Деректер тасымалдау ортасына қатынас құру әдісі

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 37 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И.Сәтпаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық университеті

Ақпараттық технологиялар институты

Есептеу техника кафедрасы

КУРСТЫҚ ЖОБАЛАУ
“Есептеу кешендері, жүйелері және тораптары” пәні бойынша
Тақырыбы: “Жергілікті есептеу торабын жобалау”

Жетекші:

т.ғ.к., проф. Тұрым А.Ш.

____ _________ 2004 ж.

Норма бақылаушы:

т.ғ.к., проф. Тұрым А.Ш.

____ _________ 2004 ж.

Студент: Кемалова Д.М.

Мамандығы: 3704

Оқу тобы: ЗБИ-00-1қ

АЛМАТЫ 2004

Курстық жоба тапсырмасы

№ 15 тапсырма. Келесі сипаттамалары бар жергілікті есептеу торабын
жобалау керек:
1) Сызба-құрылымы – құрсым.
2) Торап түйіндерінің саны – 22.
3) Қатынас құру әдісі – CSMA.
4) Синтездеу әдісі – МСМ.
5) Тораптық бейімдеуіштің функционалдық сұлбасын әзірлеу және
сипаттау.
6) Тораптық шабуыл – .Деректерді жедел тасымалдауға мәжбүрлеу
(растауды бөлшектеу)

Тапсырма берген: т.ғ.к., профессор Тұрым А.Ш.

Тапсырма алған студент: Кемалова Д.М..
Тапсырма берілген күні: “4” қазан 2004 жыл

Мазмұны

Кіріспе 6
1 Торап үлгілері 7
1.1 Ашық жүйелер әрекеттестігінің (АЖӘ) үлгісі 8
2 Деректер тасымалдау ортасына қатынас құру әдісі 13
3 Деректер ортасына қатынас құру әдістері 14
3.1 СSMA – қатынас құру әдісі. 14
4 Тораптық сызба-құрылым 14
4.1 Құрсымдық сызба-құрылым 15
4.2 “Сақина” сызба-құрылымы 16
4.3 “Жұлдыз” сызба-құрылымы 16
4.4 “Тор” сызба-құрылымы 17
4.5 “Бұтақ” сызба-құрылымы 17
5 Тарамдық бейімдеуіштің функциональды сұлбасының сипаттамасы 17
6 Физикалық деңгейде сигналдарды кодалау 26
7 Жергілікті есептеу тарамы (ЖЕТ) құрылысы синтездеу есептерінің
математикалық үлгісі 31
8 Тораптық шабуыл және одан қорғану шаралары 34
8.1 Деректерді жедел тасымалдауға мәжбүрлеу 34
Қорытынды 37
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 38

Кіріспе

70-ші жылдардың басында компьютердің бөліктерін жасау аймағында
технологиялық алға жылжыту болды. Үлкен интегралды сұлбалар пайда болды.
Олардың айтарлықтай аса қымбат емес бағасы және жоғары функционалды
мүмкіншіліктері шағын компьютерлердің құрылуы өнеркәсіптің кішігірім
бөлімдерінің өзіне компьютер сатып алуға мүмкіндік берді. Шағын
компьютерлер технологиялық құрылғыларды басқару есептерін орындады. Сөйтіп
компьютер қорларын өнеркәсіптің барлық жеріне тарата бастады. Бірақта бір
ұйымның барлық компьютерлері жеке-жеке жұмыс жасады. Уақыт өткен сайын
пайдаланушылар қажеттілігі есептеу техника жағынан өсе бастады. Оларға
өздерінің компьютерлері жеткіліксіз болып қалды. Жақын орналасқан
компьютерлермен деректер алмасу мүмкіншілігін көздей бастады. Сөйтіп
өнеркәсіптің және ұйымның қажеттіліктері өздерінің шағын компьютерлерін
біріктіріп олардың қарым-қатынасы үшін программалық қамтамаларды өңдей
бастады. Нәтижесінде бірінші жергілікті есептеу тараптары пайда болды.

1 Торап үлгілері

Қарым-қатынас жасау үшін адамдар ортақ тілді пайдаланады. Егер олар
бір-бірімен бетпе-бет сөйлесе алмаса, онда олар ақпаратты жіберу үшін
сәйкес көмекші құралдарды пайдаланады.
Ақпаратты тасымалдау үрдісін дамыту үшін мәліметтерді бірдей
кодалайтын және бір-бірімен байланысқан машиналарды пайдаланған.
Мәліметтерді бірегей түрде байланыс арналарында келтіру үшін стандарттау
бойынша халықаралық ұйым (ағ. ISO – International Standards Organization)
құрылған.
ISO халықаралық коммуникациялық хаттамалардың үлгісін құрастыру үшін
арналған, сондай-ақ онда халықаралық стандарттарды құрастыруға болады.
Ашық жүйелер әрекеттестігі (АЖӘ), TCPIP, IBM фирмасының SNA (System
Network Architecture), Digital компаниясының DNA (Digital Network
Architecture) сияқты тораптық үлгілері бар.

