Коммутацияланатын желілер

Мәліметтерді әр түрлі жергілікті желілер арасында беруге арналған WAN-технологиясының тағы бір альтернативі ретінде коммутацияланатын желілер технологиясын айта аламыз.Коммутацияланатын желіде жергілікті желі (немесе бірнеше географиялық тұрғыда жан-жақта орналасқан жергілікті желілер) коммутацияланатын желі қызметінің провайдері немесе кәдімгі телефон желісі көмегімен ауқымды желіге қосыла алады. Жергілікті желінің мәліметтері WAN-қосылуы арқылы өтеді де, коммутацияланатын желіге беріледі, содан кейін белгіленген пунктке қарай жылжиды. Бұл көптеген пайдаланушылар коммутацияланатын желіге өз мәліметтерін бір мезгілде бере алады дегенді білдіреді.

Коммутацияланатын желілер жеңіл кеңейтіледі, өйткені мекемелер оларға өздерінің қосымша бөлімшелерін кез келген уақытта қоса алады. Коммутацияланатын желілер екі түрге бөлінеді: тізбектік коммутацияланатын және пакеттік коммутацияланатын желілер.

Тізбектік коммутацияланатын желілерде жіберуші мен қабылдаушы арасында байланыс сеансы кезінде тізбек орнатылады (жіберуші және қабылдаушы құрылғыларды қосуға пайдаланылатын барлық телефондық жолдар тізбек бола алады). Бұл осы жолдар берілген байланыс сеансы үшін ерекшеленеді деген сөз. Сеанс біткеннен соң, тізбек бірден «ажырайды» да, басқа байланыс сеансына босайды. Коммутацияланатын тізбектер екі түрге бөлінеді: ISDN және DSL.

Пакеттік коммутацияланатын ауқымды желілерде мәліметтер пакеттерге бөлінеді. Пакеттік коммутациялауда пакеттердің өлшемдерінің кіші болуы мәліметтердің жылдам және тиімді жетуін қамтамасыз етеді.

Негізінде қазіргі пакеттері коммутацияланатын ауқымды желілер абоненттер трафиктері мен абоненттер жабдықтарының кез келген түрін бере алуы керек - бұған әр түрлі желілердің конфергенция процесі мүмкіндік береді. Яғни, ауқымды желілер келесі кешенді қызметтер көрсетуі тиіс: жергілікті желілер пакеттерін беру, мини-компьютерлер мен мэйнфреймдердің пакеттерін беру, факс алмасу, офистік АТС-тардың трафигін беру, қалалық, қалааралық және халықаралық телефондық желілерге шығу, бейне конференциялар өткізу үшін бейне көрсетулермен алмасу, кассалық аппараттардың, банкоматтардың трафиктерін беру және т.б., және т.с.с.

Әрбір пакеттің өз меншігінде бақылау ақпараты болады және олар желіде тәуелсіз коммутацияланады. Бұл пакеттер ауқымды желіде әр түрлі маршруттармен қозғалатынын және белгіленген пунктке әрқайсысы өз бетінше жететіндігін білдіреді. Пакеттердің тізбектегі орны пакеттің тақырыбына енгізіледі де, қабылдаушы құрылғы мәліметтерді дұрыс ретпен қою үшін осыны пайдаланады.

Пакеттерді коммутациялаудың көптеген технологиялары бар, соның ішінде біздің қарастыратынымыз: Х.25, кадрларды ретрансляциялау және АТМ.

Х.25 стандарты бастапқыда географикалық тұрғыда жан-жаққа таралған мэйнфреймдерді қосу үшін жасалған. Қазіргі заманғы талаптар бойынша Х.25 стандарты (1975 жылы бекітілген) баяу жұмыс істейтіндер қатарына жатады, өйткені ол қателерді тексеру процедурасына өте көп уақыт жібереді (оны жасаған кездегі телефондық жолдардың сапасы төмендігіне байланысты).

