Компютерлік желі

Желі  топологиясы негізгі функционалдық элементтерінің бір-бірімен байланысу кұрылымын анықтайды.   

Желілік техникалық құралдар –компьютерлерді бір желіге ұйымдастыруды қамтамасыз ететін әртүрлі құрылғылар жиыны.   

Желілік программалық құралдар-компьютерлік желіә жұмысын басқарып, әрбір тұтынушыны қажетті интерфейспен қамтамасыз етеді.    

Интерфейстер- желінің функциональдық элементтерін бір-бірімен үйлестіру құралы.   

Протоколдар- желінің функционалдық элементтерінің бір-бірімен қатынас жасау ережелері. Функциональдық элементтер рөлін әртүрлі құрылғылар және де программалық модульдер атқара алады. Сол себепті ақпараттық және программалық интерфейстер қарастырылады.  

 

Жергілікті  компьютерлік желілер 

 

Кез-келген жұмысты дербес компьютердің көмегімен-аќ шешуге болады деген түсінік жалған. Мысалы, Мәскеуден  Санкт-Петербургке дейінгі әуесапарында ќанша бос орын барын білетін  аќпарат алғымыз келсе, және де ол аќпарат тез ескіріп, ауысып отырса, онда біз сол әуекомпаниясының немесе әуежайдың компьютерімен байланысу арќылы тез арада біле аламыз.

Ќазіргі кезде ірі және орташа фирмалар, ұйымдар, кәсіпорындарда шамамен барлыќ компьютерлері әр түрлі телекоммуникация ќұралдарымен өзара байланысќан.

Телекоммуникация ќұралдарымен өзара байланысќан компьютерлер жиынтығын компьютерлік желі деп  атайды (КЖ).

Компьютерлік желілер  желгілікті (локальный) және ауќымды (глобальный) болып бөлінеді де, аппараттыќ және бағдарламалыќ ќамту ќұралдарынан жұмыс принциптері бойынша ерекшеленеді.

Жергілікті компьютерлік желі – ортаќ міндеттерді атќаруға арналған, белгілі ережелер бойынша  байланысќан өзара жаќын орналасќан компьютерлер жиыны.

Компьютерді жергілікті желіге ќосу үшін онда әртүрлі өндіріс орындарының  компьютерлерінің бір-бірімен аќпарат  алмасу талабын ќамтамасыз ететін арнайы бағдарламалар мен ќұралдар болуы  ќажет.

Компьютердің желілік  аппараттыќ және бағдарламалыќ ќұралдарын ќамтамасыз ететін ережелер мен талаптар жиынтығы хаттама деп аталады.

Негізгі желілік хаттамалар - ISO (International Standard Organization)  Халыќаралыќ стандарттар ұйымымен стандартталған және барлыќ желілік ќұралдар өндірушілерімен ќамтамасыз етіледі.

Хаттамалар:

·  желінің физикалыќ және электрлік параметрлерін;

·  орнату кезінде, байланыстың үзілуі кезінде, аќпарат алмасу кезінде сигналдардың берілу ретін;

·  аќпаратты беру кезіндегі ќателікті табу және түзету реті және т.б. ќызметтерді орындайды.

Жергілікті компьютерлік желінің физикалыќ негіздері.

Компьютерді жергілікті желіге біріктіру (бірліктен бірнеше жүздіктерге  дейін) түрлі типті кабельдер  көмегімен, желілік карта немесе желілік адаптер деп аталатын ќұрылғы арќылы жүзеге асырылады. Адаптер  компьютердің аналыќ платасындағы кеңейту  слотына ќондырылады.