1.1 Ашық жүйелер әрекеттестігінің (АЖӘ) үлгісі

Стандарттау бойынша халықаралық ұйымы (ISO) ашық жүйелер
әрекеттестігінің (ағ. Open Systems Interconnction (OSI)) базалық үлгісін
шығарды. Бұл үлгі мәліметтерді жіберудің халықаралық стандарты болып
табылады.
Үлгі жеті бөлек деңгейлерге бөлінген:
1-деңгей. Физикалық – ақпаратты жіберудің биттік хаттамасы;
2-деңгей. Арналық – кадрды пішіндеу, ортаға қатынас құруды басқару;
3-деңгей. Тораптық – маршрутизация, деректер ағынын басқару;
4-деңгей. Көліктік – алшатылған үрдістердің өзара әрекеттестігін
қамтамасыз ету;
5-деңгей. Сеанстық – алшатылған үрдіс арасындағы диалогты қолдау;
6-деңгей. Көрсетімдік – жіберілетін деректердің интерпретациясы;
7-деңгей. Қолданбалық – деректерді қолданбалы басқару.
Осы аталған деңгейлер атқаратын қызметтеріне қарай үш топқа бөлінеді.
Алғашқы үшеуі (физикалық, арналық, тораптық) деректерді тасымалдау мен
бағдарғылауға жатады. Төртінші (көліктік) деңгей алғашқы үшеуі мен жоғарғы
деңгейлер арасындағы байланысты қамтамасыз етеді. Соңғы үш (сеанстық,
көрсетімділік, қолданбалы) деңгей пайдаланушылар қолданбаларына қызмет
көрсетеді.
Бұл үлгінің негізгі мақсаты әр деңгейге, тасымалдау ортасына да
белгілі бір міндетті жүктеу. Осыған байланысты деректерді жіберудің жалпы
есебі бөлек жеңіл есептерге бөлінеді. Әрбір деңгей өзінің жоғарғы деңгейге
көрсететін қызметімен және хаттамасымен анықталады. Төменгі деңгей жоғарғы
деңгейге қызмет етеді. Сервис әрбір деңгейдің қандай қызмет атқаратынын
анықтайды, бірақ оның қалайша жүзеге асырылатынын көрсетпейді. Бір
деңгейдің жоғары немесе төмен орналасқан деңгейлермен байланысына қажетті
келісімдер хаттама деп ататлады.
Базалық үлгінің дербес деңгейлері деректерді жіберушіде төмен
бағытталған (7-деңгейден 1-деңгейге) және деректерді қабылдаушыда жоғары
бағытталған (1-деңгейден 7-деңгейге). Соңғы деңгейге жетпегенше
пайдаланушының деректері төмен орналасқан деңгейге арнайландырылған
тақырыппен қоса жіберіліп тұрады.

7. Қолданбалы (Application) 7. Қолданбалы (Application)
6. Көрсетімдік (Presentation) 6. Көрсетімдік (Presentation)
5. Сеанстық (Session) 5. Сеанстық (Session)
4. Көліктік (Transport) 4. Көліктік (Transport)
3. Тораптық (Network) 3. Тораптық (Network)
2. Арналық (Data Link) 2. Арналық (Data Link)
1. Физикалық (Physical) 1. Физикалық (Physical)

1-сурет - АЖӘ үлгісі

Қабылдаушы жақта келетін деректер анализденеді, керек болған жағдайда,
ақпарат пайдаланбалы-қолданбалы деңгейге берілмегенше жоғары орналасқан
деңгейлерге беріле береді.
Физикалық деңгей
Физикалық деңгей тораптық байланыс арнасы арқылы деректер тасымалдайды
және осы міндетті атқаратын аппараттық құралдардан тұрады. Хабар құрайтын
символдар электрлік сигналдарға түрлендіріледі және олардың есептеу
машиналар арасында тасымалданылуы қамтамасыз етіледі. Бұл деңгейде есептеу
машиналарының аттары, хабардың мазмұны және оның тасымалданатын бағдарғысы
жайында ештеңе белгісіз. Басқа деңгейлерде осы жұмыстар істелініп
қойылғандықтан физикалық деңгейде тек электрлік сигналдарды кәбілге жіберу
жұмыстары ғана жұргізіледі.
Физикалық деңгей ақпарат дестелерін жоғары жатқан деңгейлерден алып,
оларды 0 немесе 1-лік бинарлық ағынды электрлік немесе оптикалық
сигналдарға айналдырады. Бұл сигналдар тасымалдау ортасы арқылы қабылдау
түйініне барады. Тасымалдау ортасының механикалық және электрлікоптикалық
қасиеттері физикалық деңгейде анықталады және мыналардан құралады:
▪ кәбілдер типі;
▪ 0 және 1 мәндерін шарттаңбалау сұлбасы.
▪ Физикалық деңгейдің көп тараған түрлеріне мыналар жатады:
▪ EIA-RS-232-C, CCITT V.24V.28 – тураланбаған тізбекті интерфейстің
механикалықэлектрлік сипаттамалары;
▪ EIA-RS-422449, CCITT V.10 - тураланған тізбекті интерфейстің
механикалықэлектрлік және оптикалық сипаттамалары;
▪ IEEE 802.3 – Ethernet;
▪ IEEE 802.5 – Token ring.
Арналық деңгей
Арналық деңгей деректер дестесінің құрамына кіретін символдарды
тізбектелген түрде тасымалдауға арналған. Бұл деңгейде торап түйіндерінің
физикалық деңгейді пайдалану ережелері анықталады. Физикалық деңгейден
алынған деректерді тораптық деңгейге түсінікті (деректер кадры деп
аталатын) түрге аударады. Және керісінше, тораптық деңгейден қабылданған
кадрларды физикалық деңгейге керек биттер (ақпараттар) ағынына
түрлендіреді. Арналық деңгей екі тораптық деңгей арасында тасымалданатын
деректердің тұтастығын қадағалап отырады. Кадр торап арқылы келгенде,
қабылдаушы алынған деректердің бақылау қосындысын қайта есептейді және
алынған нәтижені кадрдағы бақылау қосындысымен салыстырады. Егер олар
сәйкес келсе, онда кадр дұрыс деп есептеліп қабылданады. Ал егер бақылау
қосындылары сәйкес келмесе, онда қате орнатылады. Арналық деңгей қателерді
тек тауып қоймай, сонымен қатар зақымдалған кадрдың қайта жіберілу есесінен
оларды түзей алады. Қатені түзету қызметі арналық деңгейдің міндеті болып
табылмайтынын айта кету қажет, сондықтан осы деңгейдің кейбір
хаттамаларында ол болмайды, мысалы, Ethernet-та және frame relay-да.
Арналық деңгей екі деңгейшеге бөлінеді: физикалық ортаға қатынас
құруды бақылау (МАС) және логикалық арнаны басқару (LLC). МАС деңгейшесі
физикалық ортаға қатынас құруды басқарады (мәселен, маркерді жеткізу немесе
қақтығысты табу) және есептеу тарамының жұмысына бақылау жүргізеді. LLC
деңгейшесі МАС-тан жоғары орналасады және пайдаланушылардың хабарларын
қабылдайды, таратады.
Арналық деңгейдің функциялары тораптық бейімдеуіштің және оның
драйверінің бірлескен әрекеттерімен жүзеге асырылады. Арналық деңгей
хаттамларының мысалы болып Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN,
HDLC, Frame Relay, IEEE802.2, IEEE802.3 сияқты хаттамалар бола алады.

