3 -maʼruza. Kompyuter tarmoqlarida ma’lumotlarni uzatish qurilmalari. Kontsentratorlar, kommutatorlar va marshrutizatorlar Reja

3 -Maʼruza. Kompyuter tarmoqlarida ma’lumotlarni uzatish qurilmalari.
Kontsentratorlar, kommutatorlar va marshrutizatorlar
Reja

1. 
   Kontsentratorlar
   
2. 
   Kommutatorlar
   
3. 
   Marshrutizatorlar
   

T ayanch so’zlar: kommunikatsion
tarmoq(communication network), komutator (switch),
marshirtizator (router), hub, information tarmoq
(information network), hisoblash
tarmog’i(calculation network), global hisoblash tarmog’i (global calculation network), protocol, marshrutlash.
1. Kontsentratorlar
Konsentratorlar amalda barcha bazaviy lokal texnologiyalarda (Ethernet,
Token Ring, FDDI v.b.) qo’llanadi.
Xar qanday tarmoq texnologiyasida ishlaydigan konsentratorlarning umumiy xususiyatlari ko’p bo’ladi, ya’ni ular uzlarining bir portlaridan kelgan signalni boshqa portlarida qayd qiladilar. Ulardagi farq fakat kaysi portlarda kirish signallari qayd qilinishidadir. Masalan, Ethernet texnologiyasida ishlaydigan konsentrator kirish signalini shu signal olingan portdan boshqa barcha portlarda kayid etadi (2-a rasm). Token Ring texnologiyasida ishlaydigan konsentrator esa xalkali tarmoqdagi ma’lum portdan olgan kirish signalini xalkaga ulangan navbatdagi kompyuter portida qayd
Konsenratorlar tarmoqning fizik topologiyasini uzgartiradi, lekin uning mantiqiy topologiyasini uzgartirmaydi.
Tarmoqning fizik topologiyasi deganda kabellarning aloxida kismlarini boglash konfigurasiyasi tushuniladi. Tarmoqning mantiqiy topologiyasi deganda esa tarmoq kompyuterlari orasidagi ma’lumotlar okimining konfigurasiyasi tushuniladi. Ko’pgina xollarda tarmoqning fizik va mantiqiy topologiyalari ustma-ust tushadi. Misol uchun 3.1 rasmda keltirilgan tarmoq xalkali fizik topologiyalidir. Ushbu tarmoq kompyuterlari xalka kabellariga ruxsat olish uchun bir-birlariga maxsus kadr, ya’ni markerni uzatadilar. Demak marker fizik xalkada kompyuterlar qaysi ketma-ketlikda joylashgan bulsalar, xuddi shu ketma-ketlikda bir kompyuterdan ikkinchi kompyuterga uzatiladi (misol uchun markerni A komapyuter V kompyuterga, V kompyuter esa markerni S kompyuterga uzatadi v. x. z.).