Кадрларды ретрасляциялау технологиясы (Frame Relay) Х.25 хаттамасы негізінде пайда болған және Х.25-ке қарағанда жылдам, өйткені оның жұмысын баяулатқан қателерді тексеру функцияларының кейбіреуін қабыл алмады. Кадрларды ретрансляциялау хаттамасы мәліметтерді берудің OSI деңгейінде жұмыс істейді және ауқымды желінің әр түрлі пунктері арасында байланыс сеансын ұйымдастыру үшін тұрақты виртуальді тізбектерді пайдаланады.

Frame Relay хаттамасының ерекшелігінің бірі, онда әр түрлі өлшемдегі пакеттер орналаса береді. Әрине, мәліметтер тасқынына айтарлықтай әсер етпегенімен, жалпы өткізгіштік қабілетіне қандайда бір кідірту енгізеді.

Мәліметтерді берудің асинхронды режимі (АТМ) мәліметтерді, дауысты, бейне материалдарды жалпы қолданудағы желі бойынша беру үшін 53 битті пакеттерді пайдаланатын, пакетті коммутацияға негізделген WAN – технология. АТМ-ның хаттамалар жиыны OSI моделінің мәліметтерді беру арнасы деңгейі және физикалық деңгейде жұмыс істейтін хаттамалардан тұрады. АТМ желілері мультиплекстелген ақпараттармен жұмыс істейді, яғни бірнеше ақпараттық арналар бір мәліметтер тасқынына бірігуі мүмкін. Жергілікті желілерде пайдаланылатын АТМ коммутаторлары жергілікті желінің эмуляция режимінде жұмыс істейді.

Интернет желісін құрудың негізгі принциптері

Есептеуіш құралдардың байланыс процестері жекелеген фирмалар мен кәсіпорындар арасында едәуір өсіп келеді. Қазіргі кезде интеграциялау мен жаһандандыру тенденциялары компьютерлік технологиялар айналасында да өз көріністерін бере бастады. Біраз аймақты қамтитын, коммуникациялық құралдар арқылы байланысқан есептеуіш машиналар ауқымды компьютерлік желілер деген атқа ие болды. Соңғы екі-үш онжылдықта бұл желілердің аппараттық және программалық жасақталуы мен ұйымдастыру түрлері шапшаң дамып, көптеген өзгерістер болып отыр. Желілер арасында әлемге танымалдары ретінде SPRINT желісін, FIDO коммерциялық емес компьютерлік желісін S.W.I.F.T. халықаралық есеп жүйелерін атауға болады. Бірақ соңғы жылдары компьютерлік желілер арасынан суырылып шығып алға озғаны көлемі мен функционалдық мүмкіндіктері жағынан Интернет желісі. Интернет - бұл бүкіләлемдік ақпараттық инфрақұрылым. Интернет географиялық орналасуына қарамастан пайдаланушылар мен компьютерлер арасындағы байланыс ортасы, сондай-ақ ақпарат таратудың механизмі болып табылады. Интернетті ақпараттық технологиялардың дамуы мен зерттелуінің ұзақ мерзімді анағұрлым ұтымды инвестициялардың бірі деуге болады. Алғашқыда Интернет әр түрлі типтегі компьютерлік желілерді біріктіру үшін құрылды. Қазіргі уақытта Интернет телекоммуникация мен компьютерлерді қолдану аймағына байланысты ғана емес, сондай-ақ тұтастай қоғамға қызмет етіп отыр.

Провайдерлер және олардың желілері

Провайдер – бұл ұйымдар мен жеке тұлғаларға Internet қызметтерін ұсынатын мекеме. Провайдер ретінде жекеменшік арнайы маманданған фирмалар да, ірі телефон мекемелері де қызмет істей алады. Әдетте провайдерлер біркелкі қызметтер жиынтығын ұсынады, бірақ олардың қызметі түріне және сапасына қарай ерекшеленетіндіктен, төлемақысы да әр түрлі болады. Өз қажетімізге лайықты провайдерді таңдай отырып, бірнеше шартты ескерген абзал:

· мәліметтерді жеткізу жылдамдығы – уақыт бірлігінде модем арқылы өтетін ақпараттың биттер саны. Ұсынылатын жылдамдық провайдер жабдықтарының техникалық мүмкіндіктеріне байланысты болады.

