Интернет технологиялары

Барлық схема (2.4 сурет) TSP/IP хаттамаларының ағымы деп аталады. Енді бірнеше аббревиатураларды түсіндірейік:

ТСР- Transmission Control Protocol – TSP/IP хаттамаларының бәріне атау берген негізгі транспорттық хаттама.

UDP – User Datagram Protocol –  TSP/IP тобының екінші транспорттық  хаттамасы.

ARP – Address Resolution Protocol – IP-адресі  мен Ethernet-адресінің сәйкестігін  анықтау үшін қолданылатын  хаттама.

SLIP – Serial Line Internet Protocol (телефон линиясы арқылы мәліметтерді тарату хаттамасы).

PPP – Point to Point Protocol («нүкте-нүкте»  мәліметтерімен алмасу хаттамасы).

FTP – File Transfer Protocol – (файлдармен алмасу хаттамасы).

TELNET – виртуалды терминал эмуляциясы хаттамасы.

 

RPC – Remote Process Control (жойылған процесстерді басқару хаттамасы).

TFTP – Trivial File Transfer Protocol (файлдарды берудің тривиалды хаттамасы).

DNS – Domain Name System (домендік аттар жүйесі).

RIP – Routing Information Protocol (маршрутизация хаттамасы).

NFS - Network File System (бөлінген файлдық жүйе және желілік баспа жүйесі). FTP және TELNET бағдарламаларымен жұмыс кезінде ТСР модулін пайдаланатын хаттамалар ағымы қалыптасады. Бұл 2.5- суретте көрсетілген.

 

                                                    

     2.5 сурет -TCP модулін қолдану кезіндегі хаттамалар ағымы

 

 

UDP трангспорттық хаттамасын  қолданатын бағдарламалармен жұмыс  кезінде басқа ағым қолданылады,  онда ТСР модулінің орнына UDPмодулі қолданылады (2.6-сурет).

UDP транспорттық хаттамасы арқылы жұмыс кезіндегі хаттамалар ағымы

 

 

2.6 сурет - UDP транспорттық хаттамалар ағымы

 

ТСР, UDP модульдары және ENET драйверлері блоктық мәліметтерді қамтамасыз ету кезінде мультиплексорлар ретінде жұмыс істейді, яғни мәліметтерді бір кірістен бірнеше шығар жерге немесе бір шығыстан бірнеше кіріске бағыттайды. Яғни, ENET драйвері кадрды IP модуліне, не ARP модуліне кадр атауының «тип» деген өрісіне байланысты бағыттайды. IP модулі IP-пакетті ТСР модуліне, не UDP модуліне пакеттегі «хаттама» деген өріске сәйкес бағыттайды.

UDP-датаграммасын немесе  ТСР-хабарламасын алушы датаграмма  және хабарлама атауындағы «порт»  өрісіне сәйкес анықталады.

Internet технологиясы түрлі  физикалық ортаны қолдайды, олардың  ішіндегі кең тарағаны Ethernet. Соңғы  кезде жеке машиналардың желіге  ТСР-ағымы

арқылы телефондық каналдар бойынша қосылуы қызығушылық  туғызуда. ATM және FrameRelay  типіндегі  жаңа магистралдық технологиялардың пайда  болуымен TCP/IP–дың бұл хаттамаларға инкапсуляциясы зерттелуде. Қазіргі  күнде көптеген мәселелер шешіліп, TCP/IP желілерінің бұл жүйелер арқылы ұйымдасуына керекті құралдар бар.

 

                                                 2.2.1 IP хаттамасы

 

IP хаттамасы TCP/IP хаттамаларының  ішіндегі ең бастысы болып  табылады. Internet желісі бойынша TCP/IP пакеттерін тасу осы хаттама арқылы жүреді. IP-дің көптеген қызметтерінің ішінен мыналарды бөліп көрсетуге болады:

а) Internet желісіндегі мәліметтерді таратудың өлшемі және негізгі түсінігі болып табылатын пакетті анықтау. Көптеген авторлар бұл пакетті датаграмма деп атайды;

б) Internet желісінде пайдаланылатын адрестік схеманы анықтау;

в) каналдық деңгей мен  транспорттық деңгей арасында мәліметтерді тарату;

г) желі бойынша пакеттердің  маршрутизациясы, яғни пакетті бір  щлюзден екіншісіне пакетті машина-алушыға  беру мақсатында тарату;

д) транспорттық деңгей пакеттерін фрагменттерге «кесу» және жинау.

