«Kompyuter tarmoqlari» fanidan MA’RUZA-3 TARMOQ ARXITEKTURALARI. TARMOQLARNING ELEMENTLARI, POG’ONALI ARXITEKTURALARI. TARMOQ VA ARXITEKTURA TUSHUNCHASI Tarmoq arxitekturasi - bu kompyuter tarmog'ining tuzilish uslubi, dizayni. Bu tarmoqning fizikaviy tarkibiy qismlari va ularning funktsional tashkil etilishi hamda konfiguratsiyasi, uning ishlash tamoyillari va protseduralari, shuningdek foydalaniladigan aloqa protokollari uchun asosdir. Kompyuter tarmog'ining arxitekturasi - dasturiy ta'minotni, apparat ta’minoti, protokollarni va ma'lumotlarni uzatish vositalarini fizikaviy va mantiqiy bog’lanishi sifatida tavsiflanadi. Boshqacha qilib aytganda, arxitektura kompyuterlarni qanday tashkil etilganligi va kompyuterga vazifalar qanday taqsimlanganligini belgilab beradi. Lokal tarmoqning qurilish arxitekturasi bo’yicha teng huquqli va ierarxik (yoki maxsus serverga ega tarmoqlar) bo’linadi. Teng huquqli tarmoqda xar bir kompyuter o’zining manziliga, nomiga va ish stantsiyasiga ega bo’lib, tarmoq uchun xar bir kompyuter teng xuquqli hisoblanadi. Barcha ish stantsiyalari ishchi guruhga biriktirilgan. Teng huquqli tarmoqda yagona nazorat markazi yo’q bo’lib, unda xar bir ishchi stantsiya bir vaqtning o’zida server va mijoz vazifasini bajarishi, ya’ni boshqa kompyuterdan kelgan savollariga javob berishi va tarmoqqa o’zining savollarini jo’natishi mumkin. Ierarxik tarmoqda server sifatida bir yoki bir nechta kompyuterlar tanlanadi. Odatda, server kompyuterlardan lokal tarmoq foydalanuvchilari foydalanmaydi, shuning uchun xam bu tarmoq ierarxik yoki maxsus serverga ega tarmoqlar deyiladi. Serverlar tarmoqni boshqaradi va tarmoqdagi boshqa kompyuterlarning ma’lumotlarini saqlaydi. LOKAL TARMOQ SERVERLARINING FUNKSIYALARI. Server barcha foydalanuvchilar kompyuterlarining ishlashini tartibga soladigan lokal tarmoqdagi apparat va dasturiy kompleks hisoblanadi. Server lokal tarmoqdagi barcha kompyuterlarni boshqaradi va bir qator servis ishlarini xam amalga oshiradi. Ma’lumotni qayta ishlash jarayonida mijoz ma’lum amallarni bajarish uchun serverga murojaat qilishi mumkin: faylni o’qish, ma’lumotlar bazasida ma’lumot izlash, faylni chop etish va h.k. Server mijozdan kelgan so’rovni bajaradi va so’rov natijalari mijozga uzatiladi. Server tarmoqdagi umumiy ma’lumotlarni saqlash va ushbu ma’lumotlardan foydalanishga ruxsat qilishni va ma’lumotlarni mijozga yuborishni ta’minlaydi. ALOQA OPERATOR TARMOG’I VA KORPORATIV TARMOQ. Aloqa operator tarmog’i – bu aloqa xizmatini taklif qiluvchi va uning mijozlari xoxlagan jismoniy shaxs yoki xohlagan tashkilotlar bo’lib, ular tijorat shartnoma asosida telekommunikatsiya xizmat ko’rsatuvchilarga aytiladi. An’anaviy xizmat – telefon , tashkilotlarga aloqa kanali ijarasi va bu kanallar orqali o’zining shaxsiy tarmog’ini qurishi, internetga ulanishi, virtual shaxsiy xizmatlarni tashkil etishi, veb - xosting xizmati, elektron pochta, IP-telefon, audio/video signallarni tarqatish va boshqalarga aytiladi. Bunday tarmoqda foydalanuvchilar soni korporativ tarmoqqa nisbatan ko’p bo’ladi. Operator to’g’ridan- to’g’ri tarmoqni to’liq ishlashiga javobgar hisoblanadi. Koorporativ tarmoq - asosan ma’lum korxonaning o’zi va uning xodimlariga xizmat ko’rsatib, o’z tarmog’iga egalik qiladi. Korporativ tarmoq har – xil o’lchovlik bo’lib katta korxona tarmog’ida o’z lokal tarmog’i va global tarmoq bilan ulangan bo’lishi mumkin. Korporativ tarmoq 3 turga bo’linadi – bo’lim tarmog’i, bino yoki kompus tarmog’i, korxona kengligidagi tarmoq. Bo’lim tarmog’i – bu tarmoq solishtirganda katta bo’lmagan xizmatchilar guruhi bo’lib, korxonaning bir bo’limda ishlovchi va umumiy vazifani (hisobxona, marketing) bajaruvchilardir. Odatda xizmatchilar soni 30 dan oshmagan bo’lib, bunday lokal tarmoqda umumiy ma’lumotlardan foydalaniladi: ma’lumotlar, ilovalar, modem va lazerli printerlardir. Bino tarmog’i – korxonaning har – xil bo’limlarini bir korxona va binolar chegarasida umumlashtiruvchi tarmoqdir. Kompus tarmog’i – bir hududda bir necha kv/km maydonni egallab , tarmoq irearxiya asosida o’zining magistr kanallariga ega bo’ladi. LOKAL TARMOQ INTERNET- PROVAYDERLARNING STRUKTURASI. TARMOQNING TASHKIL ETILISHI VA TALABLAR. Axborot tarmog‘ini murakkab tizim sifatida uni ko‘plab tizimlarga ajratish yo‘li bilan tasniflash mumkin. Bu tizimlar tarmoqni ko‘rib chiqilayotgan muvofiq qatlamlarida ajratilgan elementlarni o‘z tarkibiga oladi. Axborot tarmog‘i arxitekturasi deb, tarmoqning funksiyaviy, mantiqiy va strukturaviy unsurlar yig‘indisi, ular o‘rtasidagi aloqa va o‘zaro ta'sir qoidalariga aytiladi. FIZIKAVIY VA MANTIQIY TOPOLOGIYA Umumiy tasavvur darajasida har qanday tarmoq punktlar va ularni birlashtiruvchi liniyalardan tashkil topgan. Ularning (punkt va liniyalarning) o‘zaro joylashishi tarmoq bog‘liqligi va punktlar o‘rtasidagi axborot almashuvini ta'minlab berish qobiliyatini tavsiflaydi. Fizikaviy topologiya tarmoq punktlarini va ularni bog‘lovchi liniyalarning joylashishini aks ettiradi. Mantiqiy topologiya axborotning manba va iste'molchilarining o‘rtasidagi o‘zaro bog‘lanish yo‘llari tashkil qilinadigan imkoniyatlar haqida tasavvur beradi. FIZIKAVIY VA MANTIQIY TOPOLOGIYA TARMOQ TOPOLOGIYASINI TANLASH «Nuqta-nuqta» turdagi ikki punktli topologiya-eng sodda va ikki punktni bevosita fizikaviy va mantiqiy bog‘lovchi tarmoq segmentini o‘z ichiga kiritgan. Bunday segmentning ishonchliligini 1+1 turdagi himoya deb nomlanuvchi 100% zahirani ta'minlab beruvchi zahira aloqani kiritish yo‘li bilan oshirish mumkin. Daraxtsimon topologiya turli variantlarga ega. Daraxtsimon topologiya tarmoq segmentining xususiyati n punktlar bog‘liqligi fizikaviy darajada qirralar minimal soni Rqn-1 da erishiladi, bu esa tarmoqning yuqori tejamkorligini ta'minlab beradi. «Halqa» topologiyasi har bir punktga faqat ikkita liniyalar birlashtirilgan tarmoqni tavsiflaydi. Halqa topologiyasi optik kabel yordamida lokal kompyuter tarmoqlar, transport tarmoqlar va abonent kirish tarmoqlarida keng qo‘llaniladi. To‘liq aloqali topologiyada «har biri har biri bilan» tamoyiliga asoslanib, punktlar o‘rtasida fizikaviy va mantiqiy ulanish ta'minlanadi. TARMOQNING TASHKIL ETILISHI. Tashkiliy tuzilma tarmoqning yaxlit tashkil qilinishini, ya'ni uning vazifalari, elementlarning asosiy xususiyatlari va alohida tizim osti