Mavzu: Paket va kanallarni kommutatsiyalash Reja: Paket va kanallarni kommutatsiyalash. Paketlar kommutatsiyalanadigan tarmoqlar
Download 0.78 Mb.
|
3-maruza
3-MA’RUZAMavzu: Paket va kanallarni kommutatsiyalash Reja: 1. Paket va kanallarni kommutatsiyalash. 2.Paketlar kommutatsiyalanadigan tarmoqlar. 3.Paketlarni buferlashtirish. Paketlarni va kanallarni kommutatsiyalovchi tarmoqlarni taqqoslash. Kompyuter tarmoq turlari. Tayanch iboralar: kanallarni kommutatsiyalash, paketlarni kommutatsiyalash, axborotlarni uzatish tezligi, tashkiliy kanal, aloqa yо„lining о„tqazish xususiyati. Oldingi bо„limlarda biz kompyuter tarmoq tugunlarini kommutatsiyalash muammolari bir necha xususiy masalalar kо„rinishida xavola qilinishi mumkunligini kо„rib chiqdik, ular quyidagilardan iborat: axborot oqimlarini aniqlash, kommutatsiyalash jadvalida yо„nalishlarni qidirish va qayd qilish, aloxida kommutator doirasida interfeyslarni kommutatsiyalash, oqimlarni multiplesirlash va demultipleksirlash kabilardir. Vaxolanki bu masalalardan xar biri uchun kо„p yechimlar topish mumkun bо„lsa xam, amaliyotda esa kommutatsiyalash masalalar tо„plamini yechish uchun ikkita asos yondoshish о„rnashib qoldi: kanallarni kommutatsiyalash;paketlarni kommutatsiyalash. Bu ikki yondoshishda xar birining о„z avzalliklari va kamchiliklari mavjutdir. Xar bir kommutatsiyalash texnikasini joriy etilishining kо„p tarqalgan soxalari mavjut, masalan, telefon tarmoqlarida kanallarni kommutatsiyalash texnikasiga asosalangan xolda qurilgan va qurilishi davom etmoqda, kompyuter tarmoqlarida esa juda kо„pchilik xollarda paketlarni kommutatsiyalash texnikasiga asoslanadi. Paketlarni kommutatsiyalash о„zining raqobatchisidan ancha yosh bо„lib va uni ba‟zi soxalardan siqib chiqarishga xarakat qilmoqda, masalan, telefoniyadan (internet-telefon yoki IP- telefon), lekin bu baxs xozircha xal qilinmagan va ikki kommutatsiyalash texnikasi yana ancha vaqt bir-birini tо„ldirib birgalikda faoliyat kо„rsatsa kerak. Shunga qaramay kо„p mutaxasislarning uzoq vaqtga qilingan bashoratlariga kо„ra ancha moslashuvchan va universal bо„lgan paketlarni kommutatsiyalash texnikasi kelajak texnikasidir, degan fikirlari mavjut. Keyin bizga ikki turdagi tarmoq uchun bir necha yangi tushunchalar zarur bо„ladi. Taklif etilgan yuklama – bu foydalanuvchidan kelayotgan axborotlarni kelish tezligi bо„lib, sekundiga keladigan bitlar (yoki kilobitlarda, megobitlarda va xokazo) bilan о„lchanadi. Axborotlarni uzatish tezligi – bu tarmoqdan о„tgan axborot oqimini xaqiyqiy tezligi. Agarda tarmoq qandaydir sababga kо„ra axborotlarning bir qismini yо„qotsa, bu tezlik taklif etilgan yuklamadan kam bо„lishi xam mumkun. Aloqa yо‘lining о‘tqazish xususiyati – bu shu aloqa yо„li uchun maksimal bо„lishi mumkun bо„lgan tezlikdan iborat. Kanallar kommutatsiyalanadigan tarmoqlar. Kanallarni kommutatsiyalash tamoiliga asoslanib qurilgan tarmoq boy