4-Tajriba ishi
.
Mavzu: Kompyuter tarmog’ida optimal topologiyani aniqlash
.
Ishdan maqsad
: Lokal kompyuter tarmog’ini loyihalashda tarmoq topologiyalaridan foydalanish
ko’nikmasini hosil qilish. Tarmoqda optimal tarmoq topologiyasini tanlash.
Nazariy malumot
Kompyuter tаrmоg’i topologiyasi (yaxlitlash, qiyofalash, tuzilish) deganda tarmoq
kompyuterlarini bir-biriga nisbatan fizik joylashtirish va ularni aloqa liniyalari bilan ulashi tushiniladi.
Takidlash muhimki, topologiya tushunchasi eng avval lokal tarmoqlarga tegishli bo’lib, ularda
aloqalar tuzulishini oson ko’rish mumkin. Global tarmoqlarda aloqalar tuzilishi foydalanuvchilardan
odatda berkitilgan va unchalik muhim emas, chunki har bir aloqa seansi shaxsiy o’zini yo’li bilan
bajarilishi mumkin.
Asbob – uskunalarga, ishlatiladigan kabel turiga, mumkin bo’lgan va eng qulay almashuvni
boshqaradigan usullariga, ishlash ishonchligiga, tarmoqlarni kengaytirish imkoniyatlariga topologiya
talablarini belgilaydi. Garchi tarmoqdan foydalanuvchiga topologiyani tanlash tez – tez bo’lmasa ham,
asosiy topoloiyalarning xususiyatlari, ularning ustunliklari va kamchiliklarini bilishi kerak.
Tarmoqning uchta asosiy topologiyalari mavjud:
• shina (bus), bunda hamma kompyuterlar bir aloqa liniyasiga parallel ulanadi
va har bir kompyuterdan axborot bir vaqtda hamma qolgan kompyuterlarga uzatiladi
(1-rasm);
1-rasm.
• yulduz (star), bunda bitta markaziy kompyuterga chetda qolgan kompyuterlar
ulanadi, shu bilan birga har biri o’zining alohida aloqa liniyalaridan foydalanadi (2-
rasm);
2-rasm.
• halqa (ring), bunda har bir kompyuter axborotni har doim faqat bitta zanjirda
kelayotgan kompyuterga uzatadi, axborotni esa faqat zanjirdagi oldinda kelayotgan
kompyuterdan oladi, va bu zanjir ―halqa bo’lib birlashgan (3-rasm).
3-rasm.
Amaliyotda
ko’pincha bаzаli
topologiyalarning
kombinatsiyasi
ham ishlatiladi, lekin ko’p tarmoqlar huddi shu uchtasiga mo’ljallangan.
Yuqorida sanab o’tilgan tarmoqli topologiyalarni ko’rib chiqamiz.
―Shina topologiyasi (yoki, yana bir nomi ―ummiy Shina ) o’zining tuzilishi
bo’yicha kompyuterlarning tarmoqli asbob – uskunalarining bir xilligi, shuningdek hamma
abonentlarning teng huquqligi bilan farq qiladi. Bunday ulanishda kompyuterlar axborotni faqat
navbat bo’yicha uzatishi mumkin chunki aloqa liniyasi bir dona bo’ladi. Aks holda ustma-ust
(konflikt) tushishi natijasida uzatiladigan axborot buziladi.
Shunday qilib, shinada yarim dupleksli (Half duplex) almashuv rejimi amalga oshadi (ikki
tomonlama, lekin bir vaqtida emas, ketma-ketlikda) ―Shina topologiyasida barcha axborotni
uzatadigan markaziy abonent yo’q bu esa uning ishonchliligini oshiradi (axir har qaysi markazning
ishlashi buzilganda shu markaz bilan boshqariladigan hamma tizim faoliyatini to’xtatadi.) Shinaga
yangi abonentlarni qo’shilishi tarmoq ishlab turgan vaqtda ham mumkin.
Ko’p holatlarda, shinadan foydalanayotganda boshqa topologiyalarga nisbatan ulanadigan
kabelni eng kam miqdori talab qilinadi. To’g’ri shuni hisobga olish kerakki, har bir kompyuterga
(ikkita chettagilardan tashqari) ikkita kabel keladi, bu esa har doim qulay bo’lavermaydi.
Bu holatda bo’lajak janjallarni hal etish har bir abonentning tarmoqli asbob – uskunalarga
yuklanishi sababli ―shina topologiyasida tarmoqli adapter apparaturasi murakkabroq bo’ladi, boshqa
topologiyalarga qaraganda. Biroq, ―Shina topologiyali tarmoqlarni keng tarqalgani tufayli (Ethernet,
Arcnet) tarmoqli asbob – uskunalarni narxi uncha yuqori emas.