· қосылым түрі. Коммутацияланатын желі бойынша модем арқылы қосылу – бұл Internet-ке қосылудың ең сенімді, бірақ ең баяу түрі. Қосылымның бұл түрі көптеген Internet-те жұмыс істеу жағдайларын қамтамасыз етеді, бірақ ақпараттың үлкен көлемін (дыбыстық файлдар, жан бітірілген сызбалық файлдар, бейне, интерактивті ойындар) жеткізуде қиындықтар туындауы мүмкін.

· кабельді модем, DSL, жерсерігі арқылы кең жолақты қосылым болып табылады. Қосылымның мұндай түрі жоғарғы жылдамдықпен байланысуға мүмкіндік беріп, шынайы уақыт режімінде аудио және бейне файлдарын жеткізуді қамтамасыз етеді. Қызметтер құны осы аталған факторларға және өзіміз пайдаланғымыз келетін тарифтік жоспарға байланысты болады.

Интернетке қосыла отырып, біз интернет-провайдерлердің қызметтерін ISP (Internet Service Provider – Интернет қызметін жеткізуші) пайдаланамыз. ISP – бұл өзіндік желісі бар арнайы ұйым (магистральды деп аталады), оған клиенттердің көптеген саны қосылады. Провайдердің желісі ғаламның кез келген нүктесімен байланысуды қамтамасыз ететін жер жүзінің басқа да желілерімен байланысуы мүмкін. Қалыпты жағдайда ISP-провайдерлер – бұл белгілі бір аймақтарда өзіндік орналасу нүктесі (POP - Point of Presence) бар ірі мекемелер, бұл нүктелерде клиенттерінің Интернетке қосылуын қамтамасыз етуге арналған провайдердің аппараттық қамтамасыз етілуі жүзеге асады. Ірі провайдердің әртүрлі қалаларда өзінің орналасу нүктесі мен мыңдаған клиенттері болады. Бірнеше қалаларда орналасу нүктелері бар провайдерлермен қатар, бір қалада орналасу нүктесі бар провайдерлерді де атап көрсетуге болады. Телефон арнасы арқылы ISP мен байланысуды ұйымдастыру былайша жүзеге асады: пайдаланушы провайдерге хабарласады және модем жинақтарының ішіндегі провайдер модемдерінің бірімен байланыс орнатады (модемді пул деп атауға болады). Қолданушы өзінің ISP-не қосылғаннан кейін, ол оның желісінің бір бөлігі болып табылады. Провайдер өзінің серверінде клиенттерге әртүрлі қызмет көрсете алады: электрондық почта (e-mail), желілер жаңалықтары (Usenet) және т. б. Провайдердің магистральды желісін көбіне тіректі желі немесе бэкбоун деп атайды (ағыл. Backbone – қырат). Провайдер желілері көптеген клиенттерге қызмет көрсететіндіктен, оның жоғары жылдамдықты желісі болуы және жоғары трафикті қамтамасыз етуі керек (желі бойымен берілетін мәліметтер көлемі). Өзінің барлық орналасу нүктелерін біріктіру үшін, провайдер ірі коммуникациялық мекемелерден жоғары жылдамдықты арналарды жалға ала алады, сонымен қатар, өзінің арналарын тарта алады. Ірі коммуникациялық мекемелердің өздерінің жоғары жылдамдықты арналары бар.

