Желілік компьютерлер (желілік адаптермен қосылған)

Желі – бұл берілгендерді өңдеу мен құралдарды жіберуді басқаратын объектілер жиыны. Стандартизация жөніндегі ұлтаралық ұйым есептеуіш желіні бір-бірімен тығыз байланысқан құралдар арасында ақпараттарды жіберу ретінде анықтайды. Əдетте желілер пайдаланушының жеке негізінде орналасады жəне белгілі бір территорияны алады жəне территориялық белгілеріне байланысты былай бөлінеді:

- Желілік есептеуіш желілер (ЖЕЖ) немесе Local Area Ntework (LAN), бір немесе бірнеше жақын орналасқан тапсырмаларда орналасқан желілер. ЖЕЖ əдетте қандай да бір ұйымдарда жинақталған, сондықтан оларды корпоративтік деп атайды.

- Таратылған компьютерлік желі, глобальды немесе Wide Area Network (WAN), территориялы, аралас жəне глобальды болатын əр түрлі тапсырмаларда, қалаларда жəне елдерде орналасқан. Осыған байланысты глобальды желілердің негізгі төрт түрі бар: қалалық, аймақтық, ұлттық жəне трансұлттық. Үлкен масштабты таратылған желілерге мысал ретінде: Internet, EUNET, Relcom, FIPO айтуға болады. Жалпы жағдайда желі құрамына келесі элементтерді жатқызамыз:

- желілік компьютерлер (желілік адаптермен қосылған);

- байланыс каналдары (кабельдік, спутниктік, телефондық, есептік, радиоканалдар жəне т. б.);

- сигналдарды шығаратындардың əр түрлері;

- желілік құрылғылар.

Желінің екі түрі бар: коммуникациялық жəне ақпараттық желі. Коммуникациялық желі берілгендерді жіберуге арналған, сондай-ақ ол берілгендерді өңдеуге байланысты тапсырмаларды орныдайды. Коммуникациялық желілер қосудың қолданбалы физикалық құралдарының типімен ажыратылады. Ақпараттық желі ақпараттарды сақтауға арналған жəне ақпараттық жүйелерден тұрады. Коммуникациялық желі базасында ақпараттық желілердің тобы орналаса алады. Ақпараттық жүйелерде ақпаратты жеткізуші жəне тұтынушы болып табылатын жүйені түсіну қажет.

Жергілікті жəне аймақтық-таратылған желілер Жергілікті желі бір ғимарат ішіндегі немесе қатар орналасқан ғимараттағы дербес компьютерлер мен принтерлерді бір-бірімен байланыстырады. Аймақтық-таратылған желілер географиялық тұрғыдан алғанда бір бірінен қашықта орналасқан, бірақ бір компанияға немесе фирмаға, мекемеге қатысты бірнеше жергілікті желілерді байланыстырады. Жергілікті желілер-дербес компьютерлерді бірбірімен немесе оларды желі сервері рөлін атқаратын қуатты компьютермен байланыстырып тұратын желінің ең қарапайым түрі. Жергілікті желінің барлық компьютерлері серверде жазылған қолданбалы программаларды жəне принтер, факс тəрізді шеткері құрылғыларды ортақ пайдалана алады. Желідегі əрбір дербес компьютер жұмыс станциясы немесе желі түйіні деп аталады. Жергілікті желі əрбір тұтынушыға бір-бірімен өте жылдам қатынасуға мүмкіндік жасайды.Аймақтық таратылған желілер жергілікті желілер жасай алатын барлық жұмыстарды өте қашықта орналасқан бір компания компьютерлері арасында атқара алады. Əдетте ол үшін модем немесе жоғары жылдамдықты цифрлы желі арналарын ортақ пайдалануға арналған кешендік қызмет көрсете алатын телефон арналары қолданылады. Мұнда ISDN арналары графикалық бейнелер жазылған үлкен көлемді файлдарды тасымалдау үшін жиі қолданылады. Модем немесе алыста орналасқан сервер көмегімен жүзеге асатын аймақтық тармақталған желілер функциясын жергілікті желілер құрамына енгізе отырып,сыртқы коммуникация технологияларының төмендегідей мүмкіндіктерін пайдалауға болады:

компьютерлердің, кабельдердің және желінің басқа да компоненттерінің физикалық орналасуы.

