Kompyuter tarmoqlari

KOMPYUTER TARMOQLARI Telekommunikatsiya texnologiyalari, 5 semestr
Ma'ruza	Kompyuter tarmoqlarining standart texnologiyalari. Simli va simsiz tarmoq texnologiyalari, IEEE 802 (IEEE 802.3, 802.11, 802.15, 802.16) standartlari Mobil tarmoqlarining standartlari, zamonaviy tarmoqni loyihalash dasturlari

1. 
   Kompyuter tarmoqlarining standart texnologiyalari. Simli va simsiz tarmoq texnologiyalari, IEEE 802 (IEEE 802.3, 802.11, 802.15, 802.16) standartlari
   

Kompyuter (hisoblash) tarmog`i – bu aloqa kanallari orqali yagona tizimga bog`langan kompyuter va terminallar majmuasidir.

Kompyuter tarmoqlarini ko’pgina belgilar, xususan xududiy ta`minlanishi jixatidan tasniflash mumkin. Bunga ko’ra global, mintakaviy va lokal (maxalliy) tarmoqlar farqlanadi.

Qo’llaniladigan dasturiy ta`minot nuqtai nazaridan tarmoq tuzilishining ikki xil asosiy tamoyili joriy etilgan.

Birinchi tamoyilda tarmoqning dasturlashtirilgan ta`minoti ko’pgina foydalanuvchilarga xamma kirishi mumkin bo’lgan bosh komp`yuter resurslarini taqdim etishga mo’ljallangan. U ‘fayl-server’ deb yuritiladi. Bosh komp`yuterning asosiy resursi fayllar bo’lgani uchun u shu nomni olgan. Bu dasturli modullar yoki ma`lumotlarga ega fayllar bo’lishi mumkin. Fayl-server - bu serverning eng umumiy turi. Fayl -serverini disk xajmi odatdagi komp`yuterdagidan ko’p bo’lishi kerak, chunki undan ko’pgina komp`yuterlarda foydalaniladi. Tarmoqda bir qancha fayl - serverlar bo’lishi mumkin. Tarmoqdan foydalanuvchilarning birgalikda foydalanishiga taqdim etiladigan fayl-serverning boshqa tur serverlarini sanab o’tish mumkin. Masalan: printer, modem, faksimil aloqa uchun qurilma. Fayl-server resurslarini boshqaruvchi va ko’pgina tarmoq foydalanuvchilari uchun ruxsat beruvchi dasturiy ta`minoti tarmoqning operatsion tizimi deb ataladi. Uning asosiy qismi fayl-serverda joylashadi; ishchi stantsiyada faqat resurs va fayl-server orasidan murojaat qilinadigan dasturlar oralig’idagi interfeys rolini bajaruvchi uncha katta bo’lmagan qobiq joylashtiriladi.

Ikkinchi tamoyil “klient-server” arxitektura deb ataladi. Uning dasturiy ta`minoti resurslardan jamoa bo’lib foydalanishgagina mo’ljallanib qolmay, ularni qaytaishlash va foydalanuvchi talabiga kura resurslarni joylashtirishga mo’ljallangan. “Klient-server” arxitekturalar dasturi tizimi ikkita bo’linmadan iborat: Serverning dasturiy ta`minoti va foydalanuvchi - mijozning dasturiy ta`minoti. Bu tizimlar ishi quyidagicha tashkil qilinadi: mijoz-dasturlar foydalanuvchining komp`yuterida bajariladi va umumiy kirish komp`yuterida ishlaydigan dastur - serverga so’rov jo’natiladi. Ma`lumotlarning asosiy kismini qayta ishlash kuchli server tomonidan amalga oshiriladi, foydalanuvchi komp`yuteriga faqat bajarilgan so’rov natijalari yuboriladi. Ma`lumotlar bazasi serverlari katta xajmdagi ma`lumotlar (bir necha 10 Gigabayt va undan ko’p) bilan ishlashga mo’ljallangan. Global tarmoqlari ilovalarida klient-server arxitekturasi (ma`lum ma`noda) asosiy sanaladi. Katta matnli saxifalarni saqlash va qayta ishlashni ta`minlovchi mashxur Web-serverlari, FTD-serverlari, elektron pochta serverlari va boshqalar ma`lum. Sanab o’tilgan xizmat turlarining mijoz dasturlari ushbu serverlar tomonidan xizmatni qabul qilib olish va ulardan javob olish uchun so’rash imkonini beradi.

Tarmoqda axborotni ishlab chiqaruvchi va undan foydalanuvchi ob’yektlar tarmoq ob’yektlari deyiladi. Tarmoq ob’yektlari alohida kompyuter, kompyuterlar kompleksi, ishlab chiqarish robotlari va boshqalar bo`lishi mumkin. Axborotlarni territorial joylashuviga ko`ra kompyuter tarmoqlarini uchta asosiy sinfga bo`lish mumkin: global tarmoqlor, regional (mintaqaviy) tarmoqlar, lokal (mahalliy) tarmoqlar.

Global kompyuter tarmoqlari turli mamlakatlarda, turli qitalarda joylashgan abonentlarni birlashtiradi.

Abonentlar orasida aloqa bunday tarmoqlarda telefon aloqa liniyalarda, radioaloqa va sputnik aloqa tizimlari asosida amalga oshiriladi.

Mintaqaviy kompyuter tarmoqlari bir-biridan ancha uzokda joylashgan biror mintaqaga tegishli abonentlarni birlashtiradi. Masalan, biror shahar ichidagi yoki iqtisodiy regionda yoki alohida bir mamlakatda joylashgan abonentlarni birlashtiruvchi tarmoq.

Lokal (mahalliy) tarmoq kichik bir hududda joylashgan abonentlarni birlashtiradi. Bunday tarmoq odatda aniq bir joyga bog`langan bo`ladi. Masalan, biror korxona yoki tashkilotga. Mahalliy tarmoqning uzunligini 2-3 km bilan cheklanishi mumkin.

Global, mintaqaviy va mahalliy tarmoqlar birlashmasi ko`p tarmoqli ierarxiyani tashkil etish imkonini beradi. Masalan, Internet kompyuter tarmog`i keng tarqalgan, ommaviylashgan global kompyuter tarmog`idir. Uning tarkibiga erkin ravishda birlashgan tarmoqlar kiradi. Uning nomining o`zi «tarmoqlar orasida» ma’nosini bildiradi. Internet alohida tarmoqlarni birlashtirgan. Shuning uchun u katta imkoniyatlarga ega. O`zining shaxsiy kompyuteri orqali Internetning ixtiyoriy abonenti axborotni boshqa shaharga uzatishi, Vashington kongressi kutubxonasidagi adabiyotlar katalogini ko`rib chiqish, Nyu-Yorkdagi metropoliten muzeyining eng so`nggi ko`rgazmasining rasmlari bilan tanishib chiqish, tarmoqqa ulangan abonentlar bilan konferensiyada yoki o`yinda ishtirok etishi mumkin. Internetning asosiy tarkibini mahalliy kompyuter tarmoqlari tashkil etadi.

Bunday tamoyillar asosida kompyuter tarmoqlarining standart texnologiyalarini tavsiflash mumkin (2.1.-rasm).

2.1.-rasm. Tarmoqlar texnologiyalari tavsifi
Global tarmoqlar

Avvaliga turli hududlarda, masalan boshqa shahar va davlatlarda joylashgan kompyuterlarni birlashtiruvchi global tarmoqlar vujudga kelgan (Wide Area Networks, WAN). Kompyuter tarmoqlari boshqa, ancha eski va keng tarqalgan telefon tarmoqlaridan ko’p xususiyatlarga ega edi.

Katta masofalarga yuqori sifatli aloqa liniyasini yotqizish juda qimmatga tushishi sababli birinchi global tarmoqlarda ko’pincha avval boshqa maqsadlar uchun qurilgan aloqa kanallaridan foydalanilgan. Masalan, ko’p yillar davomida global tarmoqlar vaqtning har momentida faqat bitta analog shakldagi so’zlashuvchi uzatishga qodir bo’lgan tonal chastota kanallari asosida qurilgan.