ЖКЖ үшін ќазіргі кезде  келесі аќпаратты берудің физикалыќ  орталары ќолданылады:

-  Жіңішке коаксиальды сым (сур.1) – ең арзан, біраќ жылдамдығы аз орта; компьютерлердің араќашыќтығының ұзаќтығы-150 м-ге дейін;

-  Жуан коаксиальды сым (сур.2) – жіңішке сымға ќарағанда ќымбат орта; компьютерлердің араќашыќтығының ұзаќтығы-500 м-ге дейін;

- Көпталшыќты сым (сур.4) – ең ќымбат нұсќа, көбінесе ќуатты компьютерлерге ќолданылады; компьютерлердің араќашыќтыќ ұзаќтығы 2 км-ге дейін;

- Сымсыз байланыс Wi-Fi (сур.5) – ауалыќ радиоканал ќолданылады;  бұл өте ыңғайлы, себебі сымдарды  ќажет етпейді, біраќ сымды  байланыстарға ќарағанда ќымбат.

Компьютерлерді ќосуға болатын  көптеген әдістер бар. Компьютерлердің  түрі көбейген сайын әдістері де көбеюде. әр ќосылу – деректер үшін жаңа маршрут.

Желі топологиясы –  бұл оның геометриялыќ пішіні немесе компьютерлердің бір-біріне ќатысты  физикалыќ орналасуы.

Желі топологиясы түрлі  желілерді салыстыру және жіктеу әдісін береді. Топологияның үш негізгі  типі бар (жұлдызша, саќина, және шина).

«Жұлдызша» топлогиясы бар  желідегі барлыќ компьютерлер орталыќ  компьютермен немесе концентратормен  жалғастырылған. Мұндай желідегі екі  компьютер арасында тікелей ќосылу болмайды.

Мұндай жүйе ќарапайым  және тиімді, деректер пакеттері әр компьютерден концентраторға бағытталады. Концентратор өз кезегінде пакеттерді тиісті жеріне жеткізеді.

Мұндай топологияның негізгі  жетістігі мынада: компьютерлер мен  концентратор арасындағы жекелеген  жалғағыштар істен шыќќанмен, бүкіл  желі жұмыс істей береді.

«Жұлдызша» топологиясының кемшілігі оның негізгі жетістігінен туындайды, егер концентратор бұзылса, онда ол бүкіл желіні түгел істен  шығарады.

«Саќина» топологиясына  тән бір нәрсе – жалғағыштардың соңғы нүктесі болмайтыны; деректер берілетін біртұтас саќина ќұраған (міндетті түрде шеңбер емес) желі тұйыќталған. Мұндай саќинада бір нүктеден ќозғау алған деректер аќыр аяғында желінің  басына барады. Осындай ерекшеліктен деректер саќинада барлыќ уаќытта бір  бағытта ќозғалады.

«Саќинаның» Жұлдызшадан» бір  ерекшелігі – оған барлыќ желілік  компьютерлер арасында үзіліссіз жол  ќажет, өйткені желінің бір жері істен шыќса, бүкіл желі тоќтап ќалады. «саќинаның» тағы бір осал жері –  деректер біреулердің желілік компьютерлері  арќылы өтетіндіктен де, аќпаратты  бөгде ұстап ќалуына мүмкіндік  береді.

«Шина» топологиясы бір  жеткізетін каналды, әдетте «шина» деп  аталатын коаксиалды кабельді пайдаланады. Барлыќ желілік компьютерлер «шинаға» тікелей ќосылады. Мұндай желінің  үлгісі:

«Шина» топологиясы бар  желіде деректер екі бағытта бірдей жылжиды. Кабель – шинаның екі  шетінде арнайы бұќтырмалар (терминаторлар) орнатылған. «саќина» жағдайындағыдай  желінің бір жеріндегі ќосылудың  бұзылуы жұмысты бірден тоќтатады. «Шина» желісіндегі деректердің  ќауіпсіздігі «саќина» желісіндегідей, оның осал тұсы – бүкіл желінің  деректері әр желілік компьютерлерден  өтеді.

Дектерді беру жылдамдығымен, оның ќұрамына сәйкес өзгешеленетін  деректерді бердуің түрлі технологиялары (тәсілдері) бар. Ең танымалдары: Enthernet, ARCNET және IBM token ring.

Enthernet технологиясын 1973 жылы  бір топ американ зерттеушілері  Ralo Alto зерттеу орталығында жасады. Enthernet желілері жұлдызша түрінде  де, шина түрінде де ќұрыла  береді. Канал ретінде коаксиальды  кабель ќолданғанда, Enthernet желісі  шина сияќты кескінделеді. Егер  есулі ќос өткзгіш ќолданылған  болса, Enthernet желісі жұлдызша түрінде  кескінделеді.

