Интернет жүйесіне қатынасу технологиялары. DSL, ISDN технологиялары

DSL-технологиялары

Қарапайым телефон тек төменгі жиіліктегі желілерді қолданады. Егер ”телефонды” жіңішке жолының орнына кеңірек жолды қолданса, телефон сымы едәуір көп ақпарат жібере алады. Өткізу жолы немесе өткізу жолының ені - өткізу каналы жиіліктерінің диапазонындағы ең жоғары жиілік пен ең төменгі жиіліктің арасындағы айырымы. Телефон желісі арқылы сигналды жіберудің аналогты түрі 300 Гц-тен 3,4 кГц-ке дейінгі диапазонды алады. Цифрлы сигнал үлкендеу диапазонды талап етеді. Жіберу жылдамдығы өскен сайын, жиіліктер диапазоны да өсу керек. Сондықтан, «өткізу жолы» терминімен компьютер желісімен мәліметтерді жіберу жылдамдығының жоғары

шекарасы белгіленеді. «Кеңжолды қатынас» термині арна ақпарат жіберу үшін кеңейтілген жиіліктер жолын береді дегенді білдіреді. Ақпаратты жіберудің жоғары жылдамдығы кең жолды пайдаланған кезде бірнеше сигал бір арнаның бойымен, бірақ әртүрлі жиіліктерде параллельді жіберілу мүмкіндігіне байланысты. Өйткені, уақыт бірлігінде ақпараттың мол көлемі жіберіледі. Арнаны бірнеше бөлікке бөліп, сигналдарды жіберу мультиплексорлау деп аталады.

«Таржолды қатынас» терминімен дауысты жіберуге жеткілікті арна түсіндіріледі. Кейде «кеңжолды емес қатынас» термині кездеседі. Ол арнамен мәліметтерді жіберу жылдамдығы 64 Кбит/с-тан кем екендігін білдіреді.

Телефон желісін цифрлы мәліметтерді жоғары жылдамдықта жіберу үшін қолдануға мүмкіндік беретін технологиялардың бірі DSL. DSL аббревиатурасы - «Digital Subscriber Line». Бұл технология телефонмен сөйлесуге кедергі жасамай, мәліметтерді жіберуге жоғары жиіліктерді қолдануға мүмкіндік жасайды.

DSL-технологиясы көмегімен бір уақытта Интернетпен жұмыс істеу және телефонмен пайдалануға болады. Қарапайым модемге қарағанда, DSL-қосылу жылдамдығы едәуір жоғары. DSL үшін жаңадан сымдар жүргізу керек емес, өйткені телефон желісінің құрылғылары пайдаланылады.

Асимметриялы DSL (ADSL)

Интернетпен жұмыс кезінде ақпараттың негізгі ағыны Желіден пайдаланушыға өтеді. Желіге ақпараттың едәуір аз көлемі жіберіледі. Мысалы, сіз Web-беттерді қараған кезде, кішігірім запрос жібересіз, ал желіден мәтін ғана емес, сонымен қатар суреттерді де қабылдайсыз. Яғни, ақпарат алмасу ассиметриялы болып келеді. Бұндай трафикті жіберу үшін ассиметриялы арна керек.

ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line) немесе ассиметриялы DSL

пайдаланушыға мәліметтерді жоғары жылдамдықпен жіберуге мүмкіндік береді, сондай-ақ пайдаланушыдан Желіге келген сигнал Желіден пайдаланушыға келген сигналға қарағанда төменгі жиіліктерде жіберіледі.

Ең жаңа технологияларды пайдалануға байланысты ADSL бойынша ақпаратты жіберу жылдамдығы басқа қатынас түрлерімен салыстырғанда өте жоғары: 8 Мбит/с абонентке бағытталғанда, 1 Мбит/с абоненттен желіге бағытталғанда. Жоғары жылдамдық Web-сайттармен, мультимедиа-ақпаратпен ыңғайлы жұмыс істеуге, үлкен файлдарды жылдам тасымалдауға және интерактивті қосымшаларды толық пайдалануға мүмкіндік жасайды.

ADSL артықшылығы болып орнатылуының жеңілдігі табылады: пайдаланушы мен телефон компаниясын бірімен-бірін қосатын бұрыннан бар телефон кабелінің сымдары қолданылады. ADSL Интернетке үнемі қатынасты қамтамасыз еткеннің өзінде ADSL пайдаланушылары өткізу жолын басқа абоненттермен бөліспейді. Бірақ ADSL кемшіліктері де бар, ең алдыңғысы – алыстықтың шектелуі. ADSL-технологиясын қолданған кезде кері бағытта ақпаратты жіберу жылдамдығы ара қашықтыққа байланысты болады. Егер абонентке бағытталған ақпаратты 3 км қашықтықта 8 Мбит/с жылдамдықпен алуға болса, 5 км қашықтықта – тек 1,5 Мбит/с.

