Web sistemləri fənnindən mühazirələr

Ehternet texnologiyası

Şəbəkələr arxitekturunun əcdadı DEC, İntel və Xeroks Şirkətləri tərəfindən 1980-cı ildə təklif olunan Ethernetdir. Sonralar onun əsasında İEEE 802.3 standartı meydana gəldi. Bu texnologiyanın təsvirində onun mövcudluğu həmin şirkətlərin ilkin hərfləri ilə qısaca olaraq DİX kimi qəbul edilmişdir. Texnologiyanın adlandırılmasının Ether (efir) sözü ötürmə mühitinin mümkün çoxlu müxtəlifliyini göstərir. Onun ilkin variantları Ethernet v 1.0 və Ethernet 2.0 yalnız koaksial kabel üçün nəzərdə tutulub. Hal- hazırda Ethernet adı altında sürəti 10Mbit/san olan İEEE 802.3 sürəti 10Mbit/san başa düşülür. 1995-ci ildə İEEE 802.3 ab – 5-ci kateqoriyalı eşilmiş cütlü Giqabit Ethernet qəbul edilmişdir. Geniş yayılmış müxtəlif növlü Ethernet, 10 Base 2, 100 Base TX və sairə kimi işarə olunur. Burada fiziki element ötürmə sürətini – Mbit/san ikinci element – Base düzünə ötürməni (modulyasiya olunmamış), Broad – tezlik sıxlığına kanalların geniş zolaqlı kabellərdən istifadə olunmasınıı göstərir. Üçüncü element – kabelin yüzlərlə metrlərə malik yuvarlaşdırılmış rəqəmli uzunluğunu göstərir. Yəni, 10 base 2 – 185m, 10 Base 5 – 500m, yaxud ötürmə mühiti T,TX,T2,T4-eşilmiş cütləri, FX,FL,FB,SX və LX – optik lifi, CX-Giqabit Ethernet üçün tvinaksial kabeli göstərir. Ethernetin müxtəlif konfiqurasiyalı variantlarının təsviri belədir
Ethernet texnologiyası CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acces/Collision Avoidance) – Toqquşmaların aşkarı və aparıcıya qulaq asmaqla ötürücü mühitə çoxlu müraciət metoduna (TAAQ ÖM/GM) əsaslanır. Bunun mahiyyəti Ethernetin klassik variantına (10 Mbit/san) uyğunlaşdırılmışdır. Bu metoda qısaca aydınlıq gətirək.
Məlumdur ki, şəbəkənin hər bir qovşağı toqquşmaların aşkarı və aparıcıya qulaq asmaqla ötürücü mühitə çoxlu müraciət (TAAQ ÖM/GM – CSMA/CD) metodunu aparat yaxud mikroproqram səviyyəsində realizə edən şəbəkə adapterindən ibarətdir. Şəbəkə adapteri ümumi ötürücü mühitə qoşulmuş qəbuledici – ötürücüdən – transiverindən ibarətdir (originalda koaksial kabelə qoşulur). İnformasiyanın ötürmə ehtiyatı olan qovşağın adapteri xəttə qulaq asır və sakitliyi gözləyir, yəni siqnalın olmasını (aparıcı). Sonra o girişi sinxronizasiya (uyğunlaşdırma) ilə başlayan kadrı (frame) formaya salır, onun ardınca özü sinxronlaşan mançester kodunda verilənlərin ikilik axını davam edir. Qalan bütün qovşaqlar bu siqnalları qəbul edir, girişə görə sinxronlaşır və onları özünün qəbuledici buferinə yerləşdirilən ardıcıl bitlərə dekodlaşdırır. Kadrın qurtarması aparıcıdan siqnalın yox olması ilə təyin olunur və bununla bağlı qəbuledicilər qəbul edilmiş kadrı analiz edir. Bu kadr səhvin olmamasına görə nəzarət olunur (bitlərin ardıcıl nəzarətinin köməyi ilə və uzunluğa görə) – sonra isə “yaxşı” kadrlarda ünvan informasiyası yoxlanılır. Hər kadrlarda çatdırılacaq qovşağın və mənbə-qovşağını MAC (Media Access Control, ötürmə mühitinə müraciətin idarəsi – ÖMMİ) ünvanlı başlıqlarından ibarətdir.