IP хаттамасының басты  ерекшелігі - онда физикалық және  виртуалды қосылуға деген бағдардың  болмауы. Сонымен қоса ол пакеттің  мәліметтер өрісіндегіақпараттың  тұтастығына жауап бермейді, сондықтан оны сенімсіз хаттама деп қарастыруға болады. Мәліметтер толықтылығы транспорттық деңгей хаттамасы (TCP) не қосымша хаттама арқылы анықталады.

Пакет өтетін жол туралы ақпарат пакеттің өтер кезінде желіден  алынады. Осы процедура маршрутизация деп аталады.

Маршрутизация принципі Internet желісінің икемділігін қамтамасыз етіп оның жеңісін анықтап отыратын факторлардың бірі болып табылады. Маршрутизация көп ресурсты қажет  ететін процедура болып табылады, себебі шлюз және маршрутизатор арқылы өтетін әр пакеттің анализі талап етіледі, ал коммутация кезінде ақпарат анализденеді, канал анықталып, барлық пакеттер осы канал бойынша беоіледі. Бірақ бұл кемшілігі IP хаттамасының күші де болып табылады. Тұрақсыз жұмыс кезінде желілер түрлі маршрут бойынша таратылып бір хабарламаға бірігеді. Коммутация кезінде жолды әр кез сайын қайта анықтап отыру керек, бұл көп шығынды қажет етеді.

Жалпы айтқанда IP хаттамасының біп\рнеше версиялары бар. Қазіргі  күні Ipv4 (RFC791) версиясы қолданылады. Хаттама  пакетінің форматы 2.7- суретте көрсетілген.

 

 

2.7сурет - Ipv4 пакетінің форматы

Бұл жерде барлық керек  мәліметтер анықталған: жіберушінің  адресі (атаудағы 4-сөз), алушының адресі (атаудағы 5-сөз), пакеттің жалпы ұзындығы (Total Lenght өрісі) және жіберілетін датаграмма типі (Protocol өрісі).

Мәліметтерді қолдана  отырып машина пакетті қай желілік  интерфейске жіберу керектігін анықтайды. Егер алушының IP-адресі оның желісіне сәйкес келсе, онда осы желінің интерфейсіне пакет жіберіледі.

Егер пакет желі бойынша ұзақ «адасып жүріп» қалса кезекті шлюз IСМP-пакетті жіберуші-машинаға бағыттап басқа шлюзді қолдану керектігін білдіреді. IP-пакеттің өзі жойылады. Ping бағдарламасы осы принципте жұмыс істейді, ол желі бойынша пакеттің өту маршрутын бөліп отырады.

IP-модуль желілік пакеттен  ақпараттың раскапсуляциясын жасайды,  оны қамтамасыз ету модуліне  бағыттайды.

IP-пакетінің форматын  талдау кезінде инкапсуляцияны  тағы да қарастырамыз. Бұл процедура  кезінде пакет фрейм мәліметтерінің  өрісіне орналасады,бұл орындалмаса ұсақ фрагменттерге бөлінеді. Мүмкін болатын фреймнің өлшемі MTU (Maximum Transsion Unit) шамасы арқылы анықталады. Кейін қалпына келтіру үшін IP өзінің бөліншгені туралы ақпаратты сақтап отыруы керек. Бұл мақсатта «flags» және «fragmentation offset» өрістері қолданылады.

IP хаттамасын қарастыра  отырып қазіргі кезде Internet алдында  желі хаттамаларын өзгертуді  қажет ететін күрделі мәселелер  тұрғанын айта кету керек.

