Iv bap. Tarmaq operacion sistemaları 1 Operacion sistemalardıń wazıypası qollanılıwı

5.12. Tarmaqtı logikalıq strukturalaw
Aymaqlıq tarmaqlardı logikalıq strukturalaw jalǵız ajratılatuǵın ortalıqtı bir neshe avtonom ajratılatuǵın ortalıqlarǵa segmentlestiriw hám alınǵan segmentlerdi kópirler, kommutatorlar hám marshrutizatorlar járdeminde jalǵawdan ibarat (5.24-súwret).

Sanap ótilgen qurılmalar óziniń bir portınan ekinshi portına kadrlardı, usı kadrlarǵa ornatılǵan hám jiberiletuǵın mánzillerdi analiz etiw menen uzatadı. Kópirler hám kommutatorlar kanal basqıshınıń tekis adresleri, yaǵnıy MAS-adresler tiykarında kadrlardı uzatıw operaciyasın orınlaydı, marshuritizatorlar bolsa bul maqset ushın tarmaq dárejesiniń ierarxiyalıq adreslerinen paydalanadı.

Logikalıq strukturalaw bir neshe máselelerdi, olardan tiykarǵıları ónimdarlıqtı, ıqshamlıqtı, qáwipsizlikti hám basqarılıwsheńlikti sheshiw imkanın beredi.

Ónimdarlıqtı asırıw. Logikalıq strukturalawdıń bas maqseti bolǵan ónimdarlıqtı asırıwdıń nátiyjeligin kórsetiw ushın júklemelerdi segmentlerge bóliwde júklenbelerdiń ózgeriwin kórip shıǵamız (5.25-súwret). Súwrette kópirli jalǵanǵan eki Ethernet segmenti súwretlengen bolıp, segmentler ishinde tákrarlaǵıshlar isleydi. Tarmaqtı segmentlerge bóliniwgeshe siltemeler payda etpeytuǵın trafik ulıwmalıq bolıp, tek ǵana tákrarlaǵıshlar arqalı ótedi hám tarmaqdan paydalanıw koeffitsientin anıqlawda esapqa alınadı. Eger i siltemeden j siltemege baratuǵın trafiktiń ortasha jedelligi (intensivligi) C_ij arqalı belgilense, ol jaǵdayda segmentlerge bóliniwgeshe tarmaq uzatıwı kerek bolǵan jıyındı trafik bárshe siltemelerdin jıyındı trafigine teń boladı. Tarmaqtı segmentke bólinbegenligin esapqa alıp bul jıyındını tómendegi kóriniste súwretlew múmkin:
=S1+S1/S2+S2,
bul jerde S1-birinshi segmentiń ishki trafigi;

S2-ekinshi segmenttiń ishki trafigi;

S1/S2-segmentlerara trafik.

Hár bir ajratılǵan segmentler ushın óz aldına júklemeni esaplaymız. Máselen, 1 segment ushın júkleme S1+S1/S2 boldı. Demek, 1 segmentke júkleme bóliniwden keyin ekinshi segmenttiń ishki trafigi mánisine shekem kemeyedi. Bul esaplardı ekinshi segment ushın tákrarlaw múmkin. Natiyjede segmentlerdegi keshigiw kemeyedi, bir silteme tuwrı keletuǵın paydalı ótkiziw qásiyeti artadı.

Tarmaqtı segmentlerge bóliw hár dayım taza segmentlerde júklemeni kemeytiredi (barlıq trafik segmentlerara bolmaǵan jaǵdaylarda). Ámelde tarmaqda hár dayım ulıwmalıq máseleni sheshetuǵın mekeme xızmetkerlerine tiyisli kompyuterler toparın ajratıw múmkin. Bul bir jumısshı topar, bólim, karxananıń basqa shólkemlestiriw bólimi xızmetkerleri bolıwı múmkin. Kóp jaǵdaylarda olarǵa ózleriniń bólimleri boyınsha resursları, tek ǵana az jaǵdayda aralıqtaǵı resurslarǵa jalǵanıw zárúr boladı.

Tarmaqtıń ıqshamlıǵın asırıw. Segmentler menen birgelikte tarmaqlardı qurıwda olardan har biri isshi topar yáki bólimniń ózine sáykes mútájliklerge maslastırılıwı múmkin. Máselen, bir segmentte Ethernet hám OS Unix texnologiyaları, basqasında bolsa Token Ring hám OS/400 isletiliwi múmkin. Sonıń menen berge, hár eki segmentler paydalanıwshıları kópir/kommutatorlar járdeminde maǵlıwmatlardı almasıw imkaniyatları bar. Tarmaqtı logikalıq segmentlerge boliw pratsessin teskeri jóneliste de, yaǵnıy bar bolǵan úsh úlken bolmaǵan tarmaqlardan taza úlken tarmaqtı jaratıw pratsessin kórip shıǵıw múmkin.

