AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI MUSO AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
AMALIY ISHI
Mavzu: Konsentratorlar va ularning turlarini o`rganish?
Bajardi: 210/18-guruh talabasi
Abdualiyev Farxod.
Tekshirdi: .
TOSHKENT – 2021
Mavzu: Konsentratorlar va ularning turlarini o`rganish?
. I va II klass konsentratorlari
IEEE802.3 standarti repiterli konsentratorlarni ikkita
klassga ajratadi, ular bir-biridan ishlatilish sohalari va baja-
radigan vazifalari bilan ajralib turadilar. Har bir konsentrator
o‘z klassining belgisi bilan belgilab qo‘yiladi, ya’ni I va II rim
raqamlaridan tegishlisini aylana ichiga olingan belgi bilan bel-
gilanadi.
II klass konsentratorlari (repiterlari) – bular keng tarqal-
gan,
taniqli konsentratorlar, Ethernet tarmog‘i ishlab chiqaril-
gandan beri ulardan foydalaniladi. Shuning uchun ham ular-
dan Fast Ethernet tarmog‘ida foydalanishga ruxsat etilgan. Bu
konsentratorlar segmentdan kelgan signallarni aynan o‘zidek
qilib, boshqa segmentga hech qanday o‘zgartirmasdan uzatishi
bilan ajralib turadi (ya’ni tarmoq signallarini kodlash usulida
o‘zgartirib bera olmaydilar). Shuning uchun bu konsentrator-
larga faqat bir turdagi signal ishlatuvchi segmentlarni ulash
mumkin. Masalan, bu konsentratorlarga faqat 10BASE-T yoki
100BASE-TX bir xil tarmoq segmentlarini ulash mumkin.
To‘g‘ri, ularga turli masalan, 10BASE-T va 10BASE-FL yoki
100BASE-TX va 100BASE-FX segmentlarini ham ulash mum-
kin, lekin ular bu holda bir xil uzatish kodidan foydalanish-
lari kerak. Ammo bu konsentratorlar turli kodlashtirish tizimli
segmentlarni birlashtira olmaydilar, masalan, 100BASE-TX va
100BASE-T4.
II klass konsentratorlarida signalni ushlanishi I klass kon-
sentratorlariga nisbatan kam. Standartga ko‘ra, signal ushla-
nishi 46 bit oraliq vaqtidan (100BASE-TX/FX uchun) 67 bit
oraliq vaqtgacha bo‘ladi (100BASE-T4 uchun). Shu holatdan
bu turdagi konsentratorlarda kengaytirish imkoniyat va ular-
ning portlar sonining chegarasi kelib chiqadi (odatda ular soni
24 tadan oshmaydi). Lekin konsentratorlarning kam ushlanish
vaqti uzun kabellardan foydalanish imkonini beradi, chunki
tarmoq ish faoliyatiga tarmoqdagi umumiy ushlanish vaqti
ta’sir qiladi (konsentratordagi va kabeldagi ushlanish).
II klass konsentratorlarini o‘zaro ulash uchun maxsus ken-
gaytirish portlari (UpLink port, ïîðò ðàñøèðåíèÿ) ishlatiladi.
Buning uchun har bir konsentrator shu porti bilan boshqa bir
konsentratorning oddiy portlaridan biriga ulanadi (7.5-rasm).
II klass konsentratorlarni ishlab chiqarish I klass konsentrator-
lariga nisbatan ancha murakkab, chunki ularga vaqt bo‘yicha
qo‘yilgan qattiq talablar mavjud. Shu bilan bir qatorda ular-
ning imkoniyatlari kam, shuning uchun ularni sekin-asta I
klass konsentratorlari siqib chiqarmoqda.
7.5-rasm. Ikkita II klass konsentratorlarini ulash.
I klass konsentratorlari (repiterlari) – bu turdagi konsen-
tratorlar segmentga kelayotgan signallarni raqamli ko‘rinishga
o‘zgartiradi, so‘ng boshqa segmentlarga uzatadi. II klass kon-
sentratorlaridan farqi, turli segmentlarda ishlatiladigan kod-
larni o‘zgartirish imkoni bor, shuning uchun ularga bir vaqtda
turli xil segmentlarni ulash mumkin, masalan, 100BASE-TX,
100BASE-T4 va 100BASE-G‘X turdagi segmentlarni. Lekin
signalni o‘zgaritrish jarayoni vaqt talab qiladi, shuning uchun
bu turdagi konsentratorlar sekin ishlaydi (standart bo‘yicha
ulardagi ushlanish 140 bit oralig‘idan ko‘p bo‘lishi kerak
emas).