Жергілікті есептеу желілері біріңғай және иерархиялыќ болып  бөлінеді.

Біріңғай желі – барлыќ компьютерлері тең ќұќылы және бірдей ќызмет орындайтын жергілікті желі. Олар желіге аз ғана – 10-15-тен көп емес компьютерлер саны біріктіру үшін ќолданылады. Біріңғай желілерде (жұлдызша топ, саќина, шина және token ring) сервер дегеніміз –  ресурстары осы сәтте басќа компьютерлерден  де алына беретін компьютер, сервер бір мезгілде клиент те бола алады, яғни өзі ресурстар беретін компьютердің ресурстарын пайдаланады. Жергілікті ресурстың ортаќќа айналдырылуы компьютерді пайдаланушымен, операциялыќ  жүйе ќұралдарымен жасалады. Ќажет  болған жағдайда ол өзін пайдаланушыға  арналған парольді де белгілейді.

Біріңғай желілердегі  операциялыќ жүйелер аќпараттыќ ресурстардың оќылуын және редакциялануын, бөтен компьютерден программаларды ќосуға мүмкінді беретін тікелей  басќарудың ќұралдарын ќамтамасыз етеді.

ОЖ Windows 95-те компьютерлік жүйеніің желілік мүмкіндіктерін пайдаланатын екі программа бар.

*MS Exchange программасы –  пошталыќ алмасу программасы,  ол хабарлар мен файлдардың  наќты пайдаланушыларға (жұмыс станцияларына)  немесе топтың барлыќ пайдаланушыларына  жіберілуін ќамтамасыз етеді.

*Shedulе программасы әркімнің  өз жұмысының кестесін жобалау  және ќажет болған жағдайда  ол жөнінен желідегі жұмыс  тобының басќа пайдаланушыларымен  бір пікірге келу, келісу ќұралы (мысалы, ортаќ жиналыстарды бірлесіп  істейтін жұмыстардың жай-жапсарын  пысыќтау үшін).

Иерархиялыќ желілер. Иерархиялыќ жергілікті желілерде бір немесе бірнеше сервер болады. Иерархиялыќ желілердегі сервер – бөліктенетін ресурстардың тұраќты саќтау ќоймасы. Сервердің өзі тек иерархияның одан жоғары деңгейдегі сервердің клиенті бола алады. Серверлер әдетте жоғары өнімді компьютерлерден, бәлкім, бірнеше параллельді жұмыс істейтін процессорлардан, үлкен сыйымдылыќты винчестерлерден, жоғары жылдамдыќты желілік картадан (100 Мбит/с және одан да көп) тұрады.

Серверде аќпаратты ұйымдастыру  және саќтау амалын арнайы адам – желінің  басќарушысы белгілейді. Бірнеше  пайдаланатын аќпараттың саќталуы үшін жауапкершілік те соның мойнында.

Жергілікті иерархиялыќ  желілерде мәліметтерді өңдеу екі  объектінің: клиент пен сервер арасына  бөлінген. Клиент, жоғарыда айтып өткеніміздей, жұмысшы станциясы, бұл сөздің мағынасына жұмысшы станциясын пайдаланушыны  ќосуға болады. Біраќ сонымен бірге  жұмысшы станциясынан сервердің  ресурстарына енуді жүзеге асыратын арнаулы компьютерлік программа  да «клиент» д/а.

Мәліметтерді өңдеу кезінде  клиент ќандай да бір күрделі н/е  арнаулы процедураларды орындау  үшін серверге сұрату дайындайды, мысалы, файлды санау, жазбаларды іздестіруді  жүзеге асыру ж/е т.б. сервер өз кезегінде  клиенттен түскен сұратуды өңдеп, оны  орындайды да, ќорынытдысын клиентке ќайта жібереді. Әдетте сервер жалпы  пайдаланудағы мәліметтерді саќтауға, оларға енуге ж/е мәліметтерді клиентке жолдауға жауап береді. Мәліметтерді алған клиент оларды өңдеп, өңдеудің нәтижесін пайдаланушыға ыңғайлы  түрде ұсынады. Кейде мәліметтерді өңдеуді сондай-аќ сервер де орындайды.