Əgər kadrın çatdırılma ünvanı verilmiş qovşağın ÖMMİ (MAC) uyğun gəlirsə bu halda yuxarı səviyyə protokolları ilə emal olunmağa daxil olur. Verilmiş qovşaqlara ünvanlanmamış kadrlar daxil olarsa adapterin aparat səviyyəsində ona əhəmiyyət verilmir (qovşağın mərkəzi prosessorunu işdən ayırmamaqla).Tutaq ki, iki qovşaq eyni zamanda verilənləri ötürmək istəyir: hər ikisi “sakitliyi” gözləyir və başladılar müqəddiməni (giriş hissəsini) ötürməyə. İki siqnalın toqquşması onların təhrif olunmasına səbəb olur, bu da ötürücü ilə aşkar olunur. Toqquşmanı aşkar etməklə ötürücü qovşaqlar kadrın ötürülməsini dayandırır, sonra isə xətt azad olduqdan sonra təsadüfi vaxt vasitəsi ilə təkrar ötürməyə cəhd olunur. Əgər təkrar cəhd olunmada baş tutmazsa, növbəti olaraq ötürmə yenə təkrar olunur (beləliklə, 16 dəfə), ara fasilələri artırılır. Qəbuledici qeyri normal qısa uzunluğa görə toqquşmanı aşkar edir (“yaxşı” kadrda o 64 baytdan kiçik ola bilməz) və belə kadrlar atılır. Toqquşma Ethernet şəbəkəsində arzu edilən olmasa da, normal hesab olunur. TAAQÖM/GM – (CSMA/CD) metodu kanalın 30%-ə qədər ümumi yüklənməsi zamanı yaxşı işləyir. Böyük yüklənmə zamanı toqquşmalar məhsuldarlığı tərəqqilli tənəzzülə uğradır ki, bu da Ethernet texnologiyasının zəif yeri hesab olunur.
Baxmayaraq ki, Ethernetdə prinsipcə bir seqmentdə yüzlərlə, minlərlə qovşağın olmasına imkan yaranır, onların yüksək aktivliyi ilə toqquşmalar domeninin məqsədyönlü ölçüsü əldə edilir – ümumi mühitlə əlaqəli qovşaqlar qrupu (kabellərlə və təkrarlayıcılarla) – yalnız bir neçə onlarla qovşağın məhdudlaşdırılmasıdır. Toqquşmalar domeninin uzunluğu bir-birindən uzaqlaşdırılmış qovşaqlar arasında siqnalın yayılma müddəti ilə məhdudlaşdırılır.
Qarşılıqlı zaman münasibətlərini fasiləli bit (bit, time) ölçülməsi qəbul edilmişdir. Bit intervalı – bir bitin ötürülməsi üçün lazım olan vaxtdır, informasiyanın 10 Mbit/san sürəti ilə ötürülməsi 0,1 mksan. təşkil edir. Qarışıq 8-bitlik qrupa bayt yaxud oktet deyilir.
Ethernetin birinci variantında normal siqnalların səviyyəsi 0 və -1V (full step siqnal)-dan ibarətdir, bu zaman xəttdə siqnalın daimi tərkib hissəsi vardlr. Ethernetin sonrakı variantlarında iki qütblü yarım amplitudalı (half step siqnal) siqnallardan istifadə olunur və daimi tərkib hissəsi yoxdur, kadr müqəddimədən (giriş hissəsindən, preambula) başlamaqla 10101010 uzunluğa malik 7 baytdan ibarət olmaqla ondan sonra 10101011 koda malik kadrın başlanğıcının 1 baytlı böləni – SFD (Start Frame Delimiter, kadrın başlanğıcını bölən) gəlir. Bunun arxasınca 6-baytlıq çatdırılma ünvanı, 6-baytlıq mənbə ünvanı, başlıq, verilənlər sahəsi və bütün kadrın tamlığına nəzarət edən 4 baytlıq CRC (Cyclic Redunduncu Check, artıq ehtiyata dövrü nəzarət – AEDN) kodunun nəzarət sahəsi gəlir. Müxtəlif tip kadrlarda başlıq və verilənlər sahəsi müxtəlif formada şərh olunur, ancaq onların uzunluqlarının cəmi 48 baytdan az və 1502 baytdan çox ola bilməz. Əgər kiçik saylı baytlı kadrların ötürülməsi tələb olunarsa həqiqi verilənlərdən sonra kadrların ölçüsünü minimal icarəliyə qədər çatdıran doldurucu daxil edilir. Beləliklə, kadrın normal olçüsü ünvanlı informasiyanı və artıq ehtiyata dövrü nəzarət – AEDN (CRC) kodunu daxil etməklə 64 – 1518 bayt diapozonunda dəyişə bilər. Qəbuledicinin adapteri kadrların aşağıdakı səhvlərini müəyyən etmək imkana malikdir: düzgün AEDN (CRC) kodlu 1518 baytdan artıq olan uzun kadr (long oversized), düzgün AEDN (CRC) kodlu 64 baytdan kiçik olan qısa kadr (runt, Indersized), düzgün AEDN (CRC) kodlu 1518 baytdan artıq olan “boşboğaz” kadr (jabber), uzunluğu bayta tam bölünməyən səhvin bərabərləşdirilməsi (aliqnment error) kadrı və düzgün olmayan AEDN (CRC) kodlu düzgün uzunluqlu kadr – nəzarət kodunun (AEDN-CRC error) səhvi.
Yuxarı protokol səviyyələrinə o kadrlar ötürülür ki, yuxarıda qeyd olunan səhvləri olmasın. Toqquşma ilə ayrılmış kadrlar formal olaraq səhv hesab olunmur, ancaq yuxarı səviyyə emal olunmaya da ötürülmür.

