Tarmoq topologiyalari
Kompyuter tarmoqlarining topologiyalri
Kompyuter tарmоg„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);
rasm 1
• yulduz (star), bunda bitta markaziy kompyuterga chetda qolgan kompyuterlar ulanadi, shu bilan
birga har biri o„zining alohida aloqa liniyalaridan foydalanadi (2-rasm);
rasm 2
• 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).
rasm 3
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
(konflikta, kollizi) 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 bo„lishi 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 tar-moqli 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 alma-shuvni normal davom etishi
mumkin.Ko„rinishi mumkinki, kabelni uzulganligi xam shinaga qo„rqinchlik emas, chunki bunda
sim 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 axborotli signallar kuchsizlanadi 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„yadi. “Shina”
topologiyali tarmoq uzunligini uzaytirish uchun ko„pincha birnechta segmentlar ishlatiladi
(ularning har biri shina deyiladi).Maxsus signal tiklagichlari repiterlar yoki qaytargichlari (3-
rasm) yordamida bir birovi bilan ulanadi.
rasm 4
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 huquqga egaligi to„g„risida bunda gapirib bo„lmaydi.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 yulduzni
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 ishonch-liligini 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 ular-ning 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 priyomnik 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 mumkin 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 (4-rasm). U bugungi kunda
aktiv yulduzga qaraganda ko„proq tarqalgan. Aytish kerakki, bugungi kunda eng mashhur
Ethernet tарmоg„idа u ishlatiladi.
rasm 5
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 qim-matroq 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 ret- ranslyatsiya 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 o„chirish yo„li bilan nosozliklarni
lokalizatsiya qilish (masalan, shina holatda bajarib bo„lmaydi), shuningdek tarmoq uchun
xayotiy muhim bo„lgan ula-nish nuqtalariga begona shaxslar kirishini cheklab qo„yishdir.
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 sariflanishidir. 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 ikkitasi 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„nishidir. 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 tarmoq-dagi 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).Kombinatsiyali topologiyalar ham ancha ko„p ishlatiladi, ular orasida eng ko„p
tarqalgan yulduz-shinali va yulduz-halqalilaridir.
rasm 6
rasm 7
rasm 8
rasm 9
Yulduz-shinali topologiyada (star-bus) shina va passiv yulduzlar kombinatsiyasi ishlatiladi.
Bunda konsentratorga alohida kompyuterlar ham va butun shinali segmentlar ham ulanadilar,
ya‟ni tarmoq-dаgi 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.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.Tarmoq topologiyasi kompyuterlarni
faqat fizikaviy joylanishlarini ifodalamasdan, lekin undan muhimrog„i, ular orasidagi aloqalar
xarakteri, tarmoq bo„yicha signallarning tarqalganish xususiyatlari ifodalaydi. Huddi shu
aloqalar xarakteri tarmoqning buzi-lishiga mustaxkamlik darajasini belgilaydi, tarmoqdаgi
apparatlar-ning kerakli murakkabligini, almashuv boshqarish usulini eng to„g„ri keladiganini,
uzatish muxitining 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 ol-dindan tanlangan topologiya yordamida har doim ulash mumkin (8-rasm).
rasm 10
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.Boshqa gap, buning uchun
kabelning kerakli yig„indisi uzunligi qancha bo„lishidir.Adabiyotda tarmoq topologiyalari
to„g„risida gap ketsa, tarmoq arxitekturasining har xil darajalariga tegishli to„rt mutloqo har xil
tushunchalar o„ylash mumkin.Fizikkaviy topologiya (ya‟ni kompyuterlarni joylanish sxemasi va
kabellarni yotqizilishi). Bu ma‟noda, masalan, passiv yulduz aktiv yulduzdan hech qanday farq
qilmaydi, shu tufayli uni ko„pincha oddiy “yulduz” deb ataladi.
Mantiq topologiyasi (ya‟ni, aloqalar tuzilishi, signallarni tarmoq bo„yicha tarqalganish
xarakteri). Bu eng to„g„ri topologiyani ifodalash bo„lsa kerak.
Almashuvni boshqarish topologiyasi (ya‟ni, har bir kompyuterlar orasidagi tarmoqni
o„rab olish huquqini uzatish prinsip iva ketma-ketligi).
axboratviy topologiya (ya‟ni, tarmoqdа uzatilayotgan axborot oqimining yo„nаlishi).
Masalan, fizikaviy va mantiqli topologiyasi bilan “shina” boshqarish usuli sifatida tarmoqni
o„rab olish huquqi uzatish estafetasi (ya‟ni, bu ma‟noda halqa bo„lishi) va bir vaqtda bita
ajratilgan kompyuter orqali barcha axborotni uzatishdir (Bu ma‟noda yulduz bo„lish). Mаntiqli
“shina” topologiyali tarmoq “yulduz” passiv fizikli topologiyasiga ega yoki “daraxt” (passiv)
bo„lishi mumkin.Har qaysi fizik topologiyali, mantiq topologiyali, almashuv boshqaradigan
topologiyali tarmoq axborotli topologiya mа‟nоsidа yulduzli deb hisoblasa bo„ladi, agar u
yagona server va bir nechta kliyentlar asosida qurilgan bo„lib, faqat shu server bilan mulog„otda
bo„lsa. Bu holatda barcha mulohozalar markazning nosozliklari tarmoqni buzilishiga
mustahkamligi past bo„lishiga to„g„ri keladi. (ya‟ni serverni).Xuddi shunga o„xshab har qanday
tarmoq axborotli ma‟noda shina deb atalishi mumkin, agar u bir vaqtda server ham, kliyent ham
bo„lib kompyuterlardan tuzilgan bo„lsa, har bir boshqa shina holatida ham, bunday tarmoq
alohida kompyuterlarning nosozliklariga kam sezgirli bo„ladi.Kabel bo„lmagan tizimlarda sharoit
boshqacha. Ularning asosiy ustunligi shundaki, hech qanday simlarni o„tqazish kerak bo„lmaydi
(devorlarda teshiklar qilish kerak emas, quvurlarda va talablarda kabelni o„tqazish kerak emas,
uni falshpollar tagida o„tqazish, osilgan potoloklar ustida yoki ventiliyatsiyali shaxtalarda kabel
nosozliklarni qidirish va tuzatish kerak emas). Yana shunga o„xshab tarmoq kompyuterlarini
xona va bino chegarasida joyini o„zgartirish oson, chunki ular hech narsaga bog„langan emas.
| 