Global kompyuter tarmoqlari rivojlanishi ko’p jihatdan Telefon tarmoqlari rivojlanishiga bog’liq bo’ldi. 60-yillar oxiridan telefon tarmoqlarida ovozni raqamli ko’rinishda uzatish keyinchalik ATS va foydalanuvchilarni ulovchi, bir vaqtda o’nlab va yuzlab so’zlashuvlarni uzata oluvchi yuqori tezlikli raqamli kanallar paydo bo’lishiga olib kelgan. Birlamchi, ya’ni asos tarmoqlar uchun plezixron raqamli ierarxiya (Plesiochrohous Digital Hierarchy, PDH), ishlab chiqildi.

Avvaliga PDH texnologiyasi 140 Мbit/s tezlikda ishlagan. Lekin 80-yillarda sinxron raqamli ierarxiya (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) paydo bo’ldi va raqamli kanallar tezligi diapazonini 10 Gbit/s tezlikkacha kengaytirdi, spectral multiplekslash texnologiyasi (Dese Wave Division Multiplexing, DWDM) esa – yuzlab gigabitdan xatto sekundiga bir necha terabitgacha.

Hozirda global tarmoqlar ko’rsatilayotgan servislar xilma-xilligi va sifati bo’yicha ancha keyin yaralgan bo’lsada bu borada uzoq vaqt peshqadam bo’lgan lokal tarmoqlar bilan raqobalasha oladilar.

Lokal tarmoqlar

Lokal tarmoqlar (Local Area Networks, LAN) – katta bo’lmagan hududda, odatda 1-2 km radius atrofida, joylashgan kompyuterlar birlashmasidir. Umumiy olganda lokal tarmoq bir tashkilotga tegishli bo’lgan kommunikatsiya tizimidir.

Hisoblash texnikasi foydalanuvchilarining ehtiyojlari ortib bordi. Ularni endi o’z kompyuterlarida boshqalardan uzilgan holda ishlash qoniqtirmay qoldi, ular boshqa bo’limdagi foydalanuvchilar bilan avtomat rejimda kompyuter ma’lumotlarini almashishni istashardi. Shunday qilib tashkilotning ichki lokal tarmoqlari vujudga keldi.

Avvaliga kompyuterlar bir-biri bilan standart bo’lmagan dasturiy-apparat vositalari yordamida ulangan. Aloqa liniyasida o’z ma’lumotni taqdim etish usuli, o’ziga xos kabeldan foydalaniluvchi turli xildagi ulash qurilmalari faqatgina qaysi modeldagi kompyuterlar uchun ishlab chiqarilgan bo’lsa, shu turdagi kompyuterlarni ulashi mumkin bo’lgan, masalan PDP-11 mini-kompyuterini IBM 360 meynfreymi bilan yoki "NAIRI" kompyuterlarini "DNEPR"kompyuterlari bilan.

80-yillar o’rtalarida lokal tarmoqlardagi holat keskin o’zgara boshladi. Kompyuterlarni tarmoqqa birlashtirishning standart texnologiyalari tasdiqlandi - Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, biroz keyinroq esa - FDDI. Ularning paydo bo’lishiga shaxsiy kompyuterlarning yaratilishi katta turtki bo’ldi. ShK lokal tarmoqlarda nafaqat mijoz kompyuterlar sifatida, balki ma’lumotlarni saqlash va qayta ishlash markazlari, ya’ni tarmoq serverlari sifatda avvalgi mini-kompyuterlar va meynfreymlarni siqib chiqara boshladi.

90-yillar oxirida klassik Ethernet 10 Mbit/s, Fast Ethernet 100 Mbit/s va Gigabit Ethernet 1000 Mbit/s ni o’z ichiga olgan Ethernet oilasi lokal texnologiyalarining lideri ekani yaqqol namoyon bo’ldi.

Ma’lumotlar jo‘natish usullaridagi yaqinlashuv, optik-tola aloqa liniyalari bo‘yicha ma’lumot jo‘natishning raqamli platformasida o‘tkaziladi. Raqamli kanallarning yuqori sifati, global kompyuter tarmoqlari protokollariga bo‘lgan talablarni o‘zgartirdi. Global tarmoqlarning frame relay va ATM kabi yangi texnologiyalari paydo bo‘ldi. Bu tarmoqlarda bitlarning yedirilishi shunchalik kamligi uchraydiki, hatto xato paketni yo‘qotish va uni yo‘qotish bilan bog‘liq barcha muammolarni esa, frame relay va ATM tarmoqlari tarkibiga bevosita kirmaydigan yuqori darajadagi dasturiy ta’minotga qayta topshirish samaraliroqligi tahmin qilinyapti.