Барлық желілер базалық үш топология негізінде құрылады:

«шина», «жұлдызша», «сақина»

Шина» – пассивті топология, яғни компьютерлер желі бойынша жіберілетін деректерді тек «тыңдайды», бірақ олардың жіберушіден қабылдаушыға ауысуын қамтамасыз етпейді. Сондықтан да бір компьютердің істен шығуы басқалардың жұмысына әсер етпейді. Активті топологияларда компьютерлер сигналдарды қалпына келтіріп, оларды желі бойынша жіберуге қатысады.Кабель үзілген жағдайда желі жұмысы тоқтатылып әрбір компьютер автономды тәртіпте жұмыс істейді

Желі – бұл берілгендерді өңдеу мен құралдарды жіберуді басқаратын объектілер жиыны. Стандартизация жөніндегі ұлтаралық ұйым есептеуіш желіні бір-бірімен тығыз байланысқан құралдар арасында ақпараттарды жіберу ретінде анықтайды.

Əдетте желілер пайдаланушының жеке негізінде орналасады жəне белгілі бір территорияны алады жəне территориялық белгілеріне байланысты былай бөлінеді:

- Желілік есептеуіш желілер (ЖЕЖ) немесе Local Area Ntework (LAN), бір немесе бірнеше жақын орналасқан тапсырмаларда орналасқан желілер. ЖЕЖ əдетте қандай да бір ұйымдарда жинақталған, сондықтан оларды корпоративтік деп атайды.

- Таратылған компьютерлік желі, глобальды немесе Wide Area Network (WAN), территориялы, аралас жəне глобальды болатын əр түрлі тапсырмаларда, қалаларда жəне елдерде орналасқан. Осыған байланысты глобальды желілердің негізгі төрт түрі бар: қалалық, аймақтық, ұлттық жəне трансұлттық. Үлкен масштабты таратылған желілерге мысал ретінде: Internet, EUNET, Relcom, FIPO айтуға болады.

- Жеке желі (Personal Area Network, PAN) құрылғыларға деректерді аз қашықтықта алмасуға мүмкіндік береді. Pan тінтуір, пернетақта, принтерлер, Смартфондар, планшеттер және т. б. сияқты құрылғыларды біріктіреді.

PAN сондай - ақ аз қашықтықтағы деректермен алмасуға мүмкіндік беретін басқа технологиялардың көмегімен жасалуы мүмкін (мысалы, RFID - Radio Frequency IDentification-транспондерлерде сақталатын деректер немесе RFID-белгілер радио сигналдар көмегімен есептелетін объектілерді автоматты сәйкестендіру тәсілі).

Жалпы жағдайда желі құрамына келесі элементтерді жатқызамыз:

- желілік компьютерлер (желілік адаптермен қосылған);

- байланыс каналдары (кабельдік, спутниктік, телефондық, есептік, радиоканалдар жəне т. б.);

- сигналдарды шығаратындардың əр түрлері;

- желілік құрылғылар.

Желінің екі түрі бар: коммуникациялық жəне ақпараттық желі. Коммуникациялық желі берілгендерді жіберуге арналған, сондай-ақ ол берілгендерді өңдеуге байланысты тапсырмаларды орныдайды. Коммуникациялық желілер қосудың қолданбалы физикалық құралдарының типімен ажыратылады. Ақпараттық желі ақпараттарды сақтауға арналған жəне ақпараттық жүйелерден тұрады. Коммуникациялық желі базасында ақпараттық желілердің тобы орналаса алады. Ақпараттық жүйелерде ақпаратты жеткізуші жəне тұтынушы болып табылатын жүйені түсіну қажет.


3. Негізгі топологиялар. Топология түрлері.

Желі топологиясы дегеніміз

компьютерлердің, кабельдердің және желінің басқа да компоненттерінің физикалық орналасуы.

Барлық желілер базалық үш топология негізінде құрылады:

«шина», «жұлдызша», «сақина»

Шина» – пассивті топология, яғни компьютерлер желі бойынша жіберілетін деректерді тек «тыңдайды», бірақ олардың жіберушіден қабылдаушыға ауысуын қамтамасыз етпейді. Сондықтан да бір компьютердің істен шығуы басқалардың жұмысына әсер етпейді. Активті топологияларда компьютерлер сигналдарды қалпына келтіріп, оларды желі бойынша жіберуге қатысады.

