Желі архитектурасы

Желі архитектурасы

Желі — бұл мәліметтерді жіберу және өңдеу құрылғылармен құрылған объектілердің жиынтығы. Стандарттау бойынша халықаралық ұйым,   есептеуіш желіні  бірінен кейін бірі бит жүйесіне келетін тәуелсіз құрылғылармен өзара байланысқан ақпарат жіберуді анықтады.

Желі әдетте қолданушының өзімен жүргізіледі және кейбір аумақты алады да, аумақтық белгісі боынша келесідей бөлінеді:

1. Локальдық есептеуіш желі (ЛЕЖ) немесе Local Area Network (LAN), бір немесе бірнеше жақын орналасқан ғимараттарда орналасқан. ЛЕЖ әдетте қандай да бір ұйымның шекарасында орналастырылады, сондықтан оларды корпоративті деп атайды.
2. Бөлініп тармақталған компьютерлік желілер әртүрлі ғимараттарда, қалаларда және мемлекеттерде орналасқан, глобальды немесе Wide Area Network (WAN) аумақтық, аралас және глобальды болады. Осыған байланысты глобальды желілер төрт негізгі түрде болады: қалалық, аумақтық, халықаралық және  транснациональды. Мысал ретінде өте үлкен масштабтабөліп тармақталған желілерді атап өтсек: Internet, EUNET, Relcom, FIDO.

Ортақ жағдайда желінің құрамына келесі элементтер кіреді:

3. желілік компьютерлер (желілік адаптермен қамтамасыз етілген);
4. байланыс каналдары (кабельдік, спутниктік, телефондық, цифрлық, волоконды-оптикалық, радиоканальды және т.б.);
5. сигналдардың әртүрлі жағдайда қайта құрылуы;
6. желілік жабдықтар.

Желіні екі түсініктеме ажыратады: коммуникациялық желі және ақпараттық желі.(сурет 1.1).

Коммуникациялық желі мәліметтерді жіберу үшін арналған, және де ол мәліметтерді қайта құруға байланысты есептерді орындайды. Компьютерлік желілер физикалық қосылу жағдайды қолданудың түрлерімен ажыратылады.

Ақпараттық желі ақпараттарды сақтауға арналған және ақпараттық жүйелерден тұрады.  Компьютерлік желілердің қорында ақпараттық желілердің тобы құрылуы мүмкін:

Ақпараттық жүйе деп ақпараттарды жіберуші немесе тұтынушы жүйе деп түсіну керек.

 Сурет 1.1 Ақпараттық  және коммуникациялық желілер

Компьютерлік желі ақпараттық жүйеден және байланыс каналдардан тұрады.

Ақпараттық жүйе деп ақпаратты сақтауды, өңдеуді және жіберуді қамтамасыз ететін объект деп түсіну керек. Ақпараттық жүйенің құрамына: компьютерлер, программалар, қолданушылар және мәліметтерді өңдеу мен жіберу процессіне арналған басқа да құраушылар жатады. Кейін ақпараттық жүйелер қолданушының есептерін шығаруға арналған жұмыс станциясы (client) деп аталынады. Желідегі жұмыс станциясы жай дербес компьютерден айырмашылығы, желілік карталардың (желілік адаптер) болуы және мәліметтерді жіберуге арналған каналдар мен желілік бағдарламаның қамтамасыз етілуі.

Байланыс каналы деп сигналдар берілетін жол немесе жағдай деп түсіну қажет. Сигналдарды жіберетін жағдайларды абоненттік немесе физикалық канал деп атайды.

Байланыс каналдар (data link) желілік жабдықтар мен физикалық жағдайдың байланысы арқылы байланыс линиялары бойынша құрылады. Физикалық құралдың байланысы өрілген булар, коаксальды кабельдер, оптикалық каналдар немесе эфир  негізінде құрылған. Ақпараттық жүйелер арақатынасының арасында коммуникациялық желілер мен коммутациялық түйіндер арқылы логикалық каналдар орнатылады.