tarixga ega – ular birinchi telefon tarmoqlaridan boshlanadi, bugungi kunda yuqori tezlikdagi magistral aloqa kanalining yaratilish asosi bо„lib telekommunikatsiya dunyosida keng tadbiqini topdi. Kompyuterlar о„rtasidagi birinchi aloqa seanslari telefon tarmog„i orqali amalga oshirilgan, yani kanallarni kommutatsiyalash texnikasi orqali, modem orqali Internetga ega bо„luvchi foydalanuvchilar xam bugungi kunda shu tarmoqlar yordamida xizmat kо„rsatiladi, ularning axborotlari provayderning qurilmalariga maxalliy telefon tarmog„i orqali yetib boradi. Kanallarni kommutatsiyalash tarmoqlarida oldingi bо„limlarda shakillantirilgan о„sha kommutatsiyalashning xususiy masalalari yechildi. Kanallar kommutatsiyalanadigan tarmoqlarda axborot oqimi sifatida juft abonentlar almashuvchi axborotlar xizmat qiladi. Mos ravishda oqimning global belgisi bо„lib о„zaro bog„lovchi abonentlarning juft manzili (telefon nomerlari) bо„ladi. Barcha bо„lishi mumkun bо„lgan oqimlarga oldindan yо„nalish aniqlanadi. Kanallar kommutatsiyalanadigan tarmoqlarda yо„nalish tarmoq ma‟muri tomonidan ”qо„lda” beriladi yoki maxsus dastur va qurilmalarni jalb qilish orqali avtomatik ravishda topiladi. Yо„nalishlar jadvaliga qayd qilinadi, ularda oqimlar belgisiga mos ravishda kommutatorlarning chiqish interfeyslarining identifikatori qо„yiladi. Bu jadvallar asosida axborotlar xarakatlanadi va multipleksirlanadi. Biroq, qayd qilib о„tilganidek kanallarni kommutatsiyalash tarmoqlarida bu masalalarning xammasini yechishning о„z xususiyatlari mavjut. Elementar kanal. Kanallarni kommutatsiyalash tarmoqlaridagi xususiyatlardan biri elementar kanal tushunchasi bо„ladi. Elementar kanal (yoki oddiy kanal ) – bu kanallarni kommutatsiyalash tarmoqlarini asos texnik tavsifi bо„lib, ushbu tarmoq turi doirasida qandaydir qayd qilingan о„tqazish xususiyatining qiymatidir. Kanallarni kommutatsiyalash tarmoqlarida xar qandek aloqa yо„li ushbu tarmoq turi uchun qabul qilingan elementar kanalga bо„linuvchi о„tqazish xususiyatiga ega. (Oldingi bо„limlarda biz “kanal” atamasini “aloqa yо„li” atamasining sinoniumi sifatida ishlatgan edik. Kanallarni kommutatsiyalash tarmoqlari xaqida gapirar ekanbiz biz “kanal” atamasiga о„tqazish xususiyatini birligining qiymati sifatida ishlatdik). Elementar kanal qiymati yoki boshqacha qilib aytganda, aloqa yо„lini о„tqazish xususiyatining minimal birligi turli omillardan kelib chiqqan xoldan tanlanadi. Biroq elementar kanalni taklif etilgan yuklamani uzatish uchun zarur bо„lgan minimal о„tqazish xususiyatidan kam tanlash kerak emas. Masalan, bugungi kunda ananaviy telefon tarmoqlaridagi elementar kanallarni eng kо„p tarqalgan qiymati 64 Kbayt/s – bu tovushni sifatli raqamli uzatish uchun minimal yetarli tezlikdir (Siz tovushni raqamli shaklga о„zgartirish xaqidagi ma‟lumot bilan “ATM texnologiyasi” bayon etilgan bо„limda tanishishingiz mumkun). Kanallarni kommutatsiyalanadigan