Modem Kommutatorlar va konsentratorlar

Mavzu: Kommutatorga asoslangan tarmoq qurish
Reja:

1. 
   Kommutatorlar va konsentratorlar
   
2. 
   Marshrutizatorlar (Router)
   
3. 
   Modem
   

Kommutatorlar va konsentratorlar. Kommutator yoki svitch (switch) lokal tarmoqga ulanuvchi qurilmalar soni ikkitadan ortiq bo‘lganda ularni o‘zaro bog‘lanishlari uchun qo‘llaniladi. Demak lokal kompyuter tarmog‘ini tashkil etishdagi kommutator asosiy kommunikatsiya qurilmasidir. Shuningdek unutmaslik kerakki, kommutator o‘rnida tarmoq konsentratorini ham qo‘llash mumkin. Konsentrator va kommutator asosida lokal tarmoqlarni tashkil etishning farqli xususiyatlarini quyida ko‘ribchiqiladi. Konsentratorning kommutatorga nisbatan afzalligi faqat uning portlarini signalni kuchaytirish imkoniyatiga egaligi va narxining arzonligidadir. Ammo lokal tarmoq tarkibidagi ulanuvchi qurilmalar soni 8 tadan ortgandan so‘ng konsentrator tarmoqning ishlash tezligini pasayishiga sabab bo‘ladi.

1.5-rasm. Kommutatorlar

Kommutatorlar turli portlarga ega bo‘lishi mumkin, ya’ni 100 Mbit/s tezlikda ulanishni ta’minlovchi Fast Ethernet portlariga yoki 1 Gbit/s tezlikda ulanishni ta’minlovchi Gigabit Ethernet portlariga. Uy sharoitida qo‘llaniluvchi kommutatorlardagi portlar soni odatda 8 tadan oshmaydi.

Kommutatorlarni ikki guruxga ajratish mumkin: boshqariluvchi va boshqarilmaydigan. Boshqariluvchi kommutatorlarni maxsus dasturiy vosita yordami kompyuter qurilmasi yordamida sozlash mumkin. Ya’ni bunday kommutatorlarni yoki konsol kabeli yordamida kompyuterga ulab, so‘ngra kompyuterga o‘rnatilgan dastur yordamida kommutatorning sozlash oynasiga kirib uni sozlashni amalga oshirish mumkin.Ammo bunday kommutatorlar lokal tarmoqlarni tashkil etishda deyarli qo‘llanilmaydi, ularning narxi qimmatligi va lokal tarmoq qurishda qo‘llash maqsadga muvofiq emasligi sababli. Lokal tarmoqlarni qurishda boshqarilmaydigan kommutatorlar qo‘llash eng samarali yechimdir.
Marshrutizatorlar (Router). Lokal kompyuter tarmog‘iga ulangan qurilmalarni (kompyuter, planshet, smartfon va boshqa tarmoqga ulanuvchi oxirgi qurilmalar) boshqa tarmoqga, masalan internet tarmog‘iga yagona kanal bo‘yicha ulanishlarini ta’minlovchi asosiy qurilmadir. Marshrutizatorlarga qurilmalar to‘g‘ridan-to‘g‘ri ulanishlari yoki tarmoq kommutatorlari orqali ulanishlari mumkin. Lokal tarmoqlarni qurishda qo‘llaniluvchi marshrutizatorlarda lokal tarmoq qurilmalari ulanishlari uchun LAN portlari mavjud bo‘ladi va shuning uchun kommutatordan foydalanish zarur emas. Shuningdek marshrutizatorlarda boshqa tarmoqga ulanish uchun WAN (Wide Area Network) porti ham mavjud. Bu port asosan internet tarmog‘iga ulanish uchun qo‘llaniladi.