I klass konsentratorlari ancha erkin, ular kengayish
bo‘yicha ancha keng imkoniyatlarga ega. Aynan shulardan
shassi asosidagi murakkab konsentratorlar hosil qilishda ish-
latiladi. Shuningdek, ulardagi ichki raqamli signallar shi-
nasi mavjud bo‘lganligi uchun masofaviy ish stansiyalaridan
boshqarish imkoniyati hosil bo‘ladi. Ya’ni tarmoq yuklamasini
va portlar holatini, tarmoqdagi xatoliklarni qaytarish chasto-
tasini nazorat qilish, shuningdek, nosoz segmentni avtomatik
ra vishda o‘chirish ishlarini masofadan amalga oshirish mum-
kin bo‘ladi. Bu holda boshqarish stansiyasi bilan aloqa qilish
uchun maxsus loyihalashtirilgan aloqa protokoli SNMP (Sim-
ple Network Management Protocol-prostoy protokol uprav-
leniya setyu) ishlatiladi. Bunday masofaviy boshqarilish im-
koniyati bor konsentratorni idrokli konsentrator deb ataladi
(Intelligent Hub, èíòåëåêòóàëíûé, idrokli). 1988-yili IAB
(Internet Activities Board) komissiyasi tomonidan SNMP
protokoli taklif qilingan. U RFC1067, RFC1098, RFC1157
hujjatlarida bayon qilingan. SNMP protokoli amaliy bosqichga
tegishli bo‘lib, IP va IPX protokollari bilan ishlaydi. U tarmoq
haqida axborot yig‘ishga imkoniyati bor, shuningdek, tarmoq
qurilmalarini ham boshqarishi mumkin.
SNMP protokoli ASN1 formatida matn fayllari ko‘rinishida
tarmoq qurilmalari haqidagi axborotni saqlaydi deb bilinadi,
ulardan har biri MIB (Management Information Base, áàçà
óïðàâëÿþùåé èíôàðìàöèè, boshqarish axborotlar bazasi)
nomi bilan ataladi. Masalan, idrokli konsentratorlar bo‘lgan
holda ulardan har bir portdan uzatilgan va qabul qilingan pa-
ketlar sonini o‘qish mumkin, shuningdek, har bir portni alo-
qadan uzib va yana ulash mumkin. Bular SNMP yordamida
amalga oshirilishi mumkin bo‘lgan ishlarning hammasi emas.
Tarmoq qurilmalarini boshqarish uchun, bu qurilma kon-
trolleri SNMP agentining dasturini bajarishi kerak. Agent das-
turi, qo‘yilgan tizimdagi tarmoq haqidagi axborotni yig‘adi va
bu tizim obyektlarini boshqaradi. Tarmoqni boshqaradigan
ishchi stansiya (NMS-Network Management Station) – bu
tarmoqqa ulangan komp’yuterlardan biri bo‘lib, bu komp’-
yuterga maxsus amaliy dastur paketi joylashtirilgan va qulay
grafik ko‘rinishda tarmoq qurilmalarining holatini aks ettirib
turadi hamda ularni boshqarish imkonini beradi.
SNMP protokoli uchta turdagi buyuruqlarni qo‘llaydi.
GET buyurug‘i erkin tartibda axborot obyektlarining
●
qurilmasining qiymatlarini o‘qiydi (MIB dan);
GET NEXT buyurug‘i tartib bo‘yicha keyingi axborot
●
obyektining qurilmasini qiymatlarini o‘qiydi;
SET buyurug‘i axborot obyekt qurilmasining qiymatini
●
o‘zgartirish uchun ishlatiladi.
