Желі архитектура

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.

1.2.3. 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. 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.

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.

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:

• Novel фирмасының NetWare ;
• Microsoft фирмасының Windows NT;
• AT&T фирмасының UNIX;
• Linux.

Желілік операциялық  жүйеден басқа, желімен ұсынатын артықшылықтарды іске асыратын желілік қолданбалы программалар керек. Сервер базасында желінің ең жақсы сипаттамалары және жоғарғы сенімділігі бар. Сервер желінің ең негізгі ресурстарын басқарады. Қазіргі заманғы клиент — сервер архитектурасында төрт топты объекттерді белгілейді: клиенттер, серверлер, мәліметтер және желілік қызметтер. Клиенттер қолданушының жұмыс орындарындағы жүйелерінде орналасады. Мәліметтер негізінде серверлерді сақталады. Желілік қызметтер серверлермен және мәліметтермен бірге қолднануда болып табылады. Сонымен қатар қызметтер мәліметтерді өңдеу процедурасымен басқарады.

Клиент — сервер архитектура желілерілерінің келесідей артықшылықтары бар:

1. көп санды жұмыс станциялы желілерді ұйымдастыруға рұқсат етеді;
2. орталықтанған басқару қамтамасыз етеді обеспечивают централизованное управление учетными записями пользователей, безопасностью и доступом, что упрощает сетевое администрирование;
3. желілік ресурстарға нәтижелік қол жеткізу;
4. желіге кіру үшін қолданушыға бір пароль керек және қолданушының құқықтары таралатын барлық ресурстарға қол жеткізуді алу үшін

Клиент — сервер архитектура желісінің артықшылықтарымен қатар бірнеше кемшіліктері де бар:

• сервердің істен шығуы желінің жұмыс істемей қалумауына, және желілік ресурстардың минимум жоғалуына әкеліп соғуы мүмкін.
• администраторлауға квалифицияланған персонал керек;
• желілер және желілік жабдықтарлар өте қымбат болады.
• Желі архитектурасын таңдау
• Желі архитектурасын таңдау желінің тағайындалуына, жұмыс станциялардың санына және онда отындайтын әрекетке байланысты.

Бір рангті желіні таңдау керек, егер:

• қолданушының саны оннан аспау керек;
• барлық машиналар бір біріне жақын орналасы керек;
• кішігірім қаржылық мүмкіндіктерге орны бар;
• МҚ серверін, факс-серверін, немесе басқа сияқты мамандырылған желіні керек етпейді;
• Орталықтандырылған администраторлау мүмкін емес немесе керек етпейді.
• Клиент серверлік желіні таңдау керек, егер:
• Қолданушылардың саны оннан асады;
• Орталықтанған басқаруды, қауіпсіздікті, ресурстарды басқаруды немесе резервті көшіруді қажет етеді;
• Мамандырылған сервер керек;
• Глобальды желіге рұқсат керек;
• Қолданушының деңгейінде ресурстарды болуді қажет етеді.

1.3. Мәліметтерді тасымалдаудың физикалық ортасы.

Физикалық орта физикалық  байланыс құралдары құрылатын негіз  болып табылады.Физикалық ортадағы физикалық қосылу құралдары Физикалық  деңгейді қамтамасыз етеді. Физикалық  орта ретінде эфир, металлдар, оптикалық  шыны және кварц кеңінен қолданылады.Ал физикалық деңгейде ақпараттарды жөнелтетін тасушы орналасады. Ақпараттарды жіберу ортасына тек кабельдік қана емес, сонымен қатар сымсыз технологияларды да жатқызуға болады. Бірақ, физикалық кабельдер желілік коммуникацияда кең таралған тасушылар, ал сымсыз технология мүмкіндіктерінің арқасында бүкіләлемдік желілерді байланыстыруда дамып келе жатыр.Физикалық кабельдерге арналған физикалық деңгейде ақпарат берудің механикалық және электрлік (оптикалық) қасиеттері бар,оларға:

• разъемдер мен кабельдердің типтері
• разъемдегі байланыстың ажырауы
• 0 мен 1 мәндері үшін сигналдардың кодтау схемасы

Каналдық деңгей ортаға доступты тексереді және канал арқылы мәліметтің берілу процедурасын қадағалайды. Локальдық желіде каналдық деңгейдің протоколдары компьютерлермен, көпірлермен, коммутаторлармен және маршрутизаторларменқолданылады.  
Байланыс кабельдері, байланыс линиялары, байланыс каналдары.