Пайдаланушы ДК-і ADSL-модемге қосылады. ADSL-модемі жұмысының принципі 24 кГц-тен 1100 кГц-ке дейінгі жиіліктер диапазоны әрқайсысына виртуалды модем бекітілетін 4000-герцтік жолдарға бөлінетіндігіне негізделген. Соған байланысты виртуалды модемдердің әрқайсысы өз жиідіктер диапазонымен жұмыс істейді.

ADSL-модемі жиілікті айырымға қосылады. Жиілікті айырым (немесе сплиттер) кәдімгі телефон байланысының төменгіжиілікті сигналы мен жоғарыжиілікті ADSL-сигналын айыратын төменгі жиіліктердің фильтрі болып табылады.Жиілікті айырым үш ұяшыққа ие блок түрінде жұмыс істейді: біреуі - ADSL-модем қосылуы үшін, екіншісі – телефон құрылғылары қосылуы үшін, үшіншісі – ADSL желісінің қосылуы үшін. Жиілікті айырым бір желіге телефонды да, компьютерді де қосуға

Мүмкінік береді. Телефон станциясындағы дәл сондай жиілікті айырым абоненттік сымның басқа жағында жоғары және төменгіжиілікті сигналдарды бөледі.

Дыбысты сигнал телефонды желіге, ал цифрлы сигнал DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) қатынас мультиплексоріне бағытталады. Бұдан провайдер желісі арқылы Интернетке өтеді.

Қатынас мультиплексоры –барлықDSL-абоненттерін бір жоғарыжылдамдықты желігеқосатын, телефон компаниясының ғимаратында орнатылған механизм.

ADSL – экономды технология. Қарапайым жағдайда аналогты өткізу қабілеті бар бөлінген арнаға қарағанда, желі пайдаланушығ арзан түседі.

ISDN-технологиясы

Бөлінген телефонды желі – екі абонентті үнемі қосатын телефонды байланыс желісі.Бөлінген желінің едәуір таралған технологиясы болып ISDN (Integrated Services Digital Network) табылады. ISDN – ақпаратты жіберудің цифрлы түрінің стандарты. ISDN-желісінің негізгі компоненті - 64 Кбит/с өткізу қабілеттілігі бар бірбағытталған bearer-арнасы немесе В-арна. Бұл арнамен цифрлы ақпарат жіберіле алады. Өткізу жолын кеңейту үшін В-арналар екі-екіден топтасады да, арналар тобына ақпарат алмасуды басқаратын D-арнасы (16 Кбит/с) қосылады. Ақпарат алмасу кәдімгі мыс сымның көмегімен атқарылады. Модемнің орнына ISDN-адаптерді орнатқан пайдаланушылар 128 Кбит/с дейін баратын жылдамдықтағы Интернетке қол жеткізе алады.

ISDN-адаптерлерін кейде ISDN-модемдері деп атайды. Бұл терминді дұрыс деуге болмайды, өйткені ISDN-адаптерлер модуляция және демодуляция функцияларын атқармайды, ISDN-желісі алдынан-ақ цифрлы болып табылған. ISDN-арнасын телефон компаниясы береді. ISDN-желісімен телефонмен сөйлесу және сол уақытта Интернетке ақпарт жіберуге болады.

Төменде әртүрлі технологиялар бойынша Интернетке қатынасудың максималды жылдамдықтары келтірілген.

Қатынасу технологиясы	Максималды жылдамдық
Коммутируемая телефонная линия	56 Кбит/с
ISDN	128 Кбит/с
Кабельді телевидение	36 Мбит/с
ADSL 2	1 Мбит/с (запрос), 10 Мбит/с (ответ)
2,4 ГГц диапзонындағы радиоарна	До 54 Мбит/с
Серікті қатынас	Жүйеге байланысты бірнеше Мбит/с
Т1	1,544 Мбит/с
ТЗ	44,74 Мбит/с
GSM-data	9,6 Кбит/с
GPRS	160 Кбит/с (теоретикалық максимум)
UMTS	2,048 Мбит/с

Бақылау сұрақтары:

1.DSL – технологиясымен ақпаратты жіберудің ерекшелігі неде?

2.ISDN– технологиясымен ақпаратты жіберудің ерекшелігі неде?

