5 января, 2017 18:38
Дэрістін мәнмәтіні
Мақсаты: Деректерді беру желілерімен танысу.
Дәріс жоспары
1. Байланыс желілерінің өткізу қабілеті
2. Статикалык маршруттау есептерін шешу эдістері
Негізгі түсініктер: реакциялар уақыты, толык жүктелмеген желі, жүктелген желі, пакеттер, Еіһетеі хаттама, ортаға ену уақыты, но- минал уақыты, күту уақыты, тайм-аут, қатты дауыл, көпірлер, ком- мутаторлар, маршруттаушылар
Тақырыптың мазмүны: Желілердің өнімділігі — деректер- мен алмасуды орындау кезінде желіге енгізілетін кешіктіруді бағалаушы уақытша көрсеткіштер мен уақыт бірлігінде желімен берілген ақпараттар санын көрсететін, екі типтегі өткізу қабілетінің көрсеткіштер көмегімен өлшенеді. Көрсеткіштердің осы екі типі өзара кері болып саналады жэне олардың біреуін біле отырып, екіншісін есептеуге болады.
Әдетте, реакциялар уақыты көрсеткіші ретінде желілер өнімділігінің уақытша сипаттамасы пайдаланылады. «Реакция- лар уақыты» термині өте кең мағынада пайдаланылуы мүмкін, сондықтан эрбір нақты жағдайда осы терминмен түсіндірілетін нақтылау қажет. Жалпы жағдайда, реакциялар уақыты қандай да бір желілік сервис- ке пайдаланушының сүратуы пайда болуы мен осы сүратуға жауап алуы арасындағы уакыт интервалы ретінде аныкталады (50-сурет). Осы көрсеткіштің мағынасы мен мэні, пайдаланушы соған жүгінетін сервистің типіне, қандай пайдаланушы жэне кандай серверге жүгінетініне, сондай-ақ желілердің өзге элементтерінің ағымдағы жағдайына — сүрату арқылы өтетін сегменттердің жүктелушілігіне, сервердің жүктелушілігіне жэне т.б. қатысты болады. Түпкі пайдаланушы үшін, осылайша, реакциялардың белгілі бір уақыты желілер өнімділігінің түсінікті жэне неғұрлым табиғи |
көрсеткіші (осы көрсеткішке кейбір белгісіздік енгізетін файл өлшемін, мысалы, бір мегабайт деректі беру кезіндегі реакция- лар уақытын бағалай отырып, тіркеуге болады) болып санала- ды. Бірақ желілік маманды бірінші кезекте өз желісінің өнімділігі кызықтырады, сондықтан оны неғұрлым дәлірек бағалау үшін, реак- циялар уақытынан деректерді желілік емес өңдеуге — дискіде кажетті акпараттарды іздеуге, оны дискіге жазуға жэне т.б. кезеңдерге сэйкес келетін, құраушыларды мүшелеу дұрыс болады. Осындай қысқартулар нәтижесінде алынган уақытты қолданбалы деңгейдегі желілер реакциялары уақытының өзге анықтамасы деп санауға бо- лады.
Әртүрлі, бірақ тіркелген күйлердегі желілер кезінде өлшенген реакциялар уақыты осы өлшемнің нұсқалары болып пайдаланылуы мүмкін. |
өндеу |
50-сурет. Реакция уақыты — сүрату мен жауап арасындағы интервалТолық жүктелмеген желі. Реакциялар уақыты серверге бір ғана клиент жүгінген жағдайларда өлшенеді, яғни серверді клиентпен біріктіретін желілер’ сегментінде ешқандай да басқа белсенділік болмайды, яғни өнімділік өлшенетін ҒТР сессиясының кадрлары ғана қатысады. Желілердің өзге сегменттерінде график айналыс жасауы мүмкін, ең бастысы — өлшеу жүргізілетін сегментіне оның кадрларының түспеуі болып табылады. Өйткені нақты желілердегі жүктелмеген сегмент — экзотикалық қүбылыс, сондықтан өнімділік |
көрсеткіштерінің берілген нұсқасының қолданылуы шектелген, оның жақсы мэні — бағдарламалык қамтамасыз ету жэне берілген екі тораптар мен сегмент аппаратурасы жеңілдетілген жағдайларда жұмыс жасау үшін қажетті өнімділікке ие екенін растайды. Сегменттің бөлінетін ресурстары үшін желілердің өзге тораптары- мен күрес орын алатын кездегі нақты жағдайлардағы жұмыс үшін, (келілердің тестіленетін элементтерінің өнімділігі жеткіліксіз болуы мүмкін.
Жүктелген желі. Бүл — нақты сервер мен клиент үшін ҒТР сервисінің өнімділігін тексерудің неғұрлым қызықты жағдайы. Бірақ желілерде өзге тораптар мен сервистер жүмыс істейтін «сағдайлардағы өнімділік өлшемін өлшеу кезінде, өз қиындықтары гуындайды — желілерде жүктемелер нұсқаларының шамадан тыс көп саны болуы мүмкін, сондықтан осындай сұрыптағы өлшемдерді анықтау кезіндегі бастысы — желілер жұмысының кейбір сипат- ты жағдайлары кезінде өлшеулер жүргізу. Өйткені желілердегі трафик пульстік сипатқа ие болады жэне трафик сипаттама- сы бір күн уақытына жэне апталар күндеріне қатысты түбегейлі ©згереді, сондықтан типтік жүктемелерді анықтау — желілерде ұзак өлшеулерді талап ететін күрделі рэсім. Егер желі тек жобаланып қана жатқан болса, онда типтік жүктемелерді анықтау одан сайын күрделене түседі. Тораптардың жекелеген жүптарына емес, тұтастай алғанда бүкіл тораптарға катынасы бойынша өнімділікті бағалау кезінде екі типті: орташа алынган жэне шекті өлшемдер пайдаланылады. Орташа мөлшердегі өлшемдер, белгілі бір сервис бойынша желілердің бүкіл немесе кейбір серверлерімен өзара эрекет ету кезінде бүкіл немесе кейбір тораптардың реакциялар уақытының жиынын, яғни түрдің жиынын білдіреді. (1ТТ/(пт) (141) мұндағы, Т -у-лік серверге жүгіну кезіндегі /-лік клиенттің ре- циялар уақыты, п — клиенттер саны, т — серверлер саны. Егер ташаландыру сервистер бойынша жүргізілсе, онда келтірілген некке, ескерілетін сервистердің саны бойынша тағы бір косынды сылатын болады. Өлшемдер ең аз мэнге ие болатын немесе тіпті лмағанда кейбір берілген саннан артып кетпейтін параметрлердің |
мәндерін табу берілген өлшем бойынша желілерді оңтайландыру бо- лып табылады.
Шектік өлшемдер клиенттердің, серверлер мен сервистердің бүкіл мүмкін ұштасулары бойынша реакциялардың ең нашар уақытын көрсетеді: |
тах„к Т‘у? (142)
мұндағы, і жэнеу, оның алдындағыдай мағынаға ие, ал к сервис типін белгілейді. Оңтайландыру сондай-ак өлшемді барынша азайту максатында немесе оның тәрбиелік көзқарас тұрғысынан парасатты болып танылатын кейбір берілген шамаға жетуі мақсатында орын- далуы мүмкін. Көбінесе оңтайландырудың шектік өлшемдері қолданылады, өйткені олар бүкіл пайдаланушыларға, олардың сұратуларына желілер реакцияларының кейбір қанағаттандырарлық деңгейлеріне кепілдік береді. Орташа өлшемдер кейбір пайдаланушыларды тежеуі мүмкін, олар үшін реакциялар уақыты аса зор болуы орташа- ландыру кезінде толықтай қолайлы нәтиже алуға мүмкіндік береді. Кез келген желі оны шешу үшін құрылатын негізгі есеп — компью- терлер арасында ақпараттарды тез беру болып табылады. Сондықтан желілердің немесе желілер бөліктерінің өткізу қабілетімен байланыс- ты өлшемдер оның негізгі атқарымдарын, желінің орындау сапасын жақсы көрсетеді. Осы түрдегі өлшемдерді, сол сияқты «реакциялар уақытының» сы- ныбы өлшемдерін анықтау нұсқаларының үлкен саны қолданылады. Бұл нұсқалар: берілетін ақпараттардың санын өлшеудің таңдалған бірліктерімен, ескерілетін деректердің сипатымен (пайдаланушылық қана немесе пайдаланушылар қызметтік пайдаланушылармен бірге колданатын), берілетін графикті өлшеу нүктелерінің санымен, тұтастай алғанда желіге нәтижелерді орташаландыру тэсілімен бір-бірінен өзгешеленеді. Өткізу қабілеті өлшемін құрудың эртүрлі тәсілдерін толығырақ қарастырамыз. Пакеттер (немесе кадрлар, алдағы уақытта бұл терминдер си- нонимдер ретінде пайдаланылады) немесе биттер эдетте берілетін ақпараттарды өлшеу бірлігі болып пайдаланылады. Тиісінше, өткізу қабілеті секундпен пакетгерде немесе секундпен биттерде өлшенеді. Өйткені есептеу желілері пакеттерді (немесе кадрларды) ком- |
мутациялау қағидаты бойынша жұмыс істейді, сондықтан пакет- терде берілген ақпараттардың санын өлшеу мағынаға ие болады, оның үстіне арналық деңгейде және одан жоғары деңгейде жүмыс атқаратын коммуникациялық жабдықтың өткізу қабілеті, сондай-ақ көбінесе секундпен пакеттерде өлшенеді. Бірак пакеттің өзгермелі өлшемінен (бұл тіркелген 53 байт өлшемге ие АТМ-ді қоспағанда, бүкіл хаттамалар үшін тэн болып саналады), өткізу қабілетін се- кундпен пакеттерде өлшеу қай хаттаманың пакеттері жэне қандай өлшемде деген сияқты кейбір белгісіздіктермен байланысты бола- ды. Көбінесе, хаттама үшін ең аз 64 байт өлшемге ие (преамбулалар- сыз), аса кең тарлаған Ғдһетес хаттамасының пакеттері солай болып түсіндіріледі. Үзындығы ең аз пакеттер, олар үшін коммуникациялық жабдыктарға неғұрлым ауыр жүмыс режимдерін жасайтындықтан, дталон ретінде таңдалған — әрбір келген пакетпен өндірілетін есеп- теу операциялары, өте әлсіз түрде оның өлшеміне тәуелді болады, сондыктан тасымалданатын ақпараттардың бірлігіне ұзындығы ең (аз пакетті өндеу, ұзындығы ең үлкен пакетке карағанда, анағұрлым үлкен операцияларды орындауды талап етеді.
Өткізу қабілетін секундпен биттарда өлшеу (секундына — мб/с — миллиондаған битпен өлшенетін жылдамдыктар жергілікті желілерге неғұрлым тэн) пакеттерді пайдалануға қарағанда, берілетін ақпараттардың жылдамдығын неғұрлым дэл бағалауға мүмкіндік береді. Кез келген хаттамада кызметтік ақпаратты ауыстыратын тақырыптар мен аталған хаттама үшін пайдалануға арналған болып есептелетін ақпараттың ауыстырылатын деректер өрісі бар бола- ды. Мысалы, ең аз мөлшері 46 байт (64-тен) Еіһегпеі хаттамасының кадрында деректер өрісін көрсетеді және қалған 18-і қызметтік акпараттар болып саналады. Пакеттерде өткізу кабілеттерін се- кундпен өлшеу кезінде пайдалануға арналған акпаратты қызметтік акпараттан бөліп алу мүмкін емес, ал бит бойынша өлшеу кезінде мүмкін болады. Егер өткізу кабілеті акпараттарды пайдалануға арналған жэне кызметтікке бөлусіз өлшенетін болса, онда бұл жағдайда хаттама- ны немесе аталған желілер үшін хаттамалар стегін таңдау есебін алға қоюға болмайды. Бұл, егер тіпті бір хаттаманы екіншісімен ауыстырғанның өзінде, желілердің неғұрлым жоғары өткізу қабілетін аламыз, онда бұл, түпкі пайдаланушылар үшін желі шапшаңырақ |
жұмыс жасайды дегенді білдірмейді — егер пайдалануға арналған деректер бірлігіне келетін қызметтік ақпараттардың үлесі осы хат- тамаларда эртүрлі болса (жалпы жағдайда бұл солай болады), онда неғұрлым оңтайлысы ретінде желілердің неғұрлым баяу нұсқасын таңдауға болады. Егер хаттама типі желілерді баптау кезінде өзгермесе, онда пайдалануға арналған деректердің жалпы ағыннан бөлінбейтін өлшемдерін пайдалануға болады.
