Ethernet-шиналы топологиялы желіге мысал

Date: 2014-02-26; view: 1799.

Жергілікті желілер технологиялары

1. Ethernet тарихы.

Ethernet - өте танымал және кең пайдаланатын шина тополгиясын қолданылатын желілік технология. Ethernet технологиясы Xerox корпорациясының Поло Альто зерттеу ортасында 70 жылдар басында шығарылды. Кейінірек Digital Equipment, Intel және Xerox компаниялары өндіру стандартын өңдеуге өздерінің күшін қосып, DIX Ethernet- ті шығарды. Қазіргі уақытта Ethernet стандартын өңдеу ІЕЕЕ институтының бақылауында. Ethernet жергілікті желісінің бірінші версиясында (ether, эфир) атау бар бір коаксиальды кабель қолданды, ал оған бірнеше компьютерлер қосылатын. Мамандар Ethernet типті ұздіксіз коаксильді кабельді белгілеу үшін сегмент терминін пайдаланады. Әрбір Ethernetтің бөлек сегменті 500 метрден аспау керек; стандарт әрбір қос байланыс бір-бірінен үш метр қашықтықта болуын талар етеді. Ethernetтің алғашқы версияларында аппараттық құралдар 10Мбит/с жылдамдықта; Fast Ethernet атты келесі версиялар 100 Мбит/с жылдамдықта, ал ең қазіргі заманғы версия Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с жылдамдықта немесе 1Гбит/с жылдамдықта жұмыс істейді.

Ethernet-те жіберу ортасын бірігіп қолдану.Ethernet желісінде қолданылатын шина топологиясы бірнеше компьютердің жіберу ортасына бірігіп кіруін қамтамасыз етеді. Жіберуші кабельдің екі түйініне таралатын сигналды жібереді. 6.6-суретте Ethernet желісі арқылы деректер жіберілуі көрсетілген.

6.6-сурет. Ethernet желісі

IBM Token Ring – сақиналы топология.Айтылып кеткендей сақиналы топология жергілікті желілерде барлық компьютерлер тұйық контурға қосылған. Сақина топологиясы қолданылатын көптеген жергілікті желілерде маркерді жіберу атты қатынас жасау механизмі қолданылады, немесе олар маркерлі сақина типті желі деп аталынады. Маркерлі сақина бөлінетін жіберу ортасы бірегей жұмыс істейтіндей болып табылады. Егер компьютерге деректер жіберу керек болса, ол алдымен желіге қатынас жасау рұқсатын алу керек. Рұқсат алған соң жіберуші компьютер сақинаға толық бақылауды алады: ешқандай басқа жіберу операция бұл кезде орындалмайды. Жіберуші компьютерден жіберілген фрейм келесі компьютерге барады, содан соң кезек бойынша тұрған басқа компьютерге жіберіледі және тағы сол сияқты, барлық сақина бойымен жүріп өтпейінше және жіберушіге қайта келмейінше қайталанады. Бұл принцип 6.8 - суретте көрсетілген.

Суретте көрсетілгендей, компьютер жібергіштен сигнал кабельдің екі соңғы түйініне таралады. Жергілікті жел ітехнологияларындағы бірігіп кіруде бірден бірнеше фрейм жіберіледі дегенді білдірмейтінін түсінген жөн. Ethernet-бір жіберу ортасын пайдаланатын бірнеше компьютерден тұратын шиналық топологиялы желі. Бір компьютер фреймді келесіге жібергенше, қалғандары күту керек.

Көп станциялық қатынас құру желілерде тасымалдау жиелігін бақылауы.Ethernetтің ең бір ерекшелігі болып жіберудің координациялау механизмі табылады. Бұл желіде әр компьютерге бөлінген кабельді қашан қолдану кезегін айтып отыратын орталықтанған контроллері болмайды. Ethernet-ке қосылған компьютерлер тасымалдаушы жиелігін бақылауы бар көп станциялық қатынас (CSMA — Carrier Sense Multiple Access) атты схемасында қатысады. Бұл желіде желі жағдайын анықтау үшін кабельдің электрлік белсенділігі қолданылады. Егер бір де бір компьютер фрейм жібермесе, эфирде электр сигналдары болмайды. Бірақ, фрейм жіберу кезінде жіберуші деректерді кодтау үшін қолданылатын электрлік сигналды жібереді. Бұл сигналдар аталған тасымалдау сигналдарынан ерекшелінеді, олар шартты тасымалдаушы деп аталады. Сондықтан, компьютерлер тасымалдаушы жиелігінің көмегімен қазіргі уақытта кабель қолданыла ма жоқ па соны анықтай алады. Егер тасымалдаушы жиелігі бар болса, компьютер жіберуші тасмалдауды аяқталмайынша күту керек, тек қана содан кейін ол басқа істерін орындай алады. Тасмалдау сигналының барын тексеру формальды түрде тасымалдау жиелігін бақылауы деп аталады, сондықтан сигналдың барын тексеру принципі көп станциялық қатынас және тасымалдау жиелігін бақылау (CSMA) деп аталады.