axborot tarmoq segmentlari sifatida qo‘llaniladigan unsurlarning tuzilma komponentlariga birlashtirishning kompozision tamoyillarini aks ettiradi. Tarmoq elementlari, ularning vazifalari va xususiyatlari. Umumiy holda har qanday tarmoqning elementlari punktlar va ularni bog‘lovchi liniyalar hisoblanadilar. Tarmoq punktlari oxirgi va tugun punktlarga bo‘linadi. Oxirgi punktlarda (OP) tarmoqning terminal uskunalari hamda OP funksional vazifalarini belgilovchi axborot resurslari va ishchi tizimlar joylashadi. Masalan, OP tarmoqqa,telekommunikasion xizmatlarga kirishni ta'minlash yoki tarmoqning turli segmentlarini birlashtirish uchun ishlatiladi. Yuqoridagi ikkita holatda OP kirish tuguni (access node) deb ataladi. Telekommunikasiya xizmatlaridan foydalanish uchun foydalanuvchining tarmoqqa kirish imkonini beruvchi punkt-xizmat tuguni (service node) deb yuritiladi. Ularda foydalanuvchilar kirishi uchun abonent-tarmoq interfeyslari (User Network Interface, UNI) va tarmoq bilan o‘zaro bog‘lanish uchun xizmat tuguni interfeysi (Service Node Interface) amalga oshirilgan. Tugun punkti (node point) yoki tarmoq tuguni (node) bu ikki va undan ortiq aloqa liniyalari birlashgan punkt va ushbu punkt ma'lumotlar oqimi yo‘lida oraliq punktdir. Tarmoq tugunida bir paytda yoki har xil paytda turli vazifalar amalga oshiriladi, ulardan asosiysi kommutasiya, konsentratsiya, mul'tipleksorlash va marshrutizasiyadir. KOMMUTASIYA Kommutasiya (switching)-marshrutizasiya sxemasiga muvofiq tarmoqda axborot oqimlarini taqsimlashda tugunda birlashadigan liniyalar o‘rtasida aloqa o‘rnatish jarayoni. Kommutasiya operativ (aloqa seansi mobaynida) va uzoq muddatli (krossli), ya'ni tugunda birlashadigan liniyalarni krosslash yo‘li bilan amalga oshiriladigan bo‘ladi. KANALLAR KOMMUTATSIYASI KONSENTRATSIYA Konsentratsiya (concentration)-liniyaning samarali yuklanishini ta'minlash maqsadida quvvatli chiqish oqimiga erishish uchun bir necha kirish axborot oqimlarini birlashtirishdir. MUL'TIPLEKSORLASH Mul'tipleksorlash (multiptxing)-liniyaning o‘tkazish qobiliyati resursning ma'lum qismini axborot oqimining har biriga berish yo‘li bilan bitta liniyadan bir necha axborot oqimlarini uzatishni ta'minlab beradi. O‘rnatilgan bu taqsimlash uzatilayotgan axborot yo‘qligida ham saqlanib qoladi, ya'ni bu yerda konsentratsiya vazifasi mavjud emas. MUL'TIPLEKSORLASH MARSHRUTIZASIYA Marshrutizasiya (routing)-adres axborot va marshrutlar trassasi jadvali asosida tarmoqning ikki punkti o‘rtasida yo‘l qidirish jarayoni. Aloqa liniyalari signal shaklida axborot oqimlarini uzatishni ta'minlab beradi va umumiy holatda signal tarqatish muhitini va uni taqsimlash rejimida ishlatishga imkoniyat beruvchi uskunalar majmuasini o‘z ichiga oluvchi qurilmalardir. Fizikaviy muhit juft mis simlar, optik tola,efir bo‘lishi mumkin. Muhit turiga bog‘liq ravishda aloqa liniyalari simli va simsizga ajratiladi. MARSHRUTIZASIYA TARMOQ TUZILMASI KOMPONENTLARI. INTERNETNING ASOSIY TUSHUNCHALARI: Marshrutlashtiruvchi (Router). . Marshrutizator lokal tarmoqni Internetdan yakkalantiradi: Lokal tarmoq ortiqcha ma'lumotlar oqimini ishlab bеrishdan xoli qilsa, Internet