Қолданбалы деңгейде желілердің өткізу қабілеттерін тестілеу кезінде, ең алдымен, пайдалануға арналған деректер бойынша өткізу қабілетін өлшеген оңай болады. Бұл үшін сервер мен кли- ент арасындағы белгілі бір өлшемдегі файлды беру уақытын өлшеу жэне файл өлшемін алынған уақытқа бөлу жеткілікті. Жалпы өткізу қабілетін өлшеу үшін өлшейтін арнайы аспаптар — операциялық жүйелерге кіріктірілген хаттамалар анализаторлары немесе 8ЫМР немесе КМОЫ агенттер, желілік адаптерлер немесе коммуникациялық құрал-жабдықтар қажет. Өткізу қабілетін желілердің кез келген екі тораптары неме- се нүктелерімен өлшеуге болады. Өйткені желілерде бір мезгілде пайдалануға арналған компьютерлер мен желілердің үлкен саны жұмыс істейді, сондықтан желілер тораптарының трафик матри- цасы деп аталатын өзара әрекет ететін компьютерлердің эртүрлі үйлесімдері үшін өлшенетін өткізу қабілеттерінің жиыны желілердің өткізу қабілеттерінің жиыны желілердің өткізу қабілеттерінің толық сипаттамасын береді. Желілердің эрбір торабы үшін трафик матри- цасын тіркейтін арнайы өлшеу құралдары қолданылады. Өйткені желілерде белгіленген торапқа дейін әлі жетпеген жолдағы деректер өндеудің бірнеше транзиттік аралық кезеңдері арқылы өтеді, сондықтан тиімділік өлшемі ретінде желілердің же- келеген аралық элементінің — жекелеген арнаның, сегмент неме- се коммуникациялық құрылғының өткізу қабілеті қарастырылуы мүмкін. Екі тораптар арасындағы жалпы өткізу қабілетін білу оны арттырудың мүмкін жолдары туралы толық ақпарат бере алмайды, өйткені жалпы цифрлардан пакеттерді өңдеудің аралық кезеңдерінің қайсысы неғұрлым үлкен дэрежеде желілер жұмысын тежейтінін түсінуге болмайды. Сондықтан желілердің жекелеген элементтерінің өткізу қабілеті оны оңтайландыру тәсілдері туралы шешімдер қабылдау үшін пайдалы болуы мүмкін. |
Уақыт бірлігінде желілердің бүкіл тораптары арасында берілген ақпараттардың орташа саны ретінде жалпы өткізу қабілетін аныктаудың мағынасы бар. Желілердің сигменттерге немесе ішкі желілерге бөлінуі кезінде желілердің жалпы өткізу қабілеті ішкі желілердің өткізу қабілеттері плюс сегментаралық немесе желіаралық байланыстардың өткізу қабілетінің жиынына тең.
Желілерді оңтайландырудың таңдап алған өлшемдеріне эртүрлі типтердегі параметрлердің үлкен саны әсер етеді. Өнімділікке үлкен дәрежеде мыналар эсер етеді: • пайдаланылатын коммуникациялық хаттамалар мен олардың параметрлері; • эртүрлі хаттамалармен жасалатын кеңінен қолданылатын трафиктің үлесі мен сипаты; • желілер топологиясы жэне пайдаланылатын коммуникациялық құрал-жабдықтар; • қате жағдайлардың туындау қарқындылығы мен сипаты; • түпкі тораптарды бағдарламалық жэне аппараттық қамтамасыз ету конфигурациясы. Желілердің өнімділігіне коммуникациялық хаттама мен оның параметрлері типінің эсері. Коммуникациялық хаттамалардың таңдау есебі бір жағынан, арналық деңгей (Еіһетеі, Токетгіп§, ҒББІ, ҒазіЕіһетеі, АТМ) жэне басқа жағынан, «желілік-көліктік хаттама» жүптары (ІРХ/8РХ, ТСР/ІР, №1ВЮ8) үшін баршама тәуелсіз шешілуі мүмкін. Әрбір хаттаманың өз ерекшеліктері, қолданылатын аймағы жэне бапталатын параметрлері бар жэне бұл хаттаманы тандау жэне баптау есебінен желілердің өнімділігі мен сенімділігіне әсер ету мүмкіндігін береді. Хаттаманы баптауға мынадай параметрлерді өзгерту кіруі мүмкін: • кадрдың ең үлкен ұйғарымды өлшемі; • тайм-ауттар шамалары (оның ішінде пакет өмірінің уақыты); • байланыс орнатқанда жұмыс істейтін хаттамалар үшін — расталмаған пакеттер терезесінің өлшемі, сондай-ақ тағы басқалар. Әдетте, бір пакетті беру интервалында ұсталып тұратын деректерді берудің биттік жылдамдығы номинал өткізу цабілеті болып түсіндіріледі. Хаттаманың тиімді өткізу қабілеті — бұл пайдалануға арналған деректерді берудің орташа жылдамдығы, яғни эрбір пакеттің деректер өрісіндегі деректерді берудің орташа |
жылдамдығы. Жалпы жағдайда хаттаманың тиімді өткізу кабілеті пакетте кызметтік акпараттардың бар болуынан, сондай-ак жеке- леген пакеттерді беру арасында кідірістің болуынан, номиналдан төмен болады.
Еіһегпеі хаттамасының мысалында номинал жэне тиімді өткізу қабілеттері арасындағы айырманы толығырак қарастырамыз. 51 -суретте ұзындығы ең аз Еіһегпеі кадрларын берудің уақытша диаграммасы берілген. Еіһегпеі хаттамасының номинал өткізу кабілеті ІОМб/с кұрайды, бұл, яғни кадр ішіндегі биттер 0.1 мкс интервалымен беріледі дегенді білдіреді. Кадр преамбулалардың 8 байтынан тұрады, кызметтік акпараттардың 14 байты — тақырып, пайдалануға арналған деректердің 46 байты жэне бақылау жиындарының 4 байты, барлығы — 72 байт немесе 576 байт. ІОМб/с номинал өткізу кабілеті кезінде ұзындығы ең аз бір кадрды беру уақыты 57.6 мкс құрайды. |
Ен аз ұзындықтағы Еіһетеі кадры |
8 байт | 14байт | 48 байт |4 | 1 Г | ||
57,6 мкс | 9,6 мкс |
51-сурет. ЕіһегпеІ кадрларың берудің уақытша диаграммасы |
Кадрлар арасындағы стандарт бойынша 9.6 мкс технологиялық кідіріс жасау ұсталып тұруы тиіс. Сондықтан кадрлардың кайталану периоды 57.6+9.6=67.2 мкс. Осыдан ұзындығы ең аз кадрларды пайдалану кезіндегі Еіһегпеі хаттамасының тиімді өткізу қабілеті 46х8/67.2=5.48Мб/с кұрайтындығы шығады.
Желілердегі пайдалануға арналған деректер бойынша нақты өткізу кабілеті жоғарыда келтірілген 5.48Мб/с мэнінен аз ғана бо- луы мүмкін (аталған өлшемдегі кадрлар үшін). Оның тиімді өткізу кабілетіне, сегменттің, арнаның немесе кұрылғының нақты өткізу қабілетінің қатынасы, сегменттің, арнаның немесе керісінше құрылғының пайдалану коэффициенті (иШііаІіоп) деп аталады. Тиімді өткізу қабілеті хаттаманың номиналды өткізу кабілетінен түбегейлі түрде өзгешеленеді, бұл, атап айтқанда, қандай да бір желілердің сегменті үшін хаттаманың типін тандау кезінде тиімді өткізу қабілетіне бағдарлану кажеттілігін растайды. Мысалы, |
Еіһетеі хаттамасы үшін тиімді өткізу кабілеті номиналдан шамамен 70%-ды кұрайды, ал ҒЭОІ хаттамасы үшін — 90% жуық.
Хаттаманың өткізу кабілеті көбінесе секунд ішінде берілетін кадрлардың санымен өлшенеді. Еіһетеі хаттама үшін осы сипаттама ұзындығы ең аз кадрларға 14880 К/с құрайтынын санап шығу киын емес. Секундпен кадрлардағы өткізу қабілетін өлшеу кезінде номиналды жэне тиімді өткізу қабілетін шектеудің ешқандай мағынасы жоқ. Жергілікті желілердің арналық деңгейінің бүкіл хаттамалары бір тіркелген номинал өткізу қабілетін ұстап тұрады: Еіһетеі — 10 Мб/с, ТокепЯіп§ — 16 Мб/с (4 Мб/с ескі жабдықтармен сыйысушылық үшін ұсталып тұруы мүмкін), ҒВБІ, ҒазіЕіһетеІ жэне ІООУО- АпуЬАХ — 100 Мб/с. АТМ хаттамасы ғана эртүрлі номинал биттік жылдамдықтармен — 25,155 жэне 622Мб/с жұмыс істеуі мүмкін, соған қарамастан бір жылдамдықтан екінші жылдамдықка ауысу коммутаторлар немесе маршруттаушылар интерфейстерін немесе желілік адаптерлерді ауыстыруды талап етеді. Сондықтан, егер желілер жұмысын жаксарту үшін хаттаманың номинал өткізу кабілетімен нұсқаларды өзгерткіміз келсе, онда бір хаттаманы екінші хаттамамен ауыстыру қажет болады — бұл мүмкін іс шара, бірақ айтарлықтай материалдық жэне физикалық шығындарды талап етеді. Ортага енууақыты хаттаманың өзінің логикасымен, сол сияқты желілердің жүктелушілік дэрежесімен анықталады. Жергілікті желілерде эзірге кадрды беру құқығын алу үшін белгілі бір рәсімдерді орындауды талап ететін деректерді берудің бөлінетін ортасы басымдық етеді. ЕіһетеІ жэне ҒакіЕіһетеІ хаттамаларда С8МА/СБ, коллизияларды анықтаумен кездейсоқ ену алгоритмі, ал ТокепЯіп§ жэне ҒОЭІ хаттамаларда — токен детерминацияланған түрде беруге негізделген алгоритм пайдаланады. 1 ООУО-АпуЕАХ жаңа стандарт ӘетапсіРгіогіІу ену алгоритмін пайдаланады жэне сол жағдайда оған ену туралы мәселені шешуді орталык элемент — кон- центратор қабылдайды. Ортаға ену уақыты енудің номинал уацытынан жэне енуді күту уақытынан қалыптасады. Енудің номинал уақыты жүктелмеген ортаға ену уақыты ретінде анықталады, сол уақытта торап өзге тораптармен бәсекелеспейді. Жүктелмеген ортаға кірудің но- минал уақытының ТокепЯіп§ жэне ЕООІ хаттамалары Еіһетеі |
хаттамасының тиісті уақытынан 5-10 есе артып кетеді, өйткені Еіһегпеі жүктелмеген желілерде станция іс жүзінде тез арада кіруге мүмкіндік алады, ал ТокепК.іп§ желілерінде ол ену маркерінің келуін күтуі тиіс.