Провайдерлердің желілерін біріктіру

Кейбір провайдерлердің клиенттері, мысалы, ISP-A бір бірімен өздерінің жеке желілері арқылы өзара байланысады, ал басқа ISP-В мекемеснің клиенттері өздерінің, бірақ егер ISP-A және ISP-B желілерінің арасында байланыс болмаса, онда А мекемесі мен В мекемесінің клиенттері бір бірімен байланыса алмайды. Өздерінің клиенттерін бір желіде біріктіру мақсатында А және В әр қалада желілік кіруді (NAP - Network Access Points) қамтамасыз ететін нүктелер арқылы өз араларында тікелей байланысты орнатады. Осылайша, басқа провайдерлердің магистральды желілеріне қосылу құрылады, нәтижесінде жоғары деңгейлі көптеген желілердің бірігуі болады.

Интернетте жүздеген ірі интернет-провайдерлер орналасады және олардың магистральды желілері NAP арқылы әр түрлі қалаларда жасалады, және мәліметтердің үлкен ағыны NAP-түйіннің әр түрлі желілері арқылы таралады.

Үлкен және кіші желілердің бірігуі (Интернетті құрайтын) негізінде шартты келісімдер жатады. Әрбір клиенттің белгілі бір ISP пен өзінің компьютерін немесе жергілікті желісін провайдер желісіне қосу туралы келісім шарты бар. Кейбір ISP-A провайдерлердің клиенттері ISP-A желісіне қосылу туралы келісім құрайды, өз кезегінде ISP-A ISP-B мен желілерін біріктіру туралы келіседі және солай жалғаса береді..

Провайдерлер желілерінің иерархиясы

Әр түрлі елдерде халықаралық, ұлттық және аймақтық болып бөлінетін жүздеген провайдерлер бар.

Аймақтық провайдерлердің желілері (екіншілік) ұлттық провайдерлердің желілерімен (біріншілік) жоғары жылдамдықты каналдар арқылы байланысады. Мысалы, АҚШ-та Т1стандартты мәліметтерді беру жылдамдығы 1,544 Мбит/с арна немесе жылдамдығы 44,74 Мбит/с жететін ТЗ арнасы бар.

Қолданушылардың көпшілігінің провайдерге қарағанда желіге жоғарғы жылдамдықпен кіру мүмкіндіктері аз болады. Абонентпен провайдердің бөлу нүктесі арасындағы болатын байланыс технологиясы технологияның соңғы милясы деп аталады. Бұл атау шартты түрде, ал іс жүзінде осы айтылған қашықтық бір миляға сәйкес келуі міндетті емес. Интернетке жіберу соңғы миля технологиясы әртүрлі бола алады, бірақ “кіру жылдамдығы жоғары болған сайын, каналдарды қолдану ақысы жоғары болады” деген принцип әмбебап болып келеді. Бар инфраструктураны қолдануға мүмкіндік беретін көптеген технологиялар бар, олар - Интернетке кіру мүмкіндігіне арналған телефонды линиялар, кабельді теледидар желілері және басқалар болып саналады.

Бақылау сұрақтары:

1. Ауқымды желі деген не?

2. Телефондық желі деген не?

3. Асинхронды және синхронды модемдік қосылулар қалай орындалады?

4. Интернет желісін құру принциптері.

5. Интернеттің даму тарихы.

6. Интернет дамуындағы құжаттандырудың рөлі қандай?

7. Әр түрлі тораптардағы технологияларға сипаттама беріңіз.

8. Провайдер деген не?

9. Интернеттергі ISP, POP, NAP сипаттама беріңіз.

10. Интернеттегі соңғы миля деген түсінігі нені білдіреді?

1.4 Интернетке ақпаратты жіберу

Қазіргі заманғы Интернет - жер шарының кез келген нүктесінде тұрған адамдардың өзара ақпарат алмасуына мүмкіндік беретін және кез келген қажет ақпараттарды жылдам тауып беріп, өз мәліметтерді жариялауға болатын өте күрделі және жоғарғы технологиялық жүйе. Интернет көмегімен өзімізге қажетті жұмысты табуға, танысуға, қызықты тақырыптарды талқылауға болады.