SNMP protokolining buyuruqlar deytogramma tarkibidagi
(PDV-Protocol Data Unit) axborotlar moduli yordamida uza-
tiladi. Shuningdek, protokolda MIB kodlashtirish tipi haqidagi
axborotni ham uzatishi ko‘zda tutilgan, shuning uchun turli
qurilmalarda MIB turli formatga bog‘lanishi mumkin. Qator
firma va standart MIB formatlari mavjud, tarmoq adapterlari
uchun (MIB II), konsentratorlar, ko‘priklar va butun tarmoq
uchun (RMON MIB), ularni SNMP qo‘llaydi.
7.3 Ulovchi konsentratorlar
Ulovchi konsentratorlar (Switched Hubs, êîììóòèðóþùèå
êîíöåíòðàòîðû) – ularni yana ulovchilar ham deb ataladi va
yana oddiy juda tezkor ko‘prik deb, ham qarash mumkin. Ular
tarmoq uzunligini ixchamlashtirish uchun, yaxlit tarmoqni bir
necha kichik tarmoqlarga ajratishda ishlatiladi yoki tarmoq-
ning alohida qismlaridagi yuklamani (trafika) kamaytirishda
foydalaniladi.
Ulovchi konsentratorlar kelayotgan paketlarni qabul qil-
maydi, faqat uzatishga zarurat bo‘lganda ularni tarmoqning
bir qismidan ikkinchi qismiga uzatadi. Ular bitlarni kelayot-
gan oqimini to‘xtatmay qabul qiluvchi qurilmaning manzilini
aniqlab bu paketni jo‘natish haqida qaror qabul qiladi, agar pa-
ket jo‘natiladigan bo‘lsa kimgaligini ham aniqlaydi. Paketlarga
hech qanday ishlov berilmaydi, shuning uchun konsentratorlar
amalda tarmoqdagi axborot almashinuvini sekinlatmaydi, lekin
ular paket va tarmoq protokollarining formatlarini o‘zgartira
olmaydi. Chunki kommutatorlar kadr ichidagi axborotlar bilan
ishlaydilar, ko‘pincha ular kadrlarni qayta tiklaydi.
Kolliziya holati kommutator tomonidan tarqatilmaydi,
bu esa ancha sodda repiterli konsentratorga nisbatan afzal-
ligi yuqori ekanidan dalolat beradi. Kommutatorning mantiqiy
tuzilishi ancha sodda (7.6-rasm). Ular o‘z tarkibiga chorraha
matrisasini (crossbar matrix, ïåðåêðåñòíàÿ ìàòðèöà) oladi,
matrisaning butun hamma kesishish nuqtalarida paket uza-
tish vaqtida aloqa o‘rnatish mumkin. Natijada, xohlagan bir
segmentdan uzatilayotgan paket, xohlagan boshqa segmentga
uzatilishi mumkin (7.6-rasm) yoki hamma segmentlarga bir
vaqtning o‘zida uzatilishni tashkil qilish mumkin (7.7-rasm).
7.6-rasm. Kommutatorning mantiqiy sxemasi.
Kommutatorlar turlicha portlar soniga mo‘ljallab ishlab
chiqariladi. Ko‘pincha 6, 8, 12, 16 va 24 portli kommutatorlar
Keng miqyosda uzatiladigan paketni qayta tiklash.
uchrab turadi. Aytib o‘tish kerakki, ko‘priklar kam holda 4 ta-
dan ortiq portni qo‘llab tura oladi. Ba’zi bir kommutatorlarda
portlarni guruhlash imkoniyati mavjud, ular bir-biriga bog‘liq
bo‘lmagan holda ishlay oladi, ya’ni bir kommutatordan ikki va
uchta kommutator kabi foydalanish imkonini beradi.
Kommutatorlarning ish unumdorligi ikkita ko‘rsatkichi bi-
lan xarakterlanadi: maksimal va jamlangan paketni qaytadan
uzatish tezliklari. Qaytadan uzatishning maksimal tezligini pa-
ketlarni bir portdan ikkinchi portga uzatilganda o‘lchanadi,
o‘lchash davrida qolgan hamma portlar o‘chgan bo‘lishi kerak.