Ортаға кірудің өзге құраушы уақыттары — күту уақыты — бір мезгілде бірнеше жүмыс жасайтын станциялар арасындағы беру, орталардың бөлінуінен туындайтын кешіктірулерге тәуелді болады. Күту уақыты ену алгоритміне, сол сияқты орталардың жүктелушілік дэрежелеріне тәуелді болады, эрі күту уақытының желілердің жүктелушілік дэрежелеріне (пайдалану коэффициентіне) тәуелділігі басым көпшілік хаттамалар үшін экспоненциялдық сипатқа ие бо- лады. Пакет мөлшері түбегейлі түрде хаттаманың өткізу қабілетіне, ягни желілердің өнімділігіне әсер етуі мүмкін. Нақты хаттама пакетінің өлшемі эдетте хаттамадағы стандартта анықталған деректер өрісінің (МахітигаТгапзІегІІпіі, МТЕІ) ең үлкен мәнімен шектелген. Жергілікті желілердің хаттамалары мынадай МТИ мэніне ие: • Еіһегпеі, Ғазі Егһегпеі — 1500 байт; • ТокепК.іп§ 16-16 Кбайт (әдетте 4К мэні үнсіз белгіленеді, бірақ оны үлкейтуге болады); • ҒВБІ — 4Кбайт; • ЮОҮО-АпуЬАЫ — 1500 байт, Еіһегпеі пайдалану кезінде жэне ТокепКіп§ кадрларын пайлану кезінде 16К; • АТМ — 48 байт. Желіліктен бастап жоғары деңгейлердің хатгамалары өзінің пакеттерін арналық деңгейдің хатгамалар кадрларына инкапсулдайды, сондықтан арналық деңгейдегі шектеу бүкіл деңгейлердегі хаттамалар үшін пакеттің ең үлкен өлшемін жалпы шектеу болып саналады. Кадрдың өлшемін арттыру, желілердегі деректер сирек бұрмаланган немесе жоғалып кеткен жағдайда, яғни желілердің орнықты, сенімді жұмысы кезінде ғана желілердің өткізу қабілетін арттыратынын атап. өту қажет. Бұган керісінше жағдайда па- кет өлшемін ұлғайту өткізу қабілетін арттыруға емес, қайта төмендетуге әкелуі мүмкін, өйткені ақпараттардың үлкен порция- лары қайталанып берілетін болады. Деректерді бұрмалаудың эрбір деңгейі үшін, желілердің өткізу қабілеті ең үлкен болатын пакеттің ұтымды өлшемін таңдап алуға болады. |
Пакеттің ең үлкен өлшемі ғана өткізу қабілетін арттыру үшін алғышарттар жасайды, өйткені деректер өрісінің берілген ең үлкен шамасы пайдаланылады ма, элде жоқ па деген қосымшаларға тәуелді болады. Егер, мысалы, қосымша деректер қорымен жұмыс жүргізіп, серверге сұратуларды жіберетін болса (жауап ретінде бір қысқа жазбалар ала отырып), онда 4 немесе 16 Кбайт деректер өрісінің ең үлкен өлшемі желілірдің өткізу қабілетін арттыруға ешқандай да көмектесе алмайды. Өлшемі бірнеше мегабайт мультимедиялық файлды қайта жіберу үшін файлдық серверге қосымшаны жолдау кезінде 16 К бойынша бөліктермен қайта жөнелту мүмкіндіктерінің болуы 1500 байт бойынша бөліктермен файлды қайта жөнелту нұсқасымен салыстырғанда желілердің өткізу қабілетін сөзсіз арт- тырады.
Деректердің қайта жөнелтілетін порцияларының өлшемін баптау әдетте хаттамалар стегінің транспорттық деңгейінде жүзеге асады жэне егер қосымшаны әзірлеуші осындай мүмкіндікті қарастырса, онда қолданбалы деңгейде де жүзеге асады. Үлкен өлшемдердегі пакеттермен жүмыс істеу тақырыптың қызметтік ақпаратына жүмсалатын үстеме шығыстарды азай- ту есебінен ғана желілердің өнімділігі арттырылмайды. Үлкен пакеттерді пайдалану кезінде кадрлармен жэне пакеттермен жұмыс жасайтын коммуникациялық құрал-жабдықтың, яғни көпірлердің, коммутаторлардың жэне маршруттаушылардың өнімділігі артады. Бұл ақпараттардың бір көлемін беру кезінде пайдаланылатын үлкен пакеттердің саны кіші пакеттердің санына қарағанда айтарлықтай аз болатындығынан жүзеге асады, өйткені коммуникациялық құрал-жабдықтар эр пакетті өңдеуге белгілі бір уақыт жоғалтады, сондықтан үлкен пакеттерді пайдалану кезінде көпірлердің, коммутаторлардың жэне маршруттаушылардың пакеттерді алдыға жылжытудағы уақыттық шығындары аз болады. Желілердің өнімділігі құрамды гетерогендік желілердің эртүрлі бөліктеріндегі кадрдың ең үлкен өлшемінің келісімсіздігінен күрт төмен түсуі мүмкін. Осындай желілер бөліктерінің эрбірінде өзінің МТІІ тағайындалуымен арналық деңгейдің өз хаттамасы пайдаланыл- са, онда МТІІ эртүрлі мэндерін келісу проблемасын МТЕІ үлкен мэнімен желілерден МТІІ ең кіші мэнімен желіге беру кезінде туын- дауы мүмкін. |
Жергілікті желілердің арналық деңгейіндегі бүкіл қолданылатын хаттамалар оларды кейін бастапқы кадрға күрастыратын кадрлар- ды динамикалық фрагменттеу мүмкіндіктерін қарастырмайды. Пакеттерді фрагменттеу атқарымдары желілік деңгейдің хаттамала- рында ғана жүзеге асырылған жэне барлығындай емес — жергілікті деңгейдің неғұрлым кең таралған хаттамаларынан ІР хаттамасы ғана динамикалық фрагменттеу атақырымын қолдайды. Сондықтан МТСІ эртүрлі мэндерінің желілер арасында кадрлар беру кезінде туын- дайтын проблеманы екі тәсілмен шешуге болады — я ІР-пакеттері МТІІ арналық хаттамада орналасатындай түрде фрагменттелетін ІР-маршруттаушылар қолдану жолымен, я гетерогендік желілерде қолданылатын хаттамалардың бүкіл жиыны бойынша ең аз МТСІ тең мәндерге дейін бүкіл құрамды желілерде МТТІ шектеу жолымен.
Тіпті, егер оңтайландыру өнімділік өлшемі бойынша ғана жүргізілетін болса, ал шешу құны назарға алынбайтын болса, сон- дай кездің өзінде осы нұсқалардың бірін таңдау анық болмайды. Маршруттаушылар, жалпы айтқанда өте тез жұмыс істемейді, ал фрагменттеуді орындау пакеттерді жылжытуды қосымша кешіктіруге әкеледі. Сондықган құрамды желілердің жекелеген бөліктерінде МТСІ бірегей мәндерін пайдалану кезінде ұзындықтары үлкен пакеттерді пайдалану есебінен алынған өткізу қабілеттеріндегі ұтыс, фрагменттеу операциясын орындайтын маршруттаушылармен пакеттерді жылжытуды кешіктірумен байланысты жүзеге аспауы мүмкін. Егер гетерогендік желілер жұмысының жылдамдығы өте маңызды болса, онда ең жоғары өнімділікке жету үшін натуралдык немесе еліктемелік модельдеудің екі тэсілін, яғни МТЕІ фрагменттеу жэне шектеу тэсілдемелерін қолдану кажет. Қолданбалы деңгейдегі көптеген косымша мен хаттамалар құрамды гетерогендік желілерде талап етілетін сервермен дерек- тер алмасуға мүмкіндік беретін МТЕІ осындай мэнін динамикалык түрде табуға мүмкіндік береді. Пакет құрамды желілер бойынша ұзақ сапар шегуі мүмкін екенін анықтайтын параметр желілік деңгейдің көптеген хаттамаларында қолданылады. ІР хаттамасында бұл параметр Тіте-То-Ьіүе, ТТЬ (Өмір уақыты), ІРХ — Оізіапсе (Қашықтык) хаттамасы деп аталады. Бұл параметр желілік хаттама тақырыптарын өңдейтін маршрут- таушылар желілер бойынша пакет қалай ұзак орын ауыстырғаны, аталған маршруттаушыға қалай келгені туралы ақпаратқа ие болу |
үшін пайдаланылады. Егер пакет желілер бойынша тым ұзақ уакыт сапар шегетін болса, онда ол қандай да бір себеп бойын- ша «адасты» деген үлкен ықтималдыққа ие болады. Желілер бо- йынша пакеттердің дұрыс емес орын ауыстыру себептері мына- лар болуы мүмкін: өз кезегінде кестелерді қолымен құру кезінде әкімшілердің қателік жіберу салдарынан, я маршруттық ақпараттар алмасу хаттамаларының жетілмегендігінен кейбір маршруттаушы- ларда маршруттау кестелері мэнінің дұрыс болмауы, мысалы, К.ІР хаттамасының кейбір уақытта желілер күйінің өзгеруі — байланыс арналарының істен шығуы, істен шығу, өзге маршруттаушылардың пайда болуы немесе ажыратылып қапуы кезінде жұмыс істеуі орнықсыз болады.
«Адасқан» пакеттер арналардың және маршруттаушылардың өткізу қабілетінің бір бөлігі босқа жұмсалмас үшін, маршруттаушы- лар арқылы желілерден жойылады. ІР хаттамасындағы ТТЬ өрісі жөнелтуші тораппен кейбір нөлдік емес мэнге орнығады, ал маршруттаушылар пакетті жылжыту кезінде әдетте оны 1-ге кішірейтеді. Егер мэнді азайтқаннан кейін ТТЕ өрісі 0-ге тең болса, сол жағдайда пакет желілерден жойылады. ІРХ хаттамасында Оікіапсе өріс басқаша өңделеді — жөнелтуші торап оны 0-ге орнықтырады, ал эрбір маршруттаушы оны 1-ге өсіреді. Осы өрістің мэні 16-ға жеткен кезде пакет желілерден жой- ылады. ІР хаттамасы бойынша жұмыс жасайтын желілердегі уақыт өрісінің бастапқы мэні, желілер жұмысының өнімділігі мен сенімділігіне эсер ететін баптауға болатын параметр болып са- налады. ТТЬ өрісінің бастапқы мэнін ұлғайту кезінде пакет- тер аралық желілердің үлкен санын қиып өтуі мүмкін, демек кез келген абоненттің үлкен желілерге пакетті ойдағыдай жеткізу ықтималдығы артуы мүмкін, яғни жолда лақгырылған пакеттердің «оған дейінгі жетпегендерінің» үлесін азайту есебімен өнімділік арт- тырылуы мүмкін. Бірақ бұл ретте желілерде желілердің өнімділігін төмендететін «адасқан» пакеттердің үлкен саны бар болуы мүмкін. Бастапқы мәнді таңдау бойынша жай ұсынымдар нәтижесінде ІР хаттамасында ТТБ өрісі болмайды — бүл мэнді натуралды экспери- менттеу немесе модельдеу жолымен баптауға жатады. Жалғауды орнатумен айналысатын хаттамалар, әдетте алушыға пакеттердің дұрыс жеткізілуін қадағалайды жэне бұрмаланған не- |
месе жоғалып қалған пакеттерді кайыра беруді ұйымдастырады. Жалғау шеңберлерінде эрбір пакетті беру дұрыстығы алушының түбіртегімен расталуы тиіс. Квитирлеу — бұл сенімді байланысты қамтамасыз етудің дэстүрлі әдістерінің бірі.
