Үлестірілген желілердегі маршрутизация

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

Факультеті: IT
Кафедрасы: СИБ (1901)
СӨЖ
Тақырыбы: "Үлестірілген желілердегі маршрутизация"

Орындаған: Бақытжанұлы Н.
Тексерген: Кунтунова Лейля

Үлестірілген желілердегі маршрутизация
Өлшеміне байланысты желілерді үш негізгі категорияларға бөледі:
бір немесе бірнеше ғимараттарды қамтитын жергілікті желілерге;
бір қаланы қамтитын аймақтық желілерге;
қалаларды, елдерді немесе континеттерді қамтитын үлестірілген желілерге.
Олардың арасындағы айырмашылығы неде екенін түсіну үшін желінің өлшемі қалай өлшенетінін білу қажет. Жергілікті желі технологиясының үлестірілген желі технологиясынан айырмашылығы - масштабтау қасиеті. Үлестірілген желіні кеңейту (өсіру) барысында алыста орналасқан (мысалы, мың км2 ) көп компьютерлерді байланыстыру немесе олар қосылған көп жеке сегменттерді байланыстыру керек. Осыған қоса желі үлестірілген деп саналады, егер бір уақытта көп компьютерлерге өзара байланыс жасауға жеткілікті жылдамдық қамтамасыз етілсе.
Үлестірілген желіде пакеттер коммутаторлары пайдаланылады. Өйткені олар толық пакетті бір байланыстан екінші байланысқа тасымалдайды. Жергілікті желіні кеңейту үшін қайталағыш, көпір, ал үлестірілген желіні құрастыру үшін пакеттер коммутаторы қолданылады.
Пакеттер коммутаторы - бұл кішігірім компьютерлер, оның құрамында процессор, жады және пакеттерді қабылдау мен беруге енгізу шығару құрылғысы болады. Пакеттер коммутаторы екі түрлі енгізушығару құрылғысымен жабдықталған, бір жағынан басқа коммутатор қосылса, екінші жағынан компьютер қосылады. Енгізушығарудың бірінші типі жоғары жылдамдықпен істейді және коммутаторды цифрлық линияға қосылған басқа коммутаторға қосуға пайдаланылады. Енгізушығарудың екінші типі төменгі жылдамдықпен істейді және коммутаторды жеке компьютерге қосуға пайдаланылады. Коммутаторлардың нақты аппараттық сипаттамалары үлестірілген желідегі қолданылатын технологиясына және қажетті жылдамдығына байланысты болады. Коммутаторлар көмегімен әр түрлі көп технологияларды қалыптастыруға және көп компьютерлерді қосуға болады.