1.6-rasm. Lolak tarmoqlarda qo’llaniluvchi marshrutizator
Lokal tarmoqlarda qo‘llaniluvchi marshrutizatorlarning asosiy vazifasi lokal tarmoq qurilmalarini boshqa tarmoq bilan aloqasini (asosan internet tarmog‘i bilan) ta’minlashdir. Lokal tarmoqdagi turli qurilmalarni ulana olishlari uchun lokal tarmoq marshrutizatorlari ham Ethernet standarti ham Wi-Fi standarti bo‘yicha ulanishni ta’minlaydi.
Marshrutizatorning yana bir vazifasi tashqi internet tarmog‘idan lokal tarmoqga kirishni cheklaydi. Marshrutizatorning tashqaridan trafikni cheklash funsiyasi NAT mexanizmi orqali amalga oshiriladi. U lokal tarmoqdagi barcha foydalanuvchilarni tashqi tarmoqga chiqishini ta’minlash uchun ularning lokal tarmoqdagi noyob IP (kulrang manzil) manzillarini internet tarmog‘ida ishlash uchun internet provayderi tomonidan berilgan IP manzil (oq rang manzil yoki ommaviy manzil) ga o‘zgartiradi. Internet tarmog‘idan ma’lumot qabul qilinish jarayonida esa aksincha o’ng rang IP manzilni lokal tarmoq chegarasida qo‘llaniluvchi kulrang IP manzillarga o‘zgartirish vazifasini bajaradi.
Odatda marshrutizatorlar lokal tarmoq qurilmalarini ulash uchun to‘rta LAN portiga ega bo‘aldi. Internet tarmog‘iga ulanish uchun bitta WAN porti mavjud. Agar lokal tarmoqda Ethernet standarti bo‘yicha (UTP kabeli orqali) ulanuvchi qurilmalarning soni 4 tadan ortiq bo‘lsa, u xolda marshrutizatorning LAN portlarining biriga kommutator ulash va boshqa lokal tarmoq qurilmalarini kommutatorga ulash etarli.
Modem. Lokal tarmoq qurilmalarini internet tarmog‘iga ulash uchun modem qurilmasidan ham foydalanish mumkin. Agar lokal tarmoq tashkil etilgan hududga internet telefon liniyasi orqali xDSL texnologiyasi oraqali (masalan eng keng tarqalgan varianti ADSL orqali) ta’minlanayotgan bo‘lsa abonent lokal tarmog‘ini internetga ulash uchun ADSL modemga ega bo‘lishi lozim. Ammo shuni ham nazarda tutish kerakki lokal tarmoqni internet tarmog‘iga ulash uchun nafaqat telefon liniyasi orqali ulanishni ta’minlovchi ADSL modemlaridan, balki uyali aloqa tarmog‘i orqali internetga ulanishni ta’minlovchi modemlardan ham foydalanish mumkin (1.7-rasm).

1.7-rasm.

Modemlar to‘g‘ridan-to‘g‘ri kompyuterga ulanishi ham mumkin. Bunda ular USB port orqali yoki Ethernet port orqali ulanadi. Lokal tarmoqdagi bir necha qurilmalarni internetga ulash uchun bir necha LAN portlari va Wi-Fi standarti bo‘yicha lokal tarmoq qurilmalarini ulanish imkoniga ega modelar qo‘llaniladi. Bunday modemlar marushrutizator vazifasini ham bajaradi. Bunday modemlarda odatda internet tarmog‘iga telefon liniyasi orqali ulanish uchun bitta RJ -11 (WAN port sifatida) porti, bir necha Ethernet portlari va Wi-Fi orqali ulanish imkoniyati mavjud bo‘ladi (1.8-rasm).



1.8-rasm.

Zamonaviy modemlarda telefon liniyasi orqali internetga ulanish imkoniyatidan tashqari uyali aloqa modemlari orqali ham ulanish imkoniyati mavjud. Bunday modemlarga uyali aloqa modemi USB porti orqali ulanadi.

Simsiz kirish nuqtasi. Lokal tarmoq qurilishida shunday xolatlar bo‘lishi mumkinki simsiz kirish nuqtasi qurilmasi zarur bo‘ladi. Masalan:

• 
  lokal tarmoq kommutator orqali tashkil etildi, lekin lokal tarmog‘ga Wi-Fi standarti orqali ulanilishi lozim bo‘lgan qurilmalar mavjud;
  
• 
  Lokal tarmoq internetga shunday mashrutizator orqali ulanganki bu marshrutizatorga simsiz ulanshi imkoniyati yo‘q;
  
• 
  Lokal tarmoq internetga simsiz ulanish imkoniyatiga ega bo‘lmagan modem orqali ulangan;
  
• 
  Lokal tarmoq internetga shunday marshrutizator orqali ulanganki, bu marshrutizator loqal tarmoq qurilmalarini Wi-Fi standarti orqali ulash imkoniyatiga, ammo marshrutizator xosil qilayotgan Wi-Fi hududning ko‘lamini kattalashtirish lozim.
  