Бұрмаланған деректерді қайыра беруді ұйымдастыруға мүмкіндік болуы үшін жөнелтуші берілетін деректердің — пакеттердің бірліктерін нөмерлейді. Әр пакет үшін жөнелтуші, қабылдаушыдан оң түбіртекті — алғашқы пакет алынғандығы жэне ондағы дерек- тер дұрыс болғандығы туралы хабарлайтын қызметтік хабарды күтеді. Бүл күту уақыты шектелген — эрбір пакетті жөнелту кезінде хабарлағыш таймерді іске қосады, егер сол уақыт өткеннен кейін оң түбіртек алынбайтын болса, онда пакет жоғалған болып саналады. Кейбір хаттамаларда қабылдаушы пакетті бұрмаланған деректермен алған жағдайда, теріс түбіртекті — аталған пакетті қайыра беру қажет екенін көрсететін анық нұсқауды жөнелтуі тиіс. Оң жэне теріс түбіртектермен алмасу үдерісін ұйымдастыруда екі тәсілдеме: бос тұрып қалу жэне «терезені» ұйымдастыру тәсілдемелері қолданылады. Бос тұрып қалу эдісі кадрды жіберген көз қабылдаушыдан түбіртекті алуын күтетінін жэне содан кейін ғана барып келесі кадр- да жөнелтетінін (немесе бұрмаланғанды қайталағанын) талап етеді. 52-суреттен көрініп тұрғандай, бұл жағдайда деректерді алмасу өнімділігі айтарлықтай төмендейді, таратқыш келесі кадрды оның алдындағыны жөнелткеннен кейін бірден жөнелте алатын болса да, ол түбіртектердің келуін күтуге міндетті. |
Бос тұрып Бос тұрып Бос тұрып Бос тұрып |
52-сурет. Қабылдағыштардың бос тұрып қалуымен квитирлеуді жүзеге асыру |
тайм-аут |
а) тайм-ауттан аздау, түбіртекті күту |
б) тайм-аутган үлкен, түбіртекті күту уақыты 53-сурет. Хаттаманың жұмысына тайм-ауттың әсері
Түзетулердің осы эдісі үшін өнімділікті төмендету, эсіресе байланыстардың жылдамдығы төмен арналарында, яғни аумақтық желілерде ерекше байқалады. Бос тұрып қалулар түбіртектерімен алмасу эдісі бір параметрге түбіртектерді күту тайм-аутының шамасына ие болады. Кезекті пакетті жөнелту кезінде түбіртектерді күту таймері енгізіледі, егер белгіленген тайм-аут өтіп кетсе, ал түбіртек келмеген болса, онда пакет немесе түбіртек жоғалған болып есептеледі жэне расталмаған пакетті (53-сурет) қайыра беру ұйымдастырылады. Тайм-аут шамасы — бұл көздің бос тұрып қалу алгоритміне сәйкес жұмыс жасайтын хаттамаларды баптаудың негізгі параметрі. Тайм-ауттың тым кіші мэні өткізу қабілетінің қажетсіз төмендеуін туғызуы мүмкін. Бұл пакеттердің ағындарын баяу өңдейтін, артық |
жүктелген маршруттаушылар жүмыс жасайтын үлкен кұрамды бөліктер болуы мүмкін. Егер пакеттер беруді кешіктіруі тайм-аут мэнінен артып кететін болса, онда алғашқы тарап, шындығында жоғалмаған, белгіленген торапқа дейін баяу жүріп келген пакеттерді қайыра беретін болады.
Тайм-аут шамаларын таңдау кезінде байланыстардың физикалык желілерінің жылдамдығы мен сенімділігі олардың үзақтығы мен көптеген осыған ұқсас баска да факторлар ескерілуі тиіс. Хаттамада ТСР, мысалы, тайм-аут, мынадай идеяларды ұсынатын аса күрделі адаптивті алгоритмнің көмегімен анықталады: Сегментті жөнелту мезетінен оның кабылдауына (айналым уақыты) түбіртектер кел- генге дейінгі уакыт эрбір жіберу кезінде белгіленеді. Айналым уақытының алынатын мэні, алдындағы өлшеуден соңғы өлшеуге дейін өсетін, салмақты коэффициенттермен орташаландырылады. Бұл, соңғы өлшеулердің эсерін күшейту үшін жасалады. Кейбір коэффициентке көбейтілген айналымның орташа уақыты тайм-аут ретінде таңдалады. Тэжірибе көрсеткендей, осы коэфициенттің мэні 2-ге артуы тиіс. Айналым уакыты аса шашыраңқы желілерде тайм- аутты таңдау кезінде осы шамалардың дисперсиясы таңдалады. Тайм-ауттардың үлкен мәндері кезінде, түбіртектерді күтуге кет- кен уақыт шығыны аса үлкен болуы мүмкін жэне желілердің өткізу қабілеті ондаған есе төмендеуі мүмкін. Көптеген хаттамалар өзінің өткізу қабілетін арттыру үшін сырғымалы терезе тетігін пайдаланады. Оған аумақтық желілерде пайдаланылатын, НОЬС топтарындағы ЬАР-В, ЬАР-0 жэне ЬАР-М сияқты белгілі хаттамалар, қазіргі модемдерде жұмыс жасайтын, У.42 хаттама, 8РХ, ТСР хаттамалары жэне қолданбалы деңгейдегі көптеген хаттамалар жатады. ТСР хаттамасындағы квитирлеу алгоритмін жүзеге асы- ру ерекшелігі мынада: ТСР хаттамасында берілетін деректердің бірліктері сигмент болып саналса да (пакеттің өзге атауы), терезе, жоғарғы деңгейден келіп түсетін, ТСР хаттамасымен буферленген деректердің кұрылымданбаған ағынының нөмірленген байтының жиынымен анықталады. Сегментті алушы түбіртектер ретінде, алынған сегментте байттың ең үлкен нөмірінен артып кететін бірліктегі санды орналастыра- тын жауап хабарды (сегментті) салып жібереді. Егер терезе өлшемі \Ү-ға тең болса, ал соңғы түбіртек N мәнінен тұрса, онда жөнелтуші, |
кезекті сегмент Ы+\Ү нөмірмен байтқа дэл түскенге дейін жаңа сегментті жібере беретін болады. Бүл сегмент терезе шеңберінің сыртына шығып кетеді және бұл жағдайда сегментті беруді келесі түбіртек келгенге дейін тоқтата тұру қажет.
Терезе шамасын адаптивті өзгерту, сондай-ақ ТСР хаттамасының ерекшелігі болып саналады. Өзге хаттамалардың басым көпшілігінде терезе өлшемін экімші белгілейді жэне оның жұмыс үдерісінде хаттаманың өзімен өзгермейді. Терезенің өлшемін өзгерте оты- рып, желілерді жүктеуге эсер етуге болады. Терезе неғұрлым үлкен болса, расталмаған деректердің соғұрлым үлкен порциясын желіге жіберуге болады. Егер желі жүктемемен жұмыс жасауға қабілетті болмаса, онда аралык тораптарда — маршруттарда жэне түпкі торап- тар — компьютерлерде кезектер пайда болады. Түпкі тораптың кабылдау буфері аса толып кеткен кезде ТСР- дың «артық жүктелген» хаттамасы түбіртекті жөнелте отырып, оған жаңа, терезенің кішірейтілген өлшемін сыйғызады. Егер ол кабылдаудан мүлдем бас тартса, онда түбіртектерде нөлдік өлшемдегі терезе көрсетіледі. Бірак, тіпті осыдан кейін қосымша қабылдаудан бас тарткан портқа хабар жөнелтуі мүмкін. Бұл үшін хабар «жедел» белгісімен қоса жіберілуі тиіс. Осындай жағдайда егер тіпті бұл үшін буферден онда осыған дейін болған деректерді ығыстырып шығаруға тура келсе де, порт сегментті қабылдауға міндетті. Терезенің нөлдік мәнімен түбіртектерді қабылдағаннан кейін хаттама-жөнелтуші уакыт өткен сайын деректермен алмасуды жалғастыруға бакылау талпыныстарын жасайды. Егер хаттама- қабылдаушы ақпаратты қабылдауға дайын болса, онда бақылау сұранымына жауап ретінде ол терезенің нөлдік өлшемін көрсете отырып, түбіртекті жібереді. Маршруттаушыларда буферлердің артық толтырылуы желінің артык жүктелуінің тағы бір көрінісі болып саналады. Осындай жағдайларда ол, баскарушы хабарды кейбір түпкі тораптармен жібере отырып, терезенің өлшемін бір орталыктан өзгертуі мүмкін жэне бұл оның желілердің эртүрлі бөліктерінде деректер ағынының интенсивтілігін саралап (диффе- ренциалды) басқаруға мүмкіндік береді. Жергілікті желілердің кез келген арнасының өткізу қабілеті пайдаланылатын арналык хаттаманың ең жоғары тиімді өткізу қабілетімен шектеледі. Егер осы өткізу кабілетінің бір бөлігі |
пайдалануға арналған деректерді беру үшін емес, қызметтік трафикті беру үшін пайдаланылса, онда желілердің тиімді өткізу қабілеті элі де кішіреймейтін болады. Әдетте желілердің қолжетімді өткізу қабілетінің кейбір бөлігін, жергілікті желілерде жұмыс істейтін хаттамалардың бүкіл стектерінің іс жүзінде ажырамайтын бөлігі болып саналатын кеңінен қолданылатын қызметтік трафик пайдалануға арналған деректерден алып тастайды.
Кадрлар мен пакеттерді кеңінен қолдану үшін жіберуді желілерде олардың сандық мекенжайларын есте сақтау көмегімен емес, пайда- ланушы үшін неғүрлым ыңғайлы символдық атауды пайдалану жо- лымен қорларды табуға болатын хаттамаларды пайдаланады. Олар- ды автоматты сканерлеу жэне пайдаланушыға символдық атаулары бар анықталған қорлардың тізімін беру желілерде қорларды іздеудің тағы бір ыңғайлы тәсілі болып саналады. Пайдаланушы желілердің ағымдағы қорларының — файл-серверлердің, деректер корлары серверлерінің немесе бөлінетін принтерлердің тізімін қарап шығып, пайдалану үшін олардың кез келгенін таңдай алады. Пайдаланушының қорларымен жұмыс жасауының келтірілген екі тәсілі әдетте кеңінен қолданылатын трафиктің кандай да бір түріне негізделеді, сол уақытта желілерді қарап шығуды жүзеге асыратын торап желілерде қандай да бір серверлердің бар бо- луын сүрататын кеңінен қолданылатын мекенжаймен сол арқылы сұратуды жөнелтеді. Осындай сұратуды алған сервер сұратушы торапқа өзінің дэл мекенжайын хабарлайтын жэне сервер көрсететін қызметті сипаттайтын жөнелтілген пакетпен жауап береді. Тэжірибеде жергілікті желілерде пайдаланылатын барлық хат- тамалар кеңінен қолданылатын мекенжайды қолдайды (АТМ хат- тамаларынан өзге). Барлық (111…1111) бірліктерден тұратын ме- кенжай Еіһешеі, ТокепКіп§, ҒБОІ, ҒазіЕіһешеі, ІООУО-АпуЬАЫ хаттамалар үшін бір мағынаға ие болады: осындай мекенжайы бар кадрды желілердің бүкіл тораптары қабылдауы тиіс. Кеңінен қолданылатын мекенжайдың тұрақты сипаты мен ерекше түрімен байланысты апаратуралардың (желілік адаптер, қайталағыш, көпір, коммутатор немесе маршруттаушы) қате жұмыс істеуі нэтижесінде оны беру ықтималдығы аса жоғары болады. Кейбір уақытта қате кеңінен қолданылатын трафик жоғары деңгейлердегі хаттамалардың атқарымдарын жүзеге асыратын бағдарламалық қамтамасыз етудің жаңылыс жұмысы нәтижесінде беріледі. |
г Арналык деңгейдің кеңінен қолданылатын трафигі пассивтік кабельді жүйемен немесе бірнеше қайталағыш/концентраторлармен пайда болған сегмент шектерінде ғана емес, сонымен бірге көпірлерді және коммутаторларды пайдалана отырып кұрылған желілер шектерінде таралады. Осы қүрылғылардың жүмыс кағидаттары олар- ды кеңінен колданылатын мекенжаймен барлык порттарға (кадр кай жақтан келді, содан өзге) беруді міндеттейді. Кеңінен колданылатын графикті өңдеудің осындай тэсілі қайталағыштардың, көпірлердің жэне коммутаторлардың көмегімен бір-бірімен байланыскан бүкіл гораптар үшін бүкіл клиенттер мен серверлер бір-бірін «көретін» жалпы желілердің эсерін туғызады.