1968 жылы ARPAnet желісі пайда болып, біріншіден барлық компьютерлер «тең» дәрежеде жұмыс істеді, екіншіден негізгі желілік хаттама ретінде IP (Интернет хаттама) қабылданды.

Интернетпен байлансудың ең кең тараған және арзан тәсілі – модем және телефон жүйесі арқылы байланысу. Осыған байланысты Интернетке қосудың қызмет көрсету көлемдері мен бағасы жағынан бір-бірінен ерекшеленетін үш түрі бар:

1. пошталық – кез келген Интернетті қолданушымен тек электронды пошта арқылы алмасуға рұқсат береді, ең арзан түрі;

2. on-lіne тәртібінде сеанстік («тікелей байланыста») – сұхбаттық тәртіптегі жұмыс – жүйесінің барлық мүмкіндігі тікелей сеанс уақытында;

3. тура (жеке), ең қымбат тұратын – барлық мүмкіншілігі бар байланыс кез келген уақытта.

Сеанс тәртібіндегі жұмыс кезінде Интернетке кіру көбінесе провайдерлерден (англ. provіde — рұқсат беру, қамтамасыз ету), Интернеттің кейбір бөліктеріне кіруге және оның пайдаланушыларына алуан түрлі қызметтерді жеткізіп беретін фирмалардан сатып алынады.

Интернеттің кейбір маршрутизаторлардың көмегімен өзара байланысатын учаскелерді әр түрлі архитектурадағы жүйелерді ұсынады. Жіберілетін мәліметтер, пакеттер деп аталатын кішігірім тиісті бөліктерге бөлінеді. Әрбір басқа пакеттерге қатысы жоқ пакет жүйе бойынша орналастырылады.

Интернеттегі жүйелер бір-бірімен шексіз байланыста болады, себебі мәлімет беруге қатысатын барлық компьютерлер TCP/ІP коммуникациясының біркелкі хаттамасын пайдаланады.

TCP/ІP хаттамасы – жүйедегі мәліметтерді жіберудің әр түрлі аспектілерін анықтайтын әрқайсысы жеке екі хаттама болып табылады.

· TCP хаттамасы (Transmіssіon Control Protocol) – қателері бар пакеттерді автоматты түрде қайтадан жіберетін, мәліметтерді жіберетін басқару хаттамасы; бұл хаттама жіберілген ақпараттарды пакеттерге бөлу, қабылдаушы пакеттеріндегі ақпараттардың дұрыс қалпына келтіруге жауап береді;

· ІP хаттамасы (Іnternet Protocol) – жүйеаралық өзара әрекеттердің хаттамасы. Ол пакетті адресіне жіберу және қажет адреске беру жолында тұрған бірнеше жүйелерден өту мүмкіндігін жауап беретін хаттама.

TCP/ІP хаттамасы бойынша ақпараттарды жіберу схемасы мынадай: ТСР хаттамасы ақпаратты пакеттерге бөліп, оларды нөмірлейді; одан соң ІP хаттамасының көмегімен барлық пакеттер қабылдаушыға тапсырылады, сол жерде барлық пакеттердің қабылданғаны жайында ТСР хаттамасының көмегімен тексеріледі; барлық пакеттер қабылданып болған соң ТСР хаттамасы оларды қажетті тәртіп бойынша орналастырады және бір тұтас етіп жинайды.

Әрбір Интернетке қосылған компьютерлердің бағалары бірдей, өте сирек кездесетін екі адресі: сандық ІP-адрес (цифровой ІP-адрес) және символды домендік адресі (символический доменный адрес) болады. Адрестерді тағайындау мынадай схема бойынша жүргізіледі: Жүйелі ақпараттық Орталық халықаралық ұйымы жергілікті жүйелердің иелеріне адрестердің топтамасын береді, ал қалғандары нақты адрестерді бөледі.