tarmoqlarda aloqa yо„llari (kompyuter tarmoqlarining boshqa turlaridagi kabi) turli о„tqazish xususiyatiga ega, biri – katta, boshqasi esa – kichik. Turli tezlik sifatiga ega bо„lgan aloqa yо„lini tanlanar ekan, tarmoqni loyixalashtiruvchi mutaxassislar axborot oqimining turli jadalligini xisobga olishga urinadilar, ular tarmoqning turli qismlarida xosil bо„lishi mumkun tarmoq markaziga qancha yaqin bо„lsa, shuncha о„tkazish xususiyati yuqori, chunki magistral yо„llar kо„p sonli tashqi aloqa yо„llar trafigini birlashtiradi. Xar bir aloqa yо„lining о„tkazish xususiyati elementar kanallarning butun soniga teng bо„lishi kanallarni kommutatsiyalanadigan tarmoqlarning xususiyatidir. Shunday qilib, abonentlarni telefon tarmog„iga ulash uchun ishlatiladigan aloqa yо„li, 2, 24 yoki 30 ta elementar kanallardan iborat bо„lishi mumkun, kommutatorlarni birlashtiruvchi yо„llar esa – 480 yoki 1920 ta kanallardan iborat bо„lishi mumkun. 1.27-chizmada keltirilgan tarmoq chizmasiga etiborimizni qaratamiz. Faraz qilaylik bu tarmoq R bit/s elementar kanal bilan tavsiflanadi. Tarmoqda 2, 3, 4 va 5 elementar kanallardan tashkil topgan turli о„tkazish xususiyatli aloqa yо„llari mavjut bо„ladi. Chizmada aloqa vaqtida (telefonda suxbatlashishda) tо„rtta kommutator (S1, S2, S3 va S4) orqali о„tuvchi axborot oqimini xosil qiluvchi ikki abonent A va V keltirilgan. Shuningdek abonentlar о„rtasidagi axborot oqimining jadalligi 2R bit/s dan oshmaydi deb faraz qilaylik. U xolda bu ikki abonetni о„zaro axborot almashuvi uchun о„z ixtiyorlarida bir juftdan xar bir aloqa yо„lidan “ajratilgan” elementar kanallarga ega bо„lsa yetarlidir (A punktdan V punktga axborotni uzatish yо„lidagi yо„nalishida yotuvchi). Chizmada A va V abonentlarga zarur bо„lgan bu elementar kanallar qalin chiziq bilan kо„rsatilgan. Tashkiliy kanal. Elementar kanallarni kommutatsiyalash (ulanishlar) orqali qurilgan aloqa tashkiliy kanal deb ataladi. Kо„rilayotgan misolda A va V abonentlarni ulash uchun 2 ta elementar kanalli “qalinlik” dagi tashkiliy kanal xosil qilingan. Agarda bizning farazimizni о„zgartirib va taklif etiladigan yuklama R bit/s dan oshmasligi kafolatlanadi deb xisoblansa, u xolda abonentlarning ixtiyorlarida tashkiliy kanalni 1 ta elementar kanal “qalinligi” da ega bо„lsalari yetarli bо„ladi. Abonentlar axborotlar bilan jadal almashayotgan vaqtda tashkiliy kanalning о„tkazish xususiyatiga ancha yuqori talab qо„yishlari xam mumkun. Buning uchun ular о„zlariga xar bir aloqa yо„lida kо„p (lekin albatta barcha aloqa yо„llari uchun bir xil) sonli elementar kanallarni zaxiralashlari kerak bо„ladi. В абанент  А абанент 1.27-chizma. Kanallarni kommutatsiyalash tarmog„ida tashkiliy kanal. Tashkiliy kanallarning quyidagi xususiyatlarini qayd qilib о„tamiz: tashkiliy kanal о„zining uzunligini oxirigachan bir xil sondagi elemetar kanallardan iborat bо„ladi; tashkiliy kanal о„zining