Әдетте хаттамалар кеңінен колданылатын трафик деңгейі желілердің жалпы өткізу кабілетінің шамалы үлесін кұрайтындай түрде жобаланады. Кеңінен қолданылатын трафиктің калыпты деңгейі желілердің 8-10% өткізу қабілетінен артып кетпеуі тиіс деп есептеледі. Бірак 5%-дық шекке жеткен кезде кеңінен қолданылатын трафиктің ең үлкен үлесін беретін тораптарға талдау жүргізу дұрыс деп саналады жэне олар қайта конфигурациялауды қажетсінуі мүмкін. Кеңінен қолданылатын пакеттердің эрбір хатта- ма көзі көбінесе тұрақты интенсивті кеңінен қолданылатын трафигін туғызады, өйткені желіге белгілі бір уақыт аралығында белгіленген өлшемдегі пакеттерді жібереді. Желілердегі кеңінен қолданылатын трафиктің жалпы интенсивтілігі екі фактормен — осындай трафик көздерінің санымен жэне эрбір көздің орташа интенсивтілігімен анықталады. Жергілікті желілердің хаттамалары кеңінен қолданылатын трафикті беретін компьютерлердің шағын саны- мен салыстырылған есеппен, сондай-ақ сол уақыттағы үстел үстіндегі компьютерлердің жэне шағын компьютерлер файлдык сервисінің кажеттіліктерімен салыстыру бойынша жергілікті желілер арналарының өткізу кабілетінің үлкен қорын (запасын) (ЮМб/с) ескере отырып, 80-шы жылдарының басында әзірленді. Сондықтан жергілікті желілерде — МоуеШ^еіЛУагеІРХ/БРХ жэне стек МеіВІ08/8МВ компанилар ІВМ жэне Місгозой — қолдану үшін ерекше жобаланған хаттамалар стектері, серверлердің ата- уы мен мекенжайларын есте сактаудың қажеті болмаған, пайда- ланушылар үшін аса жоғары ыңғайлылықтар жасау үшін кеңінен қолданылатын жіберулер (жөнелту) кеңінен пайдаланылды. Стек ТСР/ІР жергілікті желілердегі, сол сияқты арналарының |
жылдамдығы төмен жаһандық желілердегі кез келген жағдайларда жұмыс жасауды есептей отырып жобаланды. Сондықтан ТСР/ ІР кеңінен қолданылатын хабарлармен аса сирек, негізінен, ол қажет болған жагдайларда гана пайдаланылады. Бұл ТСР/ІР стекке тіпті жылдамдығы төмен арналардың өзінде түгелдіктің қолайлы деңгейіне кепілдік береді, сол уақытта ЫеІ\Үаге желілерде жаһандық арналардагы кеңінен қолданылатын деңгейі 20% қажетсіз цифрларға жетуі мүмкін.
Кеңінен қолданылатын трафиктің 20%-дан жоғары деңгейден артып кетуі кеңінен қолданылатын қаттьі дауыл (ЪгасІсазШогт) деп аталады. Бұл құбылыс аса қажетсіз, өйткені желілерді пайда- лану коэффициентін өсіруге, демек мәліметті күту уақытын күрт арттыруға әкеледі. Ілгеріде айтылғандай, көпірлер мен коммутаторлар порттарга қосылған желілердің, сегменттердің, арналық хаттамалардың кеңінен қолданылатын трафигінен оқшауламайды. Бұл үлкен желілер үшін проблемалар туғызуы мүмкін, өйткені кеңінен қолданылатын қатты дауыл бүкіл желіні «басып кетіп», тораптардың қалыпты жұмысын бұғаттайтын (блокировать) болады. Маршруттаушылар қатты да- уыл жолындағы кеңінен колданылатын сенімді тосқауыл болып са- налады. Маршруттаушының жұмыс қағидаттары (принцип) одан бүкіл порттар арқылы кеңінен қолданылатын мекенжай (адрес) мен кад- рларды жіберуді міндетті түрде талап етпейді. Маршруттаушы кад- рды жылжыту туралы шешім қабылдау кезінде арналық деңгейдегі емес, желілік деңгейдегі тақырып ақпараттарын басшылыққа алады. Сондықтан арналық деңгейдегі кеңінен қолданылатын мекенжайды маршруттаушылар елемейді. Желілік деңгейде, сондай-ақ түгелдік мекенжай қолданылады, бірақ бұл мекенжай шектеулі әрекетке ие — осындай мекенжайы бар пакеттер барлық тораптарга бір желілер шектерінде ғана жеткізілуі тиіс. Осымен байланысты мұндай мекенжайлар шектелген кеңінен крлданылатын мекенжайлар (Iітііес/һгоасіса.чі) деп аталады. ІР жэне ІРХ желілік деңгейлерінің неғұрлым белгілі хаттамалары осындай ережелер бойынша жұмыс жасайды. Бірақ желілердің қалыпты жұмысы үшін көбінесе бүкіл құрамды желілер шектерінде кейбір типтегі пакеттерді кеңінен қолданысқа берудің қажетті мүмкіндігі талап етіледі. Мысалы, |
ЫеіЛҮаге желілердегі 8АР сервистері хабарламасы хаттамасының пакеттерін өзге желілердегі серверлерге клиенттердің қатынаса ала- тындай болу үшін маршруттаушылармен жалғанған желілер ара- сында беру талап етіледі. Атап айтқанда, Ыоуеіі компаниясының №і\Уаге операциялық жүйесінде жүзеге асырған маршруттау- ды бағдарламалық қамтамасыз етуі осылай жұмыс атқарады. Осы қасиетті ұстап тұру үшін тәжірибеде аппараттық маршруттаушы- ларды шығарушылардың бүкілі, сондай-ақ 8АР трафигінің кеңінен берілуін қамтамасыз етеді. Осындай ерекшелік 8АР хаттамасы үшін ғана емес, сонымен бірге желілерде сервистерді автоматты іздеу атқарымдарын орындайтын немесе желілер жұмысын оңайлататын өзге пайдалы атқарымдарды орындайтын көптеген басқа да қызметтік хаттамалар үшін жасалады.
Желілердіңтораптар арасындағы байланыстартопологияларының өзгеру мүмкіндігі желілік біріктіргішке (интеграторға), тұтастай алғанда желілердің, сол сияқты жекелеген учаскелердің өткізу қабілеттерін арттыру үшін кең мүмкіндіктер береді. Тіпті байланыс арналарының тіркелген өткізу қабілеттері кезінде қандай да бір то- раптар арасында екі баламалы арналардың болуы осы тораптардың өзара әрекет етуі кезінде желілердің өткізу қабілетін бірден екі есе арттырады. Қайталағыштарды/концентраторларды ғана пайдаланатын жергілікті желілер толықтай анықталған топологиялар бойынша құрылуы тиіс — жалпы шиналары, сақиналары немесе жұлдыздары пайдаланылатын базалық желілік технологиялармен (Еіһетеі, ТокепКіп§ жэне т.б.) анықталады. Бірақ көпірлерді, коммутаторларды немесе маршруттаушыларды пайдалану кезінде, стандарттыдан өзгешеленетін неғұрлым күрделі топологияларды пайдалану мүмкіндігі пайда болады. Желілердің дэл келетін топологияларын таңдау, желілердің тар орындарындағы (өткізу қабілетіне катысты) көптеген проблемаларды шеше алады. Бұл қосымша байланыс арналарының болуымен ғана емес, соны- мен бірге осындай жағдайда желілердің бүкіл тораптар арасын- да бөлінетін бір жалпы ортаның емес, өткізу қабілеті желілердің аталған сегментінің арасында ғана бөлінетін, бір жалпы ортаны құрайтын жағдайына байланысты болады. Көпірлер, коммутаторлар және маршруттаушылар сияқты осындай коммуникациялық құрылғылардың өнімділігі сөзсіз |
түрде желілердің өткізу қабілетіне үлкен әсер етеді. Бұл өнімділік желіге аталған типтегі құрылғыны орнату нэтижесінде пайда бо- латын желілер бөліктері арасындағы сегмент аралық немесе желі аралық трафикті беру үшін жеткілікті болуы тиіс. Көпірлердің, коммутаторлардың немесе маршруттаушылардың кадрларды не- месе пакеттерді жоғалту желілердің өткізу қабілетін айтарлықтай төмендетуге экеледі, эсіресе, жоғалған пакеттерді қалпына келтіру түбіртектерді күтудің тайм-аутының үлкен мәндерімен хаттама арқылы жүзеге асырылады.
Ішкі желілердің кайталағыштары мен концентраторлары деректерді берудің бөлінетін орталары үшін әзірленген базалық технологияларды жүзеге асырады. Коаксиальдік кабельдегі Еіһетеі технология осындай технологиялардың классикалық түрі болып саналады. Осындай желілердің бүкіл компьютерлері коаксиальді кабельдің сегментімен құрылған байланыс арнасының уақыт бо- йынша бір арнасын бөледі. Қандай да бір компьютермен электр кадрын беру кезінде бүкіл қалған компьютерлер хабарлағышпен тұрақты биттік синхронизмде бола отырып, оны жалпы коаксиальдік кабель бойынша қабылдайды. Осы кадрды беру уақытында ешқандайда өзге ақпараттармен желілерде алмасуға рұқсат етілмейді. Жалпы кабельге кіру тэсілі арбитраждың күрделі емес бөлінген тетігімен басқарылады — егер кабельде ақпараттық дабылдар болмаса кадрды беру құқығына ие болады, ал кадрларды бірнеше компьютерлермен бір мезгілде беру кезінде коллизия деп аталатын тораптар кабылдагыштарының сұлбалары осы жағдайды танып жэне өңдей алады. Сондай-ақ кол- лизияларды өндеу де қиын емес — бүкіл деректерді беретін тораптар өз кадрларының биттерін кабельге қоюын тоқтатады жэне кадрды кездейсоқ уақыт аралығында беруге талпыныс жасауды қайталайды. Еіһешеі желілерінің жалпы арнасына қосылу кезінде эрбір то- рап желілер жұмысының жалпы уақытының біршама үлесі ішінде ғана ІОМб/с оның өткізу қабілетін пайдаланады. Тиісінше, торапқа арнаның өткізу қабілетінің осы үлесі дэл келеді. Тіпті, егер барлық тораптар арна жұмысы уақытының теңдей үлесін алады жэне уақыттың өнімді емес шығындары жоқ деп ықшамдап санайтын болсақ, онда желілерде N тораптардың болған кезінде бір торапқа 1ОЛЧГ Мб/с өткізу қабілеті гана келеді. N үлкен мәндері кезінде әрбір торапта бөлінетін өткізу қабілеті соншалықты аз шама болып |
шығатыны анық, қосымшалар мен пайдаланушылардың қалыпты жұмысы мүмкін болмайды. Желілік қорларға мэліметтердің кешіктірілуі қосымшалардың тайм-ауттарын арттырады, ал пайда- ланушылар желілердің үн қатуын үзақ күтетін болады.
Еіһетеі технологияларда қабылданған деректерді беру ортасы- на қатынау алгоритмінің кездейсоқ сипаты жағдайды одан сайын қиындата түседі. Егер ортаға кіруге жасалған сұратулар тораптар мен уақыттың кездейсоқ мезеттерінде берілетін болса, онда олардың коллизиялардың туындау ықтималдығына жоғары интенсивтілігі, сондай-ақ арта түседі жэне арнаны тиімсіз пайдалануға экеледі: коллизияны анықтау уақыты мен оны өңдеу уақыты өнімсіз шығындарды құрайды. Сол уақыт ішінде арна нақты тораптың иелік етуіне беретін уақыт үлесі барған сайын азая түседі. Осыдан шамалы уақытқа дейін жергілікті жерлерде деректердің үлкен пайыздарын аударып алатын көбінесе бірнеше ондаған мега- байттан тұратын мультимедиялық қосымшалар сирек пайдаланыл- ды. Алфавиттік-цифрлық қызмет атқаратын қосымша айтарлықтай трафик жасаған жоқ. Сондықтан ұзақ уақыт бойы Еіһешеі сегмент- тер үшін эмпирикалық ереже қолданып келген болатын, ол бойынша бөлінетін сегментте 30 тораптан артық болмауы тиіс. Ендігі уақытта жағдай өзгерді жэне көбінесе 3-4 компьютер оның ІОМб/с ең жоғары өткізу қабілетімен жэне секундына 14880 кадрмен Еіһешеі сегментін толық жүктейді. Туындайтын коллизиялармен жэне бөлінетін сегментті айтарлықтай жүктеу кезінде оған енуді күтудің үлкен уақытымен байланысты шектеу, көбінесе кабельдерде электрдабылдарын орнықты беру тұрғысынан, стандартпен анықталған тораптардың ең үлкен санымен шектелгенге карағанда неғұрлым күрделі болып шығады. Есһетеі технологиясы жергілікті желілер технологияларына тэн шектеулерді көрсету кезінде мысал түрінде таңдалған болатын, өйткені осы технологияларда шектеулер неғұрлым анык көрінеді, ал олардың себептері айтарлықтай. Бірақ осындай шектеулер жергілікті желілердің бүкіл қалған технологияларына да тэн болып саналады, өйткені олар бір бөлінетін қор ретінде деректерді беру орталарын пайдалануға сүйенеді. Токепгіп§ жэне ҒОПІ сақинасы сондай-ақ бөлінетін қор режимінде ғана желілер тораптарын пай- далана алады. Еіһегпеі арнасынан өзгешелігі, мұнда мәлімет алу |
мүмкіндіпнщ маркерлік эдісі сақинаға мэлімет алудың мүмкшдігін берудің детерминацияланған кезектілігін аныктайтындығы болып табылады, бірак сакинаға бір тораптың мәлімет алу мүмкіндігін беру кезінде бүрынғысынша бүкіл қалған тораптар өз кадрларын бере алмайды жэне торапта мәлімет алу мүмкіндігі құқығына ие өзінің деректерді беруін аяқтағанға дейін күтуі тиіс.