Ayrim kompyuterlarning ishdan chiqib qolishi shinaga zarar qilmaydi, chunki tarmoqdagi
hamma qolgan kompyuterlar almashuvni normal davom etishi mumkin.
Ko’rinishi mumkinki, kabelni uzulganligi xam shinaga qo’rqinchlik emas, chunki bunda sil
bo’ladi. Biroq, uzun aloqali liniyalarda elektr signallarning tarqalish xususiyatlariga ko’ra, shinalarni
oxirgi uchlarida maxsus kelishtiradigan qurilmalar – terminatorlarni ulashni ko’zda tutish kerak.
Ular ulanmasa liniyani oxiridan signal akslanadi va shunday buziladiki, tarmoq bo’yicha aloqa
bo’lmasdan qoladi. Shuning uchun kabel uzulganda yoki shikastlanganda (masalan, sichqonlar
tomonidan) aloqa liniyasini mosligi buziladi, va o’zaro ulanib qolgan o’sha kompyuterlar xam
o’rtasidagi almashuv to’xtaydi. Batafsil moslashtirish to’g’risida kitobning maxsus bo’limida bayon
etiladi. Shina kabelini har qanday nuqtasida qisqa tutashtiruv tarmoqni hammasini ishdan chiqaradi.
Shinadagi asbob – uskunalarni har qanday ishdan chiqishini lokalizatsiya qilish juda qiyin,
chunki hamma adapterlar parallel ulangan va qaysi biri ishdan chiqqanligini bilish, uncha oson emas.
―Shina topologiyali tarmoqning aloqa liniyalari bo’yicha o’tаdigаn axboraviy signallar
kuchisizlanadi va hech tiklanmaydi, bu esa aloqa liniyalarning yig’indi uzunligiga qattiq cheklanishlar
qo’yadi, bundan tashqari har bir abonent tarmoqdan uzatuvchi abonentning masofasiga bog’langan
har xil darajali signallar olishi mumkin.
Tarmoqli asbob – uskunalarning qabul qiluvchi uzellariga qo’shimcha talablar qo’lda. ―Shina
topologiyali tarmoq uzunligini uzaytirish uchun ko’pincha birnechta segmentlar ishlatiladi
(ularning har biri shina deyiladi).
Maxsus signal tiklagichlari repiterlar yoki qaytargichlari (4-rasm) yordamida bir birovi bilan
ulanadi.
Biroq bunday tarmoq uzunligini uzaytirish cheksiz bo’la olmaydi, chunki aloqa liniyalari
bo’yicha signallarning tarqalishini oxirgi tezligi bilan bog’liq cheklanishlari ham bor.―Yulduz
yaqqol ajralib turadigan markazli topologiya, bunga barcha qolgan abonentlar ulangan. Barcha
axborotlar almashuvi faqat markaziy kompyuter orqali bajariladi, Shunday qilib unga juda katta
yuklanish yotadi, shuning uchun tarmoqdan tashqari boshqa hech narsa bilan u shug’ullana olmaydi.
Tushunarliki, markaziy аbоnеntning tarmoqli asbob – uskunalari atrofdagi abonentlarning asbob –
uskunalarga qaraganda juda murakkab bo’lishi kerak. Abonentlarning bir xil hуqуqga egaligi to’g’risida
bunda gapirib bo’lmaydi.
4-rasm
Odatda, huddi shu markaziy kompyuter eng kuchli bo’ladi va faqat unga almashuvni boshqarish
hamma funksiyalari topshiriladi. ―Yulduz topologiyali tarmoqdа hech qanday mojarolar bo’lishi
mumkin emas, chunki boshqarish to’liq markazlashgan.
Agar kompyuterlarni ishdan chiqishiga yulduni mustaxkamligi to’g’risida gap ketsa, bunda
atrofdagi kompyuterni ishdan chiqishi tarmoqning qolgan qismlarini ishlashiga hech qanday ta‘sir
ko’rsatmaydi, lekin markaziy kompyuterni har qanday ishdan chiqishi tarmoqni butunlay ishdan
chiqaradi. Shuning uchun markaziy kompyuterni va uning tarmoqli apparturalarini ishonchliligini
oshirish uchun maxsus choralar ko’rilishi kerak.
