Kompyuter tarmoqlari vazifalari Kompyuter tarmogʻi nima?

Aloqa liniyalari xarakteristikasi
Aloqa liniyasi odatda elektr axborot signallari uzatiladigan jismoniy vositadan, ma'lumotlarni uzatish uskunasidan va oraliq uskunadan iborat. Liniya atamasining sinonimi kanal atamasi hisoblanadi .

Ma'lumotlarni uzatishning fizik muhiti kabel, ya'ni simlar, izolyatsion va himoya qobiqlar va ulagichlar to'plami, shuningdek, elektromagnit to'lqinlar tarqaladigan yer atmosferasi yoki tashqi fazo bo'lishi mumkin.
Aloqa liniyalari ma'lumotlarni uzatish vositasiga qarab quyidagilarga bo'linadi:

• sim (havo);

  
  

• kabel (mis va optik tolali);

  
  

• yer usti va sun'iy yo'ldosh aloqalari uchun radiokanallar .

  
  

Simli (havo) aloqa liniyalari - bu ustunlar orasiga yotqizilgan va havoda osilgan hech qanday izolyatsion yoki skrining ortiqcha oro bermay simlar. Bunday aloqa liniyalari an'anaviy ravishda telefon yoki telegraf signallarini olib yuradi, ammo boshqa imkoniyatlar mavjud bo'lmaganda, bu liniyalar kompyuter ma'lumotlarini uzatish uchun ham ishlatiladi. Ushbu liniyalarning tezligi va shovqinga chidamliligi ko'p narsalarni orzu qiladi. Bugungi kunda simli aloqa liniyalari tezda kabel liniyalariga almashtirilmoqda.
Kabel liniyalari juda murakkab tuzilmadir. Kabel izolyatsiyaning bir necha qatlamlari bilan o'ralgan o'tkazgichlardan iborat: elektr, elektromagnit, mexanik va, ehtimol, iqlimiy. Bundan tashqari, kabel turli jihozlarga tezda ulanish imkonini beruvchi ulagichlar bilan jihozlanishi mumkin. U erda ishlatiladigan kabel uch asosiy turlari bilan kompyuter tarmoqlari juft o'ralgan mis kabellar, koaksial mis kabellar va optik tolali kabellar.
O'ralgan simlar juft o'ralgan simlar deb ataladi . Bükümlü himoyalangan, bir amalda mavjud , mis simlari bir juft izolyatsiya ekranda va pardasi bilan o'ralgan bo'lsa , hech qanday banderol izolyatsiyalash qachon. Simlarni burish tashqi shovqinning kabel orqali uzatiladigan kerakli signallarga ta'sirini kamaytiradi.
Koaksiyal kabel muvozanatsiz tuzilishga ega va ichki mis o'tkazgichdan va o'tkazgichdan izolyatsiya qatlami bilan ajratilgan ortiqcha oro bermaydan iborat. Xususiyatlari va qo'llanilishi sohalarida farq qiluvchi koaksial kabelning bir nechta turlari mavjud - mahalliy tarmoqlar uchun, keng tarmoqli tarmoqlar uchun, kabel televideniesi uchun va boshqalar.
Optik tolali kabel nozik tolalardan iborat bo'lib, ular orqali yorug'lik signallari tarqaladi. Bu kabelning eng sifatli turi - u juda yuqori tezlikda (10 Gbit/s gacha va undan yuqori) ma'lumotlarni uzatishni ta'minlaydi va boshqa turdagi uzatish tashuvchilarga qaraganda yaxshiroq ma'lumotlarni tashqi shovqinlardan himoya qiladi.
Er usti va sun'iy yo'ldosh aloqalari uchun radiokanallar radioto'lqinlarning uzatuvchi va qabul qiluvchisi yordamida shakllantiriladi. Foydalanilayotgan chastota diapazonida ham, kanal diapazonida ham farq qiluvchi juda ko'p turli xil radiokanallar mavjud. Qisqa, o'rta va uzoq to'lqin uzunligi diapazonlari (KB, MW va LW), shuningdek, Amplituda Modulyatsiyasi (AM) deb ataladigan diapazonlar ular foydalanadigan signal modulyatsiyasi usulidan keyin uzoq masofali aloqani ta'minlaydi, lekin past ma'lumot tezligida. Ko'proq yuqori tezlikdagi kanallar ultraqisqa to'lqinlar (VHF) diapazonlarida ishlaydi, ular chastotali modulyatsiya bilan tavsiflanadi, shuningdek, mikroto'lqinli diapazonlarda (mikroto'lqinlar).
Mikroto'lqinli diapazonda (4 gigagertsdan ortiq) signallar endi Yer ionosferasi tomonidan aks ettirilmaydi va barqaror aloqa uchun uzatuvchi va qabul qiluvchi o'rtasida ko'rish chizig'i talab qilinadi. Shuning uchun bunday chastotalar sun'iy yo'ldosh kanallari yoki radiorele kanallaridan foydalanadi, bu erda bu shart bajariladi.
Kompyuter tarmoqlarida bugungi kunda jismoniy ma'lumotlarni uzatish vositalarining deyarli barcha tasvirlangan turlari qo'llaniladi, ammo eng istiqbollilari optik tolali hisoblanadi. Bugungi kunda ular yirik hududiy tarmoqlarning avtomobil yo'llarini, shuningdek, mahalliy tarmoqlarning yuqori tezlikdagi aloqa liniyalarini qurish uchun asos sifatida foydalanilmoqda.
Twisted pair ham mashhur vosita bo'lib, u mukammal sifat va narx nisbati va o'rnatish qulayligi bilan ajralib turadi. O'ralgan juftlik kabellari odatda markazdan 100 metrgacha bo'lgan masofadagi tarmoqlarning oxirgi foydalanuvchilarini ulash uchun ishlatiladi. Sun'iy yo'ldosh kanallari va radioaloqa ko'pincha kabel aloqasidan foydalanish mumkin bo'lmagan hollarda qo'llaniladi - masalan, kanal kam aholi punktlaridan o'tganda yoki mobil tarmoq foydalanuvchisi bilan aloqa qilish uchun.
Hatto ikkita mashinadan iborat eng oddiy tarmoqni ko'rib chiqsak ham, har qanday kompyuter tarmog'iga xos bo'lgan ko'plab muammolarni, shu jumladan aloqa liniyalari orqali signallarni jismoniy uzatish bilan bog'liq muammolarni ko'rish mumkin , ularsiz har qanday aloqani amalga oshirish mumkin emas.
Hisoblashda ikkilik kod ma'lumotlarni ifodalash uchun ishlatiladi . Kompyuterda ma'lumotlarning birliklari va nollari diskret elektr signallariga mos keladi . Ma'lumotlarning elektr yoki optik signallar ko'rinishida ifodalanishi kodlash deb ataladi . 1 va 0 ikkilik raqamlarini kodlashning turli usullari mavjud, masalan, bitta kuchlanish darajasi bir kuchlanish darajasiga mos keladigan potentsial usul va boshqa kuchlanish darajasi nolga yoki impulsli yo'l, raqamlarni ifodalash uchun turli yoki bir qutbli impulslardan foydalanilganda .
Shunga o'xshash yondashuvlar ma'lumotlarni kodlash va ularni aloqa liniyalari orqali ikkita kompyuter o'rtasida uzatish uchun ishlatilishi mumkin. Biroq, bu aloqa liniyalari o'zlarining elektr xususiyatlariga ko'ra kompyuterning ichida mavjud bo'lganlardan farq qiladi. Tashqi va ichki aloqa liniyalarining asosiy farqi ularning ancha katta uzunligidir. va shuningdek, ular ko'pincha kuchli elektromagnit parazitga duchor bo'lgan hududlar orqali himoyalangan muhofazadan tashqariga chiqadi. Bularning barchasi to'rtburchaklar impulslarning sezilarli darajada ko'proq buzilishiga olib keladi (masalan, qirralarning "yiqilishi") kompyuterga qaraganda. Shuning uchun, kompyuter ichida va tashqarisida ma'lumotlarni uzatishda aloqa liniyasining qabul qiluvchi uchida impulslarni ishonchli tanib olish uchun har doim ham bir xil tezlik va kodlash usullaridan foydalanish mumkin emas. Masalan, chiziqning yuqori sig'imli yuki tufayli impuls chetining sekin ko'tarilishi impulslarni pastroq tezlikda uzatishni talab qiladi (qo'shni impulslarning oldingi va orqa tomonlari bir-biriga yopishib qolmasligi va pulsning o'sishiga vaqt topishi uchun) talab darajasi).
Kompyuter tarmoqlari ishlatiladi bir salohiyati sifatida, va raqamli ma'lumotlarni kodlashtirish puls , shuningdek, muayyan bir yo'li kompyuter ichida ishlatiladigan hech qachon ma'lumotlarni vakillik qilish uchun - modülasyonu (rasm 3.). Modulyatsiya bilan diskret ma'lumot mavjud aloqa liniyasi yaxshi uzatadigan chastotaning sinusoidal signali bilan ifodalanadi.
Yuqori sifatli kanallarda potentsial yoki impuls kodlash qo'llaniladi va kanal uzatiladigan signallarda kuchli buzilishlarni keltirib chiqarganda, sinusoidal signallarga asoslangan modulyatsiya afzalroqdir. Odatda, modulyatsiya analog telefon liniyalari orqali ma'lumotlarni uzatish uchun keng maydon tarmoqlarida qo'llaniladi, ular analog shaklda ovozni uzatish uchun mo'ljallangan va shuning uchun impulslarni to'g'ridan-to'g'ri uzatish uchun juda mos kelmaydi.
Modemlar ma'lumotlarni bir turdan ikkinchisiga aylantirish uchun ishlatiladi . Ikkilik nol, masalan, past chastotali signalga va bitta yuqori chastotaga aylantiriladi . Boshqacha qilib aytganda, ma'lumotlarni konvertatsiya qilish, modem analog signal chastotasini modulyatsiya qiladi.