Желіде байланыс құру үшін келесі түсініктер қолданылады:

• байланыс кабельдері
• байланыс линиялары
• байланыс каналдары

Байланыс кабелі - бұл электротехникалық өндіріс фирмаларының ұзын өлшемді өнімі. Байланыс кабельдері және басқа элементтер (монтаж, крепеж, кожухи және т.б.) байланыс линияларын құрайды.Ғимараттың ішіне линия жүргізу өте жауапты іс.Линияның ұзындығы ондаған метрлерден он мыңдаған километрлерге дейін созылады. Кабельдерден қарағанда күрделілігі аздау басқа байланыс линияларының түріне мыналар жатады:траншеялар, құдықтар, муфталар, өзендер, көлдер, мұхиттар арқылы өткізу және линияны найзағайдан қорғау (қорғанудың басқа түрлерімен бірдей). Линияларды қорғау, эксплуатация, байланыс линияларын жөндеу жұмыстары өте қиын;байланыс линияларын өте жоғарғы қысым астында ұстау, профилактика (қарда, жаңбырда, желде, құдықтар мен траншеяларда, өзенде және теңіз түбінде). Линияны жүргізуге келісім алу кезінде, әсіресе қалада заңды сұрақтар қиындық туғызады. Байланыс линиясының кабельдерден айырмашылығы қандай?Кабельді байланыс линиясы деп атау-әлі дайын емес асфальтты жол деп атағанмен бірдей.Айырмашылығы шамамен осындай. Құрылып қойған линиялар арқылы ғана байланыс каналдары жүргізіледі.Линияны құрғаннан кейін бірден жұмысқа беріле беретін болса, ал байланыс каналдары біртіндеп ендіріледі. Линия арқылы да байланыс беруге болады, бірақ мұндай қымбат құрылғымен жұмыс істеу өте тиімсіз.

Сондықтан да каналқұру  аппаратурасы қолданылады (немесе ертеректе  оны линияны қатайту деп атаған).Екі  сымнан тұратын электрлік байланыс бойынша тек бір абоненттік жұпқа  ғана емес (немесе компьютерге), жүздеген немесе мыңдаған жұптарды байланыспен қамтамасыз етеді:қала аралық кабельде тек бір коаксальдық жұпта 0,3-3,4 КГц тондық жиіліктегі 10800 канал құрылуы мүмкін.Немесе өтімділігі 64 Кбит/с болатын тура осындай цифрлық каналдар құрылады.

Кабельдік байланыс бар  болса, байланыс линиялары пайда болады, ал линиялар арқылы байланыс каналдары құрылады. Байланыс линиялары мен байланыс каналдары байланыс түйінінде біріктіріледі. Линиялар, каналдар және түйіндер байланыстың бірінші желісін құрайды.

Кабельдер типтері және құрылымдалған кабельдік жүйелер. Ақпаратты жіберу ортасы ретінде әртүрлі кабельдер қолданылады:коаксальды кабель, экрандалған және экрандалмаған қос ширатпа негізінде жасалған кабель, оптикалы-талшықты кабель. Қысқа қашықтыққа (100 м-ге дейін) мәліметтер берудің ең кең тараған түрі экрандалмаған қос ширатпа. Ол локальдық желінің барлық жаңа стандарттары мен технологияларына қосылған және өтімділік жылдамдығы 100Мб/с (5 категориядағы кабельдерде).

Оптикалы-талшықты кабель локальды желімен қатар бүкіләлемдік магистральды білім беру желісінде де қолданылады. Оптикалы-талшықты кабель каналдан ақпаратты өте үлкен жылдамдықта (бірнеше Гб/с дейін) және өте алысқа (аралық сигналды күшейтпей-ақ бірнеше ондаған километрлерге) жібере алады. Есептеуіш желілерде ақпараттарды жөнелту үшін әртүрлі жиіліктегі электромагниттік толқындар – КВ, УКВ, СВЧ қолданылады. Бірақ әзірге радиобайланыс тек кабель жүргізу мүмкін болмай қалған жағдай да ғана қолданылып отыр, мысалы, ғимараттарда. Бұл электромагниттік сәулелендірудің негізінде жасалған желілік технологияның сенімсіздігінен туындайды. Ақпарат берудің бұл ортасы әлемдік канал құру кезінде кеңірек қолданылады-осының негізінде СВЧ диапазоны аумағында жұмыс істейтін спутниктік байланыс каналдары, радиоканалдар құрылған.