Иерархиялыќ желілердің жұмысын  басќаратын программалыќ ќамтамасыз ету 2 бөліктен тұрады:

1. Серверде орнатылған желілік операциялыќ жүйе;

2. Жұмыс станциясындағы программалыќ ќамтамасыз ету, бұл жұмыс станциясында бар ОЖ-нің басќаруында жұмыс істейтін программалар жиынтығынан тұрады. Әлбетте әр түрлі жұмыс станцияларында бір желіге алуан түрлі ОЖ-лер орнатылуы мүмкін.

Үлкен иерархиялыќ желілерде  желілік ОЖ ретінде Unix пайдаланылады. Орта көлемдегі желілерде ќазіргі  уаќытта Windows NT желілік Ож ќойылады. Мұндайда серверде Windows NT Server деп аталатын оның серверлік бөлігі, ал жұмысшы  станцияларында Windows NT Workstation клиенттік  бөлігі бөлігі орнатылады немесе клиенттің  программасы ретінде Windows 95 пайдаланылуы мүмкін.

Серверде иерархиялыќ  желілерді пайдалану жолдарына  байланысты сервердің мынадай типтерін бөліп айтуға болады:

Файлдыќ сервер – бірлесіп өңдейтін файлдар, бірлесіп пайдаланатын программалар саќталатын және оларға пайдаланушы адамның ќолы жетуін ќамтамасыз етуші компьютер;

Деректер базаларының  сервері – деректер базасы файлдарын  саќтау, өңдеу, басќару және жұмыс  станцияларынан келіп түскен сұраныс  бойынша аќпараттар беру функциясын орындаушы компьютер;

Басып шығару сервері –  басып шығару ќұрылғысы, ќолданушылардың  ќолы жетуге ќолайлы желілер ќосылған компьютер, ол басылым сұранысына ќызмет етеді, олардың орындалу кезегін  ұйымдастырады;

Пошта сервері – жергілікті желілер бойынша да, ішкі модем  бойынша да жіберілетін ж/е алынатын аќпараттар саќтаулы компьютер. Оны  пайдаланушы адам өзіне ыңғайлы  кез келген уаќытта өз атына келген аќпаратын жібере алады.

ақырыбы: Кіріспе. Компьютерлік тораптарын жіктелуі. 
 
«Компьютерлік тораптар» пәнінің мақсаты компьютерлік тораптардың ұйымдастырылуы мен жұмыс атқару негіздерін, дербес компьютерлердің торапта жұмыс істеу ерекшеліктерін үйрену, қазіргі кездегі тораптық технологиялармен танысу, жергілікті тораптардың жұмысын игеру болып табылады. 
Бұл пәннің алдында «Алгоритмдеу және программалау тілдері», «Программалау технологиясы», «Компьютерлік жүйелердің архитектурасы» пәндері оқытылуы тиіс. Студенттер «Компьютерлік тораптар» пәнінен алған білімі мен дағдыларын, келесі "Ақпараттық жүйелерді жобалау" шектес пәндерінде сондай-ақ дипломдық жобалау кезінде қолдана алады. 
 
Компьютерлік торап – бұл араларда ақпарат тасушысы жоқ, өзара ақпарат алмаса алатын компьютерлік жиынтығы. Жүйе құрамына кіретін компьютерлер өзара ақпараттар алмаса алатын, байланыс каналдары арқылы жалғасуы керек, ал компьютерлерде жүйелер жұмысынан, байланыстырады басқару бағдарламасын ұйымдастыратын арнайы бағдарламаны қамтамасыз ететін қондырғы орнатылуы қажет. Компьютерлік жүйе тораптардың (компьютерлер, жұмыс станциялардың және т.б) жиынтығын және оларды жалғастырып тұрған тармақтардан тұрады. 
Жүйе тармағы — бұл бір-бірімен байланысты тораптарды жалғайтын жол. Жүйе тораптары үш типті болады: 
 
• Шеткі торап — тек бір тармақтың соңында орналасқан; 
• Аралық торап — бірден көп тармақтардың соңында орналасқан; 
• Бір-бірімен байланысты торап — бұндай тораптар негізінен бір-ақ жолмен байланысқан. 
Компьютерлер жүйеге әртүрлі қосу амалы оның топологиясы деп аталады. 
 