 

                          2.2.2 IP-адрес құрастыру принциптері

 

IP-адрестері IP хаттамалары сияқты RFC-да анықталады. Адрес TCP/IP желісі арқылы хабарлама жіберудің базасы болып табылады.

IP-адрес – бұл 4-байттық  реттілік. Реттіліктің әрбір байты  ондық сан түрінде жазылуы  тиіс. Мысалы, 195.209.133.14

Желілік интерфейске  жетер жолдың әрбір нүктесінің өз IP-адресі болады.

IP-адрес екі бөліктен  тұрады: желі адресі және хост  номері. Жалпы алғанда хост желіге  қосылған бір компьютер дегенді  білдіреді. Соңғы кезде «хост»  түсінігін кеңірек қарастыруға  болады. Бұл желілік картасы бар  принтер, және Х-терминал да, және өзінің желілік интерфейсі бар кез келген қондырғы болуы мүмкін.

IP-адрестің 5 класы бар.  Бұл класстар бір бірінен желі  адресіне берілген және желідегі  хост адресіне берілген бит  саны бойынша ерекшеленеді. 2.8- суретте осы класстар көрсетілген.

 

 

 

 

 

 

 

2.8 сурет - IP-адрес кластар

Бұл құрылымға сүйене отырып әр класстың сипаттамаларын анықтауға  болады.

 

 

 

 

           Кесте 2.1 - IP-адрес кластарының сипаттамалары

Класс	Бірінші октет шамасының  диапазоны	Желілердің мүмкін болар саны	Түйіндердің мүмкін болар саны
А	1 - 126	126	16777214
B	128 – 191	16382	65534
C	192 – 223	2097150	254
D	224 – 239	-	228
E	240 – 247	-	227

 

IP-адресінің құрылымын  өңдеген кезде оларды түрлі  мақсатта пайдалануға болады  деп тұжырымдалған.

А класының адрестері  үлкен желілерде қолдануға арналған. В класының адрестері орташа өлшемдегі желілерге арналған (үлкен компаниялар, ғылыми-зерттеу институты, университеттер желісі). С класының адрестері компьютерлер саны аз желілерге (кішігірім компаниялар мен фирмалар), Д класының адрестері компьютерлер тобына арналған. Ал Е класының адрестері резервтелген.

IP-адрестер ішінде  арнайы қажеттіліктер үшін резервтелгендері  бар. Оны мына кестеден көруге  болады.

 

Кесте 2.2 - Бөлінген IP-адрестер

IP-адрес	Шамалар
Барлық нөлдер	Желінің берілген түйіні
желі номері | барлық нөлдер	Берілген IP-желі
барлық нөлдер | түйін номері	Берілген (локалды) желідегі түйін
Барлық бірліктер	берілген локалдық IP-желінің барлық                                         түйіндері
желі номері | барлық бірліктер	Көрсетілген IP-желінің барлық түйіндері
127.0.0.1	"ілмек"

 

Кестедегі соңғы қатарға  ерекше көңіл қойылады. 127.0.0.1 адресі бағдарламаларды сынау және бір  компьютер шеңберіндегі процесстер арабайланысына арналған. Көп жағдайда файлдарда бұл адрес көрсетілуі тиіс, керісінше жағдайда жүйе қосылу кезінде тоқтап қалуы мүмкін. «Ілгіштің» болуы желілік қосымшаларды оларды сынау үшін локалды режимде қолдану мақсатында және біріккен жүйелерді өңдеу кезінде өте ыңғайлы.

Жалпы барлық 127.0.0.0 желісі резервтелген.А класының бұл жүйесі бірде бір нақты желіні суреттемейді.

Кейбір резервтелген адрестер кең таралатын хабарламалар үшін қолданылады. Мысалы, желі номері (2-қатар) осы желі хабарламасын жіберу үшін қолданылады (яғни, осы жүйе компьютерлерінің бәріне хабарлама). Барлық өлшемдері бар адрестер кең таралатын заттар (адрестерді сұрастырулар) үшін қолданылады.