3. 
   Lokal şəbəkələr. Lokal kompüter şəbəkələrinin konfiqurasiyası
   

Şəbəkədə elementlərin birləşmə konfiqurasiyası (topologiya) şəbəkənin əsas xarakteristikalarını (etibarlığını, məhsuldarlığını, qiymətini və müdafiəsini) təyin edir. Lokal kompüter şəbəkəsinin iki sinif topologiyalarını qeyd etmək olar: genişləndirilmiş və ardıcıl
Genişləndirilmiş topologiyalı lokal kompüter şəbəkəsində hər bir fərdi kompüter siqnalları qalan kompüterlərə ötürür. Belə konfiqurasiyalara “ümumi şina”, “ağacvari”, “passiv” mərkəzli ulduzvari” aiddir.
Ardıcıl konfiqurasiyalı lokal kompüter şəbəkəsində hər bir fiziki alt səviyyə informasiyanı ancaq bir fərdi kompüterə göndərir. Ardıcıl konfiqurasiyalı lokal kompüter şəbəkəsinə aşağıdakı tipli kompüter birləşmələri daxildir.

• 
  kompüterlərin ixtiyarı birləşmə konfiqurasiyası;
  
• 
  kompüterlərin iyerarxik birləşmə konfiqurasiyası;
  
• 
  kompüterlərin dairəvi birləşmə konfiqurasiyası;
  
• 
  kompüterlərin zəncirvari birləşmə konfiqurasiyası;
  
• 
  kompüterlərin ulduzvari intellektual mərkəzli birləşmə konfiqurasiyası;
  