3.1-rasm
namoyish etilgan tarmoq fizik va mantiqiy topologiyalarning ustma-ust tushmasligiga yakkol misol bula oladi. Kompyuterlar fizik jixatdan umumiy shinali topologiya asosida ulanganlar. Umumiy shinaga ruxsat olish esa Ethernet texnologiyasida qo’llaniladigan tasodifiy ruxsat olish algoritmi asosida amalga oshirilmaydi, balki xalkadagi kompyuterlarning ketma-ket joylanishi asosida marker A kompyuterdan V kompyuterga, V kompyuterdan S kompyuterga v.x.z. tartibda uzatiladi. Bu yerda markerni uzatish fizik boglanishni qayd etmasdan, balki tarmoq adapterining drayveri amalga oshiradigan mantiqiy konfigurasiya asosida uzatiladi. Tarmoq adapteri va uning drayverini xech bir kiyinchiliksiz shunday mantiqiy konfigurasiyasini amalga oshirishi mumkinki, unda kompyuterlar V, A, S, ... kurinishdagi mantiqiy xalkani amalga oshirishi mumkin. Bunda xam tarmoqning fizik tuzilishida xech kanday uzgarish yuz bermaydi.
Tarmoqning fizik va mantiqiy topologiyalarining ustma-ust tushmasligiga ikkinchi misol kilib 2-a rasmdagi kurib utilgan tarmoqni keltirish mumkin. Ethernet texnologiyasining konsentratori fizikaviy yulduzsimon topologiyani amalga oshiradi. Lekin tarmoqning umumiy shinali mantiqiy topologiyasi uzgarmaydi.
Konsentrator ixtiyoriy portdan olingan ma’lumotni boshqa barcha portlarda qayd etadi, xuddi fizikaviy umumiy shinali tarmoqdagidek. Lekin tarmoqka ruxsat olishning mantiki, ya’ni, tarmoqka tasodifiy ruxsat olish algoritmi barcha komponentalar uchun uzgarmaydi: uzatish muxitining bushligini aniklash, muxitni egallash (zaxvat sredы), kolliziy xolatini aniklash va unga ishlanma berish kabilar uz urnida koladi.
Konsentrator yordamida tarmoqni fizikaviy tuzilmalash natijasida tarmoq uzellari orasidagi masofani uzaytirish bilan bir katorda, uni ishonchligi xam oshadi. Misol uchun, fizikaviy shinali Ethernet tarmogida biror kompyuter nosozligi tufayli kabelga uzluksiz ma’lumot uzatishni boshlasa, butun boshli tarmoq ishdan chikadi. Bu muammoni xal kilishning yagona yuli, kul yordamida nosoz kompterning adapteri kabeldan uzib kuyiladi. Endi Ethernet tarmogi konsentrator yordamida kurilsa, konsentrator uzatish tarmogini ko’p vakt egallagan portni uchirib kuyadi. Bundan tashkari konsentrator nosoz ishlayotgan uzellarni xam uzib kuyish (blokirovka kilib kuyish) imkoniyatiga ega.
Tarmoqni fizikaviy tuzilmalashning foydali taraflarini kurib chikdik, lekin katta va urta xol tarmoqlarda mantiqiy tuzilmalashni tashkil etishni kullamaslikni iloji yuk. Masalan, tarmoqning turli segmentlari orasida uzatilayotgan trafikni taksimlash muammosini fakat tarmoqni mantiqiy tuzilmalash yuli bilan xal kilinadi.
Katta tarmoqning xususiyatlaridan biri undagi axborot okimlarining bir jinsli bo’lmasligi dadir. Bunday tarmoq ishchi guruxlarga, bo’limlarga, korxona filiallariga va ma’muriy tashkilotlarga ajratilgan tarmoq segmentlaridan tashkil topadi. Ko’p xollarda eng ko’p ma’lumotlar almashuvi ishchi guruxlarga ajratilgan tarmoq segmenti kompyuterlari orasida kuzatiladi. Boshqa tarmoq segmenti resurslariga murajaat ko’p bo’lmaydi, (ma’lumki, ilgari mavjud bulgan empirik koidaga asosan lokal tarmoq kuyidagi munosabatdagi segmentga ajratilardi: 80 % trafik lokal resursga murojaat kiladi; 20 % trafik esa masofadagi resursga murajaat kiladi degan koida bugungi kunda uzgargan deb ayta olamiz). Bugungi kunda Intranet texnologiyalari keng kullanilib, tarmoqni yuklanganlik xarakteri anchagina uzgardi. Ko’pgina korxonalarda korporativ ma’lumotlarni saklash markazlanib, ularda saklanilayotgan ma’lumotlardan barcha korxona xizmatchilari aktiv foydalanishadi. Mana xuddi shu sharoit ma’lumotlar okimini taksimlanishiga jiddiy ta’sir kiladi deb ayta olamiz. Endi tez-tez shunday sharoitlar vujudga keladiki, markazlashgan ma’lumotlarga kilinayotgan murojaatlarning jadalligi, “qo’shni” kompyuterga bulayotgan murojaat jadalligidan yuqoridir. Shuni xam nazarda tutish kerakki, tarmoqni ishlash samaradorligini oshirishda bir jinsli bo’lmagan ma’lumotlar okimini (ichki va tashki trafiklarni taksimlanish proporsiyasini) inobatga olish shart bo’ladi.
Tipik topologiyali (shinali, xalkali, yulduzli) tarmoqda barcha fizik segmentlar bitta taksimlanuvchi muxit sifatida karaladi, katta tarmoqda esa ma’lumotlar okimining tuzilmasi taksimlanuvchi muxit bilan adekvat bulmay koladi. Masalan, umumiy shinali tarmoqda ikki kompyuterning uzaro munosabati ularning ma’lumotlar almashuv vaktlari davomida shinani butunlay egallab oladi. Shuning uchun bunday tarmoqlarda kompyuterlar sonini ko’paytirishda shina muammosi asosiy bo’ladi. Bir bo’limdagi ikki kompyuter uzaro ma’lumot almashgan vaktda boshqa bo’limdagi kompterlar uzaro ma’lumot almashuvini amalga oshirolmaydilar. Bu xol ikki bo’lim orasida ma’lumot almashuvi ancha kam va ular orasida utkazuvchanlik kam bulganda yuz beradi.
Ushbu xol 3.2-rasmda ifodalangan. Bu tarmoq konsentratorlar yordamida kurilgan.

