Кіру әдістері

     Кірудің Ethernet әдісі.  

     1975 жылы Xerox фирмасы шығарған бұл  кіру әдісі ең көп танымал.  Ол жоғары жылдамдықты мәліметтер  тасымалы мен сенімділікті қамтамассыз  етеді. 

     Кірудің бұл әдіс үшін “ортақ шина” топологиясы  қолданылады. Сондықтан бір жұмыс  станциясы жіберген мәліметтер бір мезгілде ортақ шинаға жалғанған қалған компьютерлермен қабылданады. Бірақ тек бір станцияға арналған мәліметтті (ішінде арналған станция адресі мен жіберуші станция адресі болады) сол адрестелген станция қабылдап, қалған станциялар оны қабылдамайды.

     Кірудің Ethernet әдісі мардымсыз тыңдау мен  коллизияны (конфликт) шешуі бар  көптеген кірудің әдісі болып  табылады (CSMA/CD – Carier Sense Multiple Access with Collistion Detection).

     Тасымалдау  алдында жұмыс станциясы каналдың бос па, әлде бос емес пе екендігін анықтайды. Егер канал бос болса, онда станция тасымалдауды бастайды.

     Ethernet бір мезетте екі немесе бірнеше  станциялардың мәліметтер жіберу  мүмкіндігін шығармайды. Аппаратура  коллизия деп аталатын конфликтілерді  автоматты түрде анықтайды. Конфлиті анықтағаннан кейін станциялар тасымалдау операциясын белгілі бір уақытқа кідіртеді. Бұл уақыт үлкен емес және әр станцияға өзінікі. Кідірістен кейін тасымалдау қайтадан қалпына келеді.

     Шынайы  конфликтер тораптың жылдамдығын тек, егер 80-100 станция жұмыс жасағанда ғана төмендетеді.  

     Кірудің Arcnet әдісі.  

     Бұл әдісті Datapoint Corp фирмасы шығарады. Ол, негізінен Arcnet жабдықтарының Ethernet немесе Toren-Ring жабдықтарына қарағанда аздығының  арқасында кең таралды. Arcnet локалды  тораптарда “жұлдызша” топологиясымен қолданылады. Компьютерлердің бірі, бір компьютерден екінші компьютерге тізбектеле тасымалданатын арнайы маркер (арнайы түрде хабар) жасайды.

     Егер  станция басқа станцияға хабар  тасымалдағысы келсе, онда ол маркерді күтіп, оған жіберуші мен қабылдаушының адрестерімен толыққан хабар енгізеді.  

     Кірудің Token-Ring әдісі.  

     Token-Ring әдісін IBM фирмасы шығарады және  ол тораптың сақина топологиясына  есептелген.

     Бұл әдіс Arcnet’ ке ұқсайды, өйткені бір  станциядан екіншісіне тасымалданатын маркер қолданылады. Arcnet-тен айырмашылығы Token-Ring әдісінде түрлі жұмыс станцияларына түрлі приоритеттер бекітеді

     Ethernet аппаратурасы көбіне кабельден,  разъемдардан, Т-коннекторларынан, теминаторлардан  және тораптық адаптерлерден  тұрады. Кабель жұмыс станциялары арасында мәліметтерді тасымалдау үшін қолданады. Кабелді жалғау үшін разъемдар қолданылады. Бұл разъемдар Т-коннекторлар, жұмыс станциясының аналық платасындағы кеңейту слоттарына бекітілген арнайы платалар – тораб адаптерлеріне қосылады. Терминаторлар торабтың ашық соңына қосылады.

     Ethernet үшін түрлі кабелдер түрі қолдануы  мүмкін: жіңішке коаксиалды кабель, қалың коаксиалды кабель және  экрандалмаған витая пара. Әр  кабель түріне өзінің разъемдері  мен торабтық адаптерге өзінің  жалғану жолдары қолданылады.

     Кабелге байланысты торабтың , кабелдің масималды  ұзындығы және кабелге жалғанатын жұмыс  станцияларының максималды саны секілді  сипаттары болады.

     Ethernet торабында мәліметтерді тасымалдау  жылдамдығы секундына 10 Мбит-ке  жетеді, бұл өз кезегінде көптеген қосымшаларға (приложения) жеткілікті.

     Түрлі кабелдер үшін Ethernet-тің аппараттық құралдарын құрамын толық қарастырайық.