Maǵlıwmatlardıń qáwipsizligin asırıw. Kópir/kommutatorlarda túrli filtrlardı qoyıw menen tákrarlaǵıshlar imkan bermeytuǵın basqa segmentler resurslarlarına paydalanıwshılardıń jalǵanıwın nazarat qılıw múmkin.

Tarmaqtıń basqarılıwın asırıw. Trafik kemeyiwiniń jaqsı nátiyjesi hám maǵlıwmatlar qáwipsizligin asırıw tarmaqtı basqarıwdı ápiwayılastırıw bolip tabıladı. Mashqalalar, kóbinshe segmentler ishinde jaylastırıladı. Segmentler tarmaqtı basqarıw logikalıq domenlerin quraydı.

Bir neshe ret aytılǵanınday, tarmaqtı eki túrdegi qurılmalar kópirler hám kommutatorlar járdeminde logikalıq segmentlerge bolıw múmkin. Kópirler hám kommutator wazıypası bir túrdegi qurılmalar bolıp, kópirdiń kommutatordan parqı sonda, kópir kadrlardı izbe-iz, kommutator bolsa parallel rawishte qayta isleydi. Hár eki qurılma bir algaritmde, tınıq kópir algaritimi tiykarında kadrlardı háreketlendiredi.

IEEE 802.ID tınıq kópir algaritimi.

Tınıq kópir algaritimindegi “tınıq” sózi usı dálildi sáwlelendiredi, kópirler hám kommutatorlar óz ishine tarmaqta aqırǵı túyinler, tarmaq adapterleri, konsentratorlar hám takrarlaǵıshlardıń bar ekenligin esapqa almaydı. Basqa tárepten, joqarıda sanap ótilgen tarmaq qurılmaları tarmaqta kópirler hám kommutatorlar bar ekenligin sezdirmeydi.

Tınıq kópir algaritimi kópir/kommutator ornatılatuǵın aymaqlıq tarmaqtıń texnologiyasına baylanıslı bolmaydı, sonıń ushın Ethernet tınıq kópir/kommutatorları FDDI yáki Token Ring kópir/kommutatorları sıyaqlı isleydi. Kommutator óz mánzili kestesin onıń portlarına jalǵanǵan segmentlerdegi trafikti passiv gúzetiw tiykarında quraydı. Bunda kommutator onıń portlarına keletuǵın maǵlıwmatlar kadrlardı uzatqan túyinlerdiń mánzillerin keltirip ótedi. Kadr uzatqan túyin adresi boyınsha kommutator bul túyindi tarmaqtıń ol yáki bul segmentine tiyisliligi tuwrısında juwmaq shıǵaradı.

Kommutatordıń hár bir portı óz segmentiniń aqırǵı túyini sıpatında isleydi, biraq ózin MAS-adresine iye emes. Kommutator portlarına adresler zárúr emes, sebebi olar kadrlardı uslawdıń naanıq dep atalatuǵın is tártibinde isleydi, bunda portqa keletuǵın bárshe kadrlar olar qaysı adreske uzatılıwına baylanıslı bolmaǵan jaǵdayda waqtınsha bufer yadta saqlanadı. Kommutator naanıq is tartibinde islegen jaǵdayda oǵan jalǵanǵan segmentlerde uzatılatuǵın pútin trafikti qadaǵalaydı hám onnan ótetuǵın kadrlardan tarmaqtıń strukturasın úyreniw ushın paydalanıladı.

Kommutatordıń adresli kestesin avtomatikalıq jaratılıw waqtında hám onnan 5.26-súwrette sáwlelengen ápiwayı tarmaq sıpatında paydalanıwdı kórip shıǵamız.

Kommutator eki tarmaq segmentin baylanıstıradı. 1-segmentti kommutatordıń 1-portına koaksial kabeldin bir bólegi járdeminde jalǵanǵan kompyuterler, 2-segmentti bolsa kommutatordıń 2-portına koaksial kabeldıń basqa bólegi járdeminde jalǵanǵan kompyuterler quraydı.