Коммутатор мен коммутатор байланысы интерфейс деп аталады. Үлестірілген желілерде барлық компьютерлерге бір уақытта пакеттерді беру рұқсат етіледі. Мұндай жағдайда пакеттер уақытша коммутаторда жиналады. Ол үшін коммутатор жадысында буферлік жады ұйымдастырылады. Пакеттер толық жиналғаннан кейін коммутатор процессорға осы жағдай туралы хабар береді.
Процессор пакетті тексереді және қай интерфейспен жіберу қажет екенін анықтайды. Содан кейін аппараттық шығару құрылғысына пакетті беруге қоманданы береді. Уақытша жинақтау коммутациясы. Физикалық адрестеуге келетін болсақ, үлестірілген желіде фреймнің стандарттық форматы анықталған болады. Осы форматты пайдалана отырып, деректерді тасымалдау процесі іске асырылады, үлестірілген желілерде иерархиялық адрестеу пайдаланылады. Иерарахиялық адрестеуде адрес бірнеше нөлдікке бөлінеді. Қарапайым иерархиялық адрестеу схемасында адрес екі бөлікке бөлінеді.
коммутаторды көрсету;
осы коммутаторға қосылған компьютерді көрсету.
Үлестірілген желіде деректердің тасымалдау жолын анықтау үшін процесі маршруттың келесі учаскісін табу арқылы іске асырылады. Маршруттың келесі учаскесін табу арқылы маршрутизациялау процесі пакет қай жақтан жіберілгеніне тәуелсізді болып келеді. Бұл жерде келесі бөліктің анықталуы керек. Қолданылатын коммутатор адресі белгілі болуы шарт. Қабылдау адресі Маршруттың келесі бөлігі
(1, кез-келген) Интерфейс 1
(3, кез-келген) Интерфейс 4
(2, кез-келген) Жергілікті компьютер
Үлестірілген желіге қосымша компьютерлерді қосу кезінде оның жылдамдығы бәсеңдемеуі қажет. Яғни, үлестірілген желіге қосымша компьютерді қосу кезінде оның жылдамдығы өсу қажет, бұл шартты орындау үшін енгізу шығару қосымша аппараттық жабдықтарын пайдалану қажет немесе жоғарғы жылдамдықпен жұмыс істейтін процессорды орнату қажет. Бұл шара арқылы желінің өлшемін өзгертуге болады. Егер де желі өлшемін көпке өзгерту қажет болса, онда жаңа пакеттер коммутаторын қосу керек. Үлестірілген желілерді үлкен жылдамдықпен жұмыс істеуін қолдау үшін келесі принцип қолданылады: желінің коммутациялау өнімділігін жеке компьютерді қоспай өсіру. Ол үшін желінің ішкі бөлігін қосымша пакеттерді орнату бұл коммутаторға компьютерлерді қоспауға да болады. Сондықтан олар ішкі коммутаторлар деп аталады, ал компьютерлерге қосылған коммутаторлар сыртқы коммутатор деп аталады. Үлестірілген желінің тұрақты болу үшін сыртқы және ішкі пакеттер коммутаторларында пакеттерді тасымалдауға пайдаланатын маршрутизациялау кестесі болуы керек . Адрестеудің екі компоненттік иерархиялық схемасы соңғы коммутатордан басқаларына пакетті тасымалдау барысында қабылдаушы адресстің бірінші бөлігін пайдалануға жеткілікті.
Үлестірілген желіге қосымша компьютерлерді қосу кезінде бұл желінің тасымалдау қабілеттілігі төмендеуге тиісті. Ол үшін жеке коммутатордың жылдамдығын өсіру үшін қосымша енгізу-шығаруды ұйымдастыратын аппараттық интерфейс пайдалану керек немесе жоғары жылдамдықты процессорды қою қажет.
Кейбір жағдайда қосымша компьютердің орнына желіге коммутаторларды қосуға болады және осы қосымша қосылған коммутаторларға желінің кейбір жүктемелерін артуға болады. Осындай коммутаторларды ішкі коммутатор деп атайды және оларға тек қана коммутаторлар қосылады. Ал компьютерлер қосылған коммутаторларды сыртқы коммутаторлар деп атайды. Желі тұрақты жұмыс істеу үшін ішкі және сыртқы коммутаторларға пакеттерді тасымалдауға маршрутизациялау кестелері болу қажет және осы кестелердегі сақталаған деректер келесілерді қамтамасыз ету керек:
1. Әмбебапты маршрутизация, яғни маршрутизациялау кестесінде маршрутизацияның келесі бөлігі туралы ақпарат болуы қажет;
2. Оптималды маршрутизацияны таңдау. Маршрутизацияның келесі бөлігі туралы ақпарат қабылдау адрестерге қысқа жолды көрсету қажет. Үлестірілген желінің маршрутизациясын көрсету үшін графты салуға жеткілікті. Граф осы желінің моделін көрсетеді. Графтағы әр түйін желідегі пакеттер коммутаторына сәйкес болуы қажет. Егер коммутаторлар арасында тікелей байланыс бар болса, онда графта қабырғасы болады
Графтың әр түйінінің маршрутизациялау кестесі төменгі кестеде көрсетілген.

Қабылдау адресі
Маршруттың келесі бөлігі
Қабылдау адресі
Маршруттың келесі бөлігі
Қабылдау адресі
Маршруттың келесі бөлігі
Қабылдау адресі
Маршруттың келесі бөлігі

-

(2,3)

(3,1)

(4,3)

(1,3)

-

(3,2)

(4,2)

(1,3)

(2,3)

-

(4,3)

(1,3)

(2,4)

(3,4)