     Ethernet’  те қолданылатын қалың коаксиалды  кабелдің диаметрі 0,4 дюйм және  толқындық кедергісі 50 Ом. Кейде бұл кабель “жсары кабель” деп аталады. Бұл біз қарастыратын кабелдердің ішінде ең қымбаты. IEEE институты бұл кабелге – 10BASES атты спецификациясын анықтады.

     Бұл жерде реитермен бөлінген екі  сегменттен тұратын тораб конфигурациясы келтірілген. Әр сегменте 3 жұмыс станциясы бар.

     Әр  жұмыс станциясы торабтық адаптер (компьютердің аналық платасында орналасқан және ол суретте көрсетілмеген) арқылы трансивер деп аталатын құрылғыға  арнайы көп талшықты трансиверлі  кабелмен жалғанады. Трансивер жұмыс  станциясын қалың коаксиальды кабелге жалғау үшін арналған.

     Трансивер корпусында 3 разъем болады: екеуі –  қалың коаксиалды кабелді жалғау үшін, және біреуі – трансиверлі  кабелді жалғау үшін.

     Өкінішке  орай, бір сегменттің ұзындығы шектеулі және қалың кабель үшін 500 метрден аспайды. Егер торабтың жалпы ұзындығы 500 метрден артық болса, онда оны бір бірімен арнайы құрылғы – репитер арқылы байлынысатын сегменттерге бөлу керек. Суретте репитермен байланысқан екі сегмент бейнеленген. Сонымен қатар сторабтың жалпы ұзындығы бір километрге жетуі мүмкін.

     Трансиверлер  өзара соңдарына коаксиалды разъемдар  пайкіленген қалың коаксиалды кабелдер қиындыларымен жалғанады 

     Ethernet қалың коаксиалды кабелге жұмыс  станциясының қосуға арналған  жабдықтар.  

     Компьютердің  торабтық адаптері Аналық платаға салынады

     Трансиверлі кабель Торабтық адаптерді трансивермен жалғайтын көп талшықты экранды  кабель.

     Трансивер Торабтық адаптерлі трансиверлі  кабелмен жалғанады, разъемдармен қалың  кабелге жалғауға арналған екі коаксиалды разъем болады.  

     Сегменттер  соңына арнайы бұқтырма – терминаторлар  жалғанған. Бұл, корпусында 50 Ом кедергісі  бар резистор қондырылған жай  коаксиалды разъем.

     Терминаторлардың  бірінің корпусы жерге қосылуы  керек. Торабтың әр сегментінде тек  бір теминатор жалғауға болады.

     Коаксиалды  кабелдің максималды ұзындығынан басқа  да жектеулер бар.  

     Қалың кабелді Ethernet’ке арналған шектеулер  

     Сегменттің  максималды ұзындығы 500 м 

     Торабтағы сегменттердің максималды саны 5

     Торабтың  максималды ұзындығы 2,5 км

     Бір сегментке қосылған станциялардың максималды саны (егер торабта репитерлер болса, ол да жұмыс станциясы болып саналады) 100

     Жұмыс станцияларының жалғану нүктелерінің минималды ара қашықтығы 2,5 м 

     Трансиверлі кабелдің максималды ұзындығы 50 м  

     Сегмент ұзындығына қойылған шектеуден басқа торабтағы сегменттердің максималды санына (сәйкесінше торабтың максималды ұзындығына да), торабқа қосылған жұмыс станцияларының максималды санына және трансиверлі кабелдің максималды ұзындығына да шектеу қойылады.

     Бірақта көп жағдайда бұл шектеулер елеулі емес. Сонымен қатар қалың кабелдің мүмкіндігі артық.

     Сонымен, қалың кабелді Ethernet торабына арналған қажетті жабдықтарды тізбектейік:

     • N-коннектор 

     • N-терминатор

     • N-Barrel –коннектор

     • N-жерге қосылған терминатор

     • DIX-коннектор

     • Трансивер.  

     Ethernet үшін қолданылатын жіңішке коаксиалды  кабелдің диаметрі 0,2 дюйм және  толқындық кедергісі 50 Ом. Импортты  кабель RG-58A/U деп аталады және 10BASE2 спецификациясына сәйкес келеді. Сонымен қатар біздің кәсіпорындар  шығаратын РК-50 кабелін қолдануға болады.

