Байланыс желілерін талдау

Кіріспе

 

 

Цифрлы байланыс желілерінде цифрлы жалғау жүйелерін (ЦЖЖ) пайдаланып уш түрлі жалғау әдістері қолданылады.

Арналарды жалғау. Бұл әдіс телефон желісінде пайдаланылады, бұл жалғау әдісі сөйлесу кезінде абоненттер арналарды толық иемденеді де, сөйлесу накты уакыт өлшемінде өтеді, байланыс жолының пайдалану тиімділігі төмен.

Хабар жалғау. Дерек көлемі және жеткізу уакыты шектелмейді, сондыктан жолданатын дерек әрбір жалғау жүйесінде уакытша сақталады. Жолданатын ха-бардың басында қабылдаушы құрылғының мекенжайы және желімен тарату ба-ғыты көрсетіледі, соңында бұрмаланудан қорғайтын блокпен қамтмасыз етіледі. Қабылданған хабарда қателер кезіксе, қабылдаушы оны қайталап беруді талап етеді. Бұл әдіспен байланыс жолы тиімді пайдаланады.

Десте жалғау. Десте дегеніміз өлшемі бірнеше байттан жүздеген килобайтка дейін болатын деректің пайдаланушыға бөлінбей жеткізілетін бөлігі. Таратылатын хабар жалғау жүйесінде қысқа дестелерге бөлінеді, әрбір дестеде мекен-жайы және реттік саны (нөмірі) керсетіледі, жалғаушы жүйе босаған арнамен бағыттаушы кестесін пайдаланып тиісті торапка бағыттайды, кабылдаушы нүктеде дестелер реттік санымен пайдаланушынын құрылғысына беріледі.

Десте жалғаушы (коммутациялаушы) желілерде дерек дестесін жолдаудың екі түрлі механизмі колданылады - дейтаграммалық және виртуалды арналармен жолдау.

Дейтаграмма жалғыз дестеден түратын дерек. Дейтаграмманың ерекшелігі алдын - ала жалғауды кажет етпейді. Торапқа келіп түскен дейтаграмманы енді кай торапқа жіберу керектігін дестенің басында керсетілген мекен-жайына байланысты әр торап өзіндегі бағыттау кесте бойынша шешеді және бір-біріне байланыссыз таратылып, жеке-жеке өңделеді.

Дейтаграмма әдісі график өндеуде қолайлы болғанымен, көлемді желілерде 
дестенін басында корсетілген толық мекенжайы бойынша дестені бір тораптан 
екінші торапка жолдауда шешім кабылдау үшін өте үлкен бағыттаушы кестесі 
және десте басында ұзын мекен-жай аймағын пайдалануды кажет ететіндіктен 
дестенің желідегі жылдамдығы айтарлықтай төмендейеді.       

Виртуалды арна механизмі, жолдауға дайын дерек бар болса, онда оны жолдаушы мен кабылдаушыны тікелей косып желіде байланыс жолын құрады. Басқаша айтқанда виртуалды арна дерек тарату кезінде ғана құрылады:

Виртуалды арналар жалғанатын (коммутацияланатын) және тұракты (жалғанбайтын - коммутацияланбайтын) болып екіге бөлінеді.

Жалғанатын виртуалдық арнамен дерек жолдауға сұраныс келгенде желінін 
жалғаушы жүйелері өздігінен (автоматты түрде) десте жолдау күйіне келтіреді.

Тұрақты виртуалды арнаны желі әкімшілігі желінін орталықтандырылғаи басқару жүйесін қолданып немесе колмен желінің жалғау жүйелерін алдын - ала күйіне келтіріп үйымдастырады.

Сонымен, дестеленген деректі дейтаграмма, жалғанатын және тұрақты виртуалды арна әдістерімен жолдауға болады.

Дейтаграмма әдісі алдын - ала жалғауды қажет етпейтіндіктен жолданатын дейтаграммалардың кешеулдеуі аз болады. Бұл әдіс кысқа дейтаграммаларды, әсіресе, дейтаграмманың жолдау уакыты мен жалғау уақыты өлшемдес болған жағдайда өте тиімді.

Жалғанатын виртулды арнамен (SVC тәртібі) десте жолдау алдын - ала жалғауды талап ететіндіктен, дестенің виртуалды арнамен таралу уақытына косымша жалғау уақыты қосылып дестенің кешеуілдеу уақытын ұлғайтады. Бұл қосымша кешеуілдеу, әсіресе, қысқа дестелердің жолдау уақыты мен виртуалды арна құру уакыты өлшемдес болған жағдайда тиімсіз.