Кабель үзілген жағдайда желі жұмысы тоқтатылып әрбір компьютер автономды тәртіпте жұмыс істейді

«Жұлдызша»– компьютерлер кабель сегменттеріне бір нүктеден қосылады.«Жұлдызша» топологиясы – компьютерлер кабельдің көмегімен концентратор (hub) деп аталатын орталық компонентке қосылған Сигналдар жіберуші компьютерден концентратор арқылы басқаларына таратылады. Кемшілігі – үлкен желілер жағдайында кабель шығыны арта түседі және орталық компонент істен шықса, барлық желі жұмысы тоқтатылады. Бірақ қандай да бір компьютер бұзылса, желідегі басқа компьютерлерге оның кері әсері болмайды

Сақина» – кабель өзіне қосылған компьютерлермен сақинаға тұйықталған.«Сақина» топологиясы – сигналдар сақина бойымен бір бағытта жіберіліп, әрбір компьютерден өтеді. «Шина» пассивті топологиясынан айырмашылығы мұнда әрбір компьютер репитордың рөлін атқарады, яғни сигналдарды күшейте отырып келесі компьютерге жібереді. Сондықтан да егер бір компьютер істен шықса, бүкіл желі жұмысын тоқтатады.

Топология	Артықшылығы	Кемшілігі
Шина	Кабельді үнемдейді. Беріліс ортасын пайдалану құны төмен, қарапайым, сенімділігі жоғары. Желіні жеңіл ұзартуға болады.	Желідегі компьютерлер саны өскен сайын оның жылдамығы төмендейді. Кабельдің істен шығуы көптеген қолданушылардың жұмысын тоқтатады, Проблемаларды тез шешу қиынға түседі.
Сақина	Желідегі барлық компьютерлердің үстемдіктері бірдей. Қолданушылардың саны желі өнімділігіне әсер етпейді.	Бір компьютердің істен шығуы желі ні түгелдей тоқтатады. Проблемаларды тез шешу қиынға түседі. Желі конфигурациясын өзгерту үшін оның жұмысын тоқтатуға тура келеді.
Жұлдызша	Желіге жаңа компьютерлер қосу арқылы жеңіл модификациялауға болады, Бақылау мен басқару орталықтанған. Бір компьютердің істен шығуы желі жұмысына әсер етпейді.	Орталық түйіннің істен шығуы желі жұмысын тоқтатады.

4. Желілік кабель. Кабель типтері.

Кабель компьютерді желінің басқа машиналарымен қосатын байланыс арнасын қамтамасыз етеді.

Кабель компьютерді желінің басқа машиналарымен қосатын байланыс кабель компьютерді желінің басқа машиналарымен қосатын байланыс арнасын қамтамасыз етеді. Кабель – желінің екі түйінінің арасын қосатын сымның бөлігі кабель желінің екі түйінінің арасын қосатын сымның бөлігі. Кабель сегменті дегеніміз – желінің бір ұшын келесісімен қосатын (терминаторлар арасын қосатын) кабельдердің тобы.

Бүгінгі таңда компьютерлік желілердің көпшілігінде қосы­лыс ортасы ретінде сымдар мен кабельдер пайдаланылады. Олар компьютерлер арасында сигналдардың беріліс ортасының рөлін атқарады. Кіші және үлкен желілердің талаптарына сай кабель­дердің түрлері көп. Бақытымызға қарай, желілердің көпшілігі үшін кабельдердің тек үш негізгі түрі қолданылады:

а) коаксиал кабель

б) шиыршықталған жұп (экрандалған және экрандалмаған)

в) оптикалық талшықты кабель

Коаксиальді кабель

Бұған дейін коаксиальді кабель ең кең тараған кабельдердің бірі болып келді.

1. оның құны төмен, жеңіл, жұмсақ және қолдануға ыңғайлы.

2. коаксиал кабельдің кең таралуы оның сенімділігін арттырып, орнату жағынан қарапайым болуына әкелді.

Ең қарапайым коаксиал кабель мыс тамырдан, оқшаулауыштан, экраннан және сыртқы қабықшадан тұрады.