     Жіңішке кабель арқылы құрылған Ethernet торабы қалың  кабель арқылы құрылған торабқа қарағанда  әдеуір қарапайым. Барлық торабтық адаптерлерде ереже бойынша екі разъем болады. Олардың бірі көп талшықты трансиверлі  кабелді жалғауға, ал екіншісі – Т-коннектор деп аталатын кішкентай тройник жалғанады. Т-коннектор бір жағынан торабтық адаптерге, ал екінші жағынан оған соңдарында сәйкес разъемдары болатын жіңішке коаксиалды кабелдің қиындысы жалғанада. Осы тұста коаксиалды кабель торабтық кабелге тікелей жалғанатын тәріздес, сондықтан трансивер мен трансиверлі кабель керек емес.

     Сегмент соңында Т-коннекторлардың бос  соңына жалғанатын терминаторлар болуы  керек. Сегментегі бір (және тек біреуі) терминатор жерге қосылуы керек.

     Жіңішке кабелді торабтардың көрсеткіштері қалың кабель базасындағы торабтармен салыстырғанда (кесте 10.3) нашар. Бірақ жіңішке кабелді тораб құру үшін қажетті торабтық жабдықтардың бағасы едәуір аз.

     Кейбір  фирмалар, сегмент ұзындығы 300 метрге дейін болған кезде жұмыс жасауға қабілетті Ethernet адаптерлерін (мысалы, 3COM фирмасының адаптерлері) шығаратынын атап өту керек. Бірақ мұндай адаптер қымбат тұрады және бұл жағдайда барлық тораб тек бір түрлу адаптерлерді қолдану арқылы жасалуы керек.

     Жіңішке кабелді Ethernet’ке арналған шектеулер  

     Сегменттің  максималды ұзындығы 185 м 

     Торабтағы сегменттердің максималды саны 5

     Торабтың  максималды ұзындығы 925

     Бір сегментке қосылған станциялардың  максималды саны (егер торабта репитерлер болса, ол да жұмыс станциясы болып  саналады) 30

     Жұмыс станцияларының жалғану нүктелерінің минималды ара қашықтығы 0,5 м  

     Ethernet торабтарының көбі дәл осы  жіңішке кабель базасында құрылған.

     Сонымен, жіңішке кабелді Ethernet торабына арналған қажетті жабдықтарды тізбектейік:

     • BNC-коннектор 

     • BNC-терминатор

     • BNC-Barrel –коннектор

     • BNC-жерге қосылған терминатор

     • T-коннектор  

     Ethernet –тің кейбір торабтық адаптерлері  (барлығы дерлік емес) өзіндігінен  жай ғана экрандалмаған витті  пара сымдарынан тұратын кабелдермен  (10 BASE-T спецификациясы) жұмыс жасауға  қабілетті. Сонындай кабель ретінде  кәдімгі телефон сымдарын және  біздің ұйымда бар болатын телефон торабын қолдануға болады.

     Виталы  паралармен жұмыс жасай алатын торапты  адаптерлеріенде импортты телефон  аппараттарында болатын ұқсас разъем болады.

     Виталы  паралар негізіндегі Ethernet тораптары  үшін арнайы құрылғы – концентратор қажет. Бір концентраторға сол бір телефон розеткалары арқылы 12 жұмыс станциясына дейін қосуға болады. Концентратор мен жұмыс станциясының ара қашықтығы 100 метрді құрайды, сонымен қатар мәліметтерді тасымалдау жылдамдығы коаксиальды кабельге арналғандай – секундына 10 Мбит.

     Виталы  пара негізігіндегі тораптың жетістігі  алдын ала белгілі – жабдықтар  баға төмен және қолда бар телефон  торабын қолдануға мүмкіндігінде. Бірақта, тораптағы станциялар саны мен оның ұзындығына салмақты шектеулер  қояды.  

     Тораптық  адаптер Ethernet  

     Қолданылатын  кабелдерге тәуелсіз әр жұмыс станцияларында торапты адаптер болуы керек. Торапты адаптер – компьютердің аналық платасына салынатын плата. Онда торап кабелін жалғауға арналған екі разъем болады.

     ISA стандартында Ethernet үшін үш түрлі торапты адаптерлер қолданылады: 8-битті, 16-битті және 32-битті. 8-битті адаптер аналық платаның 8-битті немесе 16-битті слотына салынып, негізінен 16-битті слоттар болмайтын IBM XT IBM PC компьютерлерінде қолданылады. Кей жағдайда 8-битті адаптерлер, егер мәліметтерді тасымалдау жылдамдықтарына деген талаптар жоғары болмаса, IBM AT компьютерлері үшін қолданылады. 16-битті адаптерлер үшін 16-битті слоттарды қолдану қажет.

     80386 немесе 80486 компьютерлерінде жылдам 32-битті адаптерлерді қолданған  жөн, ең болмағанда аса көп күш түсетін станциялар үшін.

     Торапты адаптерлер ISA/EISA немесе Micro Channel архитектураларына  арналған болуы мүмкін. Бірінші архитектура IBM AT компьютерлер сериясында және соған  сәйкестерде қолданылады, екіншісі – 80486 процессорлар негізінлегі қуатты станцияларда, ал үшіншісі – IBM сериясының PS/2 компьютерлерінде қолданылады. Бұл адаптерлер түрі конструкциялық тұрғысынан бір бірінен ерекшеленеді. Жұмысын жылдамдату үшін торапты адаптерлер платасында буфер болады. Бұл буферлердің өлшемдері әр адаптер үшін түрлі болып, 8-битті адаптерлер үшін 8 Кб-тан 16- және 32-битті адаптерлер үшін 16 Кб-тан және одан да көп болуы мүмкін.

     Ethernet торапты адаптерлер енгізу/шығару  порттары мен бір үзіліс каналын  қолданады. Кейбір адаптерлер  жадыға тіке кіру каналдарымен (DMA) жұмыс жасауы мүмкін.

     Адаптер платасында, былайша айтқанда дискісіз жұмыс станцияларын құруға арналған тұрақты есте сақтау құрылғысының (ТЕҚ) микросхемасы орналасқан. Бұл құрамында  винчестер де, флоппи дискі де жоқ  компьютерлер. Операциялық жүйенің жүктелуі тораптан орындалады және оны дистанционды жүктеу микросхемасында жағылған бағдарлама орындайды.

     Торапты адаптерді компьютердің аналық платасына  салмастан бұрын, ауыстырып қосқыштардың көмегімен (аналық платада орналасқан) енгізу/шығару порттары, үзіліс каналдары үшін дұрыс мәндерін, дискісіз станцияның дистанционды жүктелуіне ТЕҚ-дің негізгі адресін беру қажет. Егер торап ұзындығы торап сегментінің ең үлкен ұзындығынан асып кетсе, торапты репитер арқылы байланысатын бірнеше (беске дейін) сегментке бөлу керек.

     Конструктивті репитер өзінің ток көзі бар бөлек  конструкциялы түрде, не компьютердің аналық платасына кеңейту слотына  салынатын плата түрінде болуы  мүмкін.

     Бөлек контрукциялы репитер қымбат тұрады, бірақ жіңішке кабельде, сол сияқты қалың кабельде құрылған Ethernet сегменттерін байланыстыру үшін қолданылуы мүмкін, өйткені онда коаксиальды разъемдар мен трансиверлі кабельдерді жалғауға арналған разъемдар да бар. Бұл репитердің көмегімен жіңішке және қалың кабельдермен жасалған сегменттерін бір торапқа байланыстыруға болады.

     Плата түріндегі репитерде тек коаксиальды  разъемдар болады және сондықтан  жіңішке коаксиальды кабельдегі сегменттерді жалғауға арналған. Бірақта  ол арзан тұрады, және электр көзін  жалғауға арналған жекеленген розеткіні керек етпейді.

     Жұмыс станциясына қондырылған репитердің кемшіліктерінің бірі бұл тораптың тәулік бойы жұмыс жасауын қамтамассыз  ету үшін репитері бар станцияда  тәулік бойына жұмыс жасап тұруы  керек. Токты айырған кезде торап  сегменттері арасындағы байланыс үзіледі.

     Репитердің  функциясы торап сегменттерін физикалық  тұрғыдан бөлу және тораптың бір сегментінен  екіншісіне тасымалданатын пакеттерді қалпына келтіруді қамтамассыз  болып табылады.

     Репитер тораптың сенімділігін арттырады, өйткені бір сегменттің істен шығуы (мысалы, кабельдің үзілуі) басқа сегменттердің жұмысына кедергі жасамайды. Бірақта, зақымдалған сегменттер арқылы мәліметтер өте алмайды.  

     Arcnet аппаратурасы  

     Arcnet торабын ұйымдастыру үшін арнайы  торапты адаптер қажет. Бұл адаптерде коаксиальды кабельді жалғауға арналған сыртқы разъем болады.

     Arcnet-тің  әр адаптердің берілген торапқа  арналған өзінің нөмірі болуы  керек. Бұл нөмер адаптерде  орналасқан ауыстырып қосқыш  арқылы тағайындалады және 0 ден  255 дейін аралықта болу керек.

     Arcnet торабын арналған шектеулер 

     Белсенді  концентраторға баратын кабельдің  максималды ұзындығы 300 м 

     Бір кабельге жалғанған жұмыс станцияларының минималды ара қашықтығы 00,9 м 

     Ең  ұзын маршрут бойынша тораптың масималды  ұзындығы 6 м 

     Жұмыс станциясы мен белсенсіз концентратордың арасындағы максималды ара қашықтық 30 м

     Белсенді  мен белсенсіз концентратордың  арасындағы максималды ара қашықтық 30 м 

     Екі белсенді концентраторлардың арасындағы максималды ара қашықтық 600 м  

     Жұмыс станцияларының торапты адаптерлері толқын кедергісі 93 ОМ болатын коаксиальды кабель арқылы арнайы құрылғы – концентраторға жалғанады. Сонымен қатар экрандалмаған виталы параларды қолдану болуы мүмкін. Концентраторлар белсенді (Passive Hub) және (Active Hab) белсенсіз болады. Бір концентраторға (оның түріне байланысты) 4,8,16 немесе 32 жұмыс станциясы жалғана алады.

     Arcnet торабына арналған шектеулер  10.4. кестесінде келтірілген. 

     Arcnet торабының жетістігі торап жабдықтарының  арзандығы (Ethernet – пен салыстырғанда)  және тораптың үлкен ұзындығы (6 км-ге дейін). Бірақта, секундына 2,44 Мбитті құрайтын төмен мәліметтерді тасымалдау жылдамдығы Arcnet торабының қолдасын шектейді.  

     Toren-Ring аппаратурасы  

     Бұл тораптың топологиясы сақина топологиясына  қарағанда жұлдызша топологиясына ұқсас. Бір-бірімен байланысып сақина құрудың орнына Toren-Ring жұмыс станциялары IBM шығарған 8228 типті концентраторға жалғанады. Шындығында, концентраторлар саны бірнешеу болуы мүмкін, онда бұл жағдайда концентраторлар арнайы алмалы-салғыштар арқылы сақинаға бірігеді.

     Бірақ, егер бір концентратор қолданылса, онда бірігетін алмал-салғыштарды  сақиналап қажеті жоқ. Toren-Ring торабындағы  мәліметтер тасымалдау жылдамдығы секундына 4 немесе 16 Мбит-ке жетуі мүмкін, бірақ  тораптық жабдықтың бағасы Ethernet торабына арналғаннан қымбат. Сонымен қатар, басқа да шектеулер бар (кесте – 10.5.)  

     Toren-Ring торабына арналған шектеулер  

     8228 типіндегі концентраторлардың максималды  саны 12

     Тораптағы жұмыс станцияларының минималды  саны 96

     Екі концентратор арасындағы кабельдің максималды ұзындығы 45 м

     Тораптағы барлық концентраторларды байланыстыратын  кабельдің максималды ұзындығы 120 м  

     Кестеден  көрініп тұрғандай Toren-Ring торапбы  үлкен арақышықтықтарға арналмаған. Барлық компьютерлер ғимараттың бір  немесе екі қабатында орналасуы қажет. Сонымен қатар, Ethernet-пен салыстырғанда жабдықтарының бағасының қымбаттығы да оның жие қолдануын төмендетеді.  

     Файл-сервер мен жұмыс станциялары  

     Файл-сервер локальды торабтың ядросы болып табылады. Бұл компьютер (көбіне аса жоғары өндіргіш мини-компьютер) операциялық жүйені қосып, торабпен тасымалданатын мәліметтер ағынын басқарады. Жекеленген жұмыс станциялары мен принтерлер секілді кез келген ортақ қолданылатын периферийнді құрылғылардың барлығы файл-серверге жалғанады.

     Әр  жұмыс станциясы өзінің дисколы  операциялық жүйесінің (DOS немесе OS/2 секілді) басқаруымен жұмыс жасайтын кәдімгі дербес компьютер болып  табылады. Бірақта автономды дербес компьютерден ерекшелігі жұмыс станциясында торабтық байланыс платасы бар және кабельдермен файл-серверге жалғанған. Сонымен қатар, жұмыс станциясында файл-сервермен, басқа жұмыс станцияларымен және торабтың басқада құрылғыларымен ақпарат алмасуға мүмкіндік беретін тораб қабығы (оболочка) деп аталатын арнайы бағдарламаны қосады. Қабық (оболочка) жұмыс станциясына файл-серверде сақталған файлдар мен бағдарламаларды өз дискісінде тұрғандай қолдануға рұқсат береді.