Dástlepki jaǵdayda kommutator qanday MAS-adresli kompyuterler onıń portlarınan qaysı birine jalǵanǵanlıǵın bilmeydi. Bul jaǵdayda kommutator qálegen uslanǵan hám buferge jaylasqan kadrdı bul kadr alınǵan porttan tısqarı óziniń bárshe portlarına uzatadı. Biziń mısalda kommutatorda tek ǵana eki port bar, sonıń ushın ol kadrlardı 1-porttan 2-portqa hám kerisinshe, 2-porttan 1-portqa uzatadı. Takrarlaǵıshtan kommutatordıń bul tártipte islewi parqı ol kadrlardı takrarlaǵıshtaǵı kibi bitten keyin bit emes, dástlep buferge jaylastırıp keyin uzatadı. Buferge jaylastırıw bárshe segmentlerdiń islewi jalǵız ajratılatuǵın ortalıqqa uzatadı. Qashan kommutator bir segmentten ekinshi segmentke, mısalı, 1-segmentten 2-segmentke kadrlardı uzatıwǵa háreket qılsa, ol ápiwayı aqırǵı túyin sıpatında 2- segmenttegi ajratılatuǵın ortalıqqa ruxsat etiwdi, ruxsat etiw algaritimi qaǵıydaları boyınsha, usı mısalda CSMA/CD algaritimi qaǵıydaları boyınsha alıwǵa urınadı.

Kommutator bárshe portlatǵa kadrlardı uzatıw menen bir waqıtta kadr jibergen túyin mánzilin úyrenedi hám onı óziniń mánzilli kestesindegi ol yáki bul segmentke tiyisliligi haqqındaǵı jazıwdı ámelge asıradı. Bul keste sonday-aq, filtraciya kestesi yáki marshrutizaciya kestesi delinedi. Mısalı, kommutator 1-kompyuterden 1-portqa kadr alıp óz adresi kestesine birinshi jazıwdı ámelge asıradı:
1 MAS-adres — 1-port
Bul jazıw 1 MAS-adreske iye bolǵan kompyuter kommutatordıń 1-portına jalǵanǵan segmentke tiyisliligin bildiredi. Eger usı tarmaqtaǵı bárshe tórt kompyuter belsendilik kórsetse hám bir-birine kadrlardı jiberse, ol jaǵdayda kommmutator hár túyinge bir jazıwlı - 4 jazıwdan ibarat tarmaqtıń tolıq adresli kestesin dúzedi.

Kommutatordıń portına kadrdıń hár bir keliwinde, ol aldın, adresli kestede kadrdıń jiberilgen adresin tabıwǵa háreket qıladı. Kommutatordıń islew prinsipin 5.3-súwrettegi mısalda kórip shıǵıwdı dawam ettiremiz.

1. 1-kompyuterden 3-kompyuterge jiberilgen kadrdı alıwda kommutator ózindegi jiberiletuǵın adres – 3 MAS-adresli qandaydır jazıw menen sáykes keliwi ushın adresli kesteni kórip shıǵadı. Izlenetuǵın adresli kestede boladı.

2. Kommutator kesteni analiz etiwdiń ekinshi basqıshınıń jumısın orınlaydı, bir segmentte jiberilgen túyin hám jiberiletuǵın túyin adresli kompyuterler bar-joqlıǵın tekseredi. Misalda 1-kompyuter (1 MAS-adres) hám 3-kompyuter (3 MAS-adres) túrli segmentlerde jaylasqan. Demek, kommutator kadrlardı háreketlendiriw operaciyasın orınlaydı, alıwshı segmentine jetkizetuǵın 2-portqa kadrdı uzatadı, segmentke ruxsat etiwdi aladı hám oǵan kadrdı uzatadı.

3. Eger kompyuterler bir segmentke tiyisli bolsa, ol jaǵdayda kadr buferden shıǵarıp jiberiler edi. Bunday operaciya filtrlew delinedi.

4. Eger 3 MAS-adres jazıw adresli kestede bar bolmasa, yaǵnıy basqasha aytqanda jiberiletuǵın mánzil kommutatorǵa anıq emes bolsa, ol jaǵdayda úyreniw protsess baslanǵısh basqıshındaǵı kibi kadr deregi portınan tısqarı óziniń bárshe portlarına kadrdı uzatar edi.