uzunligini oxirigachan doimiy va qayd qilingan о„tqazish xususiyatiga ega bо„ladi; tashkiliy kanal ikki abonentning aloqa vaqti uchun vaqtincha yaratiladi; aloqa vaqtida tashkiliy kanal tarkibiga kiruvchi barcha elementar kanallar tо„liq abonentlar ixtiyoriga о„tadi (shu abonetlar uchun yaratilgan tashkiliy kanl); aloqa vaqti davomida abonentlar tarmoqqa tashkiliy kanal tezligidan ortiq bо„lmagan tezlikda axborot uzatishlari mumkun; tashkiliy kanalga berilgan axbort bu axborotni sо„ragan abonentga vaqt bо„yicha ushlamasdan, yoqotmasdan va shu vaqt davomida tarmoqda boshqa ulanishlar bо„lishidan qatiy nazar axborot uzatilgan ma‟nba tezligida kafolatlangan ravishda yetkaziladi; aloqa vaqti tugagandan sо„ng tegishli tashkiliy kanal tarkibiga kiruvchi elementar kanal bо„sh deb e‟lon qilinadi va boshqa abonetlar tomonidan ishlatish uchun taqsimlanuvchi resurslar ixtiyoriga qaytariladi. Tarmoqda bir vaqt davomida bir necha aloqa vaqti amalga oshiriladi (telefon tarmoqlari uchun oddiy xol, vir vaqt davomidv yuzlab va minglab abonentlarning gaplari uzatiladi). Aloqa vaqtlar о„rtasida tarmoqni taqsimlash elementar kanallar darajasida sodir bо„ladi. Masalan, A va V abonetlar uchun S2 – S3 aloqa yо„llarida ikkita kanalni qanday ajratilganligini biz faraz qilishimiz mumkun, qolgan uchta elementar kanal shu vaqtda shu aloqa yо„li orqali о„tuvchi qolgan uchta boshqa aloqa vaqti uchun taqsimlandi (1.27-chizmaga qaralsin). Bundek multipleksirlash bir vaqtda xar bir jismoniy kanal orqali bir necha mantiqiy ulanishlar trafigini о„tqazish imkoniyatini beradi. Multipleksirlash abonentlar resurslar (bizning xolda elementar kanal) uchun raqobatlashishga majbur ekanliklarini bildiradi. Bо„lishi mumkin qandaydir oraliq aloqa yо„li bо„sh elementar kanalini ishlatib bо„lgan, u xolda uning yо„nalishi ushbu aloqa yо„lidan о„tadigan bо„lsa yangi aloqa vaqti sodir bо„la olmaydi. Budek xollarni bila olish uchun kanallarni kommutatsiyalovchi tarmoqlarda axborot almashuvidan oldin ulanishlarni о‘rnatish amali bajariladi. Bu amalga binoan aloqa vaqti kerak bо„lgan abonent (masalan, bizning xolda A abonent) kommutatsion tarmoqqa sо‘rov – ma‟lumot jо„natadi, unda chaqiruvchi abonent manzili bо„ladi, masalan, V abonent. Sо„rovning maqsadi – chaqiruvchi va chaqiriluvchi abonentlar о„rtasida tashkiliy kanal xosil qilish mumkunligini tekshirishdan iboratdir. Buning uchun ikki shart bajarilishi talab etiladi: xar bir aloqa yо„lida A bilan V о„rtasida yotuvchi zarur bо„lgan sondagi bо„sh elementar kanallar mavjutligi va shuningdek chaqirilayotgan abonentning boshqa ulanishda band bо„lmasligi. Sо„rov ushbu juft abonentning axborot oqimi uchun aniqlangan yо„nalish bо„yicha xarakatlanadi. Bunda oqimning global belgisiga (chaqirilayotgan abonent manzili) mos ravishda qо„yiluvchi kommutatsiyalashning global jadvali ishlatiladi, kommutator interfeysining identifikatori (bundek jadvallarni