3.ADSL – технологиясымен ақпаратты жіберудің ерекшелігі неде?

4. ISDN және DSL технологияларын қолдану үшін қандай құрылғы қажет?

Дәріс 4-5.

Желіге қосылу. Локальді сымды жүйеде деректер алмасу және байланыс қағидалары. Ethernet технологиясы және қолжетімділік дегейлерін құру.

Бізге алуан түрлі қызметтер көрсететін желілердің көптеген түрлері бар. Бір күн бойында адамдар телефонмен сөйлеседі, теледидардан шоу көреді, радио тыңдайды, Интернеттен бірдеңе іздейді немесе тіпті басқа елдегі серіктесімен бейнеойындарды да ойнайды. Желілер адамдар мен құрылғыларды әлемнің қай шетінде болғандығына қарамастан байланыстырады. Адамдар Желілердің қалай жұмыс істейтінін және ол болмаса не болатынын ойламай пайдалана береді.

Екі компьютерден құралған қарапайым желілерден бастап миллион құрылғыларды біріктіретін жүйелерге дейін, кез келген өлшемдегі желілер болады. Шағын офистерде, үйлерде немесе үй офистерінде құрылған желілер қысқаша SOHO деп аталады. SOHO желілері бірнеше локальді компьютерлерге ресурстаға ортақ қолжетімділікті қамтамасыз етеді, мысалы, принтер, құжаттар, көріністер және музыка.

Ірі корпоративтік желілер жарнама мақсатында, өнімді сату үшін, шығын материалдарына тапсырыс беру үшін және сатып алушылармен қарым-қатынас үшін пайдаланылады. Желілік байланыс деректер алмасудың дәстүрлі әдістеріне қарағанда тиімді әрі арзан, мысала, почта немесе халықаралаық телефон қоңыраулары. Желілердің көмегімен мәліметтермен жылдам алмасуға болады (мысалы, электронды почта хабарламаларымен немесе жылдам таралатын хабарламалармен), сонымен қатар ақпаратты желілік серверлерден жүктеу, жинақтау және сақтау мүмкін болады.

Әдетте корпоративті және үй желілері Интернет желісіне ортақ қолжетімлікті береді. интернет «желілердің желісі» болып есептеледі, себебі бір-бірімен мбайланысқан мыңдаған желілерден құралған.

Желі мен Интернетті әр түрлі мақсаттарда қолдануға болады:

- музыкалық файлдармен және бейнежазбалармен алмасу;

- ақпаратты іздеу және алыс қашықтықта білім беру;

- достарымен сөйлесу;

- демалыстарды жоспарлау;

- сыйлықтар мен шығын материалдарын сатып алу.

Желіге алуан түрлі компоненттер кіруі мүмкін, мысалы, дербес компьютер, серверлер, желілік құрылғылар мен кабельдер. Бұл компоненттер 4 негізгі категорияға жіктеуге болады:

- тораптар;

- бірігіп қолданылатын сыртқы құрылғылар;

- желілік құрылғылар;

- желілік орта.

Қолданушыларға тораптар мен сыртқы құрылғылар жақсы таныс. Тораптар – хабарламаларды желіге тікелей тарататын және одан тікелей қабылдайтын құрылғылар.

Бірлесе қолданылатын сыртқы құрылғылар желіге тіклей емес, тораптар арқылы қосылады. сәйкесінше, торап желіден сыртқы құрылғыға ортақ қолжетімділікті қамтамасыз етеді. тораптарда компьютерлік бағдарламалық қамсыздандыру қондырылады, оның көмегімен адамдар желі бойынша сыртқы құрылғыларды пайдаланады.

Желілік құрылғылар, желілік орта сияқты тораптарды өзара байланыстырады. Кейбір құрылғылар қосылу әдісіне байланысты бірнеше функцияларды орындай алады. Мысалы, принтерді (локальді) сыртқы құрылғы сияқты торапқа тікелей қосуға болады. Желілік құрылғыға қосылған және желі бойынша мәлімет алмасуға тікелей қатысатын принтер торап болып табылады.

Желіге қосылған және мәлімет алмасуға тікелей қатысатын барлық компьютерлер тораптар болып саналады. Тораптар хабарламаларды желі бойынша таратып, қабылдай алады. Модемді байланыстарда компьютерлік тораптар клиент немесе сервер ретінде жұмыс істей алады, немесе клиент те, сервер де бола алады. Компьютердің желідегі рөлі бағдарламалық қымсыздамасымен анықталады.