Jamlangan tezlikni hamma portlar aktiv ishlab turgan holda
o‘lchanadi. Jamlangan tezlik maksimal tezlikdan kattadir,
lekin maksimal tezlik hamma portlarda bir vaqtning o‘zida
ta’minlana olmaydi, vaholanki kommutatorlar bir vaqtning
o‘zida bir necha paketlarga ishlov bera oladi (ko‘priklarda
bunday imkon yo‘q).
Tarmoqlarni qismlarga kommutator yordamida bo‘lishda
amal qilinadigan eng asosiy qoida «80/20 qoida» deb nomla-
nadi. Faqat shu qoidaga rioya qilinganda kommutator unumli
ishlaydi. Bu qoidaga binoan, tarmoqning bir qismidagi hamma
uzatishlarning 80% bir segmentga to‘g‘ri kelishini ta’minlash
kerak. Faqat hamma uzatishlarning 20% tarmoqning qolgan
segmentlar o‘rtasida bo‘lishi kerak, ya’ni 20% uzatishlar kom-
mutator orqali o‘tadi. Amalda odatda server va u bilan aktiv
ishlovchi ish stansiyalarini (mijoz) bitta segmentga joylashtirish
orqali 80/20 qoidasi amalga oshiriladi. Bu qoidani ko‘priklarga
ham qo‘llash mumkin.
Kommutatorlarni ikkita toifasi mavjud, ular bir-biridan in-
tellekt darajasi va ulash usuli bilan farqlanadi:
jamlovchi va qayta tiklovchi kommutatorlar (Store-
●
and-Forward, SAF);
sodda va tez ishlovchi kommutator (Cut-Trough).
●
Qisqacha ularni xususiyatini ko‘rib chiqamiz.
7.3.1. Kommutatorlar
Cut-Trough kommutotorlari
– eng oddiy va tez ishlovchi
bo‘lib, paketlarni buferlashtirmaydi va hech qachon tanlov
olib bormaydi. Ular paketning faqat bosh qismidagi qabul
qilish qurilmasining 6 baytli manzilini o‘qib va ulash haqi-
da qaror qabul qiladi. Bu ish uchun ba’zi bir kommutatorlar
10 bit oralig‘idagi vaqt sarflaydilar. Natijada kommutatordagi
ushlanish buferlashtirish vaqti, shuningdek, ulanish vaqti bilan
birgalikda 150 bitli oraliqni tashkil qilish mumkin. Albatta bu
vaqt repiterli konsentratorlar vaqtidan katta, lekin har qan-
day ko‘priklardagi qayta tiklashdagi ushlanish vaqtidan ancha
kamdir.
Bu turdagi kommutatorning kamchiligi har qanday paket ni
qaytadan tiklab uzatib yuboradi, hattoki xato paketlarni ham
uzatib yuboradi, bu esa tarmoq ish unumini kamaytiradi. Bir
tarmoq qismidagi xatolik tarmoqning boshqa qismiga qayta
tiklab uzatib yuboriladi. Yana bir kamchiligi tez yuklama
oshishga olib keladi va yuklama oshgan holda qayta ishlov
beri shni yomon olib boradi. Shuning uchun Cut-Trough kom-
mutatorini sekin-asta ancha yuqori darajada ishlovchi Interim
moqda. Bu turdagi kommutatorlar kichik (karlik) kadrlarini
uzatmaslik imkoniyati mavjud, lekin Cut-Trough kommutato-
rining kamchiliklari bu kommutatorda ham saqlanib qolgan.
Store-and-Forward kommutatorlari eng qimmat, murak-
kab va bu turdagi qurilmalar orasida mukammalidir. Ular an-
cha mostlarga yaqin va Cut-Trough kommutatorlarida mavjud
kamchiliklardan holidir. Ularning asosiy afzalliklari hamma
qayta tiklanayotgan paketlarni ichki bufer xotira FIFO ga to‘liq
saqlab qo‘yishdan iborat. Bu holda bufer o‘lchami paketning
maksimal uzunligidan kam bo‘lmasligi kerak. Tabiiyki ulash
vaqtining uzayishi sezilarli oshadi, u 12000 bit oralig‘idan kam
bo‘lmaydi. Xato va kichik kadrlar bu turdagi kommutatorlarda
filtrlanadi. Yuklanishlar esa kam hosil bo‘ladi. Xotira quril-
masining sig‘imi qancha katta bo‘lsa, kommutator yuklanish
holatlarini shuncha yaxshi yenga oladi. Lekin xotira hajmi
oshgan sari, qurilma narxi ham oshib boradi. Ba’zi hollarda
kommutator tarkibida protsessor ham bo‘ladi, lekin ko‘pincha
kommutatorni tezligi katta bo‘lgan maxsus integral sxemalarda
hosil qilinadi. Ular faqat paketlarni ulash vazifasiga ixtisos-
lashtirilgan bo‘ladi.