Yuqorida sanab o‘tilgan barcha xollarda simsiz ulanish nuqtasi qurilmasi qo‘llaniladi. Simsiz kirish nuqtasi qurilmasining marshrutizatorlardan farqi shundagi bu qurilmada WAN porti mavjud emas aksariyat xollarda bitta LAN portiga ega bo‘ladi va bu port orqali bu qurilma marshrutizator va modemning LAN portiga, yoki kommutatorning portlaridan biriga ulanadi.

1.9-rasm. Simsiz kirish nuqtasi

Shuningdek kirish nuqtasi qurilmalaridan simsiz ko‘prik sifatida ham foydalanish mumkin. Odatda bu ikki tarmoqni simsiz ulash zaruratida qo‘llaniladi.

Shuningdek lokal tarmoqni qurishdagi eng asosiy qism bu kabellardir. O‘tkazgichli lokal tarmoqlarni qurishda Ethernet texnologiyasi qo‘llaniladi. Bunda signal o‘rama juftli (TP- Twisted Pair) kabellar orqali uzatiladi (1.10-rasm). Kabel o‘zaro o‘ralgan to‘rtta mis simli juftlikdan iborat. O‘ralishining sababi kabel o‘tkazgichlari atrofidagi elektromagnit maydon energiyasini kamaytirish va natijada juftliklar o‘rtasidagi o‘zaro halaqitni kamaytirish.

1.10-rasm. O’rama juftli mis kabel

Lokal kompyuter tarmoqlarini qurishda asosan beshinchi katigoriyadagi ekranlanmagan CAT5 kabellari qo‘laniladi. Bunday kabellar tarkibidagi ikkita juftlikdan foydalangan xolda 100 Mbit/s da, yoki to‘rta juftlikan foydalangan xolda 1000 Mbit/s tezlikda ulanishni ta’minlaydi. Bu kabellarni qurilmalarga (kompyuter, marshrutizator, kommutator, modem, simsiz kirish nuqtasi va x.z) ulash uchun kabel uchiga 8 kontaktli modulli konnektor o‘rnatiladi. Bu konnektorni amaliyotda RJ-45 deb nomlansada, aslida uning to‘g‘ri nomlanishi 8P8C dir (1.11-rasm).

1.11-rasm. 8P8C konnektori

O‘rama juftli simmetrik aloqa kabellari o‘zining sodda konstruktiv yechimga ega ekanligi, ekspluatatsiya uchun qulayligi va nisbatan yuqori o‘tkazish qobiliyatiga ega ekanligi sababli keng foydalanib kelinmoqda.

Lokal hisoblash tarmoqlarida qo‘llanilishi lozim bo`lgan simmetrik o‘rama juftlik kabellar tarkibidagi elementlar (asosan o`tkazgichlar) va kabel orqali o`tuvchi signallar himoyalangan bo`lishi lozim. Simmetrik o`rama juftli kabellar qanday turdagi himoyaga ega ekanligiga bog`liq ravishda (elektromagnit, ximik, mexanik ta`sirlardan himoyalovchi) bir biridan farqlanadilar. Odatda bunday kabellar tarkibidagi alohida juftliklarini ustidan o‘ralgan yoki to‘qilgan element (metal to`r yoki falga) ekran deb ataladi va u bugungi kunda qo`llanilayotgan kabellarning markirovkasida “shielding” – ekranlash kabi belgilanadi. Agar kabel tarkibidagi barcha o`tkazgichlar ustidan o`ralgan yoki to`kilgan elementi mavjud bo`lsa “Screening” – zirxlanish qismiga ega bo`ladi.
Shuningdek, kabelning ishlash muddatini oshirish va mis o`tkazgichlarni havodagi kislorod ta`siridan himoyalash maqsadida alyuminiy falga yoki alyuminiy qatlami hosil qilingan plyonkadan foydalaniladi. Bunday elementga ega kabellar nomlanishida “Failed” – falgalangan atamasi qo`llaniladi.
Falga kabelning elektrik va mexanik hususiyatlariga deyarli ta`sir ko`rsatmaydi. Bunday kabellarda shuningdek quyosh nuridan himoyalash maqsadida maxsus himoya qatlami qo`llanilishi mumkin. Bunday himoya qobig`i qora rangli polietilendan iborat bo`lib, bunday qobig`ni ifodalash uchun kabellar nomlanishida “Double Jucket” atamasi qo`llaniladi.
Kabellarda ekranlashni amalga oshirish uchun va tashqi elektromagnit maydon ta`sirlaridan himoyalashning eng samarali yechimidir. Ma`lumot uzatish tezligi 100 Mbit/s li lokal hisoblash tarmoqlarida odatda ekranlanmagan simmetrik aloqa kabellari qo`llaniladi. Ammo uzatish tezligi 10 Gbit/s va undan yuqori bo`lgan tarmoqlarda albatta ekranlangan kabellardan foydalanish lozim.