• Сигналдың кабель бойымен жылжу барысында мөлшерінің азаюын оның өшуі деп атайды. Коаксиал кабель шиыршықталған жұпқа қарағанда кедергіге қарсы жоғары орнықтқылықты қамтамасыз ететіндіктен, онда сигналдың өшуі аз кездеседі.

• Коаксиал кабельдердің түрлері. Желіге қойылатын нақты талаптарға сай коаксиал кабельдердің түрі таңдалады

Коаксиал кабельдер (coaxial cable) келесі жағдайларда

қолданылады:

– сөздерді, видео және екілік деректерді тасымалдаушы орта ретінде;

– деректерді алыс қашықтықтарға жеткізу үшін (құны

төмен кабельдермен салыстырғанда);

– деректерді қорғауды жеткілікті деңгейде қамтамасыз ететін таныс технология.

Шиыршықталған жұп Қазіргі кезде коаксиалдан гөрі шиыршықталған жұпты қолданған тиімді. Шиыршықталған жұп негізіндегі кабель бірінің сыртына бірі оралған және арнайы пластикалық қоршаудың ішіне орналасқан екі сымнан тұрады. Мысалы, телефон аппараты телефон розеткасына шиыршықталған жұп арқылы қосылады. Кабель оның бойымен бірінің сыртына бірі оралған екі немесе одан да кӛп сымдар жұптарынан тұрады. Шиыршықталып оралу кабельдің кедергіге қарсылығын арттырып, әрбір жұп сымның басқаларына әсерін азайтады.

Шиыршықталған жұп негізіндегі кабельдің сыртқы қабығы болуы да болмауы да мүмкін, ал ішіндегі сымдарының саны әртүрлі. Бұл кабельдің екі түрі кездеседі: экрандалған шиыршықталған жұп, экрандалмаған шиыршықталған жұп.

a) Экрандалмаған шиыршықталған жұп жергілікті есептеу желілерінде кең қолданылады, сегментінің максималды ұзындығы 100 метрді құрайды. Ол екі оқшауланған мыс сымнан тұрады Кабельдің атқаратын қызметіне қарай әрбір ұзындық бірлігіне сай шиыршықтарының саны реттеледі.

Шиыршықталған жұп негізіндегі кабель қолданылады, егер:

қаржы шектеулі болса;

орнатудың жеңілдігі қажет болса;

Деректердің бүтіндігін сақтау жағынан жоғары сенімділік және оларды ұзақ қашықтыққа жоғары жылдамдықпен тарату қажет болса, бұл кабельдің түрін пайдаланып керегі жоқ.

Шиыршықталған жұп негізіндегі кабельдің басқа кабельдерге қарағанда артықшылығы оның арзандығында.Сонымен қатар оны орнату жеңіл және қызмет көрсету ыңғайлы. Мұндай кабельдердің түрін орнату ғимарат салынып жатқан кезде есепке алынады, олардың қосылыс орындары телефондікіне ұқсас келеді.

Шиыршықталған жұп негізіндегі кабельдің басқа кабельдерге қарағанда кемшілігі электромагнитті ӛрістерді сезгіштігі, соның салдарынан оларды алыс қашықтықтарға орнату шектеулі. Бірақ бұл жолдағы жаңа технологиялық жетістіктер аталған шектеулерді жақын арада жоятындығына күмән жоқ.


5. Сигналдарды жіберу. Сымсыз желілер.

Деректер электрлік сигналдар түрінде желінің барлық компьютерлеріне жіберіледі; бірақ ақпаратты тек адресат қана қабылдайды. Бір уақытта тек жалғыз компьютер ғана беріліске қатыса алады. Желіні құраушы компьютерлер саны өскен сайын, оның жылдамдығы кеми түседі. Бұл – желі шапшаңдығына әсер етуші факторлардың бірі ғана. Одан басқа да факторлар жеткілікті:

• 
  желідегі компьютерлердің аппараттық жабдықтарының сипаттамасы
  
• 
  компьютерлердің деректерді жіберу жиілігі
  
• 
  жұмыс істеуші желілік қосымшалар типтері
  
• 
  желілік кабельдің типі
  
• 
  желідегі компьютерлердің бір-бірінен қашықтығы.
  