Серверлер – басқа желілік тораптарға ақпарат беруге мүмкіндік туғызатын (мысалы, электронды почтаға немесе веб-парақшаларға қолжетімділік) , қондырылған бағдарламалық қамсыздамасы бар тораптар. Әрбір қызметтің жұмыс істеуі үшін жекелеген серверлік бағдарламалық қамсыздама қажет. Мысалы, желідегі веб-қызметтердің жұмысы үшін торапта веб-сервердің БҚ қондырылған болу керек.

Клиенттер – серверден ақпарат сұрауға және одан алынған ақпаратты көрсетуге мүмкіндік беретін, қондырылған бағдарламалық қамсыздамасы бар компьютерлік тораптар. Клиенттік бағдарламалық қамсыздаманың мысалы веб-шолушы, мысалы, Explorer.

Желілерді құру кезінде физикалық топологияның сұлбасы құрылады, онда әрбір тораптың орналасуы және оның желіге қосылу тәсілі көрсетіледі. Сонымен қоса, онда тораптарды байланыстыратын барлық сымдар мен желілік құрылғылар белгіленген. Топологяның сұлбасында физикалық құрылғылар белгілер түрінде берілген. Болашақта ауытқуларды жою үшін және құрастыруды жеңілдету үшін топологияның сұлбаларын уақтылы түрде жаңартып тұру қажет.

4.1 сурет. Физикалық топологияның мысалы.

Физикалық топология сұлбасынан басқа кейде желі топологиясының логикалық көрінісін құруға болады. логикалық топология сұлбасында тораптар желіні пайдалану әдістер бойынша орналасуынан тәуелсіз түрде топталады. Мұндай сұлбада тораптардың аттары мен адрестерін, топтар мен қосымшалар туралы мәліметтерді көрсетуге болады.

4.2 сурет. Логикалық топологияға мысал.

Локальді сымды желіде деректер алмасу.

Деректер алмасу кезінде компьютерлер адамдар сияқты ережелерді немесе протоколдарды пайдаланады.

Олар локальді желілер үшін ерекше маңызды. Локальді сымды желі – барлық тораптар «бір тілде сөйлейтін» аймақ немесе компьютер тілімен айтар болсақ, «бірдей протоколды қолдану». Егер локальді желіде құрылғылар әр түрлі протоколдарды пайдаланса, олар деректермен алмаса алмайды.

Локальді сымды желілерде көбіне Ethernet протоколы қолданылады. Ол локальді желіде деректер алмасудың көптеген аспектілерін анықтайды, мысалы: хабарламаның өлшемі және форматы, синхронизацияны, хабарламаны кодтау және тарату.

Локальді желілердің рәсімделіп қабылданған протоколы болмайды, бірақ уақыт өте келе кең таралған технология - Ethernet.

Электротехника және электроника бойынша инженерлер институты немесе ІЕЕЕ («ай-три-и» деп оқылыады) Ethernet пен сымсыз желілер стандарттарын қоса алғандағы желілік стандарттармен айналысады. ІЕЕЕ комитеттері қосылым стандарттарының жаңартылуы мен бекітілуі үшін, тарату байланыс протоколдары мен тарату ортасының талаптары үшін жауап береді. әрбір технологиялық стандартқа нөмір меншіктеледі. Ол нөмір комитеттің жаңарутылуы мен бекітілуі үшін жуап беретін нөміріне сәйкес болады. Ethernet стандарттарымен 802.3 комитеті шұғылданады.

Ethernet желісінің әрбір нұсқасы үшін өзіндік стандарт болады. Мысалы, 802.3 100BASE-T – айналмалы жұп сым кабелін пайдаланатын, 100-мегабиттік Ethernet желісінің стандарты. Стандарттың атауы яғни шифрі келесідей тәртіпте ашылады:

- 100- секундына мегабиттерді алатын жылдамдық;

-BASE – моножолақты тарату;

- Т – кабельдің типі, біздің жағдайымыда, айналмалы жұп сым.

Ethernet алдыңғы версияларының жылдамдығы салыстырмалы түрде төмен болды, 10 Мбит/с қана. Ethernet желісінің ең жаңа версияларындағы жылдамдық секундына 1 гигабит немесе одан да көп.

Кез келген деректермен алмасу үшін дереккөз бен адресатты идентификациялау тәсілі қажет. Адамдар арасындағы қарым-қатынас кезінде есімдер қолданылады.

Ethernet желілерінде дереккөз-тораптар мен тағайындалым-тораптарын идентификациялау әдісі қолданылады. Ethernet-ке қосылған әрбір торапқа физикалық адрес меншіктеледі, ол оның желідегі идентификаторының рөлін атқарады.

