Qlobal şəbəkə

Giriş

Ərazi kompüter şəbəkələri də adlandırıla bilən qlobal şəbəkələr (Wide Area Networks, WAN) böyük ərazilərdə-oblast, region, dövlətlər, kontinent və ya bütün Yer kürəsində yayılmış çoxlu sayda abonentlərə xidmət etmək üçün yaradılıb. Əlaqə kanallarının uzunluğunun böyük olmasına görə qlobal şəbəkələrin qurulması böyük xərclər tələb edir, bura 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.

Qlobal şəbəkələrin qiymətinin baha olmasını nəzərə alaraq istənilən tip verilənləri: kompüter verilənlərini, telefon danışıqları, fakslar, teleqramlar, televiziya görüntüləri, teletekst (iki terminal arasında verilənlərin ötürülməsi), videotekst (şəbəkədə saxlanılan verilənlərin öz terminalına götürmək) və s. verilənləri ötürə bilən vahid qlobal şəbəkənin yaradılma tendensiyası meydana gəlmişdir.

Qlobal şəbəkənin strukturu

Qlobal hesablama şəbəkələri müəssisədə olan və ya uzaq məsafədə yerləşən və informasiya mübadiləsinə ehtiyacı olan bütün abonentlər arasında əlaqə yaratmaq imkanına malik olmalıdır. Bunun üçün qlobal şəbəkə kompleks xidmətlər göstərməlidir. Qlobal kompüter şəbəkəsinin ümumiləşdirilmiş struktur sxemi şək. 1 –də göstərilib.

Qlobal hesablama şəbəkəsi bir biri ilə əlaqədə olan üç alt şəbəkədən ibarətdir:

a. Verilənləri ötürmə şəbəkəsi –VÖŞ;

b. EHM şəbəkəsi;

c. Terminal şəbəkəsi.

VÖŞ əlaqə kanalları və əlaqə qovşaqlarından ibarət olub EHM-lər arasında informasiya mübadiləsini yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulub; EHM və Terminal şəbəkələri VÖŞ-lər vasitəsilə bir-biri ilə birləşdirilmiş əsas (ƏHM) və terminal (THM) EHM-lərdən ibarətdir. Əsas EHM-lər abonent məsələlərinin həlli üçün nəzərdə tutulub. Terminal EHM-lər isə abonent kompüterlərini VÖŞ-lərə birləşdirmək üçündür.

Şəkil 1. Qlobal kompüter şəbəsinin struktur sxemi

Kommutasiya üsulları

İnformasiya mübadiləsini həyata keçirmək üçün abonentlər arasında əlaqə 3 üsulla yaradıla bilər:

1. kanalların kommutasiyası;

2. məlumatların kommutasiyası;

3. paketlərin kommutasiyası.

Şəkil 2. Verilənlərin ötürülməsinin zaman diaqramı

Kanalların kommutasiyası

Kanalların kommutasiyası abonentlər arasında fiziki kanalın ayrı-ayrı hissələrini bir-birinin ardınca qoşaraq verilənlərin birbaşa ötürülməsini təmin edir . Kanalların kommutasiyası zamanı ardıcıl birləşmə və verilənlərin ötürülməsi prosesi şəkil 2b-dəki zaman diaqramında göstərilib.

Burada şəkil 2a-da göstərilən a_i abonenti ilə aj abonenti arasında əlaqənin yaradılması tələb olunur. A qovşağı aj abonentinin ünvanına uyğun olaraq a_i abonentini B qovşağı ilə birləşdirir. Sonra birləşmənin qoşulması əməliyyatı B, C və D qovşaqları ilə təkrarlanır. Nəticədə a_i və aj abonentləri arasında birbaşa əlaqə kanalı yaranmış olur. Kommutasiyanın sonunda D qovşağı (və ya aj abonenti) əks əlaqə siqnalı göndərir, bu siqnal qəbul edildikdən sonra a_i abonenti verilənləri aj abonentinə ötürməyə başlayır. Verilənlərin ötürülmə vaxtı ötürülən məlumatların uzunluğundan və kanalın ötürmə sürətindən asılıdır. Şəkildəki U₁ qiyməti məlumatın aj abonentinə çatdırılma müddətini təyin edir.