Сымсыз желі идеясы қызығушылық туғызары қақ, себебі:

• 
  жұмыс істеп тұрған кабельдік желіге уақытша қосылуды қамтамасыз етеді;
  
• 
  жұмыс істеп тұрған кабельдік желіге резервті көшірмені ұйымдастыруға көмектеседі;
  
• 
  тездіктің нақты деңгейін қамтамасыз етуге кепілдік береді;
  
• 
  желінің максималды ұзындығына мыс немесе тіпті оптикалық талшықты кабельдер арқылы қойылатын шектеуді алуға мүмкіндік береді. Сымсыз желілерге даусыз артықшылық беретін тағы бір фактор – кабельді орнатудың қиындығы. Бұл желілер келесі жағдайларда өте пайдалы болуы мүмкін:
  

• 
  адамдар көп жиналған бөлмелерде (мысалы, кіреберіс бөлме немесе қабылдау бөлмесі);
  
• 
  әр жерде жұмыс істейтін адамдар үшін;
  
• 
  оқшауланған бөлмелерде және ғимараттарда;
  
• 
  жобасы жиі өзгеретін бөлмелерде;
  
• 
  кабельдерді жүргізуге болмайтын құрылыстарда (мысалы, тарихи немесе архитектуралық ескерткіштер).
  

• 
  жергілікті есептеу желілері;
  
• 
  кеңейтілген жергілікті есептеу желілері;
  
• 
  жылдам (тасымалданатын компоненттер).
  

Желілік адаптердің тақшалары компьютер мен желілік кабельді қосатын физикалық интерфейс ретінде қолданылады. Тақшалар желідегі барлық компьютерлер мен серверлердің кеңейту слоттарына қойылады.

Компьютер мен желі арасында физикалық қосылысты қамтамасыз ету үшін сәйкес разъемге немесе портқа тақшалар (әрине, орнатылғаннан кейін) желілік кабель арқылы қосылады. Желілік адаптердің тақшаларының қызметі: компьютерден түскен деректерді желілік кабель арқылы жіберуге даярлау; деректерді басқа компьютерге жіберу; компьютер мен кабельдік жүйе арасындағы деректер ағымдарын басқару.

Деректерді даярлау. Деректерді желіге жібермес бұрын желілік адаптердің тақшалары оларды компьютерге түсінікті пішіннен желілік кабель арқылы жіберуге болатындай түрге келтіруі керек.

Компьютердің ішінде деректер шиналар бойымен жіберіледі және деректер биттері параллель қозғалады. Желілік кабельде деректер биттердің тізбектелген ағымдары түрінде қозғалуы керек. Сонымен, желілік тақшаның міндеті параллель деректерді қабылдап, оларды бит бойынша тізбектей жіберуді ұйымдастыру болып табылады. Бұл процесс компьютердің цифрлік деректерін желілік кабель бойынша жіберілетін электрлік және оптикалық сигналдарға ауыстырумен аяқталады. Бұл түрлендіруге трансивер жауап береді

Деректерді түрлендірумен қатар желілік адаптердің тақшасы өзінің орны немесе адресін көрсетуге тиіс. Желілік адрестерді IEEE комитеті анықтайды. Бұл комитет желілік адаптердің тақшаларын өндірушілердің әрқайсысы үшін адрестер интервалын бекіткен. Өндірушілер бұл адрестерді микросхемаларға «тігіп» қояды. Осының арқасында желідегі әрбір тақша, яғни әрбір компьютер ерекше адреске ие.

- жіберілетін деректер блоктарының максималды ұзындығының өлшемі;

- қабылданғаны жайлы хабарламасыз жіберілетін деректер көлемі;

- деректер блоктарын жіберу интервалдары;

- әрбір тақшаның толып кетпей қабылдай алатын деректер көлемі;

- деректердің беріліс жылдамдығы.

Егер жылдам тақша баяулау тақшамен әсерлесетін болса, олар ортақ беріліс жылдамдығын анықтаулары керек. Сондықтан желідегі әрбір тақша басқаларына өзінің параметрлері жайында хабарлайды және олардан дәл сондай ақпаратты қабылдайды да соған икемделеді. Барлық детальдар анықталғаннан кейін тақшалар деректер алмасуды бастайды. Көбінесе түскен деректерді желілік адаптердің тақшасы жіберіп үлгермейді, ондай жағдайда олар уақытша буферге орналастырылады.