Коллизияны анықтау және CSMA/CD тәсілін пайдалануды кейінге қалдыру.CSMA тәсілі компьютерге кабель қолданыла ма жоқ па соны анықтауға мүмкіндік береді. Бірақ бұл тәсіл мүмкін ахуалды болдырмауға кедергі жасай алмайды. Ойлап көріңіз, егер бос емес кабельдің қарама қарсы түйіндеріндегі екі компьютер бір уақытта фреймдер жіберетін болса не болады? Олар тасымалдаушы жиелігінің бар жоғын тексереді, кабель бос екенін анықтап бір уақытта жіберуді бастайды. Сигнал кабель бойынша жарық жылдамдығының 70% құрайтын жылдамдықпен таралады және екі компьютермен жіберілген сигналдар кабельдің бір нүктесіне жеткенде коллизия орындалады.

Коллизия аппараттық құралдарға зиян келтірмейді, ол жіберуді бұзады, өткені соңында екі фреймнің біреуі де дұрыс қабылданбау мүмкін. Бір уақыттағы екі компьютердің қатар деректер жіберуін болдырмау үшін Ethernet стандарты жіберу станциясына кабельдегі сигналды бақылауға алуына талап етеді. Егер кабельдегі сигнал станция жіберген сигналдан өзгеше болса, онда коллизияның болғаны. Коллизияны бақылау кезінде жіберу станциясы жіберуді лезде тоқтатады. Жіберу кезінде кабельдегі сигналды бақылау коллизияны анықтау деп аталады және көрсетілген механизм Ethernetте тасмалдаушы жиелігін бақылау көп станциялық қатынас және коллизияны анықтау (CSMA/CD) деп аталады.

CSMA/CD тәсілі тек колизияны табуды ғана қарастырмайды олардың қателіктерін жоюды қарастырады. Коллизия пайда болуынан кейін компьютер кабельдің босауын күту керек және тек содан кейін фреймді жіберу керек. Бірақ егер екі компьютер де эфир босағаннан кейін лезде жіберуді жаңартса жаңа коллизия пайда болады. Қайталама коллизияны жаңарту үшін Ethernet стандарты компьютердің коллизия пайда болуынан кейін жіберуді қайта орындауын талап етеді. Стандарт максималды ұстап қалуды (d-ны) анықтайды және әрбір компьютерге d-дан аспайтын ұстап қалу кездейсоқ таңдалу керек. Кездейсоқ тәсілмен таңдалған ұстап қалулардың әр компьютерде айырмашылықтары болады. Минималды ұстап қалу таңдалған компьютер фреймді жіберуге кіріседі және желі дұрыс жұмысқа қайта оралады.

Егер екі компьютерде коллизиядан кейін бірдей көлемдегі ұстап қалулар таңдалған болс, онда олар жіберуді бірдей уақытта бастайды, қорытындысында екінші коллизия пайда болады. Коллизияларды болдыртпау үшін Ethernet стандарты әрбір компьютерде ұстап қалу әрбір коллизиядан кейін ұстап қалу 0 мен d диапазонда кездейсоқ орнатылады, екінші коллизиядан кейін 0 мен 2d диапазонда, үшіншіден кейін 0 мен 3d және т.с.с. Бірнеше коллизиялардан кейін кездейсоқ мән таңдалатын диапазон үлкейеді және компьютердің бірі кішкене ұстап қалуды таңдайтыны ықтималдылығы бар және фреймді коллизиясыз жібереді.

Әрбір коллизиядан кейін кездейсоқ ұстап қалуды таңдау диапазонының екі еселенуі екілік экспоненциальды тыс қалдыру деп аталады. Экспоненциальды тыс қалдыру Ethernet желісі коллизиядан кейін дұрыс жұмысты тез қайта қалпына келтіре алады.

Ethernet желісі қосылған компьютерлерде CSMA/CD тәсілі қолданылады, ол кезде фрейм жібермес бұрын компьютер эфир босауын күтеді. Егер екі компьютер фреймді бір уақытта жіберсе коллизия пайда болады; сондықтан экспоненциальды тыс қалдыру компьютердің қайсысы қайта жіберуде бірінші болатынын анықтайды. Әрбір компьютерде қайта жіберу кезінде кездейсоқ таңдалған уақыт интервалында ұстап қалу орындалады, ал содан соң әрбір коллизиядан кейін ұстап қалу екі еселенеді.