Kommutatordıń úyreniw protsessi hesh qashan tawsılmaydı hám kadrlardı háreketlendiriw hám filtraciyalaw menen bir waqtta bolıp ótedi. Kommutator tarmaqtıń bir segmentinen bashqa segmentine kompyuterlerdiń ótiwi, kompyuterlerdiń úziliwi hám jańalarınıń jalǵanıwı kibi tarmaqta bolıp ótetuǵın ózgerislerge avtomatikalıq maslasıw ushın buferge alinatuǵın kadrlar derekleriniń adreslerin hár dayım gúzetip baradı.

Adresli kestelerdiń kirisleri kommutatordı óz-ózinen úyreniw waqtında jaratılatuǵın dinamikalıq, tarmaq administrator tárepinen jaratılatuǵın statikalıq bolıwı múmkin. Statikalıq jazıwlar jasaw múddetine iye bolmaydı, bul administrator kommutatordıń islewine tásir etiw, máselen, belgili adresli kadrlardı bir segmentten basqasına uzatılıwın sheklew imkaniyatın beredi.

Dinamikalıq jazıwlar jasaw múddetine iye boladı. Adresli kestede jazıw jaratılǵanda yáki jańalanǵanda oǵan waqt belgisi qoyıladı. Málim taym-aut tawsılıwı menen, eger bul waqt dawamında kommutator derek adresleri dawamında bul adresli bazıbir kadrdı almaǵan bolsa jazıw haqıyqıy emes dep belgilenedi. Bul kommutatorǵa kompyuterdi segmentten segmentke ótkenligi avtomatikalıq gúzetiw imkanın beredi. Kompyuter eski segmentten úzilgeninen keyin onıń bul segmentke tiyisliligi waqt ótiwi menen mánzilli kesteden óshiriledi. Bul kompyuter basqa segmentke jalǵanǵanınan keyin onıń kadrları kommutator buferine basqa port arqalı kelip túse baslaydı hám mánzilli kestede tarmaqtıń aǵımdaǵı jaǵdayına sáykes taza payda boladı.

Kommutatordıń tiykarǵı islew prinsipleri: oqıtıw, filtraciya, uzatıw hám keń uzatıw. 5.27-súwrette oqıtıw, filtraciya hám háreketlendiriw jumıs tártipleri óz ornına iye bolǵan algoritim súwretlengen. Jumısshı stansiyalar bir segmentten basqa segmentke ótiwleri múmkin bolǵanlıǵı sebepli kommutatorlar óz adresli bazalarındaǵı maǵlıwmatlardı (statikalıq hám dinamikalıq jazıwlardı) pertodlı ráwishte jańalap barıwı kerek. Hár bir dinamikalıq jazıw menen aktiv emes taymeri baylanǵan. Adresli bazadaǵı málim jazıwga sáykes jiberiwshi adresli kadr alınǵanında sáykes aktiv emes taymeri dáslepki jaǵdayına qaytadı. Eger qandaydur stansiya uzaq waqt kadrlardı jibermese aktiv emes taymeri málim waqt arasında tumamlanǵannan keyin maǵlıwmatlar bazasınan bul adressti óshiredi.

Eger qandaydur alıwshı adressi haqqında bazada jazıw bolmasa yáki bul adress keń uzatıwlı esaplanadı, kommutator óziniń kadrdı alǵan portınan tısqarı bárshe portlarına uzatadı. Bunday pratsess keń uzatıwlı delinedi. Keń uzatıw tarmaǵınıń bárshe segmentlarine, usı jánede alıwshıǵa jetkiziliwin táminleydi.

Kommutatorlar qoshımsha servislerdi (xızmetlerdi) de qollap quwatlaydı. Olar sazlanatuǵın filtrlardı, maǵlıwmatlardı jaqsılanǵan qorǵawın hám klasslar boyınsha kadrlarǵa islew beriwdi usınıs etedi. Filtrlar tarmaq adminine (administratorına) kadrdıń qálegen komponenti, máselen joqarı basqısh protokolı, jiberiwshi yáki alıwshı adresi, kadr túri tiykarında filtrlawdı ámelge asırıwga imkaniyat beredi. Bundan tısqarı, tarmaqtıń segmentlarin yáki ayrıqsha qurılmaların admin (admin) jiberiwshiler yáki alıwshılardıń admin adresli kadrlardan, sonday-aq, belgili túrdegi kadrlardan qorǵaw múmkin.

Klasslar boyınsha islew beriw administratorlarǵa (administratorlarǵa) tarmaq boyınsha kadrlardıń ótiwin ornatıwǵa imkan beredi. Admin (admin) túrli islew beriw náwbetlerine kadrlardı jiberiw menen ótkiziw qásiyetin basqarıw múmkin. Klasslar boyınsha xızmet kórsetiw pás tezlikli liniyalarda júda ónimdarlı.