2- сурет. Арналық деңгейдегі қарапайым кадр көрсетілімі.

Тораптық деңгей

- Тораптық деңгей (Network Layer). Барлық деректердің қабылдаушыға
бұзылмай жетуін қамтамасыз етеді. Бірнеше торапқа біріктіретін бір көліктік
жүйені түзу үшін қызмет етеді. Бірнеше торапқа біріктіретін бір көліктік
жүйені түзу үшін қызмет етеді.
Қызметтері:
а) Тораптық байланыстар тобын тағайындау (бірнеше байласулар болуы мүмкін).
ә) Коммутациялау және бағдарлау кезінде артықшылықты ескеру.
б) Қателерді анықтау және мүмкін болса оларды түзету.
в) Деректердің ағымын басқару.
Тораптық деңгейде дестелер мен олардың бағдарғылары құрастырылады, яғни
қабылдауышты табуға мүмкіндік беретіндей деректер тасымалданатын жол
анықталады және жүзеге асырылады. Сондықтан, деректер қақтығысу
мүмкіндігімен және тасымалдау жылдамдығымен байланысты мәселелермен
шұғылдануға тиісті болады. Бағдарғылау логикалық арналардың құрылуына
әкеледі. Бұл деңгей дестелерді хабар таратқыш есептеу машинасынан
қабылдауышқа дейін мекендетуге және жеткізуге жауапты болып саналады. Одан
кейін деректерді көліктік деңгейге береді.
Тораптық деңгей пайдаларды топқа бөлуді ұыймдастырады. Бұл деңгейде МАС
мекендерін тораптық мекендерге өзгерту негізінде дестелерді бағдарғылау
жүреді. Тораптық деңгей дестелерді көліктік деңгейге өткізуде мөлдір
қатынас көрсетеді.
Тораптық деңгейде ең көп қолданылатын хаттамалар:
▪ IP – Internet хаттамасы;
▪ IPX – торапаралық алмасу хаттамасы;
▪ X.25;
▪ CLNP – жалғауды ұыймдастырмайтын тораптық хаттама.
Көліктік деңгей
- Көрсетімдік деңгей (Presentation Layer). Тораппен тасымалданатын
ақпараттың (оның мазмұның өзгертпей) көрсету пішімімен жұмыс істейді.
Деректердің көрсетім функцияларының біреулері шифрлау, бөліп белгілеу,
кодалау функциялары жүзеге асырыды.
а) Сеансты бастау және тоқтату жағында сұраным жіберу.
ә) Деректер көрсетімін таңдау және оны қолданбалы үрдістермен
келістіру.
Көліктік деңгей белгілі бір пайдаланушылар программасына деректер
жеткізумен шұғылданады. Бұл деңгей бір есептеу машинасынан жіберілген
ақпарат екіншісінде дұрыс қабылдануына жауапты болып саналадц, яғни
берілістің сапасына бақылау (қате табу) жүргізеді. Сондай-ақ, шеткі
пункттер арасында байланыс қаматамасыз етіледі (есептеу торабының аралық
сыңарлары арқылы деректер тасымалдауды қаматамасыз ететін тораптық
деңгеймен салыстырғанадағы айырмашылығы). Есептеу торабында бірден артық
дестелер тасымалданған кезде бұл деңгей осы хабарлар дестесінің өту
(тасымалдану) тәртібін бақылайды. Дестелердің (қайта-қайта жіберілу
нәтежесінде) қосарлануын анықтайды және осындай жағдайда оларды жояды.
Көліктік деңгей тораптық деңгейге жіберу үшін ақпарат ағынын кіші
бөлітерге (дестелерге) бөледі.
Көліктік деңгейде көп қолданатын хаттамалар:
▪ TCP – алмасуды басқару хаттамасы;
▪ NCP – Netware Core Protocol;
▪ SPX – дестелермен тәртіпті алмасу;
▪ ТР4 – 4 класты алмасу хаттамасы.

Сеанстық деңгей

- Сеанстық деңгей (Session Layer) - бұл деңгей есептеу торабының
бекеттері жүргізіп отырған жауаптасуды ұйымдастыруға және үйлесімділеуге
арналған (сеанстық құру). Сеанс орындалған кезде деректермен қабылдауды
басқару. Хабарласу біткеннен соң сеансты жабады.
Тізімдері:
а) Жауаптасу жүргізу үшін екі бекет арасында сеанстық байласу орнату.
ә) Көрсетімдік деңгейдің объектілері арасындағы жауаптасуды уақыт
үйлесімдіру.
б) Осы объектілердің арасындағы деректер алмасуды басқару.
в) Сеанс біткеннен кейін сеанстық байласуды үзу.
г) Сеансты жабу.
Сеанстық деңгей байланысатын машиналар арасында саенстық алмасуды
ұйымдастыруына жауап береді. Бұл деңгейдің хаттамалары жоғарғы үш деңгейдің
функцияларының құрамдық бөлігі болады.