802.11 сымсыз жергілікті желілер және CSMS/CA тәсілі.Сымсыз жергілікті желілер үшін CSMS/CD тәсілінің басқа форма қолданумен бірнеше технологиялар өңделген. Сәйкес желілік өнімдер бірнеше компаниялардың әртүрлі сауда маркерлерімен жібереді. Мысалы, Apple Computer корпорациясы Airport құрылғысын, Lucent корпарациясы Wave LAN, Solectek корпорациясы AirLAN және Proxim корпорациясы Range LANды ұсынады. Алғашқы түлектердің ұрылғыларына 900 МГц жиілік, олар 2 Мбит секунд жылдамдықпен деректер жіберуді қамтамасыз етеді; 801.11 IEEE стандарты сымсыз жергілікті желінің талаптарын анықтайды.

Сымсыз лоальды желінің аппараттық құрылғыларында басқа компьютерлер қабылдайтын радиосигналдарды жіберу үшін антендер қолданылады. Басқа жергіліктіқ желілердегідей сымсыз жергілікті желілерде біріккен кіру қарастырылған. Бұл дегеніміз сымсыз жергілікті желінің жұмысына қатысатын барлық компьютерлер бірдей радиожиілікті қолдануға бапталған. Сондықтан олар дестелер жіберу кезінде кезек сақтау керек.

Сымсыз жергілікті желілерде бірігіп кіруді басқарудың басқа тәсілі қолданылады, кабельдік жүйелермен салыстырғанда радиосигналдарды таратудың өзіндік ерекшелігі бар. Радиосигналдың электромагниттік энергиясы барлық жаққа таратылатындығына қарамастан сымсыз жергілікті желілер жібергіштері аз қуатты болып келеді, бұл дегеніміз сигнал қысқа қашықтыққа жіберілетінін білдіреді. Оған қоса, металдық шектеулер сигналды экрандау мүмкін. Сондықтан, шектеулден тым алыс немесе шектеуден кейін орналасқан сымсыз құрылғылар сигнал қабылдай алмауы мүмкін.

Толық байланыстың жоқтығы Ethernet желісіндегідей CSMS/CD механизмі сымсыз жергілікті желілерде қолданылатынын білдіреді. Неге екенін түсіну үшін сымсыз жергілікті желінің аппараттық құрылғылары бар бір бірінен алыс орналасқан үш компьютерді елестетіңіз (6.7-сурет)

6.7-сурет

Бұл суретте жіберу жақсы орындалу үшін үш компьютердің екеуі бір-бірінен алыс орналасқан. Осындай жағдайларда тасымалдауыш жиелікті бақылау тәсілі және коллизияны табу желінің үзіліссіз жұмысын қамтамасыз етеді. Мысалы, айталық, бір компьютер екінші компьютерге десте жіберсін. Үшінші компьютер оны қабылдамайтындықтан, ол өзі деректер жіберуге кірісе алады, қорытындысында коллизия пайда болады. Егер бірінші компьютер мен үшінші компьютер фреймді бір уақытта жіберсе, онда коллизияны тек екінші компьютер анықтай алады.

Жіберу ортасына бірігіп кіру компьютерлерінің ұйымына сымсыз жергілікті желілерде басқа схема қолданылады, ол көп станциялы тасымалдаушы бақылауы бар кіру және коллизияны болдырмау. CSMS/CА тәсілі қабылдағышпен десте жіберу арасындағы жібергіштен сигнал қабылдауын қарастырады. Айталық, 6.7-суретте көрсетілген бірінші компьютер екінші компьютерге фрейм жіберу керек. Бірінші компьютер фрейм жіберу алдында қысқа басқару ақпаратын жібереді. Екінші компьютер басқару ақпаратын қабылдап қабылдауға дайындығын жауап қылып қайтарады. Бірінші компьютер қабылдаушыдан жауап алғаннан кейін, ол фрейм жібере бастайды.

Бұл суретте үшінші компьютер бірінші компьютерден жіберуді алмайтындықтан ол екніші компьютерден жіберуді алады. Сондықтан екніші компьютер жауап қайтарғаннан кейін барлық компьютерлер десте жіберу болғанша күтеді.