Логикалық канал — бұл мәліметерді бір жүйеден екіншіге жіберу жолы. Логикалық канал бір немесе бірнеше физикалық каналдардың сапар желісі бойынша  салынады. Логикалық каналды физикалық канал және коммутациялық түйіндер арқылы салынған сапар желісі сияқты сипатауға болады.

Желіде ақпарат объекттердің арасында ауысу процедурасы бойынша мәліметтердің блоктарымен беріледі. Бұл процедуралар мәліметтерді жіберу протоколдары деп аталады.

Протокол – бұл форматты және бір немесе бірнеше құрылғылардың арасында ақпаратпен айырбас процеураны орнататын ережелердің жиынтығы.

Желіні орнату трафик деп аталатын параметрмен сипатталады. Трафик – бұл мәліметтерді жіберу желісіндегі хабарламаның ағыны.

Желіні сипатттаудағы заттық әсер рұқсат әдісін көрсетеді. Рұқсат әдісі – бұл әдіс қандай жұмыс станциясы байланыс каналдың келесі болып қолданылатынын және қалай байланыс каналына (кабельге) рұқсатты басқару керектігін анықтайды.

Желіде барлық жұмыс станциялар топология деп аталатын структура бойынша өзінің арасында байланыс каналдармен физикалық қосылған. Топология – бұл қандай жұмыс станциялар өзара байланыса алатындығын көрсететін желіде физикалық қосылуды суреттейді. Топологияның түрін жұмыс станцияларды пайдалану сенімділігі мен  өнімділігі, жұмысқа қабілеттілігі және файлдық сервермен айналысу уақыты анықтайды. Желідегі топологияға байланысты сол немесе басқа да рұқсат әдісі қолданылады.

Желідегі негізгі элементтердің құрамы оның архитектурасына байланысты. Архитектура – бұл желідегі жұмыс станцияларын өзара әрекеттесу функцияларын және құрылымын, өзара байланысын анықтайтын концепция. Ол желінің техникалық және  программалық құралдағы логикалық, функционалды және физикалық ұйымын алдын ала ескереді. Архитектура желідегі элементтердің апараттық және программалық құрылу мен жұмыс жасау принципін анықтайды.

Негізінде архитектураның үш түрін белгілейді: терминал – негізгі компьютер архитектурасы, клиент – сервер архитектурасы және бір рангті архитектура.

Қазіргі кездегі желілерді әртүрлі белгілері бойынша классификациялауға болады: компьютердің қашығымен, топологиясымен, тағайындауымен, ұсынатын қызметтін тізімімен, басқару принципімен, коммутация әдісімен, қол жеткізу әдісімен, жіберу ортаның түрімен, мәліметтерді жіберу жылдамдығымен және т.б.

 Желіні қолданудың артықшылықтары

Компьютелік желілер өзімен ақпаратты өңдеу мен жеткізуді тездетуді қамтамасыз етуі адамдардың және компьютерлердің ынтымақтастығы  ұсынады. 30 жыл бұрын желіде компьютерлерді біріктіре бастады. Компьютерлердің мүмкіндіктері өскенде және ДК әркәмге қол жеткізерлік болғанда, желілердің дамуы маңызды тездетілді.

Желіге қосылған компьютерлер ақпаратпен алмасады және шеттегі жабдықтау мен ақпаратты сақтау құрылғысы бірге қолданылады. 1.2.

 

Желінің көмегімен ақпаратты және ресурстарды бөлуге болады. Төменде желідегі жұмыс станцияның көмегімен шығатын және бөлек компьютердің көмегімен қиын шығарылатын негізгі есептер көрсетілген:

Компьютерлік желі шеттегі құрылғыны бірге қолдануға рұқсат береді, қоса:

• принтерлерді;
• плоттерлерді;
• дисктік жинақтағыштарды;
• CD-ROM келтірулерді;
• дисководтарды;
• стримерлерді;
• сканерлерді;
• факс-модемдерді;

Компьютерлік желі ақпараттық ресурстарды бірге қолдануға рұқсат береді:

• каталогтар;
• файлдар;
• қолданбалы программалар;
• ойындар;
• мәліметтер қоры;
• тексттік процессорлар.