Желілік адаптердің тақшаларының кейбір параметрлерін дұрыс икемдеу керек. Олардың қатарына: үзу (IRQ), енгізу мен қорытындылаудың негізгі портының адресі және жадтың негізгі адресі жатады.

Желілік адаптер тақшасы келесі талаптарды қанағаттандыруы керек:

- компьютердің ішкі құрылымына сай болуы (деректер шиналарының архитектурасы);

- желілік кабельге қосылатын қосқышы болуы (ол қосқыш кабель жүйесінің типіне сәйкес болуы тиіс).


Желі түйіндері (ағылш host, ағылш node) — компъютерлік желінің бөлігі ретінде басқа құрылғылармен байланысқан құрылғы. Түйіндерге мыналар жатады: компьютерлер, ұялы телефондар, қалта компьютерлер және маршрутизатор, коммутатор немесе концентратор сияқты арнайы желілік құрылғылар.

Шешiмдердiң осы типінің артықшылықтары қауiпсiздiктiң қамтамасыз етуiне барынша үнемдi жолдарында болады - тек қана осы керек желiнiң бөлiмшелерi үшін қорғалуы бекiтiледi. Мұндай бөлiмшелер таңдауының мүмкiншiлігi тек техникалық ресурстарды унемдеу ғана емес, сонымен қатар ақпараттық қауiпсiздiктiң қамтамасыз етуіне жұмсалатын құралдарды да бередi

Бұдан басқа желiнiң жеке түйiндерiнiң қорғауы үшiн шешiмдердiң артықшылықтарының бiр қатарын ерекшелеуге болады:

Тығыз интеграцияланған қорғаудың алдынғы технологиялары қазiргi компьютер байбаламдарының барлық түрлерiмен белдесiп және жаңа қауіпті программалық жабдықтың пайда болуының жылдам әсер етуімен сатті күресуіне мүмкіндік береді;

Басқару және қызмет көрсету аспаптары интуициялық жұмсалатын уақытты минимумдарға түйiстiруге көмектеседi, және арнайы бiлiм талап етпейдi;

Шешiмнiң масштабталатындығы серiктестiктiң өсуiн шара бойынша қорғаудың периметрiн кеңейтуге көмектеседi.

а) коаксиал кабель

б) шиыршықталған жұп (экрандалған және экрандалмаған)

в) оптикалық талшықты кабель

Кабель компьютерді желінің басқа машиналарымен қосатын байланыс арнасын қамтамасыз етеді. Кабельдерді орнату барысында оның ерекшеліктерін ескерген жөн. Ол ережелер ескерілмеген жағдайда түрлі ыңғайсыздықтар туады. Кабель мен кабель сегменті ұғымдарының айырмашылығын алдын-ала түсініп алған жөн. Кабель – желінің екі түйінінің арасын қосатын сымның бөлігі. Кабель сегменті дегеніміз – желінің бір ұшын келесісімен қосатын (терминаторлар арасын қосатын) кабельдердің тобы. Терминаторлар – сегменттің екі шетіне орнатылып, кабельдің толқындық кедергісін қалыпқа келтіретін резисторлар. Сегмент соңына жеткен сигналды терминатор жұтады, мұның өзі паразиттік сигналдардың шағылысуын болдырмайды. Терминаторларды орнатпаған жағдайда, желі соңына жеткен сигналдар шағылысып, қайтадан кабельге түседі де оның бойымен деректер алмасуға кедергі жасайды, желінің жұмысын тоқтатуға дейін барады.

Бұған дейін коаксиальді кабель ең кең тараған кабельдердің бірі болып келді. Мұның екі себебі бар. Біріншіден, оның құны төмен, жеңіл, жұмсақ және қолдануға ыңғайлы. Екіншіден, коаксиал кабельдің кең таралуы оның сенімділігін арттырып, орнату жағынан қарапайым болуына әкелді.

Ең қарапайым коаксиал кабель мыс тамырдан, оқшаулауыштан, экраннан және сыртқы қабықшадан тұрады (2.1- сурет).