Məlumatların kommutasiyası

Məlumatların kommutasiyası başlıq və verilənlərdən ibarət məlumatların şəbəkə qovşaqları tərəfindən təyin edilən marşrut üzrə ötürülməsi yolu ilə həyata keçirilir. Məlumatın başlığında məlumatı qəbul edəcək aj abonentinin ünvanı göstərilir. A qovşağı məlumatı göndərən a_i abonenti tərəfindən generasiya olunan məlumatı qəbul edirək öz yaddaşında saxlayır. Sonra məlumatın başlığını araşdırır və onu B qovşağına aparan ötürülmə marşrutunu təyin edərək ora göndərir. B qovşağı məlumatı yaddaşında yerləşdirir və onu analoji prosedura ilə C qovşağına, C qovşağı isə D qovşağına göndərir. Məlumatın qəbul edilməsi, araşdırılması və ötürülməsi prosesi a_i abonentindən aj abonentinə qədər marşrutda olan bütün qovşaqlarda ardıcıl təkrar olunur. U₂ –nin qiyməti məlumatların kommutasiyası zamanı verilənlərin çatdırılma müddətini təyin edir.

Paketlərin kommutasiyası

Paketlərin kommutasiyası məlumatları müəyyən uzunluğu olan (adətən 1024 bayt) və başlıqla təmin olunmuş məlumat elementləri –paketlərə bölmək və paketləri şəbəkə qovşaqları vasitəsilə təyin edilən marşrut üzrə ötürmək yolu ilə həyata keçirilir.

Şəkil 2-də göstərilən diaqramların müqayisəsindən görünür ki, hər hansı bir məlumatın çatdırılma vaxtı paket kommutasiyası üsulunda ən kiçik olur.

Hesablama şəbəkələrində paket kommutasiyası verilənlərin ötürülməsinin əsas üsuludur. Bu, paket kommutasiyası zamanı verilənlərin VÖŞ vasitəsilə ötürülməsi zamanı gecikmələrin az olmasına və aşağıdakı səbəblərə əsaslanır .

Birincisi, kanal kommutasiyası üsulu tələb edir ki, kanalı yaradan bütün əlaqə xətləri eyni öturmə qabiliyyətinə malik olsun, bu da VÖŞ-ün strukturuna olan tələbı sərtləşdirir. Məlumatların və paketlərin kommutasiyası isə verilənlərin istənilən ötürmə qabiliyyətli əlaqə xətləri ilə ötürülməsinə imkan verir.

İkincisi, verilənlərin paket şəklində ötürülməsi verilənlər axınının multipleksləşdirilməsi üçün ən yaxşı şərait yaradır, yəni kanalın iş vaxtının bir neçə verilənlər axınının eyni vaxtda ötürülməsi üçün öz aralarında bölünməsini təşkil edir.

Üçüncüsü, paketlərin kiçik ölçülü olması verilənlərin aralıq qovşaqlarda yadda saxlanılması üçün kiçik ölçülü yaddaş ayırmağa imkan verir. Bundan əlavə paketlərdən istifadə edilməsi verilənlər axınının idarə edilməsi məsələsini də asanlaşdırır.

Dördüncüsü, əlaqə xətləri ilə verilənlərin ötürülmə etibarlığı böyük deyil. Tipik əlaqə xətti hər bitə 10^-4 - 10^-6 xəta ehtimalı ilə verilənlərin ötürülməsini təmin edir. Ötürülən məlumatların uzunluğu nə qədər böyük olsa onun əngəllərlə korlanma ehtimalı artır.

Bütün bunlar hesablama şəbəkələrində informasiya ötürülməsi üsulu kimi paket kommutasiyasından istifadə edilməsini vacib edir.

 Qlobal şəbəkələrin növləri

80-cı illərdə praktiki olaraq paketlərin kommutasiyası ilə işləyən yalnız X.25- qlobal şəbəkə texnologiyasından istifadə olunurdu. Bu gün seçim xeyli artıb, X.25 şəbəkələri ilə yanaşı Frame Relay, ATM texnologiyalarından da istifadə olunur. Bununla yanaşı qlobal komputer şəbkələrində TCP/ İP texnologiyasından da geniş istifadə olunur ki, buna İnternet şəbəkəsini misal göstərmək olar. Bu şəbəkələr haqqında qısa məlumat verək.

