Желілік модель

TCP/IP протоколдар жиынында  ақпарат тасымалының екі негізгі  типі бар: мәліметті байтпен  тасымалдау және датаграммалар  (мәліметтер массиві) тасымалдау. Мәліметті байтпен тасымалдауына  негізделген протокол ақпаратты  байттардың тізбегі түрінде тасымалдайды. Басқа сөзбен айтқанда, протокол  мәліметті жеткізу немесе алуына  және тасымал саны мен ақпарат  көлеміне байланыссыз мәліметті  байттардың бірыңғай тізбектей  орналасқан байт ағыны ретінде  қарастырады. Сонымен қатар, қосымша  мәліметті байтпен тасымалдауын  қолданған кезде протокол ақпаратты  алушыға тура сол ретпен тасымалдауын  қамтамасыз етеді. Ақпаратты тасымалдауын  басқару протоколы мәліметті  байтпен тасымалдау протоколы.

 

 Мәліметті байтпен  тасымалдау протоколына қарағанда  мәліметтер массивін тасымалын  (датаграммалар) қолданатын протоколда  ақпарат жеке дара блоктар  түрінде беріледі. Протокол бірнеше  массивтерді бір алушыға жолдаған  кезде мәліметтің орналасу реті  өзгеруі мүмкін. Ал мәліметті  қабылдайтын қосымша оның бастапқы  орналасу ретін талап етсе, онда  мәлімет толығымен қабылданып  болғаннан кейін қосымшада рет  ретімен орналастырылады. Тұтынушылар  датаграммалар протоколымен желіаралық  протокол мәліметтер массивтері  ақпаратты жеткізу үшін қолданылады.

 

 Байланысты виртуальды  түрде орнату (қосу). Байланысты виртуальды  қосу екі байланыс нүктесін  қосатын байланыс қосылуы. Мысалы, сіз Нью-Йорктан Лос-Анджелеске  қоңырау шалсаңыз, байланыс қосу  түрі виртуальды болады. Іс жүзінде  телефон компаниясы абонентпен  байланысты орнату үшін бірнеше  қалада орналасқан коммутаторларды  қолданады. Басқа сөзбен айтқанда  екі телефонды қосатын жеке  бір сым, байланыс желісі жоқ.

 

 Бағдарламалар көп  жағдайда «нүкте-нүкте» типті  және виртуальды қосуды талап  етеді. Мысалы, корпоратив торабынан  тыс орналасқан бас компьютерде  орналасқан файлды белгілі бір  локальды жүйеге тасымалдау үшін  виртуальды қосуды қолдану керек. 

 

 Ал, егер қажет файлды  жеке массивтер тізбегі түрінде  бөлініп-бөлініп байтпен берілетін  болса, онда мәліметтер массивтер  (мен байттары) ретсіз, яғни бастапқы  ретті сақтамай берілу мүмкін. TCP/IP мәліметті тасымалдауын басқару  протоколдары жиыны көлемінде  желі бойынша байланысты виртуальды  қосу арқылы қамтамасыз етеді.  Ал тұтынушылар датаграммалар  протоколы мен желіаралық протокол  виртуальды қосуымен қамтамасыз  етпейді.

 

 Маршрутизация фрагменттері. Ethernet типті желілік технологиялары  мәліметті тасымалдаудың максимал  өлшемін (MTU) анықтайды. MTU байланыс  желісінде тасымалдауға келетін  мәліметтер пакетінің максимал  өлшемін анықтайды. 

 

 Қосымша тасымалдайтын  мәліметтер пакеті негізгі байланыс  желісінің MTU өлшемінен асып кетсе,  бағдарлама мәліметтер пакетін  автоматты түрде бірнеше кішігірім  пакеттерге бөліп тасымалдайды. Фрагментацияға қатысы бар ІР  бастамасының «Идентификация», «Флаг», «Фрагменттер ығысуы» сияқты  жолдары модификацияланып, пакет  фрагмент екендігін және кері  жинақтау ретін анықтайтынын  білдіреді.

 

 Мәліметті қабылдайтын  компьютер фрагменттелген ІР-пакеттерді  қабылдаған кезде қайта жинақтау  таймері қосылады. Мәліметтердің  барлық фрагменттері берілген  таймер уақыты аяқталғанға дейін  қабылданып үлгірмесе, онда қабылдаушы  компьютер қабылданып үлгірмеген  мәлімет фрагменттерін жарамсыз  деп ескермейді. Фрагментация мен  қайтадан жинақтау желілік пен  арналар деңгейлері арасында  орынды болғандықтан бұл процесс  компьютер қолданушысы үшін түсінікті  болу тиіс. Желілік протоколдар  мәліметтер фрагментациясы мен  қайтадан жинақтауын автоматты  түрде жүргізгендіктен тұтынушы  белгілі бір арнайы іс әрекетті  орындау қажеттілігі туындамайды.