Компьютерлік желі бір уақытта барлық қолданушылардың файлдары және жазбалары кілттнген  ортақ мәліметтер қорына қол жеткізуді қамтамасыз ететін, көп қолданушының программаларымен жұмыс жасауға мүмкіндік береді. Стандартты ЛЕЖ үшін өңделген кез-келген программаларды басқа желілере қолдануға болады.

Ресурстарды бірге қолдану уақыт пен құралды үнемдеуін қамтамасыз етеді. Мысалы, әрбір қызметкерге принтерді сатып алудың немесе желі болмаған кезде жалғыз принтерге дискетамен жүгірістің орнына бір лазерлік принтерді ұжымдық қолдануға болады.

Электронды пошта ұйымы. ЛЕЖ-ны пошталық қызмет және қызмет хаттар, баяндамалар мен басқа қолданушыларға хабарларды жан жаққа жіберу сияқты қолдануға болады.

Желілердің архитектурасы

Желілердің архитектурасы желідегі негізгі элементтерді анықтайды, оның ортақ логикалық ұйымын, техникамен, программамен қамтамасыз етуін  сипаттайды, кодтау әдістерін суреттейді. Сонымен қатар архитектура жұмыс жасау принципін және қолданушының интерфейсін анықтайды.

Берілген курсте архитектураның үш түрі қаралады:

7. терминал – негізгі компьютер архитектурасы;
8. клиент – сервер архитектурасы;
9. бір рангті архитектура.

Терминал – негізгі компьютер архитектурасы.

Терминал – негізгі компьютер архитектурасы (terminal – host computer architecture) – бұл  мәліметтердің барлық өңделуі бір немесе топталған негізгі компьютерлерде жүзеге асырылатын ақпараттық желі концепциясы.

 

1. сурет. Терминал – негізгі компьютер архитектурасы

 

Қаралып жатқан архитектура жабдықтаудың екі түрін ұсынады:

10. желіні басқаруды, мәліметтерді сақтауды және өңдеуді қамтамасыз ететін – негізгі компьютер.
11. Терминал, негізгі компьютерден команданы жіберуде сеанстарды ұйымдастыруға және есептерді орындауға, есептерді орындау үшін мәліметтерді енгізуге және нәтижені алу үшін аралған.

Негізгі компьютер мәліметтерді жіберу мультиплексоры арқылы терминалдармен өзара әрекеттеседі, бұл 1.3 суретінде көрсетілген.

Негізгі компьютерлермен желіленген архитектураға классикалық мысал - жүйелі желілік архитектура (System Network Architecture – SNA).

 

Бір рангті архитектура

Бір рангті архитектура (peer-to-peer architecture) – бұл барлық оның ресурстары жүйелерге бөліп жайғасқан ақпараттық желілердің концепциясы. Бұл архитектура оның барлық жүйелері тең құқылығымен сипатталады.

Бір рангті желілерге кез-келген жұмыс станция бір уақытта файлдық сервердің және жұмыс станцияның функциясын орындайтын кішігірім желілер жатады. Бір ренгті ЛЕЖ-де дисктік кеңістік және файлдар кез-келген компьютерде ортақ болуы мүмкін. Ресурс ортақ болу үшін, оны бір рангті желілік операциялық жүйелердің қашықтағы рұқсат қызметін қолданып, ортақ қолдануға беру керек. Мәліметтерді қорғау қалай орнатылуына байланысты, басқа қолданушылар, файлдар құрылғаннан бастап, лезде қолданыла алады. Бір рангті ЛЕЖ тек кішігірім жұмыс топтары үшін жеткілікті жақсы.