X.25 şəbəkələri: təyinatı və strukturu

X.25 şəbəkələri bu gün korporativ şəbəkələrin qurulması üçün istifadə olunan paket kommutasiyalı ən geniş yayılmış şəbəkələrdir. Bunun əsas səbəbi odur ki, uzun müddət X.25 şəbəkələri kommersiya tipli paket kommutasiyalı yeganə şəbəkə olub və şəbəkənin hazırlığı səviyyəsinə zəmanət verirdi. Bundan əlavə X.25 şəbəkələri etibarlı olmayan xətlərdə kanal və şəbəkə səviyyəsində səhvlərin aşkar edilməsi və korreksiyasını quran protokol hesabına yaxşı işləyir.

Ş
şəkil 3. X.25 şəbəkəsinin struktur sxemi

X.25 şəbəkəsi yüksək sürətli ayrılmış kanala birləşən paketlərin kommutasiyası funksiyasını yerinə yetirən S (Switch)- kommutatorlarından ibarətdir.

Asinxron start-stop terminalları (T) şəbəkəyə PAD qurğuları vasitəsilə qoşulurlar. Onlar daxili və ya uzaqlaşdırılmış ola bilər. Daxili PAD adətən kommutatorun (S) içərisində yerləşir. Terminallar daxili PAD qurğusuna asinxron modemlə telefon şəbəkəsi vasitəsilə birləşirlər. Uzaqlaşdırılmış PAD kommutatora X.25 əlaqə kanalı ilə birləşən çox da böyük olmayan qurğudur. Bir PAD adətən 8, 16 və ya 24 asinxron terminala müraciəti təmin edir.

PAD-ın əsas funksiyasına aşağıdakılar aiddir:

• Asinxron terminallardan alınmış simvolların paketə yığılması;
• Paketlərdəki verilənlərin asinxron terminallara çıxarılması;
• X.25 şəbəkəsi üzrə lazımi komputerlərlə qoşulma-ayrılma prosedurasının idarə olunması;
• Paketlərin dolması, gözləmə müddətinin sona çatması yarandıqda onların ötürülməsi;
• Və s.

Frame Relay şəbəkələri

Frame Relay (kadrların retranslyasiyası) 1984-cü ildə CCITT (Consultative Committle for International Telegraph and Telephone) yaradılmış və sonra ANSI(American National Standarts Institute) tərəfindən təkmilləşdirilmişdir.

X.25 protokolundan fərqli olaraq Frame Relay daha güclü informasiya axınına malik əlaqə xətləri üçün nəzərdə tutulub ki, bu da onun daha yüksək məhsuldarlıqlını və keyfiyyətini təmin edir.

Bundan başqa Frame Relay-ın üstün cəhətlərindən biri də səhvlərin aşkar edilməsi üçün tsiklik-artıqlı koddan (FCS) istifadə edilməsidir. Ancaq burada həmin səhvlərin düzədilməsi mexanizmi yoxdur.

F
rame Relay verilənlər blokunun formatı Şək. 4-də göstərilib.

Şəkil 4. Frame Relay verilənlər blokunun formatı

Bayraqlar (flags) verilənləri hər iki tərəfdən məhdudlaşdırır (hərəsi 1 bayt). Öndəki bayraqdan sonra 2 baytlıq ünvan (address) sahəsi gəlir. Sonra verilənlər sahəsi gəlir – Data. Daha sonra 2 baytlıq FCS sahəsi gəlir.

Frame Relay həm ümumi, həm də xüsusi şəbəkələrdə istifadə edilə bilər. Bu zaman Frame Relay interfeysi olan T1 multipleksorundan istifadə edilir ki, bu da başqa interfeysləri də ona qoşmağa imkan verir ( məs.səsin ötürülməsi, videotelekonfras keçirilməsi və s.).

Belə qarışıq struklu şəbəkə şək. 5-də göstərilib.