Har qanday kabelni uzilishi yoki undagi qisqa tutashuv ―yulduz
topologiyasida faqat bitta kompyuter bilan almashuv buziladi, boshqa kompterlar esa normal holatda
ishini davom ettirishi mumkin. Shinaga qaraganda yulduzda har bir aloqa liniyasida faqat ikkiga
abonent turadi: markaziy va atrofdagilardan bittasi. Ko’pincha ularning ulanishi uchun aloqa liniyasini
ikkitasi ishlatiladi, ularning har biri axborotni faqat bir yo’nalishda uzatadi. Shunday qilib, har bir aloqa
liniyasida bitta qabul qiluvchi (pryomnik) va bitta uzatuvchi (peredatchik) mavjud. Shina bilan
solishtirganda buning hammasi tarmoqli asbob – uskunalarni sezilarli soddalashtiradi va qo’shimcha
tashqi terminatorlarni qo’llashdan ozod qiladi.
―Shina ga qaraganda aloqa liniyalarda signallarni so’nish muammosi ―yulduzda oddiy hаl etiladi,
chunki har bir priyemnik doim bir darajali signal qabul qiladi.
―Yulduz topologiyasini jiddiy kamchiligi abonentlar soni qattiq cheklangan. Odatda markaziy
abonent 8-16 dan oshmagan atrofdagi abonentlarga xizmat ko’rsatadi.
Agar bu chegarada yangi abonentlarni ulash juda oddiy bo’lsa, lekin bundan oshib ketganda
umuman emas. To’g’ri, gohida yulduzda qo’shib borish imkoniyati ko’zda tуtilgаn, ya‘ni atrofdagi
abonentlardan bittasini o’rniga yana bitta markaziy abonentni ulash (natijada bir nechta bir birovi bilan
ulangan yulduzlar topologiyasi paydo bo’ladi).
Yulduz aktiv, faol nom bilan yuritiladi, yoki haqiqiy yulduz. Passiv yulduz degan topologiya
ham bor, u faqat tashqi ko’rinishidan yulduzga o’xshaydi (5- rasm). U bugungi kunda aktiv yulduzga
qaraganda ko’proq tarqalgangan. Aytish kerakki, bugungi kunda eng mashhur Ethernet tарmоg’idа u
ishlatiladi.
5-rasm.
Tarmoq markazida shu topologiyali kompyuter emas, balki konsentrator, yoki xab (HUB),
repiterga o’xshab o’sha funksiyani bajaradigan joylashtiriladi. U kelayotgan signallarni tiklaydi va
ularni boshqa aloqa liniyalarga uzatadi. Kabellarni joylashtirish haqiqiy yoki aktiv yulduzga o’xshasa
ham, haqiqatda biz shinali topologiyasiga o’xshab ish yuritamiz, chunki har qaysi kompyuterdan
axborot bir vaqtda boshqa qolganlarga uzatiladi, markaziy abonent esa bo’lmaydi. Tabiyiki, passiv
yulduz oddiy shinaga qaraganda qimmatroq bo’ladi, chunki bunda yana kansentrator ham kerak
bo’ladi. Ammo u yulduzning afzalliklari bilan bog’liq bir qator qo’shimcha imkoniyatlarni taqdim
etadi. Huddi shuning uchun oxirgi vaqtda passiv yulduz haqiqiy shinani ko’proq siqib chiqarayapti,
chunki u kam perspektivali topologiya hisoblanadi.
Aktiv va passiv yulduz o’rtasida topologiyaning oraliq turini ham ajratish mumkin. Bu holda
konsentratorga tushadigan signallarni faqat retranslyatsiya qilmasdan, o’zi qatnashmasa ham, almashuv
boshqarishini bajara oladi. Yulduzning (ham aktiv va ham passiv) katta ustunligi shundaki, hamma
ulanadigan nuqtalar bir joyda yig’ilgan. Bu tarmoq ishini oson nazorat qilishga, markazdan u yoki bu
abonentlarni oddiy uchirish yo’li bilan nosozliklarni lokalizatsiya qilish (masalan, shina holatda bajarib
bo’lmaydi), shuningdek tarmoq uchun xayotiy muhim bo’lgan ulanish nuqtalariga begona shaxslar kirishini
cheklab qo’yish. yulduz holatida xar bir atrofdagi abonentga bitta kabel kelishi xam mumkin (unda uzatish
ikki tomonlama ketadi), va ikkita xam (Ularning har biri-bir tomonga uzatadi), buning ustiga ikkinchi
holat ko’proq uchraydi.