Lokal va global tarmoqlarning yaqinlashuviga, IP protokolining ustuvorligi katta hissa qo‘shdi. Bu protokol bugungi kunda lokal va global tarmoqlar texnologiyalaridan ustun bo’lib Ethernet, Token Ring, ATM, frame relay- turli quyi tarmoqlardan bitta tarkibiy tarmoq yaratish uchun ishlatilib kelinmoqda.

Tezkor raqamli kanallar asosida ishlaydigan 90-yillar kompyuter global tarmoqlari, o‘z xizmat to‘plamlarini kengaytirdi va bu borada lokal tarmoqlarga yetib oldilar. Multimediya nomini olgan barcha ma’lumotlar – surat, videofilm, ovoz va boshqalar kabi real vaqtda foydalanuvchiga katta hajmdagi ma’lumotlarni yetkazib berish bilan bog‘liq ishlarni bajaruvchi xizmatlarni yaratish imkoni tug‘ildi. Yaqqol misol - bu asosan Internetga ma’lumotlarni jo‘natuvchi bo‘lib qolgan World Wide Web gipertekst ma’lumot xizmatidir.

Lokal va global tarmoqlar yaqinlashuvi ko‘rinishlaridan biri, lokal va global tarmoqlar orasidagi oraliq holatni egallovchi katta shahar masshtabidagi tarmoqlarning paydo bo‘lishi hisoblanadi. Shahar tarmoqlari yoki megapolislar tarmog‘i (Metropolitan Area NetWorks, MAN) yirik shahar hududiga xizmat ko‘rsatish uchun mo‘ljallangan. MAN turidagi zamonaviy tarmoqlar, o‘z mijozlariga har xil turdagi kommunikatsiya vositalari, shu jumladan ofis ATSlarini birlashtirish imkonini beruvchi xizmatlar xilma xilligi bilan ajralib turadi.

2.2-rasmda lokal hisoblash tarmoqlari (LAN), shahar (MAN) va global tarmoqlar (WAN) uchun ishlatiladigan alternativ kirish texnologiyalari orasidagi raqobatning asosiy qismlari ko‘rsatilgan.


2.2.-rasm. Simsiz va mobil texnologiyalari konvergensiyasi

Kabel tarmoqlari bo‘yicha Internetga kengpolosali kirish va Wi-Fi birikmasi, hamda PSTN mis simlari bazasida DSLdan foydalanish, infratuzilmani- uyda, ofisda, jamoat xotspotlari aeroport, vokzal, mehmonxona, restoran, kafe va boshqa joylarda Internetga simsiz ulanish bilan ta’minladi.

3-avlod tarmoqlari (3G) Internetga xohlagan joydan ulanish uchun, Wide Area Networks(WAN) tarmoqlarini yaratish imkonini beradi va an’anaviy ovoz xizmatlari takliflarini kengaytiradi.

Mobil va o‘tkazish tarmoqlari konvergensiyasi jarayoni, yuqori hisoblash quvvati bo‘lgan va o‘rtacha narxda Internetga chiqish uchun simsiz texnologiyalar to‘plamiga ega bo‘lgan mobil telefonlar va KPK, noutbuk kabi boshlang‘ich iste’molchilar uchun portative vositalarni rivojlantirish bilan kuzatildi.

Internet orqali ovozli telefoniya (VoIP) an’anaviy telefoniya bilan raqobatlasha boshladi.

Internetga kengpolosali ulanish, qayd etilgan an’anaviy telefon aloqasiga raqobatchi xizmat hisoblanadi. Simsiz kengpolosali ulanish (WBA) texnologiyalari mobil tarmoqlari bilan xususiy va jamoat binolarida, hamda, shahar tarmoqlari darajasida raqobatlashadilar.