CSMS/CА тәсілін қолдану кезінде басқару ақпараттарының коллизиясы пайда болу мүмкін. Мысалы, егер бірінші компьютер және үшінші компьютер бір уақытта екінші компьютерге десте жіберді десек, бұл дегеніміз олар басқару ақпараттарын жіберді дегеніміз. Бұл басқару ақпараттары екінші компьютерге бір уақытта түседі және коллизияны болдырады.

Local Tolk-шиналық топология.Apple Computer корпорациясы шина топологиясын қолданылатын жергілікті желі шығарды. Local Talk деп аталатын технология Apple дербес компьютерінде қолдануға арналған, және әсіресе көп Apple компьютерлері орналасқан ұйымдарда кеңінен қолданылады. Әрбір Apple Macintosh компьютерлері Local Talk желісіне қосу үшін қажет барлық аппараттардың құралдарды қамтиды, Local Talk аппараттардың қамтамасыз етуі басқа модель компьютерлерінде де қолданылады.

Local Talk желінің негізгі артықшылығы – оның төмен бағасы: компьютерлерді Local Talk желісіне қосу үшін қажет аппараттардың, құралдардың көп бөлігі компьютерлердің құрамына кіреді. Мысалы, Local Talk желісі компьютерлермен Macintosh-тың 2 компьютерін байланыстыру үшін бір кабель қажет. Одан басқа Local Talk желісінің орнатуы қиын емес: арнайы құралдарды қолданбай және арнайы білімді қажет етпей, желі конфигурациясын өзгертуге және компьютерлерді қосуға қолданушы қарапайым байланыстырғышты қолдана алады. Соңында Local Talk-тың аппараттарының құралдары көптеген принтирлерде орнатылған, ол желіге принтерді оңай қосуды мүмкін етеді және бірнеше компьютердің сол принтерге қатынас жасауна мүмкіндік береді.

6.8 – сурет. Маркерлік сақина

Суретте көрсеттілгендей жіберушіден басқа барлық станциялар сақина бойымен деректерді бірінен кейін бірі таратады. Сондықтан, жіберудің дұрыстығына сенімді болу үшін жіберуші компьютер жіберген ақпараттарды келіп түскен ақпаратпен салыстыруға мүмкіндік ала алады. Басқа станциялар барлық жіберулерді бақылайды. Сақина бойымен берілген фреймдің көшірмесі фрейм арналған компьютерде (қабылдаушы компьютерде) қалады.

Қандай тәсілмен жіберуші сақина бойымен ақпарат жіберудің рұқсатын алады? Маркерлі сақинаның ақпараттық жабтықтауы жіберу ортасына қосылған барлық компьютерлердің қатынас жасау кезегін коорденациялайды. Коорденация үшін маркер атты арнайы резервтелген ақпарат қолданылады. Маркер қарапайым деректер фреймге қарағанда өзге биттер қатарынан тұрады. Қарапайым деректерді маркермен шатастырмау үшін маркерлі сақинаның кейбір технологияларында биттерді қосу әдісі қолданылады. Маркерлік сақинаның аппараттарының қамтамасыздануы тек осы типті бір маркері бар екеніне кепілдік бере алады.

Маркерді алу компьютердің бір фреймді жіберуге рұқсат алумен тең. Сондықтан фрейм жіберу үшін компьютер маркер алуды күту керек. Маркерді алып компьютер оны уақытша сақинадан өшіреді және деректер жіберуді орындайды. Егер компьютерге бірнеше фреймдерді жіберу қажет болса да ол алдымен тек қана біреуін жібереді, содан соң маркерді ары қарай жібереді.

Маркерді жіберу схемасы барлық желідегі барлық компьютерлер өз кезегін күтетінін және маркерді келесіге жібермес бұрын әрбір жіберуші бір фреймді жіберетінін кепілдейді. Маркерді жіберу желілік технологиялардың танымалының бірі IBM корпорациясымен өңделген. Бұл желі маркерлі сақина типінің бірінші желісі емес. IBM корпорациясының TokenRing желісі кең таралған. IBM корпорациясының TokenRing желісі 16 млн бит секундына жылдамдықпен жұмыс істейді және IBM компьютерінде қолданыла алады.

FDDI сақиналы желісі.Маркерлі сақина типті желісінің ең негізгі кемшілігінің бірі бас тартуға сезімталдылығы. Сақинаға қосылған әрбір компьютер келесі компьютерге фрейм жіберу керек болғандықтан бір компьютердің істен шығуы барлық желінің жұмысының бұзылуына әкеледі. Маркерлі сақинаның аппараттық жабдықталуы әдетте осындай бас тартуды болдырмау негізінде жобаланады. Мысалы, компьютерлерді желіге қосуға арналған желілік құрылғы программалық қамтамасызданудың бас тартуын бастан өткізуге дайын: ол программалық қамтамасызданудың бас тартуына қарамастан шығыс байланысқа кіріс биттерін жіберуді жалғастыра береді (мысалы, жүйе тоқтауына қарамастан). Бірақ маркерлі сақина типті желілердің көбі байланыстың үзілуімен жұмыс істей алмайды, мысалы, екі компьютер арасында кабельдің кездейсоқ зақымдануы.