Дейтаграммалық әдіс желідегі өзгерістерге жылдам бейімделеді. Жалғанатын виртулды арнаның (SVC тәртібі) жалғаушы қүрылғысы немесе виртуалды арна-ның бағытталған бөлігі Бұлінген жағдайда виртуалды арнаны Бұлінген бөлігінен басқа бағытпен қайтадан құруды қажет етеді.

Бұл екі әдісті салыстра келіп түйіндейтініміз, көлемді дестелер ағынын вир-туалды арнамен жылдам таратылатындыктан оны құруға кеткен уақыттың орны толтырылып (SVC тәртібі) айтарлықтай тиімді екенін көрсетеді.

Тұрақты виртуалды арна өдісін (РVС тәртібі) пайдалануды карастырсақ, бұл әдіс дерек дестесін тарату үшін виртуалды арна құруды қажет етпейді, бірак виртуалды арналарды алғаш үйымдастыруда жұмыстың басым көпшілігі қолмен істелетіндіктен желіні кеңейту (масштабируемость) оңайға соқпайды. Аякқы тораптарының саны N болатын желінін топологиясын толық байланысты етіп ұйымдастыру үшін N(N-0/2) арна қажет. Жалпы, РVС негізінде үлкен желілер құрудағы жүмыстың көлемі квадраттық функция заңдылыгымен өседі. Ал осындай желіні дейтаграммалық протоколдарды қолдансақ, ІР - протоколына ұқсас, желінің құрделілігі N - ге пропорционал болады.

Виртуалды арнамен таратылатын дерек өлшемін (үлесін) желі технологиясына байланысты әртүрлі атау пайдаланады. Х.25 желісінде - десте, Frame Relay желісінде - кадр, АТМ - желісінде ұяшық (ячейка), ал Бұлардың бір-бірінен айтарлықтай ешқандай айырмашылығы жок.

Виртуалды арна әдісін (механизімін) пайдаланып дерек тарататын технологиялары әртүрлі желілер сапалы қызмет керсетудің QoS (Quality of Service) параметрін әртүрлі жолмен шешеді. Мысалы Х.25 желісінде бұл параметр мүлдем ескерілмейді, себебі виртулды арналар тек бағыттаушы кестелерімен сипатталады Frame Relay технологиясында виртуалды арнаның өткізу қасиетіне талап коюға болады, ал АТМ технологиясында виртуалды арнанын вткізу мүмкіншілігіне қойылатын талапқа косымша, QoS талаптарының, дестелердің кешеуілдеуі және жоғалған дестелердін пайызы сыяқтылары ескеріледі.

Виртуадды арналарды пайдаланатын желілер пайдаланушылардың акпаратпен алмасуын камтамасыз ету үшін арнайы дестелер пайдаланады.

Дестелерді желінің бір торабынан екінші торабына жолдау үшін дестенін басында арнайы белгілер оналастырылады. Дестедегі мұндай белгі әр технологияда әртүрлі аталады. Мысалы: Х.25 желісіндс логикалык арна нөмірі, Frame Relay технологиясында дерек арнасын косудын аныктаушысы, АТМ гсхнологиясында виртуалды арнаны аныктаушы (идентификаторы). Бұл белгілердің атаулары әртүрлі болғанымен атқаратын міндеттері бірдей: аралык торап, бұл технологияларда жалғаушы (коммутатор) деп -аталатын құрылғы, келіп түскен дестенің басқы белгісінің мағынасын окыйды сонан кейін өзінін жалғаушы кестесін пайдаланып келген дестені кай шығыс портына жіберу керек екенін анықтайды.

Дейтаграмма әдісі шоғырланған есептеуші желілерде (ШЕЖ) (ЛВС) және ІР желілерінде қолданылады. Виртуалды арналарды Х.25, Frame Relay және АТМ желілері колданады. Жалғанатын виртуалды арналарды құру арнайы әр типті және форматты дестелерді пайдаланатын қызметтік протоколдармен іске асырылады. Мұндай протокол АТМ желісінде - Q.2931, Frame Relay желісінде -Q.931, Х.25 жслісінде виртуалды арна кұру кызмет тәртібін ұйымдастырушы негічгі протоколдарының бірі болып табылады, сондықтан арнайы аталмайды.

 

 

 

 

1 Аналитикалық шолу

 

 

 

 

1. Байланыс желілерін талдау

 

 

1.1.1 Желі технологиясынын  негізі

 

 

Акпараттық жүйенін күрделігі және компьютерлер мен саналуан телекоммуникация техникаларын шығаратын өндірістер мен пайдаланушылардың көбейуы акпаратпен алмасу ережелерін, тәртібін және логикалык әрекеттерін бір жүйеге келтіріп стандарттауды талап етті. Бұл бағыттағы ізденістің нәтижесінде 1980 жылдардың бас кезінде Халықаралык стандарттау ұйымы (ISО – international standard orqanization) ашык жүйенін өзара әрекеттесуінің (OSI – Ореn system interconnection) эталондық үлгісін ұсынды, 1.1 сурет.