Жүйе топологиясының ең көп тараған түрлері: 
 
Сызықтық жүйе. Тек екі соңғы және кез-келген аралық тораптан тұрады, сонымен қатар кез-келген екі тораптың арасында тек қана бір-ақ жол болады. 
Шығыршық тәрізді жүйе. Бұл жүйе бойынша әрбір торапқа екі тармақтан қосылады. 
Ағаш тәрізді жүйе. Екіден көп соңғы тораптардан және қалай болғанда да екі аралық тораптан тұрады және екі тораптың арасында тек бір жол. 
Жұлдыз тәрізді жүйе. Тек бір ғана аралық тораптан тұратын жүйе. 
 
Ұя сияқты (тәрізді) жүйе. Кем дегенде екі тораптан тұратын және олардың арасында екі немесе одан да көп жол бар. 
Толық байланысқан жүйе. Кез-келген екі тораптың арасында тармағы (бұтақ) бар. Компьютерлік жүйенің ең батысы сипаттамасы - оның архитектурасы. 
Жүйе архитектурасы - ол мәліметтер жіберу жүйесінің тарату құрылымы, оның топологиясын, құрылғысы (керек-жарағы) және олардың жүйедегі өзара әрекетінің ережесі. Жүйе архитектурасы көлемінде ақпаратты кодпен хабарлау мәселелері, оның адресіне жіберу, үздіксіз келіп түетін хабарларды басқару жүйенің жағдайындағы және сипаттаудың нашарлауы кезіндегі қателіктерді бақылау мен талдау мәселелері қаралады. 
Өте кең тараған архитектуралар: 
 
• Ethernet (англ. ether — эфир) — кең тарататын жүйе. Бұл жүйенің барлық станциялары алады деген сөз. Топология - сызықтық жіберу жылдамдығы 10 немесе 100 Мбит/сек. 
• Arcnet (Attached Resource Computer Network –ресурстар біріктірілген компьютерлік жүйе-кең тарататын жүйе. Физикалық топология –ағашы. Мәліметтер жөнелту жылдамдығы 2,5 Мбит/сек. 
• Token Rіng (эстафеталық шығыршық жүйе, маркер жіберу (беру) жүйесі) – шығыршық жүйедегі мәліметтер жіберу принципі – бір-бірімен байланысқан тораптардан әрбір тораптың қысқа қайталанбайтын ерекше беттер –маркердің жүйлігін тосады. Маркердің келуі хабарды сол тораптан келесі торапқа жіберуді көрсетеді. Мәліметтерді жіберу жылдамдығы 4 немесе 16 Мбит/сек. 
 
• FDDІ (Fіber Dіstrіbuted Data Іnterface) — мәліметтерді көп талшықты байланыс жүйелеріне жоғары жылдамдықпен жіберудің жүйелік архитектурасы. Жіберу жылдамдығы - 100 Мбит/сек. Топология — қос шынжыр немесе аралас (жұлдыз тәрізді немесе ағаш тәрізді жүйелерді қосу арқылы). Жүйедегі станциялардың ең көп мөлшері – 1000. Құрал-жабдықтың құны өте жоғары. 
• АТМ (Asynchronous Transfer Mode) — болашағы мол, әзірге ең қымбат архитектура, бір жүйемен сандық, бейне көріністік және дыбыстық мәліметтерді қамтамасыз етеді. Жіберу жылдамдығы 2,5 Гбит/сек-қа дейін. Байланыс жолы оптикалық. 
 