 

IP-маршрутизация. IP - бұл  Internet желісінің мәліметтер тасымалдау  жүйесі. Датаграммаларды жеткізу  – қосымшаның мәліметі мен  протокол ақпараты Internet желісі бойынша  тасымалдау әдісі. IP-датаграммаларын  жеткізудегі негізгі ұғымы ретінде  маршрутизацияның IP-кестесі қолданылады.  Маршрутизацияның IP-кестесі байланыс  желісіндегі ақпаратты жеткізу  орнының мекенжайы туралы мәліметтерді  сақтайды. Басқа сөзбен айтқанда, маршрутизация кестесін «қарастыратын»  желінің бағдарламасы алдын ала  белгіленген орнына жеткізудің  ең қолайлы әдісін тағайындайды. Маршрутизация протоколдары кестеге  енгізілетін жазбаларды іріктеп  отырады. Бірақ маршрутизация  протоколдары TCP/IP протоколдар жиынының  нақты бөлігі болып табылмайды.

 

 Маршрутизация кестесі  – көршілес байланыс желілердегі  мекенжайлар тізімі. Бас компьютер  пакетті қабылдаған кезде, IР-модулі  ақпарат алушының мекенжайын  тексеріп маршрутизация кестесін  қарап шығады. Ақпарат жеткізудің  мекенжайы белгілі болған кезде  мәліметтер пакеті сол желіге  жіберіледі,ал мекенжайы белгісіз  болған жағдайда мәліметтер пакеті  алушының жолында орналасқан  басқа ортаға жіберіледі. Маршрутизация  кестесі міне осындай «тура  емес» маршруттар бойынша ақпаратты  қамтиды.

 

 Траспорттық деңгей. Осыған  дейін ІР жүйе деңгейі мәліметтерді  бас компьютерлер арасында тасымалданатыны  көрсетілді. Енді мәліметтің қосымшалар  арасында транспорттық деңгейде  тасымалдауын қарастырамыз.

 

 Көп жағдайда транспорттау  протоколы атқаратын қызметі  ІР-модулінің қойылатын талаптарына  ұқсас болады. IP- датаграммалар мен  IР – бас жолы концептуалдық  тұрғыдан мазмұны траспорттау  протоколына қатысты болады. TCP/IP екі траспорттау протоколынан тұратыны мәлім: мәліметтерді тасымалдауын басқару (ТСР) протоколы және тұтынушылар датаграммалар протоколы. ТСР – бұл мәліметтерді байт ағыны түрінде тасымалдап, қабылдайтын логикалық қосылуы бар протокол. Желідегі байланыс виртуальды түрде жүзеге асырылады. IР – датаграммаларды мәліметтерді тасымалдап, қабылдау үшін қолданатын логикалыққосылуысыз, сенімділігі төмен протокол.

 

TCP/IP терминологиясында «порт»  термині «IР – адресі» терминімен  мағыналас болса да, TCP/IP жүйесінде  «порт» ұғымы бас компьютерімен  байланыстырылмай, протоколмен бірдей  етіп қарастырылады. IP-датаграммаларында  мәліметті жіберуші мен алушының IP-адрестері қалай сақталатын  болса, транспорттау протоколдарында  мәлімет жіберуші мен алуышының  порттарының номерлері де солай  сақталады. Қысқаша айтқанда, байланыс  желі бағдарламалары Internet протоколының  портын белгілі бір қосымша  мен функциямен байланыстырады.

 

 Логикалық түрде қосылмаған  сенімділіг төмен ІР протоколы  мәліметтерді портта қалдырып, мәліметті  жіберуші мен алушы арасында  байланысты орнатпайды. Ал логикалық  түрде қосылған ТСР протоклы, керісінше, байланыс кезінде мәліметті  жіберуші мен алуыш арасында  қосуды орнатады. Сонымен қатар,  ТСР протоколы бір порт үшін  бірнеше қосуды орната алады.