―Yulduz turidagi barcha topologiyalarning umumiy kamchiligi boshqa topologiyalarga
qaraganda juda katta kabel sariflanishi. Masalan, Agar kompyuterlar bir chiziqda joylansa, ―yulduz
topologiyasi tanlanganda ―Shina topologiyasiga qaraganda bir necha martta ko’p kabel talab qilinadi.
Bu hamma butun tarmoqning narxiga sezilarli ta‘sir Ko’rsatishi mumkin.
―Halqa – bu topologiya, bunda har bir kompyuter faqat ikkita boshqalari bilan aloqa
liniyalari Bilan ulangan: Faqat u biridan axborot oladi, ikkinchisiga esa
– faqat uzatadi.
Har bir aloqa liniyasida, yulduz holatiga o’xshab, faqat bitta (peredatchik) uzatuvchi va bitta
(priyomnik) qabul qiluvchi ishlaydi. Bu tashqi terminallarni qo’llashdan ozod qiladi.
Halqani muhim xususiyati shundaki, har bir kompyuter unga keladigan signalni tiklaydi, yani
repiter rolini o’ynaydi, shuning uchun halqaning hamma joyida signalni so’nishi hech qanday
ahamiyati yo’q, muhimi faqat halqaning qo’shni kompyuterlar orasidagi so’nishi. Bu holatda аniq
ajratilgan markaz yo’q, hamma kompyuterlar bir xil bo’lishi mumkin. Ammo, ko’pincha halqada
maxsus abonent ajratiladi, u almashuvni boshqaradi yoki nazorat qiladi. Tushunarliki, bunday
boshqaradigan abonentni borligi tarmoq ishonchliligini pasaytiradi, chunki uning ishdan chiqishi tezda
barcha almashuvni falaj qilib qo’yadi.
Qa‘tiyat bilan аytgаndа, halqadagi kompyuterlar to’liq teng huquqli emas (masalan, shinali
topologiyaga qaraganda). Ulardan birlari kompyuterdan, shu momentda uzatishni olib borayotgan,
albatta axborotni oladi, oldinroq, boshqalar esa kеyinrоq. Topologiyani huddi shunday
xususiyatlariga ko’ra, ―halqaga maxsus hisoblangan tarmoqdagi almashuvni boshqarish usullarda
keyingi uzatish huquqi (yoki, yana aytilishicha, tarmoqni qurshab olish) keyingi halqadagi
kompyuterga ketma – ket o’tadi.
Yangi abonentlarni ―Halqaga ulash mutloqo beziyon, lekin ulanish vaqtida butun tarmoqni
ishlashini to’xtatish talab qilinаdi. ―Shina topologiyali holatga o’xshab halqadagi eng ko’p
abonentlar soni ancha muncha bo’lishi mumkin (minggacha va undan ko’proq). Halqali topologiya
oshiqcha yuklanishlarga eng mustахkаm, u uzatiladigan tarmoq bo’yicha axborotlarni eng katta
oqimlari bilan ishonchli ishlashni ta‘minlaydi, chunki unda janjallar yo’q (shinaga qaraganda),
shuningdek markaziy abonent yo’q (yulduzga qaraganda).
Halqadagi signal tarmoqdagi hamma kompyuterlardan o’tgani sababli, lokal ulardan bittasini
ishdan chiqishi (yoki uning tarmoqdagi asbob-uskunalarini) yaxlit butun tarmoqni ishdan chiqaradi.
Huddi shunga o’xshab halqadagi har qaysi kabellarni uzilib qolishi yoki qisqa tutashuvi butun
tarmoqni ishdan chiqaradi.
Kabelni buzilishlariga halqa ko’proq shikastlanadigan bo’ladi, shuning uchun bu texnologiyada
ikkita (yoki ko’proq) parallel aloqa liniyalari qo’yib borishni ko’zda tutiladi. Shunda ularning bittasi
zahirada turadi.
Shu bilan bir vaqtda halqani katta ustunligi shundaki, har bir abonent tomonidan signallarni
retranslyatsiya qilish butun tarmoq o’lchamlarini sezilarli ko’paytirishga yordam beradi (gohida bir
necha o’n kilometrgacha). Halqa bu tomonidan boshqa har bir texnologiyalardan ko’proq (sezilarli)
ustunlik qiladi.
Halqani kamchiliklaridan (yulduzga taqqoslanganida) shuni hisoblash kerakki, tarmoqdаgi har
bir kompyuterga ikkita kabel olib kelinishi kerak.