Сақиналы желінің күрделі өзгерілмейтіндерді өткізетін кейбір технологиялары өңделген. Оларға мысалы, деректерді 100 млн бит секундына жіберуге мүмкіндік беретін технологиясы, ол яғни IBM Token Ring пен салыстырғанда сегіз есе тезірек жіберетін оптоволоконды арналар бойынша деректер жіберуінің таралымды интерфейсін (FDDI — Fiber Distributed Data Interface) қолдану жатады. FDDI желісінде осындай үлкен жыдамдықтыпен деректер жіберуді қамтамасыз ету үшін компьютерді байланыстыру үшін 10 оптоволоконды кабельдері қолданылады.

FDDI технологиясында бас тартуды өткізу үшін артықшылық қолданылады. FDDI желісі екі толық сақинадан тұрады: оның біреуі деректерді жіберу үшін қолданылады, егер барлық құрылғылар жақсы жұмыс істесе, ал екіншісі бірінші сақина бұзылған кезде жұмыс істейді. Екі компьютерді байланыстыратын екі оптоволоконның әрбіреуі жұмсақ пластмассмен қапталған, электроқұрылғынікі секілді. Сондықтан, оптоволокондар бір уақытта орнатыла алады.

FDDI желісінде қарама қарсы бағытқа деректер жіберетін сақиналар қолданылады; деректер неге қарама қарсы бағытқа жіберетінін түсіну үшін бас тартулар қалай орындалатынын қарастырған жөн. Біріншіден қос оптоволокондар әдетте бір физикалық жолмен жүреді, бір волокон жарылғанда әдетте екіншісі де зақымдалады. Екіншіден, егер деректер екі сақина бойымен жіберілсе, онда бір станцияның сақинадан үзілуі басқа да барлық станциялар арасындағ ы байланысты үзеді. Қарама қарсы бағытқа деректердің резервті сақина бойымен жүруі желі конфигурациясы басқа қарсы жол станциясын қолдануда өзгеруі мүмкін. Бұл принцип 6.9-суретте көрсетілген.

6.9. (а)-сурет-деректердің жүру бағыттары бағыттауыштарымен көрсетілген FDDI желісі; (б) – станцияның бас тартуынан кейінгі сол желі. Әдетте деректер бір бағытта жүреді. Бір станцияның бас тартуында тұйық сақинаны формалау үшін қарсы жол қолданылады.

31а) суретте деректер жіберетін екі бағыт та көрсетілгендіктен, қарама қарсы бағыттағы сақиналарда деректерді жіберу кезінде әдетте тек бір сақина қолданылады. Мысалы, станция әрқашан сыртқы сақинамен фреймді қабылдайды және жібереді, ал желілік аппараттық қамтамасыздандыру биттерді ішкі сақина бойымен кері бағыттайды. 31.б)-суретте деректердің бас тартудан кейінгі жолы көрсетілген. Бас тартқан учаске жақын станцияның аппараттық құралдарының үзілісін табады және кіріс биттері қарсы жолмен қайтатындай қайта бапталады. Сондықтан бас тартқан станция сақинадан өшіріледі, ал қалған станциялар үзіліссіз станцияға байланысады. Барлық желінің бас тартуын болдырмау мақсатындағы конфигурациялардың өзгеруі қайта орнату деп аталады, ал FDDI желісі өздігінен қайта орнатылу желісі деп аталады.

АТМ жұлдыз топологиялы желі.Телефондық компаниялар асинхронды жіберу режимі деп аталатын желілік (ATM — Asynchronous Transfer Mode) технологияны шығарды. АТМ желісінде негізгі элемент болып электронды коммутатор табылып, оған бірнеше компьютерлер жалғана алады. Мысалы, 6.10-суретте АТМ коммутаторына қосылған алты компьютер көрсетілген.