 

 Байланыс торабы Ethernet немесе IBM Token Ring сияқты бір немесе  бірнеше желі технологияларын  қолданатын бір немесе өзара  байланысқан компьютерлерден тұратыны  белгілі. Әр түрлі протоколдары  бар компьютерлер байланыс торабы  бойынша ақпаратты тасымалдау  үшін компьютерлерде желілік  операциондық жүйе деп аталатын  арнайы бағдарлама болу керек.  Дербес компьютерлердің тұтынуышысының  бағдарламалары мен ақпарат ағыны  жұмысын реттеп басқаратын Microsoft Windows 95 операциондық жүйе сияқты  желілік операциондық жүйе де  байланыс торабындағы аппараттық  жабдықтарының әр түрлі блоктарының,  бағдарламалардың жұмысын басқарады.  Қазрігі кезде Microsoft компаниясының  Windows NT Server және Novell компаниясының NetWare операциондық жүйелері кең таралған. Желілік операциондық жүйелер  клиент/сервер желілік моделі  принципі негізінде жұмыс істейді.  Клиент/сервер моделі байланыс  торабының қосымшасын екі жаққа  бөледі: клиент пен сервердің  жағы. Желі байланысының клиенттік  жағы сервер тарапынан ақпарат  немесе қызметкөрсету түріне  сұраныс жібереді. Желілік операциондық  жүйе байланыс торабының серверінде  жүзеге асырылады. Екінші жағынан,  компьютер-клиенттер Windows 3.1, Macintosh, OS/2, Windows 95, Windows NT Workstation және Unix әр түрлі  версиялары сияқты әр түрлі  операциялық жүйелермен жұмыс  істей алады. Клиенттің операциондық  жүйесі байланыс торабын қолддана  алу үшін компьютер-клиенттің  желілік интерфейсінің платасы  байланыс торабында жұмыс істей  алу үшін арнайы драйверлерді орнату керек. Бұл драйверлер принтер драйверлері (Microsoft Word сияқты қосымша бағдарламалардан ақпаратты қағазға басып шығару туралы ақпарат принтерге жіберіледі) сияқты жқмыс істейді.

 

 Желілік драйверінің  бағдарламасы сіздің бағдарламаларыңызға  желі бойынша ақпаратты қабылдауға  мүмікіндік береді.

 

 Желілік операциондық  жүйе желі серверінің жұмысын  басқарады. Желілік операциондық  жүйелерде клиент пен сервер  арасында мәліметтерді тасымалдау  үшін бір немесе бірнеше желілік  протоколдар қолданылады. Мысалы, Windows NT Server операциондық жүйеде ақпаратты  тасымалдау үшін TCP/IP немесе IPX/SPX протоколдары  қолданылуы мүмкін. IPX/SPX - NetWare компаниясының  желілік протоколы. IPX - Internetwork Packet Exchange (желі ішінде ақпарат пакеттерімен  алмасу) акронимі, ал SPX - Sequenced Packet Exchange (желі ішінде ақпарат пакеттерімен  тізбектей түрде алмасу) акронимі. TCP/IP протоколдар жиыны сияқты IPX/SPX протоколы екі жүйе арасында  желі байланысының координациясын  жүргізудің ережелер жиынтығын  анықтайды.

 

3.6 Ұсынылатын әдісті бағдарламамен  қамтамасыз ету

 Желілік протоколды  таңдау. Протоколдар бағдарламалардың  өзра байланысын анықтайтын ереже  екендігі белгілі. Желілік протоколдар  бір немесе әр түрлі компьютерлерде  жұмыс істейтін екі бағдарлама  арасындағы ақпарат ағынын басқарады  (мысалы, Web-браузер мен сервер  арасындағы байланыс). ТСР/ІР протоколының  ережелер жиынтығы сіздің корпоративтік  торабыңыз тасымалданатын барлық  ақпаратты және Internet арқылы жүретін  мәліметтерді басқарады. 

 

 ТСР/ІР протоколының  ережелер жинағы – қатені тексерудің  әр түрлі форматтары мен әр  түрлі опцияларын қолдана отырып, олардың әрқайсысы желі арқылы  мәліметтер тарататын, көптеген  протоколдар жиынтығы. Корпоративті  торапта қолданылатын бағдарламаға  байланысты ТСР/ІР жиынтығының  ішіндегі бірнеше протоколдардың  бірі желі арқылы ақпаратты  жіберуді қамтамасыз ету мүмкін. Протокол жиыны – бір-бірін  толықтыратын және бірге қызмет  атқаратын протоколдар жиынтығы. ТСР/ІР жиынына мәліметтерді таратуды  басқару протоколы және желіаралық  протокол, сонымен қоса интранет  арқылы ақпаратты тарату үшін  бірге жұмыс істейтін басқа  да протоколдар жатады.

 

 Желілік деңгей және  транспорттық деңгей терминдері ISO/OSI желілік модельдері ауқымында  сипатталатын функционалдаудың  белгілі бір типін білдіреді.