Ba‘zan ―Halqa topologiyasi axborotni qarama-qarshi yo’nalishlarida uzatilishini ikkita
halqali aloqa liniyalari asosida bajariladi. Masalani bunday hal etilishi – axborotni uzatish tezligini
(ideal holatda ikki marotaba) оshirilishi. Kabelni bittasi buzilganda tarmoq boshqa kabel bilan ishlashi
mumkin (to’g’ri, cheklangan tezlik kamayadi). Yuqorida ko’rilgan uchta asosiy, bazaviy
topologiyalardan tashqari, qo’shimcha yana ―daraxt (tree) tarmoqli topologiya ishlatiladi, u bir
nechta yulduzlar kombinatsiyasidan iborat. Yulduzga o’xshash daraxt aktiv, yoki haqiqiy, passiv
bo’lishi mumkin. Aktiv daraxtga bir nechta aloqa liniyalari birlashtirilgan markazlarda markaziy
kompyuterlar joylashgan, passilida esa konsentratorlar (Xablar). (6-,7-rasm)
Kombinatsiyali topologiyalar ham ancha ko’p ishlatiladi, ular orasida eng ko’p tarqalgan yulduz-
shinali va yulduz-halqalilaridir.
6-rasm. 7-rasm.
8-rasm.
9-rasm.
Yulduz-shinali topologiyada (star-bus) shina va passiv yulduzlar kombinatsiyasi ishlatiladi.
Bunda konsentratorga alohida kompyuterlar ham, va butun shinali segmentlar ham ulanadilar, ya‘ni
tarmoqdаgi barcha kompyuterlar kiritilgan fizik topologiya amalga oshiriladi. Bu topologiyada bir
nechta konsentratorlar ham ishlatilishi mumkin, ular bir biroviga ulanib magistrali, tayanchli deb
nomlangan shinani tashkil qiladi. Konsentratorlarning har biriga alohida kompyuterli yoki shinali
segmentlar ulanadi. Shunday qilib, foydalanuvchi o’ziga qulay qilib shinali va yulduzli topologiyalarni
avzalliklarini kombinatsiya qilish imkoniyatlaridan foydalaniladi, shuningdek tarmoqga ulangan
kompyuterlar sonini oson o’zgartiradi. (8-rasm)
Yulduz-halqali topologiya holatida kompyuterlarni o’zi birlashmaydi, balki maxsus
konsentratorlar, ularga o’z navbatida, yulduz shaklli ikkitali aloqa liniyalari yordamida kompyuterlar
ulanadi. Haqiqatda, tarmoqning hamma kompyuterlari berk halqaga ulanadi, chunki konsentratorlar
ichidagi barcha aloqa liniyalari berk konturni tashkil qiladi. Bu topologiya yulduzli va halqali
topologiyani ustunligini kombinatsiyalashga imkon yaratadi
Masalan, konsentratorlar barcha ulanadigan nuqtalarni bir joyga yig’ishga imkon yaratadi. (9-rasm)
Tarmoq topologiyasi kompyuterlarni faqat fizikli joylanishlarini ifodalamasdan, lekin undan
muhimrog’i, ular orasidagi aloqalar xarakteri, tarmoq bo’yicha signallarning tarqalganish
xususiyatlari. Huddi shu aloqalar xarakteri tarmoqning buzilishiga mustaxkamlik darajasini
belgilaydi, tarmoqdаgi apparatlarning kerakli murakkabligini, almashuv boshqarish usulini eng
to’g’ri keladigangini, uzatish muhitining mumkin turlarining (aloqa kanallari), tarmoqning mumkin
bo’ladigan o’lchamlari (aloqa liniyalar uzunligi va abonentlar soni), elektr muvofiqlashtirishni
kerakligi va h.k. tarmoq Bilan birlаshgаn kompyuterlarni fizik joylanishi topologiyani tanlashda,
umuman olganda, ta‘siri kam har qaysi kompyuterlarni, ular qanday joylashganidan qa‘tiy nazar, har
qanday oldindan tanlangan topologiya yordamida har doim ulash mumkin (10-rasm).
10-rasm.
Agar ulanadigan kompyuterlarni doirani konturi bo’yicha joylashgan bo’lsa, ular yulduz yoki
shina bo’lib bеmаlоl ulanishi mumkin. Agar kompyuterlar qandaydir markaz atrofida joylansa, ular
bir birovi Bilan shinali yoki halqali bo’lib ulanishi mumkin. Kompterlar bir chiziq bo’yicha
joylashgan bo’lsalar, ular yulduz yoki halqa bo’lib ulanishi mumkin.
|