1.12-rasm. Simmetrik o‘rama juftli kabellarning turlari

Simmetrik o`rama juftli kabellar yuqorida sanab o`tilgan elementlarning qay biriga ega ekanligiga bog`liq ravishda quyidagi turlarga bo`linadi:

• 
  UTP (Unshielded twisted pair) – ekranlanmagan o`rama juftli kabel
  
• 
  FTP yoki F/UTP (Failed twisted pair) – umumiy falgalangan o`rama juftli kabel (ekranlanmagan).
  
• 
  STP (Shielded twisted pair) – ekranlangan o`rama juftli kabel. Bunda har bir o`rama juft alohida ekranlangan.
  
• 
  S/FTP (Screened Failed twisted pair) – Kabel umumiy falga va zirxlanishga ega.
  
• 
  S/STP (Screened Shielded Twisted Pair) – Kabel har biri juftligi ekranlangan va umumiy zirxlanishga ega.
  
• 
  SF/UTP (Screened Failed Unshielded Twisted Pair) – zirxli, falgali ammo ekranlanmagan o`rama juftli kabel.
  

Bu kabellar qo‘llanilish sharoiti va maqsadiga bog‘liq ravishda turlicha qo‘llanishlarga ega. Tashqi halaqitlardan va ichki o‘zaro o‘tishlardan eng muhofazalangan kabel S/FTP va S/STP markali o‘rama juftlik kabekllardir.

Lokal tarmoqlar undagi boshqarish usuliga bog‘liq ravishda bir rangdagi yoki ajratilgan serverli tarmoqlarga bo‘linadi.
Bir rangdagi kompyuter tarmoqlarida barcha kompyuterlarning tarmoqdagi maqomi bir xil bo‘ladi.



1.13-rasm. Bir rangdagi lokal kompyuter tarmog‘i

Ya’ni bunday tarmoqlarda biror bir kompyuterning maqomi tarmoqdagi boshqa kompyuterlarga nisbatan ajratilgan yoki ustun qo‘yilgan bo‘lmaydi. Tarmoqdagi barcha kompyuterlar ham ma’ulmot qabul qiluvchi (mijoz), ham ma’lumot manbai (server) bo‘lib xizmat qilishi mumkin.

Ajratilgan serverli tarmoqlarda bitta kompyuter ajatilib unga serverlik vazifasi yuklanadi va u sersev kompyuter hisoblanadi. Tarmoqdagi barcha qolgan kompyuterlar ishchi stansiyalar hisoblanadi. Masalan ajratilgan serverli kompyuter tarmoqlarida fayllar, ma’lumotlar, xizmatlarni taqdim etish uchun serverlar xosil qilinishi va boshqa kompyuterlar bu xizmatlaradan tarmoq orqali foydalanishlari mumkin.
Ajratilgan serverning boshqa ishchi stansiyalarga nisbatan imkoniyatlari yuqori bo‘ladi.