Ulduzvari konfiqurasiyalı lokal kompüter şəbəkəsində hər bir kompüter xüsusi şəbəkə adapteri vasitəsi ilə kabellə mərkəzi şəbəkəyə (passiv birləşdirici və ya aktiv təkrar edici qurğu) qoşulur. Bu tip konfiqurasiyalı şəbəkənin etibarlığı aşağıdır, çünki mərkəzi şəbəkə sıradan çıxdıqda bütün şəbəkənin işi dayanır. Belə şəbəkələrdə adətən uzun məsafəli kabeldən istifadə olunur. Hərdən bir ulduzvari konfiqurasiyalı lokal kompüter şəbəkəsində etibarlığı artırmaq məqsədi ilə xüsusi rele quraşdırılır.
Ümumi şinalı (ardıcıl) konfiqurasiyalı lokal kompüter şəbəkəsində bütün kompüterlər bir kabelə qoşulur. Bu kabel vasitəsi ilə informasiya bir kompüterdən digər kompüterə ardıcıl ötürülür. Ardıcıl tipli lokal kompüter şəbəkəsində əsas kabel sıradan çıxdıqda bütün şəbəkə işsiz vəziyyətə düşür və sistemdə informasiya müdafiəsi aşağı səviyyədədir, çünki bir kompüterdən digərinə ötürülən məlumat aralıq kompüterdə də qəbul edilə bilər.
Dairəvi konfiqurasiyalı lokal kompüter şəbəkəsində informasiya bir kompüterdən digərinə estafet şəklində ötürülür. Əgər hansısa bir kompüter tərəfindən qəbul edilən informasiya ona məxsus deyilsə, onda o həmin informasiyanı növbəti kompüterə ötürür. İnformasiya ünvanlanan kompüterə çatdıqda verilənlərin ötürülməsi prosesi dayanılır. Dairəvi konfiqurasiyalı lokal kompüter şəbəkəsində uzun məsafəli kabel istifadə olunur, informasiyanın ötürülmə sürəti nisbətən aşağıdır və informasiya müdafiəsi aşağıdır.

4. Virtual Lokal şəbəkə

Özünün əsas təyinatından – şəbəkədəki əlaqəliliyin buraxıcılıq qabiliyyətinin yüksəldilməsindən başqa – kommutator şəbəkədə informasiya axınının məhdudlaşdırılmasına imkan verir və istifadəşi süzgəcləri mexanizminə əsaslanaraq həmin axınları nəzarət və idarə edir. Ancaq istifadəşi üzgəci yalnız konkret ünvanlara görə kadrların ötürülməsini qadağan edə bilər. Ancaq o geniş yayımlı trafikləri bütün seqmentlərə ötürür. Bir neçə il bundan əvvəl kommutatorlar üzərində yaradılan virtual lokal şəbəkə texnologiyası göstərilən məhdudiyyətləri aradan qaldırır. Kanal səviyyəsində trafikləri (o cümlədən geniş yayımlada) şəbəkənin başqa qovşaqlarından tam təcrid olunan şəbəkə qovşaqları qrupuna virtual şəbəkə deyilir. Bu onu göstərir ki, kanal səviyyəli ünvan əsasında müxtəlif virtual şəbəkələrarası kadrların ötürülməsi mümkün deyil (ünvanın tipindən – nadir (unikal), qrup şəklində yaxud geniş yayımlı olmasında asılı olmayaraq). Bununla yanaşı virtual şəbəkə daxili kadrlar, kommutasiya texnologiyası ötürülür. Yəni, yalnız o porta ki, kadrın çatdırılma ünvanı ilə əlaqəlidir. Bir yaxud bir neçə kompüterlər bir virtual şəbəkə tərkibində yerləşmiş olarsa bu halda virtual şəbəkələr kəsişə bilər. Bu onu göstərir ki, şəbəkələrə daxil olan bütün kompüterlərə kommutatorlarla kadrlar ötürülür.Əgər hər hansı kompüter yalnız 3 virtual şəbəkə tərkibinə daxildirsə, onda onun kadrları 4 şəbəkəsinə çatmayacaq.

Virtual lokal şəbəkə texnologiyası - Müxtəlif altşəbəkələrin bir hissəsi ola biləcək çeviricinin müxtəlif portlarına daxil olmaq üçün çeviricilərdən keçən virtual lokal şəbəkələri yaratmaq lazımdır. Virtual lokal şəbəkəsi çeviricinin verilmiş portuna qoşulmuş istifadəçilərin və şəbəkə resurslarının məntiqi qruplarıdır. Virtual lokal şəbəkələri ilə işlədikdə Siz artıq şəbəkə coğrafiyası ilə maraqlanmamalısınız. Virtual lokal şəbəkələrə müəyyən ümumi əlamətlərə malik olan şəbəkə resursları və istifadəçiləri aid etmək olar. Virtual şəbəkələrin üstün cəhətləri bunlardır: Resursların və istifadəçilərin yerdəyişməsini, əlavə edilməsini və dəyişdirilməsini sadələşdirir. İnzibati işlərə sərf olunan xərcləri azaldır. Enli yayımlı ötürmələrin daha effektiv idarəsini təmin edir. Şəbəkənin təhlükəzsizliyini artyırır. Mikroseqmentləşdirməni və onun seqmentlərinin genişləndirilməsini təmin edir. Şəbəkə üzrə yükü paylayır. Serverin gizli yerə keçməsini təmin edir.