-
1- түйін
2- түйін
3- түйін
4- түйін

Маршрутизация кестесінде жазбаларды алып тастау үшін желілік жүйелерде арнайы механизм қолданылады. Ол үнсіздік бойынша маршрут немесе кесте жазбасы деп аталады. Әр бір маршрутизация кестесінде тек ғана бір жазба жазылады және бұл жазба басқа жазбалармен салыстырғанда төмен приореттетті болады. Егер механизм керекті жазбаны таба алмаса, онда ол үнсіздік бойынша берілген жазбаны қолдананады.
Маршрутизация кестесін құрастыру үшін арнайы программалар пайдаланылады. Кестені құру үшін екі әдіс қолданылады:
статикалық маршрутизациялау;
динамикалық маршрутизациялау.
Статикалық - коммутатор іске қосылғанда кесте қалыптасады. Желі іске қосылғанда маршрут өзгермейді. Бағасы бойынша арзан.
Динамикалық - жұмыс істеу барысында маршрут өзгеруі мүмкін, бағасы бойынша өте жоғары.
Қысқа маршртты табу - дейкстр деп аталады.
Маршрутизация кестені және графта ең қысқа жолды есептеу
Маршрутизация кестені есептеу үшін екі әдіс қолданылады:
Статикалық маршрутизация. Бұл программа коммутаторлардың алғашқы кезде жіктелуі барысында орнатылады. Бұл өзгертілмейтін маршрутизация.
Динамикалық маршрутизация. Коммутаторлардың жіктелуі кезіңде маршрутизациясының бастапқы кестесін құрайтын программа.
Желіде маршрутизацияның өзгертілуі барысында кесте де өзгертіледі. Статикалық маршрутизацияның негізгі ерекшелігі өте төмен ұстамдылығы және қарапайымдылығы болып келеді.
Кемшіілгі өзгерту қиынға түседі.Көптеген желілерде Динаикалық маршрутизация қолданылады. Себебі, желі жұмысында көптеген кемшіліктерді автоматты түрде өзгертеді.
Графта ең қысқа жолды есептеу.Маршрутизация кестесінде жазбалар арасындағы ең қысқа жолды есептеу үшін алгортим Дейкстры қолданылады. Есептеу процессі барысында маршрутизация кестесі құрылады. Бұл алгоритм әр бір маршрутизацияның кестесі үшін қолданылады. Маршрутизацияның кестесін есептеуге P торапқа сәйкес P' бастапқа болып саналады. Алгортим Дейкстры С тораптар жиынтығын анықтаумен басталады. Бұл жиындар үшін минимальды қашықтық және маршрутизациясының келесі бөлігі анықталады. Жиында бастапқы тораптарын басқа барлық тораптар инициализацияланады. Одан кейін алгоритм цикл ретінде қолданылады. Әр бір цикл өткен сайын алгоритм жиынтығынан С торабын алып өшіреді. Бұл торап бастапқысынан ең қашық орналасқан. Өшіргеннен кейін барлық тораптар арасында бастапқы және соңғы түйіндер арасында минимальды қашықтықты есептейді.
Алгортим Дейкстры 3 құрылымды мәліметтерді сақтайды:
Әрбір түйінге ағымды қашықтықты;
Келесі бөліктің минимальды қашықтықты;
Қалған тораптар туралы ақпарат.
Желілерді біріктіру: концепциялары, архитектурасы және хаттамалары
Әр желілік технология белгілі талаптарға сәй болу керек. Мысалы жергілікті желілер технологиялары қысқа қашықтыққа жоғары жылдамдықтағы байланысты қамтамасыз ету қажет, ал үлестірілген желілер технологиялары үлкен аймақтардағы байланысты қамтамасыз ету қажет. Осыдан келесі қорытынды шығады: бір де бір желілік технология барлық талаптарды қанағаттандыра алмайды.
Қазіргі компьютрлік желілер кез келген екі компьютерлер арасында өзара әрекеттестігін қамтамасыз етеді. Осы байланыс және байланыстағы қолданылатын ұғымдар ерекше аталады және әмбебапты қызмет көрсету деп аталады.
Қазірі кезде әртекті, әртипті желілер негізінде осы әмбебапты қызмет көрсетуді іске асыру үшін арнайы принцип құрастырылады. Бұл принцип желділерде біріктіру деп аталады. Желілерді біріктіру үшін қосымша аппараттық жүйелер пайдаланылады. Содан кейін барлық қосылған компьютерге жабдықтар әмбебапты қызмет көрсету болып табылады.
Әр типті желілерді біріктіруге пайдаланылатын аппараттық компонент маршрутизатор деп аталады. Маршрутизатор бұл - желілерді байланыстыруға ерекшеленген, бөлінген компьютер болып саналады. Көпірден айырмашылығы бұл компьютерде желіде қолданылатын программалар ғана орындалады.
Ауқымды желілерді байланыстыруда бір маршрутизатор жеткіліксіз, себебі:
1. Маршрутизатор келген пакеттерді өңдейді, ал егер төрт жақтан да пакеттер келсе, өңдеу қабілеттілігі төмендейді, жылдамдығы да азайяды. Маршрутизаторға көп күш түспеу үшін бірнеше маршрутизатор қолданылуы керек.
2. Неғұрлым маршрутизатор көп болса, біріктірілген желінің сенімділігі жоғары болады.
Үш маршрутизатор арқылы төрт (жергілікті немесе үлестірілген) желілерді байланыстыруы келесі 7.8 - суретте көрсетілген.
Біріктірілген желілірге көп хаттамалар қолдануға ұсынылған, бірақ желілерді біріктіру үшін тек қана бір хаттамалар жинағы қолданылады. Бұл хаттамалар жинағы TCPIP хаттамасы немесе біріктірілген желілер хаттамасы деп аталады.
TCPIP хаттамаларын 20 - ғасырдың 70 - жылдары жасай бастады және OSI моделіне негізделді.
OSI моделінің жалпы сипаттамасы
20 - ғасырдың 80 жыл басында OSI, ITU-T және басқа да стандартизациясы бойынша халықаралық ұйымдар желінің дамуында үлкен рөл атқарған модель өңдеп шығарды. Бұл модель ISOOSI моделі деп аталды.
Ашық жүйелердің әрекеттесу моделі (Open System Interconnection, OSI) желідегі жүйелердің әрекеттесуінің әртүрлі деңгейін пакеттер (дестелер) коммутациясымен анықтайды, оларға стандартты атау береді және әрбір деңгей қандай функцияны орындайтынын көрсетеді.
OSI моделінде әрекеттесу құралдары 7деңгейге бөлінеді: қолданбалы, ұсыну, сеанстық, транспорттық, желілік, арналық және физикалық. Әрбір деңгей желілік құрылғылардың әрекеттесуінің белгілі аспектісімен жұмыс жасайды.
OSI моделі аппараттық құрылғы, жүйелік утилита, операциялық жүйемен іске асырылатын әрекеттесудің жүйелік құралдарын сипаттайды. Модель соңғы қолданушылардың қосымшаларының әрекеттесу құралдарын санамайды. Қосымшалардың әрекеттесуінің өзіндік хаттамалары жүйелік құралдарға қатынау арқылы жүзеге асырады. Сондықтан қосымшалардың әрекеттесу деңгейі мен қолдабалы деңгейін айыра білу қажет.
Сонымен қатар, қосымша OSI моделінің кейбір жоғарғы деңгейінің функцияларын орындай алатындығын есекеру қажет. Мысалы, кейбір мәліметтер базасын басқару жүйесінде (МББЖ) файлдарға қашықтан қолжеткізудің ендірілген құралы бар. Бұл жағдайда қосымша қашықтағы қорларға қол жеткізуді орындай отырып, жүйелік файлдық қызметті пайдаланбайды; ол OSI моделінің жоғарғы деңгейлерін айналады және OSI моделінің төменгі деңгейінде орналасқан ақпараттың желі арқылы транспортировкасына жауапты жүйелік құралдарға тікелей қатынайды.
Сонымен, қосымша қолданбалы деңгейге сұраныс жіберсін делік, мысалы файлдық қызметке. Осы сұраныс негізінде қолданбалы деңгейдің программалық қамтамасы стандартты форматтағы ақпаратты да қалыптастырады. Қарапайым ақпарат тақырыптан және мәліметтер өрісінен тұрады. Тақырып компьютер адресаттың қолданбалы деңгейіне қандай жұмысты орындау керектігін хабарлау үшін желі арқылы жіберілетін қызметтік ақпараттан тұрады. Біздің жағдайда тақырып файлдың орналасқан орны туралы ақпаратты және орындалатын операция типі туралы ақпаратты қамтуы керек. Ақпараттың мәліметтер өрісі бос болуы мүмкін немесе қандайда бір ақпараттан тұруы мүмкін, мысалы, қашықтағы файлға жазылатын мәліметтер. Бірақ бұл ақпаратты тағайындалған жерге жеткізу үшін көптеген тапсырмаларды орындау қажет. Ол тапсырмаларға төменде көрсетілген деңгейлер жауапты.
Ақпаратты қалыптастырғаннан кейін қолданбалы деңгей төмен стек бойынша ұсыну деңгейіне жібереді. Ұсыну деңгейінің хаттамасы қолданбалы деңгейдің тақырыбынан алынған ақпаратқа сүйене отырып талап етілген әрекеттерді орындайды және ақпаратқа өзінің жеке қызметкерлік ақпаратын қосады машина адресаттың ұсыну деңгейінің хаттамасына арналған нұсқаулардан тұратын ұсыну деңгейінің тақырыбы. Нәтижесінде алынған ақпарат төмен қарай сеантық деңгейге беріледі. Ол өз кезегінде өзінің тақырыбын қосады т.с.с. (кейбір хаттамалар қызметкерлік ақпаратты тақырып ретінде тек ақпараттың басына ғана емес, сонымен қатар аяғына да соңы ретінде орналастырады). Сөйтіп ақпарат ең төменгі физикалық деңнейге жетеді. Ол ақпаратты байланыс линиясы арақылы машина ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.