Бұл үсыныс барлык елден құптау тауып, бүгінгі күні кезкелген телекомму-никациялық жүйелердін концептуалдык, терминологиялык және әлістемелік негізі болып саналады.

Ашык жүйенін өзара әрекеттесуінің үлгісне сәйкес (АЖӨӘҮ) апараттык жүйелердің обьекттерінің өзара әрекеттесуінің барлык мәселесін тиімді ұйым-дастыру үшін желілірдің қызметтері жеті деңгейге бөлінген. Әрбір деңгей өзіне жүктелген белгілі логикалық кызмсттерді шешеді және өзінен жоғары тұрған деңгейді белгілі бір қызмет жыйынтығымен қамтамасыз етеді. Қолданбалы деңгей (Аррlісаtion layer - АL).

Пайдаланушылардын қолданбалы процесстеріне ақпараттык жүйенің қоры мен сервисін пайдалануға мүмкіншілік тудыру. Бұлар файлдарды тарататын және қабылдайтын программалар, желінің жұмысын басқару. Бұл денгейдің басты міндеті пайдаланушыларды қолайлы интерфейспен қамтамасыз ету. Бұл деңгейде дайындалатын хабар. Таратылатын хабар екі бөліктен тұратын стандартты форматқа келтіріледі. Бірінші бөлігі таратылатын хабардың мағыналы бөлігі ал екін-шісі оның такырыбы (кабылдаушы процесінін мекен-жайы, кызметтің аты және т.б.кызметтік акпараттар).

Дерек ұсыну деңгейі (Presentation Lауеr - РL) . Қолданбалы деңгейден келіп түскен хабарды тарататуға дайындау. Деректі акпараттық жүйеде прайдаланатын қалыпқа (форматка) келтіру. Қабылдаған кезде кері түрлендіру (өзі қолданатын қалыпқа (форматына) келтіру). Пайдаланушы құрылғыларының бір - бірімен акпаратпен алмасуын қамтамасыз ету үшін, бұл деңгейде әрбір биттің мағынасы маңызды болады. Деректі қалыпқа келтіру символдардың биттік өлщеуін бит және байт тізбектерін тәртіпке келтіру; символдарды кодалау (қастықпен басқа біреудің пайдаланбауы үшін) файлдын құрылымы мен синтаксисі. Жолданатын деректерді сығу (копрессиялау) және сығылып келген деректерді жазу (декомпрессиялау).

Сеанстык деңгей (Session Lауеr - SL)

Акпаратпен алмасудың басталу мен аяқталу (қалыпты және апаттык жағдайларда) уакытың және алмасу тәртібін айқындайды. Байланысқа шығу үшін пайдаланушының аты мен паролін, жүйенің қандай қорларың пайдалануға күкығын (рұқсатын) барын тексеріп, байланысты активті жағдайда ұстау ережесін аныктайды. Сеанстың дұрыс жүріп жатқанын тексеру үшін синхрондау нүктесі деген үғым пайдаланады. Келісілген белгілі уакыт аралығында әр станция өз күйін хабарлап тұруга міндетті. Егер станциядан белпленген уакыт аралығында ешкандай хабар келмесе бұл станциямен жұмыс токтатылады.

 

 

 

 

Сурет 1.1. Ашық жүйенің өзара әрекеттесуінің эталондық үлгісі

 

 

Тасымалдаушы (транспорттык) деңгей.

Деректі тиімді және сенімді таратуды камтамасыз етеді. Тасымалдаушы деңгейдің кызметін почтаның кызметімен салыстыруға болады. Сіз жіберетін хатынызды почта жәшігіне салғанда, бұл хат калай жетеді деп ойламайсыз, бұл поштаның жүмысы. Дәл осы сыяқты сеанстық деңгей тасымалдаушы деңгейге қайда және кімге деректі жеткізу керек екенін көрсеткеннен кейін, онын көрсетілген мекенжайға жеткен не жетпегенін ғана тексереді. Деректі көрсетілген мекен-жайға жеткізу мәселесін тасымалдаушы деңгейдін өзі шешеді. Соңғы мекен-жайды көбінесе Порт (Роrt) немссе Сокет (Sосket) деп атайды.

Желілік деңгей.