6.10-сурет. жұлдыз топологиясы негізінде алты компьютер жалғанған АТМ коммутаторы

Бұл сурет АТМ желісі неліктен жұлдыз топологиясының желісі екенін көрсетеді. Бір немесе бірнеше байланысқан коммутаторлар барлық компьютерлер жалғанған орталық концентраторды құрайды. Шиналы және сақина топологиясымен салыстырғанда жұлдыз топологиясының желісі ақпарат алмасатын екі компьютерден басқа компьютерге деректер жібермейді: концентратор жіберушіден кіріс деректерін қабылдайды және шығыс деректерін қабылдауға жібереді. Айта кететін жайт, жұлдыз топологиялы АТМ желісі байланысқа көп тәуелді емес. Егер компьютерлер және коммутаторлар арасындағы байланыс үзілсе, олардың әрбірі тек бір бағытта деректерді жіберуді іске асырады. (6.11-сурет)

6.11-сурет. АТМ және коммутатор арасындағы байланыс. Әрбір байланыс екі оптоволоконнан тұрады. Бір волокон компьютерге деректер жібереді, ал екіншісі компьютерге жібереді.

FDDI технологиясына қолданылатын оптоволокондағыдай АТМ коммутаторына компьютерлерді жалғау үшін қолданылатын екі волокон бірге қосылған. Әдетте бір волокон қабығы түрлі түсті лентадан тұрады немесе басқа да белгісі бар; маман байланыс кабелін орнату кезінде бұл белгіні коммутатор шығысын компьютер кірісіне жалғай алады және керісінше.

Аппараттық адрестеу және фрейм типін анықтау

Желі арқылы берілген сигнал барлық станцияларға жетеді. Станцияның аппараттық интерфейсі, яғни желілік картасы осы сигналдарды ажыратып, фрейм көшірмелерін қабылдайды. Бірақ та фреймдегі деректер жіберілген компьютерде қабылданады. Себебі, фрейм форматында қабылдаушының адресі көрсетіледі. Компьютерлік желіде әр станцияға арнайы әмбебапты сан тағайындалады. Оны физикалық адрес, аппараттық адрес немесе тасымалдаушы ортаға қатынас құру адресі деп атайды.

Фрейм форматында екі адрес көрсетіледі, ол беруші станция және қабылдаушы станция адрестері. Фреймді беру кезінде беруші станция физикалық адресті беруші өрісіне, ал қабылдаушы станция қабылдаушы өрісіне жазу қажет.

Ethernet топологиясында фреймді беру кезінде электр сигналдар барлық станцияларға жетеді. Станциялардың интерфейстік, желілік құралдары осы сигналды тауып және фрейімдердің көшірмесін қабылдайды. Бірақ та байланыс сеансына барлық станциялар бірдей қатыспайды. Ереже ретінде байланыс сеансында жұмыс істеп отырған компьютерге қолданбалы программа жіберген деректерді келесі компьютерге жіберілуі қолданбалы программамен іске асырылады.

MAC (Media Access Control)- фреймді тасымалдау кезінде беруші станция фреймге қабылдаушының аппараттық адресін қосады.

Адрестер келесі үш түрге бөлінеді:

- статикалық;

- динамикалық;

- бапталған.

Мұнда бірнеше сұрақтар жауапсыз. Қандай сандық мәндер физикалық адрес ретінде қолданылады? Фреймде қабылдаушы адресі мен беруші станцияның адресі қайда орналасқан? Бұл жергілікті желіде қолданылатын технологияға байланысты. Мысалы, Ethernet желісінде адрестелудің бір түрі, ал FDDI желісінде басқа адрестелу қолданылады. Адрестелу әдістерін төмендегі кестеден көруге болады.

Статикалық адрестің негізгі ерекщелігі болып, қолданыстың ыңғайлылығы және тұрақтылығы болып табылады. Бұл сызбаны қолдану өте жеңіл, өйткені аппараттық құралдар адрестерін жасайтын өндірушілер тағайындайды және мұндағы әр аппаратты адрестің физикалық адресі әлемде қайталанбайтындығына кепілдік береді. Статикалық адрестеу тұрақты болып табылады, өйткені компьютер адресі әр қайта жүктелуден кейін өзгермейді.

Динамикалық адрестеудің екі еркшелігі бар: аппараттық құралдарды өндірушілерге тағайындалатын адрестерді бір бірімен сәйкестіру қажеттілігінен босатылады, ал желілік администраторлар үшін адрестердің өлшемін кішірейтуге мүмкіндігін туғызады. Адрес қысқа болуы мүмкін, себебі ол тек бір жергілікті желіде әмбебапты болуы қажет. Адрестеудің динамикалық схемасы бір жергілікті желідегі станциясына тура сондай адресті басқа жергілікті желідегі станцияға тағайындаға мүмкіндік береді. Әр бастапқы жүктеуде компьютер жаңа адресті қабылдайды, басқа компьютерлер осы жаңа адресті білу қажет. Егер желі жұмысы компьютерді жүктеген кезде бұзылған болса, онда екі компьютер бір физикалық адресті таңдауы мүмкін.