1.14-rasm. Ajratilgan serverli lokal tarmoq
Masalan ajratilgan serverlarda qattiq doimiy xotira yetarlicha katta bo‘lishi lozim va bu serverlarni fayl server vazifasida qo‘llash imkonini beradi. Shuningdek, bunday serverlarga tarmoqdagi boshqa ishchi stansiyalarda mavjud bo‘lmagan qurilmalar ulanadi, masalan skaner, printer va boshqa tarmoqga ulanish imkoniyatini beruvchi qurilma (mashrutizator yoki modem orqali).
Tarmoqdagi kompyuterlar, kabellar va boshqa tarmoq komponentalarini o‘zaro mantiqiy va fizik bog‘lanishi bu tarmoqning topologiyasini belgilaydi. Tarmoq topologiyasi tarmoqning bog‘lanish xususyatini belgilaydi va tarmoqnig ko‘lamini emas. Lokal kompyuter tarmoqlarini qurishda qo‘llaniluvchi bir necha topologiyalarni ajratish mumkin. Umumiy xolda topologiyalar fizik va mantiqiy turlarga ajraladi.
Fizik topologiya tarmoqdagi qurilmalarni o‘zaro bog‘lanish geometriyasi, ya’ni fizik jaxatdan bog‘lanish xususiyati. Mantiqiy topologiya esa tarmoqda ma’lumotlar almashinish xususiyatini belgilaydi, yoki boshqacha qilib aytilganda tarmoqda ma’lumotlar oqimining yo‘nalishini belgilaydi. Lokal kompyuter tarmoqlarida quyidagi fizik topologiyalar mavjud:

• 
  fizik “shina” (bus);
  
• 
  fizik “yulduzsimon” (star);
  
• 
  fizik “xalqa” (ring);
  

1.15-rasm. Lokal kompyuter tarmoqlarida qo‘llaniluvchi tarmoq topologiyalari

Shinali topologiyada barcha tarmoq qurilmalari umumiy shinaga ulanadi. Ular orasida ma’ulmot almashinish ushbu shina orqali amalga oshiriladi. Bu topologiyaning afzalligi kabel sarfi kam, ammo kamchiligi shundan iboratki, ma’ulmot uzatish tezligi tarmoqdagi qurilmalar soni ortishi bilan keskin tushib ketadi. Shuningdek tarmoqda ma’lumot uzatishda xatolik yuzaga kelish extimolligi xam yuqori.

Yulduzsimon topologiya asosida lokal kompyuter tarmog‘i qurilganda tarmoqdagi kompyuterlar va boshqa oxirgi qurilmalar markaziy kommunikatsiya qurilmasi (kommutator yoki konsentrator) yordamida o‘zaro bog‘lanadilar. Bunda har bir qurilma markaziy qurilmaga aloxida kabel liniyasi orqali bog‘lanadi va shuning uchun ham bu topologiyada kabel sarfi yuqori. Lekin tarmoqdagi biror kompyuter ishdan chiqishi tarmoqning ishchi xolatiga ta’sir etmaydi. Shuningdek har bir ishchi stansiya (kompyuter) o‘ziga tegishli xabarnigina qabul qilganligi sababli axborot xavfsizligi yuqori.
Xalqali topologiyada barcha ishchi stansiyalar o‘zaro ketma-ket bog‘lanadilar. Bu topologiyada har bir ishchi stansiya tarmoqga ikki liniya orqali ulanadi, ulardan biridan ma’ulmot qabul qilsa, ikkinchisidan uzatadi. Demak bunday topologiyadagi tarmoqda ma’lumotlar uzatilishi bir yo‘nalishda amalga oshiriladi. Afzalligi xizmat ko‘rsatish masofasining kattaligi (20 km gacha), axborotlar oqimi katta bo‘lgan hollarda tarmoqning ishonchliligi, qo‘shimcha tarmoq kommunikatsiya qurilmasining zarur emasligi. Kamchiliklarining asosiysi, tarmoqga yangi qurilma qo‘shish lozim bo‘lganda tarmoq faoliyatini to‘htatib turish lozim. Shuningdek axborot xavfsizligi darajasi hampastligi. Buning sababi shundaki, bunday topologiyada har bir axborot tarmoqdagi barcha ishchi stansiyadan o‘tishi mumkin.
Shuni takidlash kerakki lokal kompyuter tarmoqlarida fizik topologiya va mantiqiy topologiya bir biridan farq qilishi mumkin. Masalan quyidagi (1.16-rasm) rasmda keltirilgan lokal tarmoqning fizik topologiyasi yulduzsimon bo‘lsada ammo ma’lumot almashinish prinsipiga ko‘ra xalqali topologiyani tashkil etadi.

1.16-rasm. Fizik topologiyasi yulduzsimon, mantiqiy topologiyasi xalqali bo‘lgan lokal kompyuter tarmog‘i