5.28-súwrettegi kommutator strukturası OSI etalon modeli kóz-qarastan izertlenedi. Kópirler hám kommutatorlar da tınıq, hám uzatıw túyininen marshrutlanıwı menen etalon modeldi kanallı basqıshınıń MAS-kishi basqıshında isleydi. Bul bárshe kórip shıǵılǵan aymaqlıq tarmaqlar texnologiyaları ushın tuwrı. Kadrlardı uzatıwda hám qabıl qılıwda ortalıqqa ruxsat wazıypasın MAS mikrosxema orınlaydı.

5.29-súwrette kommutatordıń kórgizbeli strukturası súwretlengen. Kadrlardı uzatıwda hám qabıl qılıwda ortalıqqa ruxsat wazıypası tarmaq adapteri mikrosxemalarına uqsas bolǵan MAS mikrosxemaları orınlanadı. Kommutator algoritimin isletetuǵın protokol MAS hám LLC basqıshları arasına jaylasadı. Bárshe bar portlar bufer yadta saqlanatuǵın bárshe keletuǵın kadrlardı uslaw (zaxvat) tártipte isleydi. Bul is tártibinde kommutator oǵan jalǵanǵan segmentlerde (súwrette eki A hám V segmentler kórsetilgen) uzatılatuǵın bárshe trafikti gúzetedi. Kommutatordan (kóprirden) ótetuǵın kadrlar tarmaqtıń topologiyasın hám kadrlardıń sáykes adresslerge (tarmaq túyinlerine) jóneltiriwin úyreniwde paydalanıladı. Bufer yadta sheklengen kólemge iye bolǵanlıǵı sebepli kadrlardı filtrlew segmentlerdi júdá tolıp ketiwden saqlawǵa járdem beredi. Kommutatordıń islewi natiyjesinde MAS-adressler kestesi kórinisindegi adressli baza qáliplesedi.

Kópirler hám kommutatorlar funksional imkaniyatlardıń qatań shegaralanıwı tarmaq konfiguraciyasında segmentli sheıberlerdi quwatlawdıń imkaniyatı joqlıǵı esaplanadı.

5.30-súwrette topologiyada sheńber dúzilgen tarmaqqa mısal keltirilgen. Eki Ethernet segmentli sheńber dúziliwi ushın eki kommutatorlar menen parallel jalǵanǵan. 123 MAS-adressli yaǵnıy stansiya bul tarmaqta birinshi ret isley baslasın. Ádette, hár qanday operacion sistema islewiniń baslanıwı stansiya óziniń bar ekenligin bildiretuǵın hám sonıń menen bir waqtta tarmaq serverlerin izleytuǵın uzatıw kadrlarınıń tarqatılıwı menen baradı.



Birinshi basqıshta stansiya keń uzatıwlı jiberiw adressli hám 123 adressli derek birinshi kadrdı óz segmentine jiberedi. Kadr hám 1-kommutatorǵa, hám 2-kommutatorǵa kelip túsedi. Hár eki kommutatorlarda 123 derektiń jańa adresi onıń 1-segmentke tiyisliligin belgilew menen adresli kestege kiritiledi, yaǵnıy tómendegi kórinistegi taza jazıw jaratıladı:
123 MAS-adres – 1-port
Baqǵdarlandırıw adresi keń uzatılıwlıǵı sebepli hár bir kommutator kadrdı 2-segmentke uzatıwı kerek. Bul uzatıw Ethernet texnologiyasına tosınarlı ruxsat etiw usılına muwapıq náwbetpe-náwbet ámelge asadı. 2-segmentke birinshi ruxsattı 1-kommutator alsın (5.7-súwrettegi 2-basqısh). 2-segmentte kadr payda bolǵanda 2-kommutator onı óz buferine qabıl qıladı hám qayta isleydi. Ol óziniń adresli kestesinde 123 adres bar ekenligin kóredi, biraq kelgan kadr jańa esaplanadı hám ol 123 adres 1-segmentke emes, 2-segmentke tiyisliligin sheshedi. Sonıń ushın 2-kommutator bazadaǵılardı korreksiyalaydı hám 123 adresl 2-segmentke tiyisliligi haqqında jazıwdı ámelge asıradı:
123 MAS-adres – 2-port
2-kommutator óz kadrı nusxasın 2-segmentke uzatǵanında 1-kommutator usıǵan uqsas jumıstı ámelge asıradı.