5. 
   Qlobal şəbəkələr texnologiyası
   

Qlobal şəbəkələr (wide area Network, wan) böyük bir coğrafi sahəni, tam bir dövlətli hətta belə qitəni əhatə edir. Müasir dövrdə müəssisələrin genişlənməsi onların biznes proseslərinin informasiya təminatını və avtomatlaşdırılmasını yerinə yetirən kompüter şəbəkələrinin genişlənməsi baş verir. Bunun nəticəsində də müxtəlif kompüterlərin daxil olduğu lokal şəbəkələrin müəssisə, rayon, şəhər, ölkə, region, dünya miqyasında müxtəlif əlaqə kanalları vasitəsilə birləşdirilməsi tələbatı yaranır.

Beləliklə, qlobal şəbəkə - böyük məsafələrə paylanmış və müxtəlif nöqtələrdə birləşdirilmiş ayrı-ayrı kompüterlər və lokal şəbəkələr toplusudur. Tipik qlobal şəbəkə özündə telefon xətti və ya uzaqlaşdırılmış əlaqə vasitələri ilə birləşdirilmiş hər iki tərəfindən marşrutlayıcıya malik lokal şəbəkədir. Əlaqə kanallarının uzunluğunun böyük olmasına görə qlobal şəbəkələrin qurulması böyük xərclər tələb edir, buraya kabellərin və onların çəkilmə işlərinin qiyməti, kommutasiya avadanlıqlarının və kanalın lazımi keçirmə zolağını təmin edən aralıq gücləndirici qurğuların xərcləri, həmçinin böyük ərazilərdə yayılmış şəbəkə qurğularının işçi vəziyyətdə saxlanması və istismarı xərcləri də daxildir.
Qlobal şəbəkələr adətən böyük telekommunikasiya şirkətləri tərəfindən abonentlərə pullu xidmət etmək üçün yaradılır. İstifadəçi proqlamlarını yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulan maşınları birləşdirir. Ənəvi terminologiyadan istifadə etməklə həmin maşınları xost adlandıracağıq. Adətən xost maşınlar istifadəçilərin xüsusi maşınları hesab olunurlar. Məlumatların xostdan xosta ötürülüməsi məsələsi isə alt şəbəkələr üzərinə qoyulur. Beləliklə, şəbəkənin kommunikativ (əlaqə) aspekti (alt şəbəkə) tətbiqi aspektdən (xostlardan) aralanmışdır. Bu da şəbəkənin strukturunu olduqca sadələşdirir.
Əksər qlobal şəbəkələrdə altşəbəkə iki ayrı komponentlərdən ibarətdir: əlaqə xətti və dəyişdirmə elementləri. Kanal yaxud magistral adlanan əlaqə xəttləri verilənləri bir maşından digərinə ötürülür. Dəyişdirmə elementləri isə üç və daha çox əlaqə xəttlərini birləşdirmək üçün istifadə olunan xüsusiləşdirilmiş kompüterlərdir. Verilənlər giriş xəttində meydana gələn zaman dəyişdirici element həmin verilənlərin sonrakı marşrutu üçün çıxış xəttini seçməlidir. Bu kompüterlərin adlandırılması üçün əvvəllər standart termin yox idi. Hal-hazırda bunları marşrutizator (router) adlandırırıq.Ancaq biz bilməliyik ki, terminologiya nöqtei nəzərincə hal-hazırda vahid bir fikir mövcud deyil.
Marşrutizator iştirak edən aşağıdakı modeldə xost lokal şəbəkə ilə birləşdirilmişdir. Ancaq bəzi hallarda xost marşrutizatora birbaşa birləşdirilə bilər. Əlaqə xəttləri yığımı və marşrutizatorlar (xostlar olmadan) alt şəbəkəni təşkil edir . Qlobal şəbəkələr çoxsaylı kabellərdən yaxud marşrutizator cütlərini birləşdirən telefon xəttlərindən ibarətdir. Əgər hər hansı iki marşrutizator əlaqə xətti ilə birbaşa əlaqələndirilməmişsə, onda onlar başqa marşrutizatorların köməyi ilə əlaqə saxlamalıdır. Paket bir neçə aralıq marşrutizatorlar vasitəsi ilə bir marşrutizatordan başqasına göndərilərsə, o hər bir aralıq marşrutizatorlarla tam qəbul edilir və tələb edilən əlaqə xətt azad olunana qədər onda saxlanılır, sonra isə ötürülməsi davam etdirilir. Bu prinsiplə işləyən alt şəbəkələrə aralıqlı saxlanılan alt şəbəkə (store and forward) yaxud paketlərin kommutasiyalı alt şəbəkəsi (packet switched) deyilir. Bütün qlobal şəbəkələrdə (istifadə olunan peyklə olan əlaqədən başqa) aralıq saxlanılan alt şəbəkələr vardır. Sabit ölçülü böyük olmayan paketlərə xanalar (cell) deyilir. Onu qeyd etmək vacibdir ki, paketlərin kommutasiyalı şəbəkələrinin prinsipi olduqca geniş istifadə olunur. Ümumi halda hər prosesin hər hansı xostunda məlumat meydana gələrsə və onu prosesin başqa xostuna göndərilməlidirsə, onun birinci halda işi hər birinin sıra nömrəsi olan paketləri ardıcıllığına bölməkdir. Paketlər bir-birinin ardınca əlaqə xəttinə istiqamət götürür və hər biri ayrılıqda şəbəkəyə ötürülür. Qəbul edən xost ilkin məlumat kimi paketləri yığır və prosesə ötürür.
Bütün qlobal şəbəkələrdə paketlərin kommutasiyasından istifadə olunmur. Marşrutizatorların qlobal şəbəkələrə birləşməsinin ikinci imkanı peykdən istifadə etməklə radio əlaqəsidir. Hər bir marşrutizator antenna ilə təchiz olunmaqla onun köməyi ilə siqnallar qəbul və ötürülə bilər. Peykli şəbəkələr geniş yayımlıdır və ona görə də geniş yayım tələb olunan yerlərdə daha faydalıdır.