IP-адрестер негізінде  IP-қызметтер көрсетілетін ұйымдарда  нақты адрестер болады. NIC құжаттарына  сәйкес IP-адрестер тегін беріледі, бірақ Internet-сервиспен айнfлысатын ұйымдардың прейскурантында IP-адрестерді көрсету жеке қатарда беріледі.

                                       2.3 Үй желісінің құру принциптері

 

Үй желісін құру - «соңғы миля» проблемасының шешімі, яғни  Интернетке шығатын қолданушылардың әрі арзан, әрі ыңғайлы ең жоғарғы жылдамдықтағы каналдарын құру болып есептеледі.

«Соңғы миля» — бұл қолданушының үйімен Интернет провайдер арасындағы желі участкісі. Осы аймақта «нүкте–нүкте» жоғарғы жылдамдықтағы технологиясы қажет, яғни ақпарат ағымы сол үйде тұратын қолданушыларға беріледі. Соңғы миляға белгіленген линиялар, xDSL-технологиялары, кабельдік модемдер, радио-Ethernet, кәдімгі Ethernet және әртүрлі көпталшықты мәліметтерді беру технологиялары қолданады. Бірден баратын каналдардың кеңеуіне бірбағыттағы спутникалық доступ пайдалануға болады.

«Соңғы ярд» — үйдін ішіндегі сигналдың разводкасы. Разводка үйде жасалынбаса, Интернетке әр қолданушыны бөлек қостыратын болса, яғни әр қайсысына провайдерге жеке кабель тартылатын болса, бұны біз тікелей қосылу деп атаймыз. Бұндай қосылу экономика тұрғыда тиімді емес. Бір үйден коллективті қосылу үшін ресурстарды тарату технологиясын қолдану қажет. Ол үшін Ethernet, HomePNA, xDSL и радио-Ethernet пайдалануға болады.

«Соңғы фут» - бұл пәтердегі сигнал разводкасы. Бұл үшін радиотехнологиялар - Bluetooth немесе Home FR, немесе телефон желесі HomePNA қолдануға болады.

Үй желілердің көбісі коммерциялық емес болып табылады, оны үй тұрғындары өздері құрады. Олар кабельдерді өздері төсеп, өздері Интернетке қосылады. Бұндай инициаторлар үй желісінің өз егесі болып табылады. Бұндай ұйымдастыру схемалары провайдерлерді қанағаттандырады, өйткені тек желінің дамуыны ғана арқа бола алады, қалған проблемаларды егелері өздері шешеді.

Желіні инициативті  топ құрған жағдайда, яғни жабдықтарды ауыстырғанда, кабель инфрастуктураларын модернизациялағанда жәнеде басқа проблемалар туғанда керекті шығындарды өздері көтереді. Бұл жағдайда провайдерлер тек каналды ғана ұсынбай Интернет пен үй желісі арасындағы маршрутизация ағымын баптап бере алады. Сондықтан көбінесе провайдерлер локалды желі құрған кезде өздері қатысады, не болмаса комерциялық ұйымдармен партнерлік келісім шартқа отырады. Үй желілері коммерциялық ұйымдардың іс-әрекеті болып табылады.

 

Провайдерлер үй желісін мынадай схемамен құрады. Бір кварталда қатысу нүктесі таңдалады, сол арқылы бірнеше үй қосыла алады. Бұл нүктеге маршрутизатор қойылады және провайдердің арқа болатын желісі арқылы үй желілерді магистральға қосады. Маршрутизация ағымы қатысу нүктесінде орындалады, ал үйдегі бүкіл разводкаларды бағынбайтын коммутаторлар арқылы жүргізуге болады. Бұл жағдайда «Соңғы ярдтың» құрылғылары қаншалықты арзан болса, авария болған жағдайда соншалықты оларды ауыстыру оңайға түседі. Нәтижесінде ұлкен және бағынбайтын локалды желі құрылады.