Көрсетімділік деңгей

Көрсетімділік деңгей деректерді интерпретациялау үшін, сонымен қатар
деректерді қолданбалы деңгей үшін дайындауға арналған. Бұл деңгейде
деректерді тасымалдауда қолданылатын кадрды экранды пішінге немесе шеткі
жүйелердің баспа құрылғыларына арналған пішінге түрлендіру орындалады.
Сонымен қатар бұл деңгейде деректердің шифрлануы және дешифрлануы орындалуы
мүмкін, осының арқасында деректерді алмасу құпиялығы барлық қолданбалы
қызметтер үшін бірден қамтамасыз етіледі. Осындай хаттаманың мысалы ретінде
ТСРІР стегінің қолданбалы деңгей хаттамалары үшін деректердің құпия
алмасуын қамтамасыз ететін Secure Socket Layer (SSL) хаттамасы бола алады.
Сонымен, көрсетімдік деңгейге файлдар пішімін түрлендіру міндеттері
жүктеледі. Пайдалануға деректер қандай түрде жететіні анықталады.
Бұл деңгей есептеу торабында қолданылатын есептеу машиналар түрлерінің
айырмашылықтарын қолданбалы программалық қамтамадан қалқалау (тәуелсіз ету)
үшін арналған.

Қолданбалық деңгей

Пайдаланушы мен тораптық қолданбалардың әрекеттестігіне байланысты
мәселелермен айналысады. Қолданбалы деңгей есептеу торабының түйіндеріне
(немесе қолданбаларына) басқа түйіндермен (немесе қолданбалармен)
байланысуға мүмкіндік беретін кейбір қызметтер ұсынады. Бұл деңгейде
есептеу торабы арқылы тасымалданатын деректер анықталады және олар
бөлшектерге бөлінеді. Қолданбалы деңгей АЖӘ үлгісінің көзге түсетін бөлігі
болып табылады. Онда ешқандай нақты жұмыс істелмейді, тек есептеу торабына
қатынас құрмақшы талап төменгі (алтыншы) деңгейге жіберілетін сұратуға
өзгертіледі. Бұл деңгей программалардың торапқа қатынасына жауап береді.
Деңгейдің басты міндеттері файлдарды көшіру, пошталық ақпрат алмасу және
торапты басқару.

2 Деректер тасымалдау ортасына қатынас құру әдісі

Торапқа қатынас құру түйіндердің деректер алмасу үшін деректер
тасымалдау ортасымен өз ара әрекеттестік. Соны торапқа қатынас құру деп
атайды.
Қатынас құру әдісі
ЭЕМ жадысы мен енгізу шығару құрылғыларының арасында деректер
тасымалдауды ұйымдастыру тәсілі.
2. Келесі кезекте қайсы жұмыс бекеті (немесе, дербес компьютер) есептеу
торабын пайдаланатынын анықтайтын тәсіл (ережелер жиынтығы).
Торапқа қатынас құру басқа жұмыс бекеттерімен ақпарат алмасу үшін
бекеттын деректер тасымалдау ортасымен әрекеттесуі.
Торапқа байланысты қатынас құру әдісі негізінде екі түрге бөлінеді.
Кездейсоқ қатынас құру;
Детерминалды қатынас құру.
Кездейсоқ қатынас құру әдістері. Бұл деректер тасымалданған кезде
бірнеше бекетте бір кезде тасымал жасаса онда деректер бұзылады, сондықтан
бірнеше деректер тасымалдау деректер бір мезгілде тасымалдау ортасында
тасымалданса онда қақтығыс болады.
Кездейсоқ қатынас құру әдісі екі топқа бөлінеді.
а) Қақтығысты анықтай отырып көптік қатынас құру әдісі;
б) Тасуышты бақылай отырып көптік қатынас құру әдісі.
а) Қақтығысты анықтай отырып көптік қатынас құру әдісі.
Деректі жіберген де ол деректі қақтығыс болған болмағанын барған
деректермен жіберілген деректер салыстырылады.
Көптік қатынас құру әдісі – тораптағы түйіндердің бір уақытта қатынас
құру құқы бар.
б) Тасуышты бақылай отырып көптік қатынас құру әдісі
Мәселен, CSMACD (Carrier Sense, Multiple Access, with Collision
Detection) – қақтығыс ізделіп табылатын және тасығышты тексеретін
(тыңдайтын) көптік қатынас құру әдісі. Бұл әдіс кезінде бірнеше жұмыс
бекеті (көптік қатынас құру) тасымалдау ортасына қатынас құру үшін олар осы
ортада тасымалдау үзілісі болғанша оны бақылайды (тасығышты тексеру). Одан
кейін деректер тасымалдана басталады және онымен қатарласа тасымалдау
әрекеттері тексеріледі (қақтығысты табу). Әрбір жұмыс бекеті (өзінше) торап
бос деп санап, хабар тасымалдауға тырысады. Егер қақтығыс бола қалса, онда
белгілі бір уақыт өткен соң хабар тасымалдауға қайтадан әрекет жасайды. Бұл
қатынас құру әдісі ең көп тараған әдістер қатарына жатады және Ethernet
сияқты есептеу тораптарында қолданылады.
2. Детерималдық қатынас құру әдісі.
Детерималдық деген сө алдын ала болжай алады.
Сұрату әдістері;
Статикалық қатынас құру әдісі.
а) Сұрату әдістері.
І-деңгейлік компьютерлік бекеттерге басқару міндет жүктеледі. Мұндай
мәртебелі бекеттер қалған бекеттерді бәрінен сұрап шығады, егер дерек болса
рұқсат береді.
(t∙Nст
Бұнда қақтығыс болмайды.
б) Статикалық қатынас құру әдісі.
Маркерлі қатынас құру әдісінде бейімдеуіш маркердің келуін күтеді.
Деректер тасымалдау маркерді алғаннан кейін ғана мүмкін болады.
Деректер тасымалдау ортасына қатынас құру әдісі. Бұл әдіс маркер деп
аталатын арнаулы зерзаттың көмегімен таратушы бекетке өкілеттікті беру
негізінде жүзеге асырылады.