3.2-rasm. Tarmoqning mantiqiy tuzilmasi bilan ma’lumotlar oqimi tuzilmasidagi tafavutlar.
Aytaylik A kompyuter V kompyuter bilan bir segmentda bo’lib unga ma’lumot uzatsin. Ushbu tarmoq tuzilmaning tarmoqlanishiga karamasdan, kosentrator xar kanday kadrni barcha segmentlarga uzatadi. Shuning uchun A kompyuter uzatgan kadr, konsentratorning mantiqiy ishlashiga asosan V kompyuter bilan bir katorda aloxida tarmoq segmentlaridan foydalanuvchi 2 - va 3-bo’limlarga xam uzatiladi. V kompyuter uziga adreslangan kadrni kabul kilib olmagunga kadar shu tarmoqdagi biror kompyuter uz ma’lumotini uzata olmaydi.
Vujudga kelgan sharoitga sabab ushbu tarmoqning mantiqiy tuzilmasi bir jinsliligicha kolganligidadir, ya’ni u bo’lim ichida trafik jadalligi oshganini inobatga olmaydi va xar bir kompyuterlar juftiga ma’lumotlar almashuvida bir xil imkoniyat beradi.
Vujudga kelgan muammoni xal kilish uchun yagona bir jinsli taksimlanuvchi muxit fikridan kaytish lozim bo’ladi. Masalan, yuqorida keltirilgan misolda, 1bo’limdagi kompyuterlar kadrlarini o’z segmentlaridan tashqariga uzatishlari mumkin bo’ladi, agar shu kadrlar boshqa segentda joylashgan kompyuterga adreslangan bulsa. Boshqa cha kilib aytganda xar bir bo’limning tarmoq segmentiga tashki segmenlardan kadr kelishi mumkin, agar u shu segmentdagi uzelga adreslangan bulsa. Tarmoq ishini bunday tashkil qilinishi, tarmoq unumdorligini oshiradi, chunki bir bo’limdagi kompyuterlar ma’lumot almashayotganlarida, ikkinchi bo’lim kompyuterlari 1-bo’limdagi almashuv tugashini kutmasdan uzaro ma’lumot almashishlari mumkin.
Masalani bunday yechimida yaxlit tarmoqda umumiy taksimlanish muxitidan voz kechiladi, lekin aloxida tarmoq segmenlarida u saklab kolinadi. Bo’limlar orasidagi aloqa liniyalarining utkazuvchanligi, bo’limlar ichidagi muxitning utkazuvchanligi bilan bir xil bo’lishi mumkin emas. Agar bo’limlar orasidagi trafik bo’limlar ichidagi trafikning 20 % ni tashkil kilsa (yuqorida qayd etilganidek bu qiymat boshqa bo’lishi xam mumkin), unda bo’limlarni birlashtiruvchi aloqa liniyalarining va kommunikasion uskunalarning utkazuvchanligi bo’lim tarmogi trafigidan anchagina past bo’lishi mumkin.
Tarmoq segmenti kompyuterlari uchun taqsimlangan trafik, shu segment ichida lokalizasiyalangan bo’ladi.
Ma’lumki tarmoqni mantiqiy tuzilmasini tashkil qilishda kommunikasion qurilmalar sifatida mostlar, kommutatorlar, marshrutizatorlar va shlyuzlardan foydalaniladi.
Most tarmoqni taksimlangan uzatuvchi muxitini mantiqiy segmentlarga, ya’ni bulaklarga bo’ladi. Most ma’lumotni bir segmentdan ikkinchisiga uzatadigan bulsa, unda fakat ma’lumot uzatuvchi kompyuter albatta birinchi segmentda bo’lishi kerak. Ma’lumot kabul kiluvchi kompyuterning adresi esa albatta ikkinchi segmentda bo’lishi kerak. Shunday kilib most bir segment trafigini ikkinchi segment trafigidan ajratib, tarmoqning ma’lumotlar uzatish unumdorligini oshiradi. Trafikni lokallashtirish fakatgina tarmoqni utkazuvchanligini iktisod kilib kolmasdan, yana ma’lumotlarga sanksiyalanmagan murojaat extimolini kamaytiradi, chunki kadrlar uz segmentlaridan tashkariga chiqmaydi. Markaziy konsentratorni mostga almashtirish yuli bilan xosil kilingan. Unda 1- va 2- bo’lim tarmoqlari aloxida mantiqiy segmentlardan iborat, 3-bo’lim tarmogi esa ikkita mantiqiy segmentlardan iborat. X,ar bir mantiqiy segment konsentrator asosida kurilgan bo’lib, oddiy fizik tuzilmaga ega. Tuzilmadagi kompyuterlar kabellar yordamida konsentrator portlari bilan boglangan.
3-bo'lim

3.3 -rasm. Most tarmoqlarining segmentlarga bo’linishi
Most tarmoqni segmentlarga bo’lishni ancha sodda kurinishda amalga oshirilganda qo’llaniladi. U xar bir kompyuterdan ma’lumotlar kaysi port orkali tushganini eslab koladi, sung esa shu kompyuterga junatilgan ma’lumotni shu portga uzatadi. Most uchun mantiqiy segmentlar orasidagi anik topologiya mavjud emas. Bundan tashkari most kullanilgan tarmoqlarda yopik kontrlar bo’lmasligi kerak. Mostning xuddi shu xususiyatlari uni keng kullanishiga tuskinlik kiladi.