Қайталағыштар мен концентраторларды пайдаланып қана құрылған жергілікті желілерді жалпы шектеу, осындай желілердің жалпы өнімділігі эрқашан да тіркелгендігінен жэне пайдаланылатын хаттаманың ең жоғары өнімділігіне тең екендігінен тұрады. Жэне бұл өнімділікті бүкіл құрал-жабдықтарды кымбат тұратын кұрал- жабдыктармен алмастырумен байланысты өзге технологияларға көшу арқылы ғана арттыруға болады. Қарастырылған шектеу бөлінетін арналарды жергілікті желілерде пайдалануға мүмкіндік беретін артықшылық үшін ақы болып сана- лады. Бұл артыкшылықтар айтарлықгай, сондықтан осындай типтегі технологиялар 20 жылға жуық колданылып келеді. Артықшылықтарға бірінші кезекте мыналарды жатқызу қажет: • желілер топологияларының қарапайымдылығы; • мүлтіксіз жұмыс жасайтын арматура мен стандарт шектеулерін сақтау кезінде кадрды мекенжайға (алушыға) жеткізу кепілдігі; • желілік адаптерлердің, қайталағыштардың жэне концентра- торлардың төмен құнын қамтамасыз ететін хаттамалардың қарапайымдылығы. Бірақ коммутаторлардың кайталағыштарды жэне концентратор- ларды ығыстырып шығаруының басталған үдерісі басымдыктардың өзгергендігі туралы айтуға мүмкіндік береді және желілердің жалпы өткізу кабілетін арттыру үшін пайдаланушылар концентраторлардың орнына коммутаторларды сатып алумен байланысты шығындарға баруға дайын. Жергілікті желілер технологиялар шектеулерін еңсеру үшін көп уақыттан бері коммутаторлардың атқарымдык орынбасушылары болып саналатын жергідікті көпірлер қолданыла бастады. Қазіргі желілерде коммутаторлар, жұмыс кағидаттары мен тәжірибеде қолдану бірдей деп айтуға болатын көпірлерді жергілікті желілерден ығыстырып шығарды. Көпір — бұл оларды аралық буферлеу көмегімен бір желіден екіншіге кадрларды беру аркылы екі жергілікті желілердің (сирек |
түрде бірнеше) өзара байланысын қамтамасыз ететін құрылғы. Көпірдің қайталағыштан өзгешелігі, екі біріктірілетін желілерде биттік синхронизмді колдануға ұмтылмайды. Мұның орнына ол желілердің эрбіріне қарым-қатынасы бойынша түпкі торап ретінде қатысады. Ол кадрды қабылдайды, оны буферлейді, кадрдың тағайындалу мекенжайын талдайды жэне алушыға жолданатын то- рап шынымен басқа желіге жататын жағдайда ғана, баскаға береді.
Кадрды өзге желіге беру үшін көпір оның бөлінетін ортасы- на кэдімгі тораптағы сияқты ережелерге сэйкес деректерді беруге мүмкіндік алуы тиіс. Осылайша, көпір бұл сегменттің трафигін кадрларды сүзгіден өткізе отырып, өзге сегменггің трафигінен оқшаулайды. Өйткені сегменттердің әрбірінен енді тораптардың аз санынан трафик жіберіледі, сондықтан сегменттерді жүктеу коэффициенті азаяды (54-сурет). Нэтижесінде эрбір сегменттің өткізу қабілеті артады, яғни желілердің жиын өткізу қабілеті артады. Желілердің эрбір сегменті коллизиялар домені, яғни барлық то- раптар бір мезгілде тіркелетін желілер учаскесі болып қалады және ол осы учаскенің қандай да бір жерінде болмасын коллизияға пай- даланылады. Бірақ бір сегменттің коллизиялары өзге сегменттегі коллизиялардың туындауына әкелмейді, өйткені көпір сегменттер арасында оларды трансляцияламайды. Еіһегпеі сегменттері коммутацияларының технологиясын жергілікті желілердің өткізу қабілетін арттыруға деген өспелі қажеттілікке жауап ретінде 1990 жылы Каірапа фирмасы ұсынған болатын. Бұл технология сегментгің бүкіл тораптары арасында бөлінетін байланыстар желілерін пайдаланудан бас тартуға және бүкіл оның порттарының жұптары арасындағы пакетгерді бір мезгілде беруге мүмкіндік беретін коммута- торларды пайдалануға негізделді. Көп портты аткарымдық коммутатор көп портты көпір ретінде, яғни арналық деңгейде жұмыс атқарады, кадрлардың тақырыптарын талдайды, мекенжай кестесін автоматты түрде құрады жэне осы кес- телер негізінде кадрды өзінің шығатын порттарының біріне қайта бағыттайды немесе буферден алып тастап, оны сүзгіден өткізеді. Келіп түсетін кадрларды параллель өңдеу оның жаңалығы болып табылады, сол уақытта көпір кадрдың сыртындағы кадрды өндейді. Коммутатор, әдетте, олардың эрбірі көпір алгоритмін орындай ала- тын кадрларды өндейтін бірнеше ішкі процессорларға ие болады. |
Порт Мекенжай |
54-сурет. Көпірді пайдалану кезінде трафикті локализациялау |
Осылайша, коммутатор — бұл ішкі параллелизм есебінен жоғары өнімділікке ие болатын мультипроцессорлық көпір.
Осы эффект 55-суретте кескінделген. Суретге өнімділікті артгыруға қатысты, 4-тің коммутаторға қосылған екеуі дерекгер 10 Мб/с жылдамдықпен Еіһетеі хаттама үшін барынша көбірек беретін, эрі олар осы деректерді коммутатордың қалған екі портына конфликтіге бармай, эрбір кіретін порттан өзінің шығатын портына беретін мінсіз жағдай бейнеленген. Егер коммутатор, тіпті кіретін порттарға кадрлардың келіп түсуінің аса жоғарғы интенсивтілігі кезінде, кіретін трафикті өндеуді үлгере алатын қабілетке ие болады, сондықтан келтірілген мысалдағы коммутатордың жалпы өнімділігі 2×10 Мб/с, ал N порттарда мысалды жинақтау кезінде — (N/2 )х 10 Мб/с құрайды. Коммутатор эрбір станцияға немесе сегментке, оның порттарына қосылған, хаттаманың бөлінген өткізу қабілетін береді деп айтады. |
1 |
Кэдімгі сегмент Еіһегпеі Өткізу қабілеті Станция |
10 Мб/с п |
Өткізу қабічеті Станция |
Ішкі өткізу ңабілеті 10*(п/2) Мб/с |
— 10Мб/с |
55-сурет. Бірнеше кадрларды бір мезгілде өңцеу есебінен желілердің өнімділігін арттыру
Жергілікті желілер үшін алғашқы коммутатор Еіһегпеі техноло- гиялары үшін кездейсок пайда болған жоқ. Еіһешеі желілерінің аса кеңінен танымалдылығымен байланысты анық себептерден өзге, одан маңызыдылығы төмен емес өзге себеп болды — бұл технология сегменттің жүктелуін артыру кезінде ортаға кіру мүмкіндігін күту уақытын арттырудан басқалардан көбірек зардап шегеді. Сондықтан ірі желілердегі Еіһегпеі сегменттер бірінші кезекте, Каірапа фирмасының коммутаторлары, содан кейін өзге компаниялардың коммутаторлары пайда болған желілердің тар орындарын жүктеу құралдарын қажетсінді. Кейбір компаниялар коммутациялар технологиясы мен өнімділікті арттыру үшін ТокепКіп§ сияқты жергілікті желілердің өзге технологияларын дамыта бастады. Өйткені ашық болатын көпір жұмысының алгоритмді коммутациялар технологияларының негізіне жатады, сондықтан коммутациялар қағидаты деректер алу мүмкіндігі әдісіне, пакет форматына жэне эрбір технологиялардың өзге бөлшектеріне тэуелді емес. Коммутатор, сол арқылы өтетін трафик негізінде желілердің түпкі тораптарының мекенжайын зерделейді, желілердің мекенжай кестесін құрады жэне содан кейін соның негізінде ТокепКіп§ немесе ҒОБІ желілерде сақинааралық беруді жүзеге асырады. Кез келген технологиялар желілеріндегі ком- мутатор жұмысының қағидаты коммутатор порттарының жұптары арасындағы кадрлардың бір мезгілде алға қозғалуын қамтамасыз ете отырып, өзгеріссіз қалады. Коммутаторды орнату кезінде желілердің өнімділігін арттыру |
жалпы жағдайда, мысалдағы сияқты сондай елеулі болмайды. Ком- мутатор жұмысының тиімділігіне көптеген факторлар әсер етеді жэне кейбір жағдайда, төменде көрсетілетіндей, коммутатор кон- центратормен салыстырғанда ешқандай да артықшылық бермеуі мүмкін.
Көпірлерге жэне коммутаторларға ұқсас маршруттаушылар желілердің бір бөлігінен екінші бөлігіне трафикті оқшаулайды жэне сол арқылы тұтастай алғанда желілердің өткізу қабілетін арттырады. Бұл ретте желілерді оқшалау дэрежесі көпірлерді жэне коммутатор- ларды пайдалану кезіндегіге қарағанда неғұрлым жоғары болады, өйткені маршруттаушылар желілер арасында кеңінен қолданылатын трафикті жэне тағайындалу мекенжайлары белгісіз кадрларды бермейді. Көпірлерді/комутаторларды қолдану жағдайындағы сияқты маршруттаушыларды пайдалану өткізу қабілетін азайтуы мүмкін, бұл мынадай жағдайда болады, егер маршруттаушының өнімділігі желіаралық трафиктің орташа итенсивтілігінен аз болып шығатын болса. Әдетте маршруттаушы өнімділігі коммутатордың өнімділігінен айтарлықтай аз болады — орташа маршруттаушы бір пакетті өқдеуге орташа коммутаторға қарағанда 5-10 есе көп уақыт жұмсайды. Сондықтан маршруттаушылар әдетте аса оңашаланған болып саналатын желілердің осындай фрагменттерін қосу үшін қолданылады жэне өте интенсивті емес желіаралық трафикті туғызады. Жоғарыда айталған бүкіл арақатынас коммутаторлардың өнімділігіне қойылатын талаптарды талқылау кезінде алынған бола- тын жэне маршруттаушылар үшін де дұрыс болады. Статикалық маршрутты екі нүктелер арасында ақпараттар беру үшін пайдаланылуы тиіс жалғыз жолды береді. Әкімші маршруттау кестелеріндегі статикалық маршруттарды беруі жэне конфигурациялауы тиіс жэне олар экімші жүзеге асырғанша өзгермейтін болады. Статикалық маршруттармен желілік орталар аса қарапайым түрде ұйымдастырылады жэне маршруттау топо- логияларында шамалы ғана өзгеріс болуы мүмкін шағын орталар үшін, әсіресе, дэл келеді. Нақты маршруттардың Місгозой \¥іпсіо\ү$ операциялық жүйелерде тұрақты маршруттар болып саналуы міндетті емес. Басқаша айтқанда, сіз маршруттың тұракты болып саналатынын |
жэне -р кілттің көмегімен қандай да бір себеп бойынша сервер артық жүктелген жағдайда статикалық маршруттау кестесіне таңылған бо- луы тиіс екенін нұсқап көрсетуіңіз қажет.
Олардың желілер күйінің өзгеруіне бейімделмейтіндігі статикалық маршрутталатын желілік орталардың негізгі кемшілігі болып саналады. Мысалы, маршруттаушыны немесе арнаны ажыра- тып тастаған жағдайда статикалық маршрут оларды қажетті алушыға беру үшін пакеттерді өзге маршруттаушыларға қайта бағыттауға мүмкіндік бермейді. Бүдан өзге біздің төңірегіміздегі қандай да бір желілерді қосу немесе алып тастау кезінде экімші маршруттаудың мүмкін сценарийлерін беруі жэне оларды тиісті түрде конфигура- циялауы тиіс. Сондықтан статикалық маршрутталатын (әсіресе, жекелеген өзгерістерге ұшырайтындар) желілік орталар неғұрлым ірі желілер үшін дэл келмейді. Статикалық маршруттау шағын желілік орталар үшін ғана дэл келетінін түсіну үшін экімшілік етуге жұмсалатын шығыстарды бағалау жеткілікті болады. Төмендегі жағдайлар кезіндегі ғана статикалық маршруттар эмпирикалық ереже ретінде пайдаланылады: • Үй кеңсесі немесе филиал; • Желілердің шағын санды желілік ортасы; • Жақын болашақта оны өзгерту болжанбайтын қосылыс (мы- салы, ақпаратты басқа тәсілмен маршруттауға болмайтын кездегі соңғы құрал ретінде пайдаланылатын маршруттаушы). Желілердің негізгі есебі — ЭЕМ-жөнелтушіден ЭЕМ-алушыға ақпараттарды тасымалдау. Көпшілік жағдайларда бұл үшін бірнеше алғышарттар жасалуы қажет. Жолдарды таңдау проблемасын марш- руттау алгоритмдері шешеді. Егер деректерді тасымалдау дейто- граммалармен жүзеге асырылса, оның эрбірі үшін бұл есеп тэуелсіз дербес шешіледі. Виртуалды арналарды пайдалану кезінде жолдар- ды таңдау осы арнаны қалыптастыру кезеңінде орындалады. Интер- нетте оның ІР-дейтограммаларымен бірінші нұсқа (егер виртуалды желілерді қарастырмайтын болсақ), ал І8ЭЫ жэне АТМ-де екінші нұсқа жүзеге асырылады. Маршруттау проблемаларын шешу үшін маршруттаушылар деп аталатын арнайы құрылғы қолданылады. Маршруттау екі параллель үдерісті түсіндіреді: маршруттық кестені дайындау жэне осы кестенің көмегімен дейтограмманы басқа алушыға жолдау. Маршруттық кестелерді кұру маршрут- тау хаттамалары арқылы немесе желілік экімші нұсқаулықтардың |
әсерімен жүзеге асырылады. Маршруттау алгоритмі: толық сенімділік, мінсіздік, тұрақтылық, қарапайымдылық жэне оңтайлылық сияқты толық анықталған қасиеттерге ие болуы тиіс. Соңғы қасиеті бір қарағанда солай болатын сияқты аса ашық, мөлдір емес, оңтайландыру қандай немесе қандай параметрлер бойын- ша жүзеге асырылатына қатысты болады. Бұл есептер кей уақытта қарапайым жергілікті желілермен салыстырғанда мүлде қарапайым бола бермейді.
Маршрутты оңтайландыру параметрлері. Оңтайландыру параметрлері арасында мэліметке кіру мүмкіндігінің ең аз кешіктірілуі, аса жоғары өткізу қабілеті, ең төмен баға, аса жоғары сенімділік немесе ең аз қате жіберушілік ықтималдығы болуы мүмкін. Маршруттау алгоритмдері адаптивті жэне адаптивті емес болады. Екіншісі маршрутты таңдауды жүзеге асыра отырып, сол мезеттегі қолданылатын арналардың топологиясын немесе жүктемесін назарға алмайды. Осындай алгоритмдер сондай-ақ статикалық деп атала- ды. Адаптивті алгоритмдер арналардың сипаттамаларын мерзімді өлшеуді жэне машруттар топологияларын тұрақты зерттеуді жора- малдайды. Бұл жерде қандай да бір болсын маршрутты тандау осы өлшеулер негізінде жүргізіледі. Тәжірибеде маршруттаудың бүкіл әдістері мынадай тұжырымдарға негізделеді: Маршрутты оңтайландыру қағидаты. Егер М маршруттаушы 1 маршруттаушыдан У маршруттаушыға апаратын оңтайлы жолда болса, сол кезде М-нен У-ге апаратын оңтайлы жол осы жол бойын- ша өтеді. Осы айтылғандарға көз жеткізу үшін маршрут І-М-ді — К1- мен, ал М-У-ді — К2-мен белгілейміз. Егер К2-ге қарағанда оңтайлы маршрут бар болатын болса, онда ол /М-ді неғұрлым оңтайлы жол- ды құрауы үшін КІ-мен біріктірілуі тиіс жэне бұл У- У жолдардың оңтайлылығы туралы алғашқы тұжырымға қайшы келеді. Бүкіл жөнелтушілерден жалпы тағайындалатын орынға апаратын оңтайлы маршруттар циклдері болмайтын ағашты құрау тұжырымы оңтайлылық кағидатының (принциптің) салдары болып саналады. Осындай ағаш (зіпк Ігее деп аталады) жалғыз емес, жолдардың осын- дай ұзындығымен өзге ағаш та болуы мүмкін. Ал бұл — өз кезегінде кез келген пакет маршруттаушылардың бір рет анықталған санынан өте отырып, қатаң шектелген уақыт ішінде жеткізілетін болады. |
Маршруттаушы эрқашанда осы ағаштың түбірі болып саналады. Нақты жағдайларда жекелеген тораптар істен шығып қалуы немесе ажыратылып қалуы мүмкін жэне бұл ағаштың айтырлықтай түрін өзгертуін туғызады. Әртүрлі маршруттаушылар қандай мүмкін ағаштардан қайсысын таңдау керектігі туралы өз түсінігіне ие бо- луы тиіс. Бұл А нүктесінен Б нүктесіне апаратын жол Б нүктесінен А нүктесіне апаратын жолмен сэйкес келмеуі себебінен болады.
Оның тағайындалған орнының ІР-мекенжайы пакетті Интер- нетке маршруттау кезіндегі басты параметр болып саналады. Қазіргі уақытта миллиардтан асатын тораптар болып саналатын қазіргі интернетке оңтайлы маршруттау проблемасы аса күрделі. Маршруттардың толық кестесі 109! жазбалардан түруы мүмкін (мұнда ! эмоцияларды білдіру емес, факториал белгісін білдіреді) жэне бұл қазіргі ЭЕМ-нің өзінде мүмкін емес. Сыртқы марш- рутгаушылар эдетте жекелеген ЭЕМ емес, желілер арасындағы оңтайлы жолды іздейді. Соған карамастан маршруттық кестелердің өлшемдері экспоненциалды түрде өседі жэне дэстүрлі сүлбалар мен шешімдері ерте ме, кеш пе тиімсіз болып қалады. Жалпы жағдайда оңтайлы маршрутты калыптастыру үшін бүкіл желілік сегмент- тер туралы толық ақпаратқа ие болу қажет. Бүл шағын немесе орта өлшемдердегі жергілікті желілер үшін ғана шынайы болады. Сондай-ак желілердегі жағдай түрақты өзгеріп отыратын және олардың есептерін шешу үшін маршрутгаушылар шектеулі уақыт қорларына ие болаты- нын ескеру қажет. Тәжірибеде оңтайландыру өндеуге жататын деректер көлемі көптеген реттік қысқартылған кездегі сегменттердің шектелген аймағы үшін жүзеге асырылады. Бұл жерде ымырашылдықгың болмай қоймайтыны түсінікті жэне бұл жағдайда қорытқы маршрут эрқашанда оңтайлы бола бермейді. Желілік сегменттер және маршруттар туралы деректер жинау маршрутгаушылар арасында осы аклараттарды алмасу жолымен орындалады. Дейтограммаларды мекенжайға қайта жолдау буфердегі кезектіліктің ұзындығына катысты 1-20 миллисекунд уақыт ішінде жүзеге асырылуы тиіс. ІРү6 мекенжайларды жаппай енгізу кезінде мүмкін болатын географиялық маршруттау проблемаларды шешудің түбегейлі шараларының бірі болуы мүмкін. Географиялық қағидат жағдайында елдердің эрбірі саны бо- йынша тең ІР-мекенжайлар блоктарын алады (АҚШ жэне Андор- ра мекен-жайлардың тең санын алады). Атап айтқанда, осы себеп |
бойынша мекенжайдың 32-биттары кезінде осындай сұлба жүзеге асыруға келмейді.
90-шы жылдардың басында автономиялы жүйелер (А5) ұғымын енгізу шешімі қабылданған болатын. Автономиялы жүйе — бұл бір экімшіге жэне жалғыз маршруттық саясатқа ие жергілікті желілер жиынтығы. А8 енгізу маршруттық кестелердің өлшемін бірнеше есе қысқартуға мүмкіндік берді, өйткені маршруттарды жергілікті желілер арасына емес, неғұрлым ірі құрылымдар — автономиялы жүйелер арасында салуға болады. Осындай жүйелер атауының өзі олардың тәуелсіз екенін атап көрсетеді жэне ерікті ынтымақтастық кана барлық қатысушыларға ортақ проблемаларды шешуге көмектеседі. Кэдімгі пайдаланушылар маршруттау проблемалары туралы ойланбауы тиіс, бірақ тіпті оған кейбір уақытта Интернетте ненің мүмкін, ненің мүмкін емес екендігін түсіну пайдалы болып шығады. ІР барлық ЭЕМ-ді маршруттаушыларға жэне кэдімгі ЭЕМ-ге (һо8І) бөледі, соңғысы, негізінен, өзінің маршруттық кестелерін са- лып жібермейді. Маршруттаушы дұрыс маршруттар туралы (бұл мүлдем осылай демесек те) толық акпараттарға ие болады деп жора- малданады. Кэдімгі ЭЕМ ең аз мөлшердегі маршруттық ақпаратқа ие болады (мысалы, жергілікті желілер маршруттаушысының ме- кенжайы жэне атаулар сервері). Автономиялык жүйе маршруттау- шылар жиынынан тұруы мүмкін, бірак өзге А8-пен эрекет етуді ол шекаралас деп аталатын бір маршруттаушы арқылы ғана жүзеге асырады (Ьогбег §аіелуау, ВОР хаттамасы атауын атап айтқанда сол берген). Шекаралык маршруттаушы автономиялық жүйе бірден артық сыртқы арнаға ие болған кезде ғана қажет, оған керісінше жағдайда оның атқарымдарын сырткы қосылу порты орындайды (§аіе\уау; маршруттаудың сыртқы хаттамасын қолдау бүл жағдайда қажет болмайды). Осында жэне алдағы уақытта бір қарағанда аса карапайым сыртқы жэне ішкі арналар, сыртқы және ішкі хаттамалар немесе маршруттаушылар пайдаланылады. Бірақ осындай бөліну көбінесе аса шартты болады. Егер мекенжайға бірден жүзеге аспайтын жолмен жетуге болса, маршруттаушы таңдау жасауы тиіс, бұл таңдау үміткер- маршруттарды бағалау негізінде жүзеге асырылады. Әдетте марш- рутты кұрайтын эрбір сегментке бірқатар шама — осы сегменттің бағасы беріледі. Маршруттаудың эрбір хаттамасы маршруттарды |
бағалаудың өз жүйесін қолданады. Маршрут сегментін бағалау ме- трика деп аталады. Бұл жерде маршрутты таңдау кезінде жолдардың бүкіл сегменттеріне метрикалардың салыстырмалы мэні берілуі тиіс екендігіне назар аудару қажет. Бір сегменттердің қадамдардың са- нымен анықталуына, ал екінші бір сегменттердің — миллисекунд- тармен есептелгендегі кешігулер шамасы бойынша бағалануына жол берілмейді. Автономиялы жүйелер шектерінде бұл эдетте про- блемаларды туғызбайды, өйткені бұл бір экімшінің жауапкершілік аймагы болып саналады. Бірақ көптеген әкімшілер жұмыс жасай- тын аймақтық желілерде метриканы таңдау проблемасы нақты киындыққа айналуы мүмкін. Атап айтқанда, осы себеп бойынша осындай желілерде, көбінесе метриканы бағалау субъективтілігін болдырмайтын қашықтық векторы қолданылады.