SAF kommutatorlari boshqa kommutator turlariga nisba-
tan bir vaqtning o‘zida turli tezlikda uzatishni qo‘llashi mum-
kin (10 Mbit/s va 100 Mbit/s). Paketni to‘liq buferlashtirish
uni qabul qilingan tezlikdan boshqa tezlikda uzatishga imkon
beradi. Natijada kommutator portlarining bir qismi Ether-
net tarmog‘i bilan, qolgan ikkinchi qismi esa Fast Ethernet
tarmog‘i bilan ishlashi mumkin. Ba’zi bir kommutatorlar o‘z
portlarini avtomatik ravishda portga ulangan segmentning uza-
tish tezligiga moslaydi. Shuning uchun SAF kommutatorlari
Ethernet dan Fast Ethernet ga o‘tishni sezilarli ravishda yengil-
lashtiradi. Gigabit Ethernet bilan 1000 Mbit/s tezlikda aloqani
tashkil qiluvchi kommutatorlar ham mavjud. Mostlardan farq-
li kommutatorlarda paket formati yo‘q, shuning uchun turli
formatli tarmoqlarni ular yordamida birlashtirib bo‘lmaydi.
Shuningdek, moslashuvchi (àäàïòèâíûå yoki ãèáðèäíûå)
deb nomlangan kommutatorlar ham ishlab chiqariladi, ular
avtomatik ravishda Cut-Trough ish tartibidan SAF ish tarti-
biga va teskarisiga o‘ta oladi. Kam yuklama bo‘lgan holatida
va xatoliklar darajasi kam bo‘lgan hollarda ular xuddi tez ish-
lovchi Cut-Trough kommutatorlaridek ishlaydi, tarmoqda xa-
toliklar ko‘p bo‘lib, katta yuklama bo‘lgan holatida ular sekin
ishlash tartibiga o‘tib, SAF kommutatorlari singari sifatli ish
bajaradi.
Repiterli kommutatorlarning yana bir muhim afzalligi
shundan iboratki, ular aloqaning to‘liq dupliks ish tartibini
qo‘llay oladi. Aytib o‘tilganidek, bu ish tartibida tarmoqda
axborot almashinuvi keskin soddalashadi, uzatish tezligi esa
ideal holda ikki hissaga oshadi (20 Mbit/s Ethernet uchun,
200 Mbit/s Fast Ethernet uchun).
O‘ralgan juftlik va shisha tolali kabellar ishlatilgan segment-
da har qanday holda ham ikkita aloqa yo‘li ishlatilishi kerak,
ulardan biri axborotni bir tarafga uzatsa, ikkinchisi boshqa
tarafga uzatadi. (Bu 100 BASE-T4 segmentiga taalluqli emas,
unda ikki tomonga yo‘nalgan o‘ralgan juftlik ikki tomonga
navbat bilan axborot uzatadi). Lekin standartlashtirilgan yarim
dupleksli ish tartibida axborot bu aloqa yo‘llaridan bir vaqt-
ning o‘zida amalga oshirilmaydi. Ammo bu aloqa yo‘li orqali
ulangan adapter va kommutatorlar to‘liq dupleks ish tartibini
qo‘llasa, u holda axborotni bir vaqtning o‘zida uzatish mum-
kin bo‘ladi. Tabiiyki adapter va kommutator apparaturasi bu
holda tarmoqdan kelayotgan paketni qabul qilishni va o‘zining
paketini bir vaqtning o‘zida uzatishini ta’minlashi kerak al-
batta.
To‘liq dupleksli ish tartibi har qanday kolliziya holatiga
o‘rin qoldirmaydi va SCMA/CD murakkab almashinuvni
boshqarish algoritmidan foydalanishga xojat qoldirmaydi.