kо„pincha yо„naltirish jadvali deb ataladi). Agarda sо„rovni A abonentdan V abonentga о„tishi natijasida ulanishni о„rnatishga xech qanday tо„siq yо„qligi aniqlansa, tashkiliy kanalni qayd qilish sodir bо„ladi. Buning uchun A dan V gachan bо„lgan yо„l bо„ylab barcha kommutatorlarda kommutatsiyalashning maxalliy jadvaliga yozish amalga oshiriladi, unda bu aloqa vaqti uchun zaxiralangan oqimning maxalliy belgisi bilan elementar kanal nomerining mosligi kо„rsatiladi. Faqat shundan sо„ng tashkiliy kanal о„rnatilgan deb xisoblanadi va A va V abonentlar о„zining aloqa vaqtini boshlashlari mumkun bо„ladi. Shundek qilib, kanallarni kommutatsiyalash tarmoqlarida axborotlarni xarakatlanishi ikki bosqichda amalga oshiriladi. Tarmoqqa xizmatchi sо„rov – ma‟lumot keladi, unda chaqirilayotgan abonent manzili bо„ladi va tashkiliy kanalni ulanishi tashkillashtiriladi. Tayyorlangan tashkiliy kanal bо„yicha asosiy axborotlar oqimi о„tkaziladi, uni uzatish uchun endi xech qanday yordamchi axborot talab etilmaydi, shu jumladan chaqirilayotgan abonent manzili xam. Kommutatorlarda axborotlarni kommutatsiyalash maxalliy belgi asosida amalga oshiriladi – elementar kanal nomerlari orqali. Ulanishni о„rnatishga sо„rov xar doim xam muvaffaqiyatli bо„lavermaydi. Agarda chaqiruvchi va chaqiriluvchi abonentlar о„rtasidagi yо„lda bо„sh elementar kanallar bо„lmasa yoki chaqirilayotgan tugun band bо„lsa, u xolda ulanish о‘rnatilishi bekor qilinadi. Masalan, agarda A va V abonentlar о„rtasidagi aloqa vaqtida S abonent tarmoqqa D abonent bilan ulanish о„rnatilishiga sо„rov jо„natsa, u xolda S abonent sо„rovi bekor qilinadi, chunki unga zarur bо„lgan S3 va S4 kommutatorlarning aloqa yо„lini tashkil etuvchi ikki elementar kanallar A va V abonentlarni ulash uchun ajratib bо„lingan (1.28-chizma). Ulanish о„rnatilishi bekor qilinganda, tarmoq chaqiruvchi abonentni maxsus xabar bilan xabardor qiladi. Tarmoqda qancha yuklama kо„p bо„lsa, yani tarmoq shu vaqtda qancha kо„p ulanishlarni quvvatlasa, yangi ulanish sо„rovini qoniqtirishni bekor qilish extimoli shuncha kо„p bо„ladi. Biz ulanishlar о„rnatishni dinamik avtomatik ish tartibini bayon qildik, u abonentlarni tarmoqda ulanishlarini о„rnatishga xizmatchi sо„rov-xabar jо„nata olish imkoniyatiga va tarmoq tugularining bundek sо„rovga ishlov bera olishlariga asoslangan. Bundek ish tartib telefon tarmoqlari tomonidan ishlatiladi. Biroq bu ish tartib kanallarni kommutatsiyalovchi tarmoqning bо„lishi mumkun bо„lgan yagona ish tartibi emas, boshqa ulanishlarni о„rnatishning statik (qо„ldagi) ish tartibi xam mavjutdir. Bu ish tartibi tarkibiy kanalni abonent bilan qisqa vaqt ulanish uchun о„rnatilmay, balkim uzoq vaqt davom etuvchi ulanishlar zarur bо„lgan xolat uchun xarakterlidir.  