Şəkil 5. Qarışıq strukturlu Frame Relay şəbəkəsi

ATM texnologiyası

Müasir böyük həcmli hesablama şəbəkələrində müxtəlif növlü və sistemli kompüter və avadanlıqlardan istifadə edilir ki, onların da bir-birilə uyğunlaşdırılması şəbəkə adminstratorları

üçün çoxlu problemlər yaradır. Bu uyğunlaşmanı müəyyən dərəcədə yerinə yetirən ATM (Asynchronous Transfer Mode) texnologiyası aşağıdakı şərtləri yerinə yetirir:

- lokal və qlobal şəbəkələr üçün ümumi nəqliyyat protokolu;

- hər birinin xidmət keyfiyyəti tələb olunan səviyyədə olmaqla kompüter və multimedia trafiklərini eyni nəqliyyat sistemləri çərçivəsində birləşdirmək;

- tələbdən asılı olaraq verilənlərin ötürülməsi üçün giqabit/san sürətə malik iyerarxik sistemin olması.

Burada ən çətin məsələ eyni əlaqə kanalı və eyni kommunikasiya avadanlıqları istifadə etməklə kompüter və multimedia trafiklərini eyni vaxtda ötürməkdir. Bu funksiya ATM kommutatorunun köməyilə həyata keçirilir.

Şəkil 6. ATM şəbəkələrində müxtəlif təbiətli paketlərin eyni kanalla ötürülmə prinsipi

Şəkildə ATM kommutatorunun köməyilə üç mənbədən (meynfreym, local şəbəkə və videokonfrans) qəbul edilən siqnalların ötürülməsi texnologiyası göstərilmişdir. Burada ABR (Available Bit Rate- лазымлы бит сцрятли сервис). VBR (Variable Bit Rate – dəyişən bit sürətli servis), CBR ( Constant Bit Rate – sabit bit sürətli servis) ATM şəbəkəsinin müxtəlif təbiətli siqnalların ötürülməsi üçün göstərdiyi xidmət növləridir.

ATM texnologiyasında müxtəlif təbiətli paketlər -kompüter, telefon və ya videokanal paketləri çox kiçik ölçülü paketlərə bölünərək sistemin girişinə daxil olur. Paketlərin uzunluğu 53 bayt olur, bunlardan 5 bayt başlığın uzunluğu, 48 bayt isə verilənlər olur. Belə ATM paketləri cell oyuqları adlanır. Bu paketlər böyük sürətli kanalla istifadəçiyə ötürülür. Paketin belə kiçik olması onun az vaxt ərzində ötürülməsinə imkan yaradır ki, bunun da bir az gecikməsi ötürmə tempinin aşağı düşməsinə səbəb olmur. Məsələn, prioritetli multimedia sistemlərində onun paketləri ən pis halda 53 baytın ötürülmə vaxtı qədər gecikə bilər, bu da 155 Mb/san sürət rejimində 3 mks-yə bərabər olur ki, çıxışda bu heç hiss edilmir.

ATM şəbəkələrində son qovşaqlar şəbəkəyə xüsusi əlaqə xətləri vasitəsilə qoşulurlar, kommutatorlar isə öz aralarında yüksək sürətli, tezlik sıxlaşdırma qabiliyyətli əlaqə kanalları vasitəsilə birləşirlər. Hər bir kommutator ona qoşulmuş qovşaqların paketlərini həmin kanallar vasitəsilə ünvanda göstərilən kommutatorlara ötürürlər. Bu əməliyyat şək. 7-də göstərilib.

Şəkil 7. Kommutatorlararası əlaqə

Bunula bərabər ATM texnologiyasında paketlərdə xidməti informasiyanın az olması üçün qlobal şəbəkə standartı kimi qəbul olunmuş virtual birləşmənin təmini prinsipi tətbiq olunur. Bu zaman nəzərdə tutulmuş axırıncı qovşağın 20 baytlıq ünvanı yalnız birinci paketdə ötürülür və əlaqə yaradılan kimi o biri paketlərdə yalnız virtual əlaqənin nömrəsi göstərilir. Ona görə də 53 baytın 5 baytı xidməti informasiya olur, onun 3 baytı (20 baytlıq ünvan əvəzinə) virtual birləşmə üçün təyin edilir. 48 bayt isə verilənlər üçün nəzərdə tutulur.

TCP/ IP texnologiyası əsasında işləyən, çox baha olmayan və bütün dünyanı əhatə edən INTERNET - qlobal kompüter şəbəkəsi haqqında məlumat növbəti mühazirədə təqdim olunacaqdır.

Ə.İ. ƏLIYEV

AMEA İnformasiya Texnologiyaları

İnstitutunun şöbə müdiri