3 Деректер ортасына қатынас құру әдістері

3.1 СSMA – қатынас құру әдісі.

CSMA (Carrier Sense, Multiple Access) - тасығышты тексеретін (тыңдайтын)
көптік қатынас құру әдісі. Бұл әдіс кезінде бірнеше жұмыс бекеті (көптік
қатынас құру) тасымалдау ортасына қатынас құру үшін олар осы ортада
тасымалдау үзілісі болғанша оны бақылайды (тасығышты тексеру). Одан кейін
деректер тасымалдана басталады және онымен қатарласа тасымалдау әрекеттері
тексеріледі (қақтығысты табу). Әрбір жұмыс бекеті (өзінше) тарам бос деп
санап, хабар тасымалдауға тырысады. Егер қақтығыс бола қалса, онда белгілі
бір уақыт өткен соң хабар тасымалдауға қайтадан әрекет жасайды. Бұл қатынас
құру әдісі ең көп тараған әдістер қатарына жатады және Ethernet сияқты
есептеу тарамдарында қолданылады.
Қайталау уақыты: tқ=L(tқау
tқау – қос айналым уақыты. Екі бекет арасындағы сигналдардың барып-
қайтып келетін уақыты – 51,2 мкс
L=[0,2N-1] - мына аралықта жатақан сандар тізбегі.
N - қатынас құруды қайталау нөмері (16-ға дейін рұқсат берілген
L([0,1]
00 – қақтығыс болады;
11 – қақтығыс болады;
01 – қақтығыс болмайды;
10 – қақтығыс болмайды.

4 Тораптық сызба-құрылым

Тораптың сызба-құрылымы (topology) деп тораптың геометриялық нысанын
немесе есептеу машиналарының бір-біріне қарағандағы орналасуын айтады.
Тораптың сызба-құрылымы тораптық тасымалдау ортасының және қосылған
құрылғылардың физикалық орналасуын сипаттайды.
Тораптық сызба-құрылымның бірнеше түрі бар: тор (Mesh), құрсым
(магистраль, Bus), сақина (Ring), жұлдыз (Star), бұтақ (Tree) және ұяшықты
(гибридті).

4.1 Құрсымдық сызба-құрылым

Құрсымды байланыс кезінде деректер тасымалдау ортасы барлық жұмыс
бекеттері қосылған және олардың қол жететін коммуникациялық жолы ретінде
көрінеді. Барлық жұмыс бекеттері осы тораптағы кез-келген бір жұмыс
бекетімен тікелей қарым-қатынас жасай алады.

5-сурет. “Құрсым” сызба-құрылымы
Жұмыс бекеттері кез-келген уақытта бүкіл есептеу торабының жұмысын
үзбей оған қосыла алады немесе алынып тастала алады. Есептеу торабының
қызметі дербес жұмыс бекетінің қалпынан тәуелсіз.
Жалпы жағдайда Ethernet құрсым торабы үшін жіңішке сым немесе
үшқосылымды Cheapernet сымы қолданылады. Мұндай тораптан ажырау және
әсіресе, қосылу құрсымды үзуді талап етеді, ал бұл ақпарат ағынының
айналымының бұзылуына және жүйенің тежелуіне әкеледі.
Жаңа технологиялар есептеу торабы жұмыс істеп тұрған кезде жұмыс
бекеттерін ажыратуды ЖӘНЕНЕМЕСЕ қосуды қамтамасыз ететін бейбелсенді
штепсельді қораптарды ұсынады.
Жұмыс бекеттерін тораптық үрдістерді және коммуникациялық ортаны үзбей
қоса беруге болатындықтан ақпаратты рұқсатсыз өте оңай тыңдауға болады,
яғни коммуникациялық ортадан ақпаратты бұтақтау оңай.
Ақпаратты тікелей (модуляцияланбаған) тасымалдайтын ЖЕТ-те тек
ақпаратты жіберетін жалғыз бекет болу мүмкін. Коллизияны болдырмау үшін
көптеген жағдайларда уақытша бөлу тәсілі қолданылады, ол бойынша әрбір
қосылған жұмыс бекеттеріне белгілі бір уақыт мезетінде деректерді
тасымалдау арнасын пайдалануға құқық беріледі. Сондықтан есептеу торапта
салмақтылық жоғары болған кезде өткізгіштік қабілеттігіне қойылатын талап
төмендей түседі, мысалы, жаңа жұмыс бекеттерін қосқанда. Жұмыс бекеттері
құрсымға TAP (Terminal Access Point – терминалды қосу нүктесі) құрылғысы
арқылы қосылады.ТАР – бұл коаксиалды сымға қосылудың арнайы түрі ине
пішінді зонд ішкі өткізгіштің сыртқы қабаты және диэлекетрик қабаты арқылы
өткізгішке ендіріледі және оған қосылады.
Модуляцияланған кең сызықты жіберуі бар ЖЕТ-та түрлі жұмыс бекеттері
керек болғанда деректерді жібере алатын және қабылдай алатын жиілікті ала
алады. Тасымалданатын деректер сәйкес жиілікте модуляцияланады, яғни ДТО
мен жұмыс бекеттері арасында сәйкесінше модуляциялайтын немесе кері
модуляциялайтын модельдер орналасқан. Кең сызықты ақпарат техникасы
коммуникациялық ортада бір уақытта ақпараттың өте үлкен көлемін
тасымалдауға рұқсат береді. Ақпараттың дискретті тасымалдануының әрі
қарайғы дамуы үшін модемге қандай бастапқы ақпарат (аналогтық немесе
сандық) берілгені ешқандай рөл атқармайды, өйткені ол кейінрек бәрі бір
түрлендіріледі.