ІP-компьютердің адресінің ұзындығы 4 байт. Әдетте бірінші және екінші байттар жүйе адресін, ал үшінші байт жүйе бөлімшесінің адресын, ал төртіншісі бөлімше жүйенің тармағының адресін анықтайды. ІP-ге ыңғайлы бөлу үшін адрес нүктелермен бөлініп 0-ден 255-ке дейінгі төрт таңбалы сандармен жазылады, мысалы: 145.38.6.135. Жүйенің адресі – 145.38; жүйе бөлімшесінің адресі – 6; компьютердің жүйедегі адресі – 135.

Сандық адрестен домендік адрестің айырмашылығы оның символикалығында және оны адам есте жақсы сақтайды. Домендік адрестің мысалы, basа.lek.nur.kz. бұл жердегі домен basа – компьютердің анық атауы, өз ІP-адресі бар, домен lek – өзі компьютерге берілген топтың атауы, домен nur lek – доменіне атау берген өте ірі топтың атауы, және т.с.с. Домендік адрес мәліметтер жіберу процесінде ІP-адресіне өзгереді.

TCP/ІР хаттамасының стектері

TCP/ІР-Итернетте қолданылатын әр түрлі деңгейдегі желілік хатттамалардың жиынының, стек жинақталған аты.

TCP/ІР ерекшелігі:

- программаның және ақпараттың жабдықтардан тәуелсіз өңделетін ашық стандартты хаттамалар;

- өткізудің физикалық ортасынан тәуелсіз;

- пайдаланушылар қызметін таратуға арналған жоғары деңгейлі стандартты хаттамалар.

TCP/ІР хаттамасының стектері 4 деңгейге бөлінеді: қолданбалы, транспорттық, желі аралық, физикалық және каналдық.

Мәліметтер пакетпен жіберіледі. Пакеттердің басы және соңы болады, оған қызметші ақпараттар жазылады. Өте жоғары деңгейдегі мәліметтер кіші деңгейдегі пакеттерге қосылады.

TCP/ІР стегі белгілі бір хаттамаларды ғана қолдануды көрсетпейді, ол қолжетімді деңгейде мәліметтерді өткізу ортасы мен физикалық ортасын көрсетеді. Өткізу ортасында қолжетімді деңгейде ІР модульді интерфейс болуы шарт, ол ІР – пакеттерді өткізуді қамтамасыз етеді.

ІР хаттама мәліметтер блогын бір ІР-адрестен екіншісіне жеткізеді. Бір немесе бірнеше хаттамалардың функциясын жүргізетін программа модульдер деп аталады, мысалы: «ІР-модуль» «ТСР-модулі». ІР модулі ІР- пакеті төменгі деңгейден қабылданған кезде, оны тағайындалған ІР адреске тексереді.

- егер ІР-пакет осы компьютерге бағытталса, онда ондағы мәліметтер жоғары деңгейдегі модульдерге өңдеуге жіберіледі.

- егер ІР-пакеттің тағайындалған адресі бөтен болса, онда ІР модуль екі шешім қабылдайды: бірінші – ІР пакетті жою, екінші – ары қарай тағайындалған адреске жіберу, ал маршрутты анықтауды маршрутизаторлар бар желі шекарасында ІР-пакеттерді фрагменттерге бөледі, содан соң қабылдаушы компьютерге жинақталады.

Егер ІР модуль қандай да себептермен ІР пакетті жеткізе алмаса, ол жойылады. Бұл кезде ІР модуль компьютерге ІР-пакеттің қателігі туралы хабарлама жібереді, ондай хабарламалар ІСМР (Internet Control Message Protocol- ІР хаттамасының кеңейтілуі, қате туралы немесе тексеру туралы хабарламаларды жіберуге мүмкіндік береді) көмегімен жеткізіледі. Одан басқа ІР-пакеттерге жеткізгені туралы, дұрыстығын реттеуге мүмкіндіктері жоқ. Бұл мәселе транспорт деңгейге жүктелген.