Бір желімен екінші желілі құрылғыларын бір - бірімен байланыстыру. Желілік деңгейге таратылған деректерді желінің бір құрылғысынан екінші құрылғысана бағыттау және ретрансляциялау міндеттері жүктелелі. OSI үлгісі желінің әр жүйесін жіберуші немесе алушы шеткі жүйе, бағыттаушы және ретрансляциялаушы аралық жүйе деп бөледі. Желілік деңгей жабдықтары кадрлы өңдеп жоғарғы деңгейге десте түрінде береді. Шеткі жүйелер OSI үлгісінің барлық жеті деңгейін, ал аралык деңгей тек ретрансляциялау қызметін орындап төменгі екі деңгейді пайдаланады. Күрделі желілердің екі жүйелерінің арасында багыт кез келген уакытта бірнеше дерекетердің байланысымен орындалуы мүмкін.

Арналық деңгей.

Жүйелерді жалғау, жалғауды ажырату және бір жүйе мен екінші жүйе арасында сапалы дерек таратуды қамтамасыз ету. Арналык деңгейге жүктелетін негізгі міндеттер жоғарғы деңгейден келіп түскен дерек ағымын физикалык деңгеймен тарату үшін белгілі бір ережемен топтап кадр құрастыру. Таратылатын кадрды физикалық деңгейде (арнада) мүмкін болатын бұрмаланудан корғау, синхрондау және дерек ағыны мен арнадағы деректердің өзара байланысын баскару.

 

 Физикалык дедгейден келіп түскен кадрлардың бұрмаланғаның мүмкін болғанша түзетіп жоғарғы (желілік) деңгейге ретімен сапалы дерек жеткізу.

Физикалык деңгей .

Физикалық тізбек (кабель, оптикалык талшык, эфир) арқылы бит ағындарын таратуды қамтамасыз етеді. Физикалык деңгейдің негізгі кызметі бит тізбегін (элетрлі, оптикалы немесе радио сигнал) тарату және қабылдау.

Желілер технологиясының стандарттарының көпшілігі ашық жүйелердің өзара әрекеттесуінің (OSI) үлгісіне (моделіне) негізделген және дайындаған протоколдары мен қызмет көрсету құжаттарында ХСҮ (Халықаралық Стандарт-тау Үйымы) (180) қабылдаған терминдерді қолданған.

Интерфейс - физикалық немесе логикалык деңгейде программалардың немесе физикалык құрылғының өзара әрекеттесуін камтамасыз ету үшін қалыптастырылған ережелер жиынтығы. Жалпы айтқанда, жалғаушының физикалық сипаттамасымен, сигналдарының параметрлерімен және олардың мәндерімен анықталатын екі құрылғының немесе ортаның ортак шекарасы. Мысалы, екі программаның немесе физикалык құрылғының бірігіп пайдаланатын шекаралық аймағын интерфейс деп атайды. OSI үлгісі бір жүйенің іргелес деңгейлері интерфейс қызметін аткарады. OSI үлгісінің n - ші деңгейі қызмет ұсынушы, ал (n+1) - ші деңгейі қызмет пайдаланушы немесе қолданушы ретінде қарастырылады. Бұл қызмет жыйынтығы n - ші және (n+1) - ші іргелес деңгейлерден деректің құрылымын және онымен алмасу тәсілдерін (алгоритмін) аныктап деңгейлер арасында абстракты интерфейс құрайды.

Желі құрылымында абстракты интерфейспен қатар маңызды орын алатын нақты интерфейстер қолданылады. Олар физикалык деңгейде, мысалы. Х.25 желі-сінде DТЕ мен DСЕ - ні косып акпаратпен алмасуын қамтамасыз ететін Х.21 және Х.21bis синхронды интерфейстері. Х.21 интерфейсі цифрлы арналы, ал Х.21 bis интерфейсі V сериялы модеммен аналогты арналы бұқаралық желімен қатынауда қолданылады.

Төмендегі, 1.2 суретте OSI технологиясы бойынша дерекпен алмасу тәртібі көрсетілген. Әрбір деңгей өзіне жүктелген кызметін орындау үшін жолдайтын дерегіне «бастаушы» белгісін орналастырып келесі деңгейге береді. Бұл бастаушы белгіге орналастырылған ақпарат келесі деңгейді басқару үшін қажеі. Қолданбалы деңгейден қалыптастырылған дерек осылайша желілік деңгейге жеткізіледі де дестеге бөлініп арналык деңгейге жеткізіледі. Арналык деңгейде десте кадрға салынады. Кадрдың басына жалау (Ж), бастаушы белгі, ал соңына қателерін түзетуші бит тізбегін және аяқтаушы жалау (Ж) орналастырылып, физикалық деңгейге жеткізіледі. Физикалык деңгейге келген кадр ешкандай өзгеріссіз байланыс арнасымен биттер тізбегі түрінде қабылдаушыға жолданады. Қабылдаушы торапта бит тізбегін әрбір деңгей бастаушы белгісіне сәйкес өндеп, өнделген деректен өзінің бастаушы белгісін алып тастайды.