 

ISO/OSI моделі деңгейлерді  желіні нақты, функционалды модульдер  түрінде ұйымдастыру үшін қолданады.  Құрастырушылар бұл деңгейлер  модельдерінің сипаттамаларын нақты  желі жасау үшін пайдаланады.  Көпдеңгейлі желіде әр модуль (немесе деңгей) нақты функционалдық  мүмкіндіктерді немесе аралас  деңгейлерге қызметтерді қамтамасыз  етеді. Сонымен қатар, әр деңгей  өзінен жоғары деңгейді одан  төмен тұрған деңгей процестеріннің  жүзеге асырылуының мәліметтерінен  шектейді. Басқа сөзбен айтқанда, әр деңгей желінің тек келесі  деңгейімен ғана байланысты болады.

 

 Протоколдар пакетін  анықтау ISO/OSI желілік моделі желіні  деңгейлерге бөледі, ал олардың  әрқайсысы белгілі бір қызмет  атқарады. Әр деңгей үшін ISO/OSI моделі  деңгейдің функционалды мүмкіндіктерін  анықтайтын протоколдарды тағайындайды. Мысалы, Internet бойынша мәліметтерді  таратуды басқаратын желілік  деңгей бас компьютерлер арасында  мәліметтерді таратуды басқаратын  желілік деңгей бас компьютерлер  арасында мәліметтерді тасымалдайтын  желіаралық протоколдарға ие.

 

ISO/OSI желіні модульдердің  немесе деңгейлердің вертикаль  пакеттері түрінде көрсетеді.  Модель жоқ дегенде кемінде  бір протоколды байланыстыратындықтан,  ол протоколдарды бір жерге  жинақтайды деп айтуға болады. Протоколдар пакеті термині вертикаль  бойынша реттелген деңгейлер  мен бір бірінің үстіне орналастырылған  протоколдар түрінде көрсетілетін  байланыс желісі концепциясынан  шығады.

 

 Жоғарыда айтылғандай, TCP/IP/1Р протоколдар жиынтығы ақпаратты  желі бойынша тасымалдайды. TCP/IP бірге  жұмыс істейтін протоколдар жиынтығы  болып табылатындықтан, сіз өз  мәліметтеріңізді бір деңгейден  екінші деңгейге және бір протоколдан  екінші протоколға өтіп жатқан  сенімді түрде бейнелеуге болады. Сіздің мәліметтеріңіз протоколдар  пакеті арқылы тасымалдануына  байланысты олар қолданбалы деңгейден  физикалық деңгейге және әрі  қарай желі бойымен тасымалданады.  Мәліметтер физикалық адресатқа  жеткен кезде, олар протоколдар  пакеті арқылы адресат қосымшасына  келеді.

 

TCP/IP протоколдар пакеті. ISO/OSI стандартты моделі байланыс  торабының құрылымдық жеті функционалдық  деңгейлерін анықайды. Бірақ ISO/OSI стандарты моделі желі құрылымының  міндетті сипаттамасы емес, нұсқаулығы  ретінде қарастырылады. Мысалы, TCP/IP желілік құрылымда сәйкес желі  деңгейлерін жүзеге асыру үшін ISO/OSI жиынының бес протоколы ғана  қолданылады. 3.9-суретте TCP/IP протоколдар  жиынының желілік моделі көрсетілген.  Бағдары бар сызықтар әр түрлі  желілік бағдарламалар мен аппараттық  модульдер арасында мүмкін болатын  ақпарат алмасу бағыттарын көрсетеді.  Мысалы, транспорттау деңгейімен  байланысты орнату үшін бағдарлама  қосымшалары тұтынушылар датаграммалары (ІР) протоколымен мәліметті тасымалдауын басқару протоколының (ТСР) модулімен байланысады.

 

 Сурет 3.9 - ISO/OSI моделі  мен протколдар пакеті

 Байланыс торабының  деңгейімен байланысты орнату  үшін бағдарлама қосымшалары  операциондық жүйенің бағдарламалар  модульдерімен қатынасты орнатады: мәліметтерді басқар протоколы  (ТСР) мен желіаралық протоколы  (ІР). Бірақ мәліметтер қолданбалы  деңгейінен желілік деңгейге  дейін қандай маршрутпен тасымалдануына  байланыссыз аппараттық жабдықтар  желісіне жету үшін IP-модулі арқылы  өту керек. Одан кейін мәліметтер  протоколдар пакеті бойынша тасымалдануы  қарастырылады. Ол үшін мәліметтер  төменгі физикалық деңгейден  бастап жоғары орналасқан қолданбалы  деңгейлерінен өтеді. TCP/IP желідегі  физикалық деңгей ISO/OSI моделіне ұқсас  болып, желі мәліметтерін тасымалдайтын  ақпарат тасымалдау құралдарын  қамтиды. Бұл тасымалдау құралдары  – коаксил кабель немесе жұптап  оралған сымның бір типі [26].