Дайындау үрдісі барысында барлық Ethernet желілік интерфейстеріне физикалық адретер беріледі. Ол ортаға қолжетімділікті басқару адресі (МАС-адрес) деп аталады. МАС-адрес желідегі әрбір дереккөз торабын және тағайындалым торабын идентификациялайды.

Ethernet желілері тораптар мен желілік құрылғыларды байланыстырушы мыс немесе оптоталшықты кабельдер көмегімен жасалады. Олар тораптар арасындағы байланыс каналын білдіреді. Ethernet-ке қосылған торап дерек алмасуға қосылған кезде, ол дереккөз ретінде МАС-адреспен және қабылдаушының МАс-адресімен кадрларды таратады. Барлық қабылдайтын тораптар кадрды декодтайды және тағайындалу орнының МАС-адресін анықтайды. Егер желілік интсерфейстік платаның кірістірілген МАС-адресіне. сәйкес келсе, ол хабарламаны өңдейді және сқатайды. Егер тағайындалымның МАС-адресі тораптың МАС-адресіне сәйкес келмесе, желілік адаптер хабарламаны қабылдамайды.

Ethernet стандартты протоколдары деректермен желілік алмасудың көптеген аспектілерін анықтайды, оған кадрдың өлшемін, форматын, сонхронизацияны және кодтауды жатқызуға болады. Ethernet желісіне қосылған тораптар хабарламалар жібергенде, олар кадр макетының стандарттарына сай форматтайды. Оларды басқаша деректердің протоколдық блоктары деп атайды.

Ethernet кадрларының форматы қабылдаушы мен көздің МАС-адрестерінің жағдайын және қосымша ақпаратты анықтайды, оның ішінде:

- тізбектілік пен синхронизация үшін кіріспе;

- кадрдың басын айырғыш;

- кадрдың ұзындығы мен типі;

- кадрдың бақылаушы тізбегі (таратылым қателіктерін анықтау үшін).

4.3 сурет. Ethernet кадрының құрылымы

иерархиялық, деңгейлік құрастырым тиімділікті арттырады, жүйені оңтайлы етеді және жылдамдықты арттырады. Ол қажет болу шамасына қарай желіні масштабтауға мүмкіндік береді, бар желілердің тиімділігін түсірмей, басқа локальді желілерді қосуға мүмкіндік туғызады.

Иерархиялық құрастырымда 3 негізгі деңгей бар:

- қолжетімділік деңгейі - Ethernet локальді желіндегі тораптарды байланыстырады;

- бөлу деңгейі – шағын локальді желілерді байланыстырады;

- орталық деңгей – бөлу деңгейінің құрылғылары арасындағы жоғары жылдамдықты байланыс.

4.4–сурет. Иерархиялық, деңгейлік құрастырым

Қолжетімділік деңгейі

Қолжетімділік деңгейі соңғы қолданушылардың құрылғыларын желімен байланыстырады және бірнеше тораптың желілік құрылғы арқылы басқа тораптарға қосылуына мүмкіндік береді. әдетте қолжетімділіктің бір деңгейіндегі барлық құрылғылардың ІР-адрестерінің желілік бөлігі бір-бірімен сәйкес келеді.

Егер хабарлама локальді торапқа арналған болса, ол локальды деңгейде қалады (бұл ІЗ-адрестің желілік бөлігіне байланысты). Егер хабарлама басқа желіге арналған болса, ол бөлу деңгейіне жіберіледі. Концентраторлар мен коммутаторлар бөлу деңгейінің құрылғыларымен, әдетте маршрутизаторлармен байланысты қамтамасыз етеді.

Бөлу деңгейі

Бөлу деңгейі әр түрлі желілерді біріктіреді және желілер арасындағы ақпарат ағындарын бақылайды. Әдетте бұл деңгейдің коммутаторлары қолжетімділік деңгейіне қарағанда қуаттырақ. Бөлу деңгейінің құрылғылары қолжетімділік деңгейінен орталық деңгейге бара жатқан трафиктің типі мен көлемін бақылайды.

Орталық деңгей

ОРталық деңгей дегеніміз резервті байланыстары бар магистральді жоғары жылдамдықты деңгей. Бұл деңгейде деректердің үлкен көлемі бірнеше желілер арасында таралады. Әдетте орталық деңгейде өте қуатты, жоғары жылдамдықты коммутаторлар мен маршрутизаторлар орналасады. Орталық деңгейдің негізгі міндеті – деректерді жылдам тарату.

Дәріс 6.