Баптау адрестері статикалық және динамикалық схемалар арасында компромис ретінде саналады. Статикалық сияқты, баптау адрестері тұрақты болып табылады: компьютер адрестері әр жүктеулі сайын сол қалыпта қалады. Динмикалық сияқты баптау адрестері өте үлкен болмау қажет, өйткені адрес тек нақты желіде ғана әмбебапты бола алады. Желіде орнатылған бірінші компьютерге бірінші адрес екіншісіне екінші адрес және т.с.с. адрестер беріледі.

Кең таралымды мәліметтерді беру.Желіде қолданылатын көп программаларда кең таралымды беру деген әдіс пайдаланылады. Бұл әдіс әртүрлі мақсатқа байланысты қолданылады. Мысалы айталық компьютер желідегі басқа бір компьютерге қосылған принтерді табу керек. Ол үшін компьютер арнайы хабарды қалыптастырады және ол хабарда принтер көрсетіледі. Мысалы принтер аты. Осы хабарды компьютер желідегі барлық станцияларға жібереді. Осы кең таралымды әдіспен берген хабарды барлық станциялар алады. Бірақ жауап принтері бар компьютерден келеді. Көп компьютерлік желілерде үлестірілген тасымалдау ортасы пайдаланатындықтан осы әдіс өте тиімді. Өйткені қосымша желілік құрал-жабдықтар қажет емес, себебі барлық компьютерлер осы ортаға қосылып тұрады. Сол себептен барлық станциялар деректерді тасымалдау кезінде сигнал көшірмесін қабылдайды.

Кең таралымды беру әдісін іске асыру үшін жергілікті желілерде адрестеудің кеңейтілген схемасы пайдаланылады. Жобалаушылар әр компьютерге физикалық адреспен тағайындаумен бірге арнайы резервтелген адресті береді. Бұл адресс кең таралымды адрес деп аталады.

Топтық адрес. Компьютерлік желілерде фреймдерді тасымалдау кезінде кең таралымды адрестеумен бірге топтық адрестеу әдісі пайдаланылады. Мұның мақсаты компьютердің процессорлық және басқа ресурстарды үнемдеуі болып табылады. Ең төменгі деңгейде топтық таралым көбіне кең таралымды таратылымды іске асырады. Фрейм желі бойынша қозғалады, оның көшірмесін барлық станциялардың желілік интерфейстері қабылдайды, бірақ кең таралымға қарағанда, топтық фрейм процессорге автоматты түрде бағытталмайды. Интерфейстік аппараттық құралдарда критерий программаланады, сәйкесінше олар бір топтық фреймдерді қабылдайды және басқаларын шығарып тастайды. Шешімді интерфейсті аппараттар құралдар қабылдайды және тек критерийге сәйкес фреймді процессорге жібереді.

Кейбір желілерде бұл әдіс жиі пайдаланады. Топтық адрес картада тексеріледі.

Пакеттің мазмұнын анықтау.Электронды пошта ақпараттарын, мәтіндік файлдар жән веб беттерді құрайтын барлық дестелерде ASCII кодировкасы қолданылады. Жіберуге жіберуші құрамындағы әрбір фрейм қосымша ақпаратты қосады. Фреймнің мазмұнын белгілеу үшін келесі әдістер қолданылады.

· Фреймнің типін нақты белгілеу. Желілік аппаратты қамтамасыздандыруды жобалаушылар фреймде типтің ақпараты қалай қосылу екендігі және фреймнің әртүрлі типтерін сипаттау үшін қандай мәндер қолданылатындығы айтылады. Фреймнің мазмұнын сипаттауға қолданылатын бөлік фреймнің типтік жолы деп аталады, ол фреймнің өзі автоматты тану.

· Фреймнің типін нақты емес белгілеу. Бұл әдісті қолдану кезінде желілік аппараттық құралдар әр фреймге тип жолын қоспайды. Фрейм тек мәліметтерді құрайды, сондықтан жіберуші қабылдаушы өздерінің арасында әр фреймнің мазмұны немесе мәліметін қолдануын алдын ала қарап отыруы керек.

Жергілікті желіде әдетте фреймнің ішінде қолданылатын нақты формат

анықталған. Жалпы фрейм форматы төменде көрсетілген.

6.12 – сурет. Фрейм форматы

Желілік технологияның көбінде фреймнің тақырып өрісінің тұрақты өлшемі және орны болады. Нәтижесінде барлық фреймдердің бірдей тақырып өлшемі болады. Жергілікті желіде қолданылған фрейм форматы дәл анықталған. Әртүрлі желілік технологияларда фрейм құрылымы өзгеше болуы мүмкін.