Тағайындалған орынның мекенжайы бойынша маршруггаудың классикалық сызбаларынан өзге, көбінесе жөнелтушінің маршрут- ты таңдау нұсқасы пайдаланьшады (аталган нұсқа ІРу6 стандартын енгізу кезінде одан эрі дамуға ие болды). Бұл жағдайда ІР-пакет ол өзінің жолында тағайындалған орынға баруға тиіс тораптардың аралық мекенжайларының тізімі мен опциялардың тиісті кодынан тұрады. Маршрутты оңтайландыратын кеңінен қолданылатын алгоритм. Сондай-ақ, өзге сұлбалар, мысалы, мекенжайдың (Яоосііпц) кеңінен қолданылатын эдістері пайдаланатын сұлбалар бар, мұндағы эрбір өтетін пакет сол бойынша алынған арнаны коспағанда, бүкіл қолданылатын алғашқы арналар бойынша жіберіледі. Пакеттердің шексіз көбеюін болдырмау үшін тақырыпқа қадамдар санының есептегіш-өрісі енгізіледі. Әрбір торап ондагы өріс бірлікке азай- тылады. Сол уакытта өріс мэні 0-ге тең болады, пакет жойылады. Есептегіштің алғашқы мэні субжелілердегі өлшеммен анықталады. Пакеттердің мүмкін циклденуіне қарсы арнайы шаралар колданылады. Талғамалы салып жіберулер деп аталатын, кеңінен қолданылатын маршруттаудың жетілдірілген нұсқасы қолданылады. Бұл алгоритмде салып жіберу бүкіл мүмкін бағыттар бойынша емес, дұрыс жаққа қарай ғана апарады деп жорамалданғандары бойынша ғана жүргізіледі. Кеңінен қолданылатын әдістер кеңінен қолдануға жатпайды. Бірақ олар қай жерде шекті мүмкін сенімділік болса, мысалы, кандай да бір арналарды бұзу аса ықтимал болатын әскери косымшаларда пайдаланылады. Аталған әдістер виртуал- ды арнаны кұру кезінде ғана пайдаланылуы мүмкін, өйткені олар эрқашанда апаратын аса қыска жолды қамтамасыз етеді, өйткені |
бүкіл мүмкіндіктерді қолданады. Егер жол пакетте жазылатын бол- са, онда алушы оңтайлы өту жолын таңдап, бұл туралы жөнелтушіге хабарлай алады.
Алгоритмдердің көпшілігі олардың сапасын (өткізу кабілетін, жүктеуді жэне т.б.) емес, байланыста топологиясын ескереді. Бірақ топологияны, сол сияқты жүктемені (йо\\’-Ьа8ссі гоиііп§) ескеретін статикалық маршруттау проблемаларын шешу тәсілдемелері қолданылады. Кейбір желілерде тораптар арасындағы ағымдар са- лыстырмалы түрде түрақты жэне алдын ала болжап білуге болады. Бұл жағдайда маршруттардың оңтайлы сұлбасын күні бұрын есеп- теп шығару мүмкіндігі пайда болады. Бұл жерде жаппай қызмет көрсету теориясы негізінде эрбір байланыстар үшін жеткізілулердің орташа кешіктірілуін бағалау жүргізіледі. Маршруттар топология- сы пакетті жеткізуді кешіктіру мәні бойынша оңтайландырылады. Байланыстар топологиясын сипаттау бүкіл тораптар үшін трафик матрицасы 77,/ (секундпен пакеттерде) жэне секундпен биттардағы арналардың өткізу кабілеттерінің матрицасы Ві,/ есептеу кезінде алғашқы деректер болып саналады. Байланыстардың эрбірі үшін I кешіктіру мына формула бойынша бағаланады. іі,} = 1/(р*ВЦ — ТЦ), мүндағы, і және) — тораптар нөмірі. мұндағы 1/Р — биттардағы пакет ендерінің орташа мэні, р *Ві,/ се- кундпен пакеттерде көрсетіледі, ал I мсек-пен өлшенеді. //,/ матри- цаны құрып, ең қысқа байланыстар графын алуға болады. Өйткені есептеу уақыттың нақты масштабында жүргізілмейді жэне бұл жер- де ерекше қиындықтар туындамайды. |
ҚОРЫТЫНДЫ
• Өткізу қабілетін секундпен битте өлшеу пакеттерді пайдалануға қарағанда, берілетін ақпараттардың жылдамдығын неғұрлым дэл бағалауға мүмкіндік береді. • Желілердің сигменттерге немесе ішкі желілерге бөлінуі кезінде желілердің жалпы өткізу қабілеті ішкі желілердің өткізу қабілеттері плюс сегментаралық немесе желіаралық байланыстардың өткізу қабілетінің жиынына тең. • Әрбір хаттаманың өз ерекшеліктері, қолданылатын аймағы жэне бапталатын параметрлері бар жэне бұл хаттаманы таңдау жэне |
баптау есебінен желілердің өнімділігі мен сенімділігіне эсер ету мүмкіндігін береді.
• Ортаға ену уақыты хаттаманың өзінің логикасымен, сол сияқты желілердің жүктелушілік дэрежесімен анықталады. Жергілікті желілерде эзірге кадрды беру құқығын алу үшін белгілі бір рәсімдерді орындауды талап ететін деректерді берудің бөлінетін ор- тасы басымдық етеді. • Ортаға қатынаудың басқа құраушы уақыттары — күту уақыты — бірмезгілде бірнеше жұмыс жасайтын стансалар арасындағы жіберу орталардың бөлінуінен туындайтын кешіктірулерге тәуелді болады. • Деректердің қайта жөнелтілетін порцияларының өлшемін баптау әдетте хаттамалар стегінің транспорттық деңгейінде жүзеге асады жэне егер қосымшаны эзірлеуші осындай мүмкіндікті қарастырса, онда қолданбалы деңгейде де жүзеге асады. • Бұрмаланған деректерді қайыра беруді ұйымдастыруға мүмкіндік болуы үшін жөнелтуші берілетін деректердің — пакеттердің бірліктерін нөмерлейді. Әр пакет үшін жөнелтуші, қабылдаушыдан оң түбіртекті — алғашқы пакет алынғандығы жэне ондағы деректер дұрыс болғандығы туралы хабарлайтын қызметтік хабарды күтеді. • Жергілікті желілердің кез келген арнасының өткізу қабілеті пайдаланылатын арналық хаттаманың ең жоғары тиімді өткізу қабілетімен шектеледі. Егер осы өткізу қабілетінің бір бөлігі пайдалануға арналған деректерді беру үшін емес, қызметтік трафикті беру үшін пайдаланылса, онда желілердің тиімді өткізу қабілеті элі де кішіреймейтін болады. • Маршруттаушы жұмыстарының қағидаттары (принциптері) одан бүкіл порттар арқылы кеңінен қолданылатын мекенжай мен кадрларды жіберуді міндетті түрде талап етпейді. Маршруттау- шы кадрды жылжыту туралы шешім қабылдау кезінде арналық деңгейдегі емес, желілік деңгейдегі тақырып ақпараттарын басшылыққа алады. • Коммутаторды орнату кезінде желілердің өнімділігін арттыру жалпы жағдайда, мысалдағы сияқты сондай елеулі болмайды. Ком- мутатор жұмысының тиімділігіне көптеген факторлар әсер етеді жэне кейбір жағдайда, төменде көрсетілетіндей, коммутатор кон- центратормен салыстырғанда ешқандай да артықшылық бермеуі мүмкін. |
СОӨЖ және СӨЖ тапсырмалары |
1. Тақырып бойынша бақылау сурақтарына жауап беру:
1. Реакциялар уақыты қандай жағдайда пайдаланылады? 2. Толық жүктелмеген желінің анықтамасы. 3. Жүктелген желі дегеніміз не? 4. Өткізу қабілеті өлшемін қүрудың қандай тэсілдері бар? 5. Өнімділікке үлкен дәрежеде не әсер етеді? 6. Хаттаманы баптауға қандай параметрлерді өзгерту мүмкін? 7. Бос тұрып қалу әдісі нені талап етеді? 8. Тайм-аут шамасы нені ескертеді? 9. Көпірлер, коммутаторлар жэне маршруттаушылар желілерге қалай әсер етеді? 10. Арналардьщ аргықшылыкгарына бірінші кезекте нелер жатады? 11. Қандай жагдайларда маршруттар эмпирикалық ереже ретінде пайдаланылады? 2. Тақырып бойынша тест тапсырмаларының сұрақтарына жауап беру: 1. … — бұл элементтердің жиыны мен олардың арасындағы байланыс A) Элемент B) Құрылым C) Жүйе О) Иерархия Е) Байланыс 2. Компонентердің қажеттілік сатысы бойынша реттеу дегеніміз не? A) Элемент B) Құрылым C) Иерархия И) Жүйе Е) Байланыс 3. Жүйеге кірмейтін, бірақ олардың жагдайларының өзгеруі жүйенің өзгеруіне әсер ететін түсінік қандай ортаға тән? A) Ішкі B) Байланыс C) Жүйелік |
Б) Сыртқы
Е) Берілген жауаптардың ешқайсысы дұрыс емес 4. Жүйенің құрамыныц анықталған тобын көрсететін жүйені сипаттау түсінігін атаңыз? A) Элемент B) Құрылым C) Иерархия Э) Байланыс Е) Модель 5. Жүйенің тепе-теңдік күйінен сыртқы қарсыластардың әсерінен өзгеріп, қайта орнына келуін қалай атайды? A) Тұрақтылық B) Тепе-теңдік C) Байланыс Б) Иерархия Е) Элемент 6. Басқару процесінің айналатын басқару анализі келесі үштіктерді ерекшелеуге бұйырады — айнала, объект және …? A) Алгоритм B) Субъект C) Элемент Э) Модель Е) Кері байланыс 7. Объектінің құрылымының дискретті элементтерінен құрылған құрылымының қалдықсыз болмауын не деп атаймыз? A) Объект B) Субъект C) Жүйе Б) Элемент Е) Модель 8. Қандай түсінік кұрделі термодинамикалық және табиғаттағы, коғамдағы ақпараттық процестерді түсіндіруге көмектеседі? A) Байланыс B) Тепе-тендік C) Тұрақтылық Б) Даму |
313 |
Е) Максат |
9. Жүйенін сыртқы қарсыластарының әрекеттерінін жок болуынан өзініц күйін қалауынша сақтап қалуына не жатады?
A) Тұрактылық B) Даму C) Максат О) Байланыс Е) Тепе-теңцік 10. Ақпаратты өлшеудіц минималды бірлігі: A) Бит B) Байт C) Мегабайт О) Килобайт Е) Гигабайт 11. Сегізразрядты екілік код, оныц көмегімен бір символды көруге болады? A) Бит B) Байт C) Килобайт Б) Мегабайт Е) Гигабайт 12. «Мир» деген сөз орысша алфавитте үш белгімен беріледі, ал ағылшын тілінде «реасе» сөзі неше белгімен беріледі? A) 3 B) 4 C) 5 Б) 6 Е) 7 13. Физикалық қүрылымдардын объектініц немесе орі аның физикалық қасиеттері, жагдайы және тәртібі туралы берілетін ақпараттык кызмет калай аталады? A) Ақпарат B) Модем C) Интернет И) Сигнал |
Е) Дыбыс |
14. Екілік көздіц коррелирленбегендегі тен ықтималдықты символдардыц энтропиясы неше бит/симв-ға тең?
A) 5 B) 4 C) 3 О) 2 Е) 1 15.1 бит — бұл қандай хабарлама көзі тасымалдайтын ақпараттыц орташа максималды саны? A) Екілік B) Сегіздік C) Ондық Б) Он алтылык Е) Төрттік 16. Ақпараттық символдардан басталатын және тексеру символдарымен аяқталатын әрбір кодтық сөздері бар кодтар қалай аталады? A) Байланыс B) Жүйелік C) Иерархия Б) Құрылым Е) Аталғандардың барлығы дүрыс 17. Ақпараттық символдардың сызықтық комбинациясын қандай кодтар кұрайды? A) Тармақталған B) Циклдік C) Сызықтық Б) Жүйелік Е) Иерархиялық 18. Қандай да бір жүйенің кез келген элементін атаңыз? A) Субъект B) Орта C) Модель Б) Объект Е) Ешқайсысы |