Қарапайым компьютерлік жүйе бір-бірімен онша алыс тұрмаған екі компьютерді жалғастыру арқылы пайда болады. Олар нуль модем деп аталатын (10-20 м. мөлшердегі) арнайы кабель аты келесі немесе параллель тұрған компьютерлерге қосылады. Осындай уақытша қосу туралы компьютерлік байланыс деп аталады. Ол осылай қосылып, содан соң оны кез-келген соңғы компьютер пайдаланушысының алып тастауына болады. Қазіргі кезде жоғарыда көрсетілген қосу түрін, кабелсіз бірден байланыстыруды жүзеге асыратын инфрақызыл порттар жетілдірілуде. 
 
ТКБ (ПКС-орысша) тура компьютерлік байланыс негізінен портативті және стационарлық жеке жұмыс компьютерлері арасындағы мәліметтер мен алмасу үшін пайдаланылады, мысалы, офистік компьютерлер, әйтсе де мұндай мәлімет алмасу екі стационарлық және компьютерлік арасында да болуы мүмкін. 
Жергілікті есептеу жүйесі. Бір-бірімен соншалықты қашық орналаспаған, (50-100 м алшақ) бір арасында әрдайым ақпараттық алмасу ұйымдастыруды қажет ететін компьютерлер осы мақсатқа арналған арнайы кабельдермен стационарды түрде жалғастырылады. Көрсетілген жүйенің түрі локальді есептеу жүйесі деп аталады. (ЛЕЖ) немесе (ЛВС) LAN- Local Area Net. 
 
Құқықты белгіленген каналдар телефон немесе оптикалық кабельдер, сонымен қоса спутниктік немесе радиоканалдар көмегімен жүзеге асырылады. Әдетте белгіленген каналдар арқылы бір мекеменің жүйеге қосылмаған компьютерлері біріктіріледі (қосылады). Жүйеден алынып тасталған компьютерлердің көпшілігін байланыстыратын жүйені бөлінген жүйе деп атайды. Мекемелердің мұндай бөлінген жүйелеріне, кіру тек қызметтері міндеттерін орындауларына байланысты тұлғаларға ғана рұқсат етілген. Бұндай түрдегі жүйелер өз функциялары бойынша локальді жүйеге ұқсас және региональды немесе metropolіtan Area Net – MAN деп аталады. 
 
Мекеменің региональды жүйесінде құрылған арнайы коммуникативтік хабар алмасу жүйесі (электронды почта, факс, құжаттармен бірігіп жұмыс жасау) корпоративті деп аталады. 
Ауқымды жүйе. Дүние жүзіне таралған, әрдайым өте жоғары үлкен көлемдегі әртүрлі ақпараттарды алу мүмкіндігін беретін каналдар жүйесіндегі компьютерлер және коммерциялық негіздегі, тілек білдірушілердің барлығына рұқсат берілген жүйе глобольді жүйе деп аталады немесе Wіde Area Net- WAN. Осындай жүйелердің ең белгілі өкілі ИНТЕРНЕТ, дегенмен басқа да глобольді жүйелер (MSN – Mіcrosoft on Lіne, Amerіca on Lіne және т.б). 
Компьютер аралық байланысты ұйымдастырудың үш негізгі тәсілі бар: 
 
• қатар тұрған компьютерді олардың коммуникациондық порттарын басып өтетіндей арнайы кабельдермен қосу; 
• бір компьютерден екіншісіне модем арқылы өткізілген немесе спутниктик байланыстың көмегімен мәлімет жіберу; 
• компьютерлерді компьютерлік жүйеге біріктіру (қосу). 
 
Екі компьютер арасындағы байланысты ұйымдастыруда көбінесе бір компьютерге ресурстар мен жабдықтаушы (поставщик) ролі (бағдарлама, мәлімет және т.с.с.), ал басқасына – бұл ресурстарды қайталанушы ролі бекітіліп беріледі. Бұндай жағдайда бірінші компьютер сервер, ал екіншісі – клиент мен немесе жұмысшы станциясы деп аталады. Арнайы бағдарламамен жабдықталған компьютер – клиентке жұмыс істеуге болады (под упр. спец. прогр. обеспеч).