esa lokal tarmoqdagi nosozlikni qaеrda bo`lishidan qat'iy nazar bartaraf qilib turadi. Shlyuz (Gateway) –Aslida shlyuz bu programmalar majmuidir. Bunda shlyuz maqsadida foydalanadigan kompyutеrga katta talablar qo’yilmaydi. Buning uchun unda shlyuz vazifasini o’taydigan programmalar bilan ishlash imkoni bo’lsa, bo’ldi xolos. DNS sеrvеr. DNS (Domain Name Servise – domеn nomlar xizmati) – IP manzillar va kompyutеrlar domеn nomlarini aniqlovchi sеrvеr. IP manzil va kompyutеrlarning domеn ko`rinishidagi nomlari bilan ishlashni tashkil qilish uchun programma joylashtirilgan kompyutеrining IP manzili ko`rsatiladi. TRANSPORT TARMOQLARI. Transport tarmog'i - bu telekommunikatsiya tarmoqlarida transport funktsiyalarini bajaradigan barcha resurslarning yig'indisi b’lib, u nafaqat uzatish tizimlarini, balki tegishli boshqarish vositalarini, kommutatsiyalash jaroyonlarini va boshqarishni ham o'z ichiga oladi. Transport yoki magistral tarmoqlarning asosi bo'lgan birlamchi tarmoqlar zamonaviy multiservisli aloqa tarmoqlarining barcha turlarini barpo etish uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Shunday qilib, birlamchi tarmoq - bu tarmoq tugunlari, tarmoq stantsiyalari, birlamchi tarmoqning terminal qurilmalari asosida hosil bo'lgan va ularni telekommunikatsiya tizimining uzatish liniyalari bilan bog'laydigan tipik fizik zanjirlar, tipik uzatish kanallari va telekommunikatsiya tizimining tarmoq yo'llari to'plamidir. Transport tarmoqlariga qo'yiladigan asosiy talab - bu tarmoqning asosiy vazifasi - foydalanuvchilarga barcha umumiy tarmoq resurslaridan foydalanish imkoniyatini ta'minlash. Zamonaviy transport tarmog'i uchta asosiy texnologiyalar asosida qurilgan: - plesioxronli ierarxiya (PDH), - sinxron ierarxiya (SDH), - asinxron uzatish rejimi (ATM). Xalqaro ITU-T tavsiyalariga va eng keng tarqalgan Evropa standartlariga muvofiq kanallarni uzatish tezligi ierarxiyasi asosida oshirib boriladi. Shu bilan birga, plesioxron raqamli iyerarxiya (PDH / PDH) va sinxron raqamli iyerarxiya (SDH / SDH) texnologiyalari birlamchi tarmoqning barcha foydalanuvchilari uchun ajratilgan raqamli kanallari bo'lgan transport tarmog'ini shakllantirishga imkon beradi. PDH TEXNOLOGIYASI Plesioxron raqamli iyerarxiya - PDH (Plesiochronous Digital iyerarxiyasi) - bu kanalni vaqtni bo’yicha taqsimlash va impuls-kodli modulyatsiya yordamida signallarni raqamli usulda uzatishga asoslangan texnologiyadir. 1980-yillarning boshlarida 3 ta shunday tizim ishlab chiqilgan (Evropa, Shimoliy Amerika va Yaponiyada). Xuddi shu printsiplarga qaramay, tizimlar ierarxiyaning turli darajalarida turli xil multiplekslash omillaridan foydalanganlar. PDH IERARXIYASI. Обозначения Уровень цифровой иерархии Японский Американский Европейский стандарт (DSx) стандарт (Tx) стандарт (Ex) Jx 1, первичный T1 DS1, J1 E1 2, вторичный T2 DS2, J2 E2 3, третичный T3 DS3, J3 E3 4, четвертичный T4 DS4, J4 E4 DS5, J5 E5 не 5, пятеричный используется PDH TEXNOLOGIYASINING TEZLIKLARI Уровень цифровой иерархии 1, первичный Скорости передачи, соответствующие различным системам цифровой иерархии, кбит/с Американский стандарт (Tx) Японский стандарт (DSx) Jx