Abonentlardan har biri (adapter va kommutator) bu holat-
da xohlagan vaqtda tarmoqning bo‘shashini kutib turmasdan
axborot uzatishi mumkin. Natijada tarmoq 100% yuklamaga
yaqin bo‘lgan taqdirda ham o‘z vazifasini bemalol bajaradi
(yarim dupleks ish tartibida-30-40 % dan ko‘p emas). Ayniqsa
bu ish tartibi yuqori tezlikda ishlovchi server va yuqori unumli
ish stansiyalari uchun qulay sharoit yaratadi.
Bundan tashqari SCMA/CD usulidan voz kechishlik av-
tomatik ravishda tarmoq o‘lchamiga qo‘yiladigan chegara-
lash shartlarini olib tashlaydi. Bu esa Fast Ethernet va Gigabit
Ethernet tarmoqlar uchun muhimdir. To‘liq dupleks ish re-
jimida, axborot almashinuvi olib borishda, har qanday tar-
moq uzunligiga chegara qo‘yish faqat signalni aloqa muhitida
so‘nishigagina bog‘liq bo‘ladi. Shuning uchun, masalan, Fast
Ethernet va Gigabit Ethernet tarmoqlarida shisha tolali seg-
mentlarning uzunligi 2 km va undan ham ko‘p bo‘lishi mum-
kin. Standart yarim dupleks ish tartibida va SCMA/CD usu-
li qo‘llangan holda amaliy jihatdan bu ko‘rsatkichga erishib
bo‘lmaydi, chunki signalni ikki hissa tarqalish vaqti Fast Eth-
ernet uchun 5,12 mks dan oshmasligi kerak, Gigabit Ethernet
uchun esa 0,512 mks dan oshmasligi lozim (eng kam paket
uzunligi holatida esa 512 bayt-4,096 mks).
To‘liq dupleks ish tartibini aktiv yulduz topologiyasiga ya-
qinlashishdek ko‘rish mumkin. Xuddi aktiv yulduzdagidek, bu
holda ham konfliktlar bo‘lishi mumkin emas, lekin markazga
bo‘lgan talab (tezligi va ishonchliligiga) nihoyatda qattiq. Xuddi
aktiv yulduzdagi kabi, ko‘p abonentli tarmoq qurish masalasi
ancha qiyin, chunki ko‘p markaz hosil qilish masalasi mavjud.
Xuddi aktiv yulduzdagi kabi, qurilmalarning narxi ancha yuqo-
ridir, chunki tarmoq adapteri va ulash kabellaridan tashqari yana
tez ishlovchi va qimmat kommutatorlar ham bo‘lishi kerak.
Shunday qilib, hozirgi vaqtda ulovchi konsentratorlar
(kommutator) ana’naviy ko‘priklar bajaradigan vazifalarni
ham ko‘proq bajarmoqda. Shuning uchun bir tarmoq doirasida
yoki bir xil o‘lchamli paket ishlatiladigan bir turdagi tarmoq-
larda (Ethernet va Fast Ethernet) kommutatorlar ko‘pincha
ko‘priklarni siqib chiqarmoqda, chunki ular ancha arzon va
tezligi yuqoridir. Ko‘priklarning vazifasi faqat har xil turdagi
tarmoqlarni ulashgina bo‘lib qolmoqda, bu hol ko‘p uchra-
maydi. Bunday tendensiya elektronikaning boshqa sohalarida
ham ko‘rinmoqda: tor masalaga yo‘naltirilgan tezligi yuqori
qurilmalar, tezligi kam lekin universal qurilmalarni siqib
chiqarmoqda. Universal qurilmalar (komp’yuterlar, univer-
sal kontrollerlar) asosan murakkab ishlov berish algoritmli
masalalarni va bu masalalar aniq obyektlarning shartlari asosi-
da o‘zgaradigan masalalarni hal qilishda saqlanib qolmoqda.
Bu qurilmalarning yana muhim afzalliklari, masala o‘zgarishi
bilan dasturiy moslashish va apparat moslashish imkoniyati
yuqori darajada (san’at darajasida) bo‘lganligi uchun ichki
qurilmalarida o‘zgartirishlar lozim emas.