Кабельдік жүйені, яғни желінің түпнұсқасын тұрыс орнату өте маңызды.Соңғы жылдары мұндай сенімді негіз ретінде құрылымдалған кабельдік жүйелер жиі қолданылып жүр. Құрылымдалған кабельдік жүйелер (Structured Cabling System – SCS)-бұл коммутациялық элементтер жиыны (кабель, разъем, коннектор,кросстық тақташалар және шкафтар), сонымен қатар олардың бірлесіп қолданылуының әдіс-тәсілдері.Бұл бізге қалыпты әрі жеңіл таралатын, есептеуіш желілерде қолданылатын байланыс құрылымдарын құруға мүмкіндік береді.

1.4. Кабельдік жүйелер

Кабельдердің екі үлкен класы бар: электрлік және оптикалық.Олардың айырмашылығы сигналды жіберу тәсілінде. Оптикалы-талшықты жүйенің ерекшелігі-кбельдің қымбаттығы (мыс кабельдермен салыстырғанда), сонымен қатар мамандандырылған орнатылатын элементтер (розетка,разъем, қосқыштар және т.б.). Шын мәнінде желінің құндылығы оптикалы-талшықты желідегі құрылғылардың құнымен өлшенеді. Оптикалы-талшықты желілер горизонтальды жоғары жылдамдықты каналдар үшін қолданылады, ал қазіргі кезде вертикальды байланыс каналдарында да жиі қолданылып жүр (этаж аралық байланыстарда).Оптикалы-талшықты кабельдер болашақта мыстан жасалған кабельдерге өте күшті бәсекелестік тудыра алады. Себебі мыс кабельдердің бағасы төмендемейді, өйткені оны жасау үшін таза мыс керек, ал жер қойнауындағы мыстың қоры оптикалы-талшықты кабель жасалатын кварцтық құмның қорынан әлдеқайда төмен.

 «Қос-ширатпа» типті кабель(twisted pair) 
Қос ширатпа деп,екі өткізгіш біріктіріліп, бірнеше рет ширатылып бұралған тұтас кабельді айтамыз. Сымдарды ширатып бұрау кабель бойымен сигнал жіберген кезде болатын электрлік ақауларды азайтады. Ал экрандалған қос ширатпа кедергілердің болмауын одан да бірнеше есеге ұлғайтады.«Қос ширатпа» кабелі Ethernet, ARCNet и IBM Token Ring сияқты көптеген желілік технологияларда қолданылады.

Қос ширатпадағы кабельдер  экрандалмаған (UTP – Unshielded Twisted Pair) және экрандалған мыс кабельдерге  бөлінеді. Соңғысы екіге бөлінеді: әр жұбы экрандалған және жалпы экрандалған (STP – Shielded Twisted Pair) және тек бір ғана ортақ экраны бар (FTP – Foiled Twisted Pair). Кабельдегі экранның бар болуы немесе жоқ болуы жіберілген ақпараттың қорғанысы туралы еш мәлімет бермейді, ол тек өзгеріске ұшырауының әртүрлілігін көрсетеді. Экрандалмаған кабельдерде экранның болмауы кабельдерді майысқақ және өзгеріске төзімді етеді. Сонымен қатар оларэксплуатация үшін экрандалған кабельдер сияқты құнды жерлестіру контурын талап етпейді. Экрандалмаған кабельдерді ғимаратттардың ішінде жүргізген дұрыс, ал экрандалған кабедерді көбінесе ерекше эксплуатация жағдайлары бар жерлерде қолданады, мысалы электромагниттік сәулеленуі өте жоғары жерлерде. Кабельдер категориясы бойынша кестесіндегідей жіктеледі.Кабельдердің жіктелуі олар арқылы жіберілетін сигналдардың максималды жиіліктеріне негізделген.

Коаксиальды кабельдер.

Коаксиалды кабельдер  радио және телевизиялық аппаратураларда  қолданылады. Коаксиалды кабельдер  ақпаратты 10Мбит/с жылдамдықпен 185-500 метр қашықтыққа жібере алады.Олар қалыңдығына қарай қалың және жұқа болып бөлінеді. Коаксиалды кабельдердің типтері кестесінде берілген.