4.2 “Сақина” сызба-құрылымы

Сақина сызба-құрылымы кезінде жұмыс бекеттері бір-бірімен шеңбер
бойымен байланысады. Деректер бір жұмыс бекетінен екіншісіне бір бағытта
тасымалданады (шығыршық бойынша). Сондықтан, ақпарат тораптың барлық
түйіндеріне кезектесіп жетеді. Бұл кезде әрбір дербес есептеу машинасы
(ДЕМ) келген хабарды келесі ДЕМ-на жолдайтын қайталауыш міндетін атқарады.
Сақина тәрізді сызба-құрылымыды есептеу тораптарының ішіндегі көп
тарағаны маркерлік қатынас құру әдісі қолданылатын тораптар. Мәселен:
Token Ring (IBM фирмасы) тектес жергілікті есептеу тораптары (ЖЕТ). Жұмыс
бекеттерінің саны 96, деректер тасымалдау жылдамдығы 4 немесе 16 Мбитс;
FDDI (Fider Distributed Data Interface) есептеу тораптары. Талшық-
оптикалық байланыс желісі пайдаланылады. FDDI есептеу торабы, әдетте,
бірнеше жеке ЖЕТ-ті біртұтас есептеу торабына біріктіру үшін қолданылады.

6-сурет - “Сақина” сызба-құрылымы

4.3 “Жұлдыз” сызба-құрылымы

Есептеу торабының қалған түйіндерінің әрқайсысымен деректер
тасымалданатын жеке желі арқылы байланысқан, орталық түйін бар сызба-
құрылым. Орталық түйінді кейде мультиплексор, көп портты қайталауыш немесе
шоғырлауыш деп атайды. Оған жұмыс бекеттерінің арасында байланыс жасау
міндеті жүктелген. Бұзылған түйінді есептеу торабының құрамынан шығарып
тастау мүмкіншілігі осы құрылымның ыңғайлы жағы болып табылады. Бірақ егер
орталық түйін бұзылса, онда барлық есептеу торабы жұмыс істеу қабілетін
жоғалтады.
Жұлдыз тәрізді сызба-құрылымы бар есептеу торабына мысал ретінде
Token Ring жергілікті есептеу торабын келтіруге болады.

4.4 “Тор” сызба-құрылымы

“Тор” деп тораптағы барлық түйіндері арасында өзара тікелей байланысы
бар сызба-құрылымды айтады. Мұндай толықбайланысты сызба-құрылым сирек
қолданылады. “Тор” сызба-құрылымы жиірек көпмашиналық кешендерде немесе
аздаған компьютер болған кезде ауқымды тораптарда пайдаланылады. Екі түйін
арасында көптеген жол құруға мүмкіндік береді, бұл өз кезегінде, тораптың
тоқтап қалмаушылығын қамсыздандырады және деректер тасымалдаудағы кідірісті
қысқартады.

4.5 “Бұтақ” сызба-құрылымы

“Бұтақ” тәрізді сызба-құрылым “сақина”, “жұлдыз”, “құрсым” сызба-
құрылымдарын біріктіру негізінде алынады. “Бұтақ” сызба-құрылымы бар
тораптың кез-елген екі түйіні бір жолмен байланысқан болу керек. “Бұтақ”
сызба-құрылымын негізгі сызба-құрылымдарды таза қолдануға болмайтын
жерлерде қолданылады. Бейімдеуіш тақшаларға көптеген жұмыс бекеттерін қосу
үшін тораптық күшейткіштер және коммутаторлар қолданылады.

8-сурет - “Бұтақ” сызба-құрылымы

5 Тарамдық бейімдеуіштің функциональды сұлбасының сипаттамасы

Тарамдық бейімдеуіш ЖЕТ көпарналық байланысушы қамтамасыз етеді және
арналық деңгейдің хаттамаларын іске асырады: физикалық арнаны арнаға
қатынас құруды және ақпараттық арнаны басқарады. Қабылдап-таратқыш
бейімдеуіште қалыптасқан логикалық сигналдарды сәйкестендіреді.
Қатынас құруды басқару блогы дара арнаға қатынас құру хаттамасы, онымен
Қабылдап-таратқыш арқылы бірге жұмыс істей отырып орындайды.
Таратуды басқару блогі пакеттерге сәйкес биттер тізбегін Қабылдап-
таратқышқа шығаруды қамтамасыз етеді.
Қабылдауды басқару блогі дара арна арқылы беріп пакеттерді талдайды және
желіге мекендетілген, бейімдеуішпен қызмет көрсетілетін пакеттерді бөледі.
Қабылдағыш пен таратқышты басқару блоктарында не өзін жеке пакеттерді
сақтауға арналған аралық жадылары бар, не ЭЕМ жадысын пайдаланады.
Көрсетілген төрт блок сәйкес ЕнгізуШығару интерфейсне арқылы байланысу
блогының көмегімен ЭЕМ-мен байланысатын бейімдеуіштің тарамдық бөлімін
құрайды.
Қабылдағыш-таратқыш
Қабылдап-таратқыш тұрғызу әдісі: желі сипаттамасына бірінші кезекте
сенімділікке зор әсер етеді. Көпарнада қос есулі сым мен коаксиальды
қәбілді қолдануда арна сенімділігі электрлік қоректенуді басқару мен
туратаратқышты жерлендіруге тәуелді. Қоректенуі бойынша желі

Құрсымды құрылымды тарам үшін қабылдап-таратқыш мысал ретінде қосымшада
көрсетілген.
Тасымалдау орта ретінде тарату және қабылдау күшейткіштері қосылған
коаксиальды кәбіл қолданылған. Пакеттердің қақтығысысын табу үшін шығысында
тасымалдағышта және қабылдағыштан түскен сигналдардың сәйкеспеу кезінде
салыстыру жүйесі қолданылады.
Қабылдап-таратқыштың электрлік шешімі және бейімдеуіштің басқа
аппараттары үшін оптрондар қолданылады. Берілген қабылдап-таратқыштың
нөлдік құрсымы созылған құрсымда тұйылдайтын кедергілерді айтарлықтай
төмендететін кәбіл экранымен қосылады.
Құрсымдық тарамның қабылдап-таратқышшы ағымға қосылатын жүйенің санының
өзгеруі жүктеменің айтарлықтай өзгеруін болдырмау үшін ағыммен
салыстырғанда жоғары кедергілі болуға тиіс.
Қатынас құрумен ақпараттық арнаны басқару
Тарамдық бейімдеуіште арнаға қатынас құруды қамтасыз ететін, пакеттерді
қабылдап және таратқыштын, бақылау қосындыларын есептін және тексеретін
функцияларды іске асырады, ал ақпаратты арнаны басқарумен байланысты
функцлар бейімдеуішпен қызмет көрсетілетін ЭЕМ-ң программалық құралдарына
сүйенеді. ЭЕМ интерфейсімен байланысу блогы ЭЕМ мен бейімдеуіш
арасындағыүзу сигналдары деректер тасымалдау мен қамтамасыз етеді.
Бейімдеуіштің ұйымдасуына бейімдеуішпен ЭЕМ арасындағы деректер алмасу
әдісіне әсер етеді. Екі әдіс түрі қолданылады. Пакеттерді арашықтанау мен
арашықтау.
Бірінші әдісте: тасымалдауға арналған пакет ЭЕМ-ң жедел жадысында
орналасады. Ол жерден сөздер тізбегі түрінде бейімдеуішке жіберіледі.
Бейімдеуіш әрбір келген сөзді биттер тізбегіне айландырады. Көпарнаға
биттер сөзін тасымалдауынан кейін бейімдеуіш ЭЕМ интерфейсі арқылы келесі
сөзге ЭЕМ-ң жедел жадына бейімдеуіште келген биттерден пакеттерді
қабылдауда қатынасады сөзді қалыптастыру үшін ЭЕМ жедел жады берген
аумағына тізбекті түрде жіберілетін сөз қалыптасады.
Екінші әдісте: бейімдеуіште таратқыш және қабылғыштын пакеттерді сақтау
үшін арашықтың сақтайтын құрылғы ұйымдастырады берілген пакет ЭЕМ-ң жедел
жадысынан алынады да, бейімдеуіш арашығы арқалы дара арнаға беріледі.
Қабылдау кезінде арашықта пакет жинақталады, ол қабылдау біткеннен кейін
ЭЕМ интерфейсі арқылы ЭЕМ-ң жедел жадының берілген аумағына беріледі.
Бейімдеуіш пен ЭЕМ араларық элементер деректер алмасу әдісі таңдау көпарна
мен ЭЕМ интерфейсінің өткізу мүмкіншілігінің сәйкестігіне тәуелді. Егер
интерфейстің өткізу мүмкіндігі аз болса, онда бейімдеуіш арашық жадыға ие
болуы керек. Қарсы жағдайда пакеттерді арашықтаудың қажеттігі боламйды.
Жалпы түрде кадрларды таратқыш пен қабылдағышды басқару құрылымын
анықтайық.
Кадрларды тасымалдауды басқару келесі түрдегідей іске асырылады. ЭЕМ-нен
бейімдеуішпен байланысуы блогына жедел жады аумағы басының (пакет
сақталған) мекні енгізіледі, сонымен қатар битпен берілген пакет ұзындығы
да. Байланысу блогы жедел жадыдан пакеттердің 1-ші сөзін оқиды. Сосын бір
сөзді сақтау үшін регистрі бар параллельді кодадан тізбекті кодаға
айналдыратын шығару арашығына беріледі. Шығару арашығы босағаннан кейін
оған жедел жадының келесі сөз беріледі. Кадрды тасымалдау арнайы
генератормен қалыптастырылған кадр басының тізбектігімен тасымалдалдауышқа
жіберу тасымалды. Оның артынан физикалық арнаның өнімділігін қамтамасыз
ететін бит стафинг сулбасы арқылы пакетті құрайтын биттер тізбегі
шығарылады. Тізбекті кодаға ауыстырғыш шығрау арашығына сақталған сөзді
тасымалдау аяқталысымен, келесі сөзбен жүктеледі, соңынан жедел жадыдан
оқылған пакеттің жаңа сөзі енгізіледі.ұзындық санауышымен қалыптасқан, Х4
сигналымен белгіленген биттың берілген саны берілмейінше жалғаса береді.
Деректерді тасымалдау кезінде деректерден кейін берілетін басқылау
қосындысы анықталады, одан кейін ПКК генераторымен қалыптасқан кадр аяғының
тізбегі тасымалдауышқа шығарылады. Бейімдеуіштің кадрды қабылдауға ЭЕМ-нан
байланысу қабылданған пакеттерді блогына орнату үшін бөлінген жедел жады
мекенін берумен қамтамасыз етіледі. Қабылдағыштағы сигналдар басқару