Европейский стандарт (Ex) 1544 1544 2048 2, вторичный 6312 6312 8448 (4x2048 + 256) 3, третичный 44736 32064 34368 (4x8448 + 576) 97728 139264 (4x34368 + 1792) 4, четвертичный 274176 PDH TEXNOLOGOYASINING KANALLARI Количество каналов по 64 кбит/с Уровень цифровой иерархии Американский стандарт (Tx) Японский стандарт (DSx) Jx Европейский стандарт (Ex) 1, первичный 24 24 32 2, вторичный 96 96 120 3, третичный 672 480 480 4, четвертичный 4032 1440 1920 5, пятеричный не используется PDH / SDH asosidagi transport tarmog'i standart o'tkazuvchanlik ierarxiyasining turli darajadagi kanallari orasidagi konvertor vazifasini bajaradigan multiplekslash tugunlaridan (multipleksorlardan), uzoq yo'llar bo'ylab raqamli oqimni tiklaydigan regeneratorlardan va birlamchi tarmoq kanallari va yo'llari darajasida kommutatsiyani amalga oshiradigan raqamli krosslardan iborat. Zamonaviy uzatish tizimlari elektr uzatish va optik kabelni signal uzatish vositasi, shuningdek radiochastota vositalari (radiorele va sun'iy yo'ldosh uzatish tizimlari) dan foydalanadi. SDH TEXNOLOGIYASI PDH ierarxiyasining tezligi xozirda jihatdan juda past xisoblanadi. Optik-tolali kabellar bitta tolali orqali bir soniyada bir necha gigabit soniya tezlik bilan ma’lumotlar uzatishni ta’minlaydi, bu bir kabeldagi o`n minglab foydalanuvchilar kanallarini birlashtirilishini ta’minlaydi, ammo bu xususiyat PDH tomonidan amalga oshirilmaydi - uning tezligi iearxiyasi 139 Mb/s bilan tugaydi. Sinxron Digital Hierarchy, SDH sinxron raqamli ierarxiya deb ataladi va birlamchi raqamli tarmoqlarning kamchiliklar bartaraf etiladi texnologiyalardan biridir. SDH IEARXIYASI. SDH darajasi tarmoq inshootini va guruh signallarining uzatish tezligini tarmoq tugun interfeysi (TTI) orqali aniqlaydi. Hozirgi vaqtda SDH sinxronlashtirilgan STM-N transport modullariga mos keladigan transmissiya stavkalari bilan oltita darajaga ega. SDH МУЛЬТИПЛЕКСОР Transport tarmog’ining asosiy vazifalaridan biri tarmoq kengligini ta'minlash va boshqarishdir, bu erda har bir ulanish uchun rejalashtirilgan o'zgarishlar odatda kamdan-kam hollarda amalga oshiriladi - bu bir hafta, bir oy yoki hatto yiliga bir marta bo'lishi mumkin. Shu bilan birga, transport tarmoqlari favqulodda vaziyatlarga tezkor ravishda tegishli signallarni ishlab chiqarish, zaxira manbalariga avtomatik ravishda o'tish va bir necha o'n millisekundalar ichida ularning ishlash qobiliyatini tiklash orqali javob berishi kerak. ABONENT KIRISH TARMOQLARI Abonentlarga kirish tarmog'i - bu foydalanuvchi binolarida o'rnatilgan terminal abonent qurilmalari va manzillashni telekommunikatsiya tizimiga ulangan terminallarni o'z ichiga olgan kommutatsiya uskunalari o'rtasidagi texnik vositalar to'plamidir. Abonent kirish tarmoqlarining barcha texnologik yechimlarining katta qismi telekommunikatsiyalar bo‘yicha xalqaro elektr aloqa ittifoqi XEI-T – ITU-T (International Telekommunications elektrotexnika muhandislari instituti – IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)ning standartlarida ishlab chiqilgan. MPLS PROTOKOLI MPLS (multiprotocol label switching)- ko’p protokolli belgilar kommutatsiya qilish texnologiyasi – integrallashgan hizmatlarni taklif qilish uchun IETF tomonidan yaratilgan. Ushbu yangi texnologiyada qurilgan magistral tarmoqlarda trafiklarni qayta ishlash tezligi va ko’p karrali hizmatlarni taqdim etish imkoniyati kengayadi. MPLS texnologiyasida bog’lanish LSR (Label Switch Router) metkalarni kommutatsiyalash marshrutizatori yordamida amalga oshiriladi. Bu qurilma xuddi IP-marshrutizatoriga o‘xshab kanallarni virtual kommutatsiyalash vazifasini bajaradi. IP va MPLS bir-biri bilan bog’liq bo‘lib, IP tarmog’idan paketlar MPLS tarmog’iga kelganda ularga 20 bit hajmga ega metka birlashtiriladi. Bu metka paketlarni MPLS tarmog’i bo’ylab harakatlanish imkoni beradi. Bu jarayonni LER (Label Switch Edge Router) chegaraviy LSR amalga oshiradi. U MPLS tarmog’ining chegarasida joylashadi. MPLS tarmog’ining ichida bir nechta LSP bo’lishi mumkin. Ular metkalarni kerakli yo’nalishda harakatlanishini ta’minlaydi. MPLS texnologiyasi o’ziga ATM ning ishonchliligi, qulayligi va yuqori tezlikda ma’lumotlarni jo’natish imkoniyatini IP tarmoqlarda birlashtira oldi. Texnologiyaning asosiy avfzalligi – paketlarni kommutatsiyalash jarayonining IP address sarlavhasi taxlilidan alohida bo’limlarda amalga oshirilishidir. Bu holat paketlarni kommutatsiyalashga talab qilinadigan vaqtni sezilarli ravishda qisqartiradi. Mos ravishda MPLS protokolida ishlovchi marshrutizatorlar va kommutatorlar har bir tarmoqqa kirish nuqtasida marshrutizatsiyalash jadvaliga maxsus belgi kiritadi va bu haqida qo’shni qurilmalarga habar beradi. Har qanday tarmoq texnologiyasini qurishda trafik taqsimotiga katta ahamiyat qaratilmaslik ko’plab muammlarni keltirib chiqarishi mumkin. MPLS protokolida trafinkni to’la qonli boshqarish imkoniyati va buni avtomatik amalga oshirish imkoniyati mavjud. Buning uchun MPLS ning amaliy pog’onasida trafikni boshqarish uchun mo’ljanlangan signalizatsiya protokoli kerak bo’ladi. Ushbu holat MPLS tarmog’ida ma’lumotlar uzatishda virtual marshrutizatorlar yaratish imkonini, ayni vaqtda qo’shimcha egiluvchanlik (moslashuvchanlik) imkoniyatini beradi. TRAFIK BOSHQARILMAGAN HOLAT ATM TEXNOLOGIYASI ATM (asynchronous transfer mode) texnologiyasi ma’lumotlar uzatishni turli texnologiyalari qo’llanilgan tarmoqlarni birlashtirish imkoniyatiga ega. Telekommunikatsiyaning barcha operatorlari bu texnologiyani qo’llaydi va multiservisli tarmoqni yaratishda asosiy texnologiyalardan biri hisoblanadi. ATM texnologiyasida qayd etilgan o’lchamdagi 53 bayt bo’lib, xatoliklarni aniqlash va to’g’rilash faqat sarlavxada amalga oshiriladi. Bu texnologiya yacheykali kommutatsiya deb ataladi. ATM TEXNOLOGIYASI ATMni amalga oshirish odatda qurilmali ta’minot yordamida amalga oshiriladi. Buning hammasi multipleksorlash bilan birgalikda ushlanib qolish vaqtini kamaytiradi, bu esa rael vaqtda trafikni uzatishda zarurdir. Yacheykani sarlavxasi va foydali yuklama maydoni mos xolda 5 va 48 bayt. Bundan tashqari foydali yuklama maydonida birdan ikki baytgacha uzunlikdagi katta bo’lmagan sarlavxa bo’lishi mumkin. Foydali yuklama blokiga sarlavxani qo’shilishi inkapsulyatsiya jarayoni sifatida aniqlangan. ATM YACHEYKASINI SHAKILLANISHI