5. 
   Qlobal şəbəkələrin qurğuları
   

Qlobal şəbəkələr lokal şəbəkələrin təsir dairəsini genişləndirərək, müxtəlif binalarda, şəhərlərdə, rayonlarda və ölkələrdə yerləşdirilən şəbəkələri özündə birləşdirir. Adətən, qlobal şəbəkələr regional kompaniyanın təqdim etdiyi xidmətlər hüdudu ilə öz təsir dairələrini məhdudlaşdırırlar. Qlobal şəbəkə ardıcıl xətlərlə birləşdirilir ki, bu xəttlərdə də verilənlərin ötürülmə surəti lokal şəbəkələrə nisbətən kiçik olur. Adətən qlobal şəbəkələrə aşağıdakı qurğular daxil edilir:
a) lokal şəbəkələr arasında əlaqəni təmin edən və interfeys vasitəsi ilə qlobal şəbəkəni idarə edən marşrutlayıcılar;
b)lokal və qlobal şəbəkələr arasındakı xanaların yüksək sürətli kommutasiyası üçün istifadə edilən ATM kommutatorları;
c) rəqəmsal siqnallarının göndərildiyi şəxsi və ictimai verilənlərin ötürülmə kanallarını bir-biri ilə əlaqələndirən X25 kommutator və Frame Relay;
d) analoq siqnallarının göndərildiyi şəxsin və ictimai verilənlərin ötürmə kanallarını bir-biri ilə əlaqələndirən modemlər;
e)uzaq məsafədə yerləşən istifadəçilərə imkan verən, lazımi istifadəçi ilə əlaqə saxlayan və onun lokal şəbəkəsinə qoşulan kommutasiya serverləri. Buna misal olaraq AS 5200 Ci 500 seriyalı rabitə serverini göstərmək olar.
f)bir fiziki kanal vasitəsi ilə eyni zamanda bir neçə siqnallar göndərməyə imkan verən multipleksorlar və sairə.

5.