmoqdagi barcha stansiyalar tomonidan to'qnashuvni darhol aniqlash ehtimolini oshirish uchun to'qnashuv holati o'z kadrlarini uzatishni boshlagan stantsiyalar tomonidan tarmoqqa jam ketma-ketligi deb ataladigan maxsus bit ketma-ketligini yuborish orqali kuchaytiriladi. To'qnashuv aniqlangandan so'ng, uzatish stantsiyasi uzatishni to'xtatishi va qisqa tasodifiy vaqt oralig'ini kutishi kerak va keyin yana kadrni uzatishga harakat qilishi mumkin.
Kirish usulining tavsifidan ko'rinib turibdiki, u ehtimollik xususiyatiga ega va uning ixtiyorida umumiy muhitni muvaffaqiyatli olish ehtimoli tarmoq yukiga, ya'ni kadrlarni uzatish zarurati intensivligiga bog'liq. stantsiyalarda. Ushbu usulni ishlab chiqishda, 10 Mb / s ma'lumotlarni uzatish tezligi o'zaro ma'lumot almashishda kompyuterlarning ehtiyojlariga nisbatan juda yuqori, shuning uchun tarmoq yuki har doim kichik bo'ladi deb taxmin qilingan. Bu taxmin ko'pincha bugungi kungacha to'g'ri bo'lib qolmoqda, biroq real vaqtda multimedia ilovalari allaqachon paydo bo'lgan, ular ancha yuqori ma'lumotlar tezligini talab qiladi. Shu sababli, klassik Ethernet bilan bir qatorda yangi yuqori tezlikdagi texnologiyalarga ehtiyoj ortib bormoqda.
CSMA/CD usuli tarmoqdagi barcha stansiyalarning to'g'ri ishlashini kafolatlaydigan asosiy vaqt va mantiqiy munosabatlarni belgilaydi: Umumiy avtobusda ketma-ket uzatiladigan ikkita axborot ramkalari o'rtasida 9,6 mks pauza saqlanishi kerak; ushbu pauza tugunlarning tarmoq adapterlarini qayta o'rnatish, shuningdek, ma'lumotlarni uzatish muhitini bitta stantsiya tomonidan eksklyuziv ushlashni oldini olish uchun kerak.
To'qnashuv aniqlanganda (uni aniqlash shartlari ishlatiladigan jismoniy muhitga bog'liq), stansiya atrof-muhitga maxsus 32 bitli ketma-ketlikni (jam-sequence) chiqaradi, bu esa barcha tarmoq tugunlari tomonidan yanada ishonchli tanib olish uchun to'qnashuv hodisasini kuchaytiradi. .
To'qnashuv aniqlangandan so'ng, ramkani uzatgan va to'qnashuvga duch kelgan har bir tugun biroz kechikishdan keyin o'z ramkasini qayta uzatishga harakat qiladi. Tugun ushbu ma'lumot ramkasini uzatish uchun maksimal 16 ta urinishni amalga oshiradi, shundan so'ng uni uzatishni rad etadi. Kechikish qiymati har bir urinishda uzunligi eksponent ravishda oshib boruvchi intervaldan bir xil taqsimlangan tasodifiy son sifatida tanlanadi. Kechikish qiymatini tanlashning bunday algoritmi to'qnashuvlar ehtimolini pasaytiradi va tarmoq yuqori yuklanganda ramkalarni chiqarish intensivligini pasaytiradi.
Guruch. 2. CSMA/CD tasodifiy kirish usulida to'qnashuvning paydo bo'lish sxemasi (tp - A va B stantsiyalari orasidagi signal tarqalishining kechikishi)
Tarmoqning barcha stansiyalari tomonidan to'qnashuvlarning aniq tan olinishi Ethernet tarmog'ining to'g'ri ishlashi uchun zaruriy shartdir. Agar biron-bir uzatish stantsiyasi to'qnashuvni tan olmasa va ma'lumotlar ramkasi u tomonidan to'g'ri uzatilgan deb qaror qilsa, bu ma'lumotlar ramkasi yo'qoladi, chunki to'qnashuv paytida signalning bir-biriga mos kelishi tufayli kadr ma'lumotlari buziladi, uni rad etadi. qabul qilish stantsiyasi (ehtimol, nazorat summasining mos kelmasligi tufayli). Albatta, buzilgan ma'lumotlar yuqori qatlamli protokollar, masalan, transport yoki dastur, ulanishni o'rnatish va ularning xabarlarini raqamlash bilan qayta uzatilishi mumkin. Ammo xabarni yuqori qatlam protokollari tomonidan qayta uzatilishi Ethernet protokoli ishlaydigan mikrosoniyali intervallarga nisbatan ancha uzoqroq vaqt oralig'idan (o'nlab soniyalar) keyin sodir bo'ladi. Shuning uchun, agar to'qnashuvlar Ethernet tarmog'ining tugunlari tomonidan ishonchli tarzda tan olinmasa, bu ushbu tarmoqning foydali o'tkazuvchanligini sezilarli darajada pasayishiga olib keladi.
Ethernet protokolining barcha parametrlari tarmoq tugunlarining normal ishlashi paytida to'qnashuvlar doimo aniq tan olinadigan tarzda tanlangan. Buning uchun freym ma'lumotlar maydonining minimal uzunligi kamida 46 bayt bo'lishi kerak (bu xizmat ko'rsatish maydonlari bilan birga minimal kvadrat uzunligi 72 bayt yoki 576 bitni beradi). Kabel tizimining uzunligi minimal uzunlikdagi ramkani uzatish paytida to'qnashuv signali eng uzoq tarmoq tuguniga tarqalish uchun vaqt topadigan tarzda tanlanadi. Shuning uchun, Ethernet standartlarida qo'llaniladigan 10 Mb / s ma'lumotlarni uzatish tezligi uchun har qanday ikkita tarmoq tugunlari orasidagi maksimal masofa 2500 metrdan oshmasligi kerak.
Fast Ethernet kabi bir xil CSMA/CD-ga kirish usuliga asoslangan yangi standartlarda bo'lgani kabi kadr tezligi oshishi bilan tarmoqning maksimal uzunligi uzatish tezligining oshishiga mutanosib ravishda kamayadi. Fast Ethernet standartida u 210 m, Gigabit Ethernetda esa 25 metr bilan cheklangan.
|