Signalni uzatish usuliga kompyuterlar orasidagi aloqa liniyalaridagi simlar soni ham ta'sir qiladi.
Ma'lumotlarni uzatish parallel yoki ketma-ket sodir bo'lishi mumkin.
Tarmoqlardagi aloqa liniyalarining narxini pasaytirish uchun ular odatda simlar sonini kamaytirishga intilishadi va shuning uchun ular kompyuter ichida bo'lgani kabi bir bayt yoki hatto bir necha baytning barcha bitlarini parallel ravishda uzatishdan foydalanmaydilar, lekin ketma-ket. , faqat bir juft simni talab qiladigan bitli uzatish.

Shuningdek, kompyuter va qurilmalarni ulash uchun uch xil atama bilan belgilangan uch xil usul qo'llaniladi. Ulanish oddiy, yarim dupleks va to'liq dupleks.
Simpleks ulanish ma'lumotlar faqat bir yo'nalishda harakatlanishi deyiladi. Yarim dupleks ulanish ma'lumotlarning har ikki yo'nalishda ham, lekin turli vaqtlarda harakatlanishiga imkon beradi va nihoyat, to'liq dupleks ulanish ma'lumotlarning bir vaqtning o'zida ikkala yo'nalishda ham harakatlanishidir.
Har qanday aloqa tarmoqlari o'z abonentlarini o'zaro almashtirishning qandaydir usullarini qo'llab-quvvatlaydi. Bu abonentlar masofaviy kompyuterlar , mahalliy tarmoqlar, faks mashinalari yoki oddiygina telefon orqali muloqot qiladigan suhbatdoshlar bo'lishi mumkin. O'zaro aloqada bo'lgan abonentlarning har bir juftligini uzoq vaqt davomida monopoliyada "egalik qilishlari" mumkin bo'lgan o'zlarining o'zgarmas (ya'ni doimiy ulanish) jismoniy aloqa liniyasi bilan ta'minlash deyarli mumkin emas. Shuning uchun har qanday tarmoqda har doim tarmoq abonentlari o'rtasida bir nechta aloqa seanslari uchun mavjud jismoniy kanallarning mavjudligini ta'minlaydigan qandaydir turdagi abonentlarni almashtirish usuli qo'llaniladi.
Bog'lanishni almashtirish tarmoq uskunasiga bir nechta qurilmalar o'rtasida bir xil jismoniy aloqa kanalini almashish imkonini beradi . Ulanishni almashtirishning ikkita asosiy usuli - kontaktlarning zanglashiga olib o'tish va paketli kommutatsiya.
Kommutatsiya sxemalari tarmoqqa ulangan ikkita qurilma o'rtasida yagona, uzluksiz ulanishni yaratadi. Ushbu qurilmalar o'zaro aloqada ekan, boshqa hech kim o'z ma'lumotlarini uzatish uchun ushbu ulanishdan foydalana olmaydi - ulanish bo'sh bo'lguncha kutish kerak.
O'chirish moslamasining oddiy misoli ikkita kompyuterni bitta printerga ulash uchun xizmat qiluvchi AB kalitidir . Kompyuterlardan birini chop etishni yoqish uchun siz kompyuter va printer o'rtasida uzluksiz aloqani o'rnatib, kalitdagi almashtirish tugmachasini aylantirasiz. Nuqtadan nuqtaga ulanish hosil bo'ladi . Rasmda ko'rsatilganidek, bir vaqtning o'zida faqat bitta kompyuter chop etishi mumkin.
Kommutatsiya sxemalari
Bugungi kunda ko'pgina tarmoqlar, jumladan Internet, paketli kommutatsiyadan foydalanadi . Bunday tarmoqlarda ma'lumotlarni uzatish dasturlari ma'lumotlarni paketlar deb ataladigan qismlarga ajratadi. Paketli kommutatsiyalangan tarmoqda ma'lumotlar bir vaqtning o'zida bitta paketni yoki bir nechta paketlarni kuzatishi mumkin.