блогымен келесі түрдегідей өңделеді? Кадр басының тізбектілігін анықтауыш
кадрда берілетін, пакет басын белгілейтін Х1 –сигналын қалыптастырады.
Қабылдауыштан келетін келесі биттер бит-стафинг жою сулбасы арқылы
өңделеді де, қабылдағыш мекенін салыстыратын мекнді таратушыға келіп
түседі. Мекендердің сәйкестігі берілген кадрдың осы бейімдеуішке екендігін
анықтайтын Х3 сигналымен белгіленеді. Қабылдағыш биттер паралельден
тізбекті кодаға айналдырғышқа келіп түседі. Айналдырғыш арқылы қалыптасқан
сөз шығару арашығына беріледі, сосын ол жедел жадының сәйкес ұяшығына
жазылады. Пакетті құрайтын биттер ұзындық санауышында қалыптасады да БҚ-сы
генераторымен өңделеді. Санауыш қабылдаған пакет ұзындығын белгілейді де,
егер пакеттің ұзындығы шектен тыс асып кетсе, онда Х4 сигналын
қалыптастырады. БҚ-сы генераторы пакеттен қате табатын болса, онда Х5
сигналын өңдейді.
Кадрды қабылдау мен оның құрамындағы пакетті жедел жадыға тасымалдау
кадр аяғының тізбектігің келуімен аяқталады және ол Х2 сигналымен
белгіленеді. Ұзындық санауышы мен қалыптасқан Х4 сигналы рұқсат етілмеген
ұзындыққа ие пакеттерді қабылдауды тоқтату үшін қолданылады.
Байланысу блогы мен ЭЕМ интерфейсі кадрды таратқыш және қабылдуыш
аяқталғаннан кейін ЭЕМ-ге кадрды таратқыш қабылдағыш туралы қажет
ақпараттан тұратын бейімдеуіш күйінің сөзін береді.
Коммутатор
Екі және одан да көп құрылғылар арасындағы деректер ағынының бағытын
өзгертіп (үзіп-жалғастырып) тұратын құрылғы. Коммутациялайтын шоғырлауыш.
Коммутация
Құрылғыларды сұрыртау және олармен байланыс орнату. Қашықтағы терминалды
ЭЕМ-ге жалғастыру (қосу).
Бағдарғылауыш (Маршрутизатор)
1. Деректер тасымалдаудың оңтайлы жолын таңдау үшін арналған құрылғы
(компьютер). Бағдарғылауыштар тарамның сызба-құрылымы мен қалып-күйі,
арналардың жұмыс істеу қабілеті және түйіндерге жету мүмкіндіктері сияқты
ақпараттармен өзара алмасу жасап отырады.
Бұл құрылғы тарамдар арасында деректерді бағдарғылайды. Әдетте,
бағдарғылауыш бірдей хаттамалы, бірақ әр түрлі тарамдық жабдықтың есептеу
тарамдық жабдықтың есептеу тарамдарын және бірдей технолоиялы тарамдарды да
байланыстырады. Көпірден айырмашылығы бағдарғылауышта өзінің меншікті
тарамдық мекені болады. Компьютер басқа тарамға деректер дестесінжіберу
үшін бағдарғылауышты аралық орынретінде пайдалана алады. Егер деректер оған
арналып жіберілген болмаса бағдарғылауыш еш уақытты қабылданған дестені
сұрыптамайды.
Бірнеше тарамдық картасы бар есептеу машинасында бір емес, бірнеше
тарамдық мекен болады. Бірақ екі бірдей тармдық карталы (мәселен, Ethernet)
есептеу машинасының екі мекені болғанымен, ол (екі тармның арасында
деректер алмастыра алса да) бағдарғылауыш бола алмайды.
2. Баспа құрылғысы сұрайтын тапсырманы орналастыратын және жұмыс
бекетінің жоспарлауышынан баспа серверінің жоспарлауышына ақпарат жіберетін
баспа үлгісінің сыңары.
Көпір
Көпірлер бірдей хаттамалы екі тарамды байланыстыру үшін қолданылады.
Әдетте, физикалық тарамда сегменттер ұзындығы мен түйіндер санына шектеу
қойылады.
Физикалық сегменттерді қайталауыштар арқылы бір-бірімен жалғастыруға
болады. Бірақ қосылатын сегменттер саны шектеулі (мәселен, Ethernet
тарамында оның саны 5 аспауы керек). Осылайша қосылған физикалық сегменттер
бір логикалық сегмент құрайды.
Ал көпір болса осындай бірнеше логикалық сегменттерді біріктіруге
мүмкіндік береді. Сөйтіп жоғарғыда аталған шектеулер алынады. Олар әртүрлі
хаттамасы бар және әр түрлі жабдықталған есептеу тарамдарын да қоса алады.
Бірақ тасымалданатын хабарға ешқандай түрлендіру жасамайды.
Көпірдің міндеті – екі тарамдағы осы көпір арқылы өтетін деректер
дестесіне талдау жасау. Тарам ішіндегі компьютерлерге бағытталған
дестелерге тимейді, ал қалғандарын басқа тарамға бұрып жібереді.
Көпір-бағдарғылауыш
Көпір мен бағдарғылауыштың қисындасуы. Бағдарғылауды қажет ететін
дестелер үшін олар бағдарғылауыш ретінде, ал басқа жағдайларда – жәй көпір
қызметін атқарады. Кейде олар аралас бағдарғылауыш ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.