А абанент 1.28-chizma. Paketlarni kommutatsiyalash tarmog„ida ulanishni о„rnatishda buzilish. Bunday uzoq vaqt ishlovchi kanallarni yaratishni abonent amalga oshira olmaydi, uni tarmoq ma‟muri tomonidan yaratiladi. Ananaviy telefon tarmog„i uchun qо„ldagi statik ish tartibi о„zining qisqa vaqtli ulanishi bilan kam ishlatiladi, biroq u shaxarlararo va davlatlar о„rtasida yuqori tezlikdagi telekommunikatsion kanallar uchun о„zini oqlaydi. Kanallarni kommutatsiyalash texnologiyasi tarmoqdagi tasodifiy voqealarni minimallashtirishga mо„ljallangan, yani bu texnologiya determenizmga qarab intiladi. Turli bо„lishi mumkun bо„lgan noaniqliklarni oldini olish maqsadida axborot almashuvini tashkillashtirish bilan bog„liq bо„lgan ishlarning kо„p qismi axborotlarni uzatish boshlanishidan oldin bajariladi. Avval berilgan manzil bо„yicha kerakli bо„lgan elementar kanallarning butun yо„li jо„natuvchidan qabul qiluvchigacha egalik qilishi bо„yicha tekshiriladi. Sо„ng bu kanallar aloqa vaqti uchun faqat ikki abonent ishlatishi uchun biriktiriladi va xar bir abonent tarafida “tо„siqni yopuvchi”si (shlyuzoviye zadvijki) bor bitta uzuliksiz “nayga” (trubaga) (tashkiliy kanal) kommutatsiyalanadi. Shundan sо„ng, tayyorgarchilik ishlari kam-kо„stsiz tugatilgach endi eng kam ishni bajarish kerak bо„ladi, yani “tо„siqni yopuvchilarni” ochib axborot oqimini erkin va tarmoqning berilgan nuqtalari о„rtasida tо„siqsiz “oqishiga” imkon beriladi.
Shundek qilib, telefon orqali sо„zlashishlar, odamlar doimiy ravishda sо„zlash jadalligini о„zgartirib turadilar, yani jim turish bilan tez gapirish xollari. Natijada mos “tovush” axborot oqimlari notekis bо„lib qoladi, demak, axborot uzatish samaradorligi kamayadi. Tо„g„ri, telefonda sо„zlashish xolatida bu kamayish sezilarsiz darajada bо„lganligi tufayli, tovush trafigini uzatish uchun kanallarni kommutatsiyalovchi tarmoqlarni keng miqyosda ishlatish mumkun bо„ladi. Kanallarni kommutatsiyalashli tarmoqning samaradorlikni ancha kо„p kamayishi kompyuter trafigi deb ataluvchi trafikni uzatilganda kuzatiladi – yani, kompyuter foydalanuvchisi ishlayotgan kompyuterdagi ilovalar xosil qilgan trafik. Bu trafik amaliy jixatdan deyarli xar doim tebranuvchi trafikdir. Masalan, Siz Internetdan navbatdagi saxifani yuklayotganingizda trafik tezligi keskin oshib ketadi, yuklash tugagandan sо„ng esa trafik amaliy jixatdan nolgachan tushib ketishi mumkun. Agarda Siz bayon qilingan Internetga ulanish uchun kanallarni kommutatsiyalovchi tarmoqni ishlatsangiz, u xolda Sizning kompyuteringiz va veb-server orasidagi tashkiliy kanal vaqtning kо„p qisimida bо„sh turib qoladi. Shu bilan bir vaqtda tarmoq samaradorligining bir qismi Sizga biriktirilgan bо„lib qoladi va tarmoqning boshqa foydalanuvchilariga xizmat qila olmaydi. Tarmoq bundek vaqtlarda metroning bо„sh eskalatoriga о„xshab qoladi, u xarakatlanadi lekin foydali ish bajarmaydi. Notekis kompyuter trafigini samarali uzatish uchun maxsus paketlarni kommutatsiyalash texnikasi yaratilgan. Download 0.78 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|