Ethernet фреймі үш жолды құрайтын тақырыптан басталады. 64 биттік бастапқы серия (преамбула) кезектемелі бір және ноль биттерін құрайды. Олар қабылдаушының аппараттық құралдар жұмысытарын сәйкесінше ішкі сигналмен синхрондауға мүмкіндік береді. Тақырыптың бастапқы екі жолы физикалық адресті құрайды. Ethernet желісінде 48 биттік статикалық адрестеу сызбасы қолданылады, мұнда әр құралға әмбебапты адрес тағайындалады. Тақырыптың үшінші жолы Ethernet типтік фреймнің 16 биттік сипаттамасын құрайды.

6.13 – сурет. Ethernet фрейм форматы

Ethernet желісінің Digital-Intel Xerox стандарты тақырып жолында мәнді анықтай алады. Ethernet желісінде қолданылатын фреймдер типі (типтер оналтылық сандар түрінде көрсетілген). Кестеде тек аз ғана мысал келтірілген.

Кестеде көрсетілгендей Ethernet типінің кейбіреулері арнайы компаниямен өңделген жүйеде қолдануға арналған, ал басқалары халықаралық стандарт, мысалға, Х 25 сияқты сәйкесінше программалық қамтамасыздандыруды қолданылады. Типтердің стандартты сипаттамасы Ethernetтің барлық өнімдерінде фреймнің тек бір нақты мәнін қолдануға мүмкіндік береді. Сондықтан, Ethernet өнімдері өзара әсерлесе алады.

Кейбір желілік технологиялар фреймнің тақырып жол типін қарастырмайды. Фреймдер типті автоматты түрде қамтамасыздандырмайды. Фреймде құрылатын мәліметтер типін қалай анықтауға болады? Бұған екі жол бар:

§ Жіберудің алдында жіберуші мен қабылдаушы біріңғай форматты қолдану туралы келісіп алады. Компьютер жіберушіде программалық қамтамасыздандыру мәліметтерді белгіленген форматта жіберуге дайын, ал компьютер қабылдаушыда программалық қамтамасыздандыру мәліметтерді белгіленген форматта қабылдауға дайын тұрады.

§ Жіберудің алдында жіберуші мен қабылдаушы типтің мәліметтерін сақтау үшін бірінші бірнеше мәлімет жолдарының октеттерін қолдану туралы келісіп алады. Компьютер жіберушінің программалық қамтамасыздануы бұл мәліметтерді тип мәліметіне қосады.

Бірінші әдіс аз қолданылады, өйткені компьютерлердің арасында мәліметтердің бір типі өзара әсерлесуге әкеледі. Сондықтан осы екі компьютердің иеленушісі жаңа қолданбалы программалық қамтаманы орната алмайды. Егер желі кең таралымды тратылымды қолданса, онда барлық қосылған желілер мәліметтің бір форматын қолдануды алдын ала қарастыруы керек.

Жергілікті желіні кеңейту

Жергілікті желінің өлшеміне шек қою себебі – бұл желіге қосылған компьютерлерге желіге бірқұқықты қатынас жасауды қамтамасыз ету. Қатынас жасауды ең көп пайдаланатын механизмдердің бірі – CSMA/CD және маркерді беру – желінің өлшеміне сәйкес уақытты жұмсауын талап етеді. Осыған байланысты кідірістер өте көп болмау үшін арнайы технологиялар пайдаланады. Бұл технология желідегі кабель ұзындығы анықталып шектелген желілерге арналған. Мамандар жергілікті желінің қамту аймағын кеңейтуге бір қатар тәсілдерді әзірлеген. Ереже ретінде осы қолданылатын механизмдерде электр сигналдардың құатын, кабельдің стандарттық ұзындығын өсіруін көздемейді. Бұл механизмдерде стандарттық аппараттық интерфейстіқ жабдықтарды және сигналдарды алыс қашықтыққа жеткізуге (ретрансляциялауға) мүмкіндік беретін қосымша аппараттық компоненттерді пайдалануы алдын ала ескеріледі.

Жергілікті желіні қарапайым кеңейту механизмнің бірі – бұл компьютер мен трансивер арасына оптоволокондық кабельдерді және екі оптоволокондық модемдерді орнату. Оптоволокондық кабельде төмен кідіріс және жоғары жіберу (тасымалдау) болғандықтан осындай механизм алыс қашықтағы желіге қосылған трансиверге компьютер