 

Сурет 1.1 Бір рангті архитектура

Бір рагті ЛЕЖ орнатуға ең жеңіл және арзан желінің түрі болып табылады. Олар компьютерді желілік карта мен жілілік сақтаушыдан басқа, тек Windows 95 немесе Windows for Workgroups операциялық жүйеде болғанын қалайды. Компьютерлерді жалғағанда, қолданушылар ресурстарды және ақпаратты бірге қолдануды ұсына алады.

Бір рангті желінің келесідей артықшылықтары бар:

12. олар орнатуда және өңдеуде женіл;
13. бөлек ДК-лар белгіленген желіден тәуелді емес;
14. қолданушылар өз ресурстарын бақылай алады;
15. құны аз және жеңіл қанау(эксплуатация);
16. минимум жабдықтау және программалық қамтамасыз ету;
17. администратордың қажеттілігі жоқ;
18. желінің оннан аспайтын сандық қолданушыларға жақсы келеді.

Бір рангті архитектураның проблемасы компьютерлер желіден сөндірілетін жағдай болып табылады. Бұл жағдайда желіден олар ұсынған сервистің түрлері жоғалады. Желілік қауіпсіздікті бір уақытта тек бір ресурсқа қолдануға болады, және қолданушы қанша желілік ресурс болса, сонша парольді есінде сақтау керек. Бөлек ресурсқа қол жеткізгенде компьютер өнімділігінің құлауы сезінеді. Бір рангті желінің маң маңызды жетіспеушілігі орталықтанған администраторлаудың болмауы.

Бір рангті архитектураны қолдану «терминал – негізгі копьютер» архитектурасын немесе «клиент - сервер» архитектурасын сол желіде қолдануды шығармайды.

Клиент – сервер архитектурасы

Клиент – сервер архитектурасы (client-server architecture) — бұл ақпараттық желінің концепциясы, онда оның ресурстарының негізгі бөлімі өз клиенттерін қамтамасыз ететін серверлерде ойы жинақталған (1.5 сурет). Қарастылып отырған архитектура екі түрлі компоненттерді анықтайды: серверлер және клиенттер.

Сервер — бұл басқа желілік объекттерге олардың сұранысы бойынша сервисті ұсынатын объект. Сервис — бұл клиенттер қызмет көрсету процессі.

 

1.2 сурет. Клиент – сервер архитектурасы

Сервер клиенттердің тапасырмасы бойынша жұмыс істейді және олардың тапсырмаларының орындалуын басқарады. Әрбір тапсырма орындалғаннан кейін ,сервер бұл тапсырманы жіберген клиентке алған шешімдерін жібереді.

Клиент — сервер архитектурасында серверлік функция қолданбалы программалар комплексімен сипатталады, және олар әртүрлі қолданбалы процесстермен орындалады.

Анықталған операцияның көмегімен сервистік функцияны шақыратын процесс клиент деп аталады. Ол программа немесе қолданушы болып табылады. 1.6 суретте клиент — сервер архитектура сервестерінің тізімі көрсетілген.

Клиенттер — бұл сервестің ресурстарын қолданатын және қолданушыға ыңғайлы интерфейстерді ұсынатын жұмыстық станциялар. Қолданушының интерфейсі деп жүйенің немесе желінің қолданушымен өзара әрекеттесетін процедуралар.

Клиент бастаушы болып табылады және электрондық поштаны немесе басқа  серверлердің сервисін қолданады. Бұл процессте клиент қамтамасыз етудің түрін сұрайды, сеансты орнатады, оған керекті шешімдерді алады және жұмыстың аяқталуы туралы хабарлайды.

Сурет 1.2. Клиент-сервер моделі

Белгіленген автономды ДК-да желіде белгіленген файлдық серверге серверлік желілік  операциялық жүйе орнатылады. Бұл ДК сервер болады. Жұмыс станциясында орнатылған программамен қамтамасыз ету, оған сервермен мәліметтерді ауысуға рұқсат береді. Кең тараған желілік операциялық жүйелер: