Jump to content

OSI მოდელი


Recommended Posts

კავშირის ხაზების ტიპები ლოკალურ ქსელებში

ინფორმაციის გადამცემი გარემო ეწოდება კავშირის ხაზს (ან კავშირის არხს), რომლის მეშვეობითაც კომპიუტერები აწარმოებენ ინფორმაციის გაცვლას ერთმანეთს შორის. კომპიუტერული ქსლების (განსაკუთრებით ლოკალური ქსელების) უმეტეს შემთხვევაში გამოიყენება კაბელური კავშირის ხაზები, თუმცა არსებობს უკაბელო ქსელებიც, რომლებიც უფრო ფართოდ გამოიყენებიან განსაკუთრებით პორტატულ კომპიუტერებში.

ლოკლაურ ქსელებში ინფორმაცია უფრო მეტად მიმდევრობითი კოდის საშუალებით გადაეცემა, ანუ ბიტობით. Aასეთი გადაცემა ნელია და თან რთული ვიდრე პარალელური კოდის შემთხვევაში. თუმცა უნდა გათვალისწინებულ იქნეს, რომ უფრო სწრაფი პარალელური გადაცემის შემხვევაში (ერთდროულად რამოდენიმე კაბელის მეშვეობით) იზრდება შემაერთებელი კაბალების რიცხვი, რომლიც ტოლია პარალელური კოდის თანრიგების რაოდენობისა (მაგ. 8-თანრიგიანი კოდის შემთხვევაში 8-ჯერ). Aბონენტებს შორის მნიშვნელოვნად დიდ მანძილებზე კაბელის ღირებულება უტოლდება კომპიუტერისას და რიგ შემთხვევებსი აღემატება. ამასთანავე ერთი კაბელის გაყვანა უფრო ადვილი, ვიდრე 8-ის, 16-ის და 32-ის. Aამ შემთხვევში ადვილია დაზიანებბეის მოძებნა და კაბელის რემონტი.

გარდა ამისა დიდ მანძილებზე გადაცემა კაბელის ნებისმიერი ტიპის შემთხვევაში მოითხოვს გადამცემ და მიმღებ აპარატურას, რადგანაც აუცილებელია მძლავრი სიგნალის ფორმირება გადამცემ მხარეს და სუსუტი სიგნალის დეტექტირება მიმღებ მხარეს. მიმდევრობითი გადაცემის დროს ამისათვის აუცილებელია მხოლოდ ერთი გადამცემი და ერთი მიმრები. მხოლოდ პარალელურის შემთხვევაში მოთხოვნილი გადამცემისა და მიმღების რიცხვი იქრდება პარალელური კოდის თანრიგიანობის შესაბამისად. Aმის გამო უფრო ხშირად გამოიყენება მიმდევრობითი გადაცემა.

გარდა ამისა პარარლელური გადაცემისას ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ ცალკეული კაბელების სიგრძეები ერთმანეთის ტოილ უნდა იყოს. წინააღმდეგ შემთხვევაში სხვადასხვა სიგრძის კაბელებში სიგნალის გავლისას მიმღებ გამოსასვლელზე მივიღებთ დროით წანაცვლებას, რომელმაც შეიძლება გამოიწვიოს ქსელის მუშაობის შეფერხება ან მწყობრიდან გამოიყვანოს. Mმაგ. 100 მბ/წმ გადაცემის სიცქარის შემთხვევაში და ბიტის ხანგრძლივობით – 10 ნწმ დროითი წანაცვლება არ უნდა აღემატებოდეს 5-10ნწმ-ს. წანაცვლების ასსეტ სიდიდებს გვაძლევს კაბელები სიგრძით 1-2მ. ხოლო 1000 მეტრი სიგრძის კაბელის შემთხვევში შეადგენს 0.1-0,2%-ს.

უნდა აღინიშნოს, რომ ზოგიერთ მაღალსიჩქარიან ლოკალურ ქსელებში გამოიყენება პარალელურ გადაცემა 2-4 კაბელში. რაც საშუალებას იძლევა გამოყენებულ იქნას უფრო იაფი კაბელები უფრო დაბალი გამტარუნარუანობით. Mმაგრამ კაბლეის დასაშვები სიგრძე არ აღემატება ასობით მეტრს. ამ შემთხვევის მაგალითს წარმოადგენს Fast Ethernet ქსელის 100BASE-T4 სეგმენტი.

კაბალების სამი ძირითადი ჯგუფს განასხვავებენ:

• ელექტრული (სპილენძის) კაბელები მავთულების ხვეული წყვილის ბაზაზე, რომლებიც იყოფა ეკრანირებული (shielded twisted pair, STP) და არაეკრანირებული (unshielded twisted pair, UTP);

• ელექტრული (სპილენძის) კოაქსიალური კაბელები (coaxial cable);

• ოპტიკურბოჭკოვანი კაბელები (fiber optic).

გააჩნია, როგორც უპირატესობები ასევე ნაკლოვანებები. Aასე რომ მათი არჩევისას გასათვალისწინებელია ამოსასხნელი ამოცანის, ასევე კონკრეტული ქსელის და გამოყენებული ტოპოლოგიის თავისებურებები.

კაბელების შემდეგი ძირითადი პარამეტრები, რომლებიც პრინციპიალურად მნიშვნელოვანია ლოკალური ქსელებისათვის, წარმოადგენს:

• კაბელის გამტარუნარიანობა (კაბელში გამავალი სიგნალების სიხშირული დიაპაზონი) და სიგნალის მილევა კაბელში. Eს ორი პარამეტრიც ერთმანეთთან მჭიდროდაა დაკავშირებული, რადგანაც სიგნალის სიხშირის ზრდასთან ერთად იზრდება მილევაც. Uუნდა შეირჩეს ისეთი კაბელი, რომელსაც მოცემული სიხშირის შემთხვევაში მისაღები მილევის სიდიდე. ან უნდა შეირჩეს ისეთი სიხშირე, რომლის დროსაც მილევის სიდიდე იქნება მისაღები. Mმილევა იზომება დეციბელებში, რომელიც პროპორციულია კაბელის სიგრძის.

• კაბელის დაბრკოლებებისადმი მდგრადობა და ინფორმაციის გადაცემის დაცვა. Eეს ორი ერთმანეთთან დაკავშირებული უჩვენებს თუ როგორ ურთიერთქმედებს კაბელი გარემომცველ გარემოში, ანუ როგორ რეაგირებს გარეგან დაბრკოლებებზე, და რამდენადაა შესაძლებელი ისმონებოდეს კაბელში გამავალი ინფორმაცია.

• კაბელში სიგნალის გავრცელება და მისი უკუ პარამეტრიც – სიგნალის დაყოვნება კაბელის სიგრძის ერთმეტრზე. ამ პარამეტრს პრინციპიალური მნიშვნელობა აქ ქსელის სიგრძის სერჩევისას. სიგნალის გავრცელების სიჩქარის ტიპიური სიდიდეებია – 0.6-დან 0.80-მდე ვაკუუმში სინათლის გავრცელების სიჩქარისა. შესაბამისად დაყოვნების ტიპიური სიდიდეებია – 4-დან 5ნწმ/მ.

• ელექტრული კაბელებისათვის ძალიან მნიშვნელოვანია ტალღური წინააღმდეგობის სიდიდე კაბელში. ტალღური წინააღმდეგობა მნიშვნელოვანია გათვალისწინებულ იქნას კაბელის ბოლოებში სიგნალის არეკვლის აღმოსაფხვრელად. ტალღური წინააღმდეგობა დამოკიდებულია გამტარების განლაგებასა და ფორმაზე, კაბელის დამზადების ტექნოლოგიაზე და დიელეკტრიკის მასალაზე. ტალღური წინააღმდეგობის ტიპიური მნიშვნელობებია – 50-დან 150 ომი-მდე.

ამჟამად გამოიყენება კაბელის შემდეგი სტანდარტები:

• EIA/TIA 568 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard) –ამერიკული ;

• ISO/IEC IS 11801 (Generic cabling for customer premises) – საერთაშორისო;

• CENELEC EN 50173 (Generic cabling systems) – ევროპული.

ეს სტანდარტები აღწერენ ერთი და იგივე საკაბელო სისტემებს, მაგრამ განსხვავდებიან ტერმინოლოგიით და პარამეტრების ნორმებით. მოცმულ კურსში განვიხილავთ EIA/TIA 568 სტანდარტს.

Kკაბელები ხვეული წყვილის ბაზაზე

ხვეული წყვილი გამოიყენება იაფი ღირებულების, მაგრამ ძალიან პოპულარულ კაბელებში. Kაბელი ხვეული წყვილის ბაზაზე წარმოადგენს წყვილ-წყვილად დახვეული იზოლირებული სპილენძის მავთულების წყვილს დიელექტრიკულ (პლასტიკურ) გარსში Aამ ტიპის კაბელების გაყვანა ძალიან მოსახერხებელია.

ჩვეულებრივ კაბელში გადის (ნახ.2.1.) ორი ან ოთხი ხვეული წყვილი

ypxolt2wlokq0gdw70kw.jpg

OSI მოდელი

ქსელში სრულდება მრავალი ოპერაცია, რომლებიც უზრუნველყოფენ მონაცემთა გადაცემას ერთი კომპიუტერიდან მეორეზე. მთელი გადასაცემი ინფორმაცია გადის დამუშავების მრავალ ეტაპს.

გადასაცემი ინფორმაცია იყოფა ბლოკებად, ყოველი რომელთაგან შეიცავს მმართველ ინფორმაციას. მიღებული ბლოკები ფორმირდება, როგორც ქსელური პაკეტები. შემდგომ მიმდინარეობს ამ პაკეტების კოდირება. მათი გადაცემა ხდება ელქტრული ან სინათლის სიგნალების მეშვეობით ქსელში შერჩეული წვდომის მეთოდეის შესაბამისად. შემდგომ მიღებული პაკეტებიდან აღდგება მასში შემავალი მონაცემთა ბლოკები. ეს ბლოკები ერთიანდებიან მონაცემებად და მისაწვდომი ხდებიან სხვა რესურსებისათვის. ეს არის ქსელში მიმდინარე პოროცესების გამარტივებული აღწერა.

აღნიშნული პროცედურების გარკვეული ნაწილის რეალიზება მიმდინარეობს პროგრამულად, ხოლო ნაწილისა აპარატურულად, ხოლო ზოგიერთი კი როგორც პროგრამულად, ასევე აპარატურულად.

ყველა პროცედურის მოწესრიგებას, მათ დონეებად და ქვედონეებად დაყოფას, რომლებიც ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან ემსახურება ქსელების მოდელები. დღესდღეობით ყველაზე ფართო გავრცელება ჰპოვა ე.წ ღია სისტემის ინფორმაციის გაცვლის (Open System Interchange) ეტალონურმა მოდელმა. ტერმინის ქვეშ “ღია სისტემა” იგულისხმება არა ჩაკეტილი სისტემა, არამედ სისტემა, რომელიც ურთიერთმოქმედებს სხვა სისტემებთან (ჩაკეტილი სისტემებისგან განსხვავებით).

OSI მოდელი წარმოადგინა სტანდარტების საერთაშორისო ორგანიზაციამ ISO (International Standards Organization) 1984 წელს. მას შემდეგ მას იყენებენ ქსელური პროდუქტების მწარმოებლები. როგორც ყველა სხვა უნივერსალური მოდელი OშI მოდელიც საკმაოდ დიდია მოცულობით და არც თუ ისე მოქნილია. ამიტომაც რეალური ქსელური საშუალებები, რომლებიც წარმოდგენილია სხვადასხვა ფირმების მიერ არ ეყრდნობიან ამ მოდელს. თუმცა OSI მოდელის გაცნობა დაგვეხმარება უკეთ გავერკვეთ თუ რა ხდება ქსელში.

ყველა ქსელური ფუნქცია OSI მოდელში დაყოფილია 7 დონედ (ნახ. 1). ამასთანავე ზედა დონეები უფრო რთულ და გლობალურ ამოცანებს ასრულებენ და იყენებენ ამისათვის ქვედა დონეებს და აგრეთვე მართავენ მათ. ქვედა დონეები ასრულებენ უფრო მარტივ და კონკრეტულ ფუნქციებს. იდეალში ყოველი დონე ურთიერთქმედებს მხოლოდ მის მეზობელ დონეებთან (მის ზემოთ და მის ქვემოთ). ზედა დონე შეესაბამება გამოყენებით ამოცანას მოცემულ მომენტში, ხოლო ქვედა დონე უშუალოდ სიგნალების გადაცემას კავშირის არხში.

b4h8j2vwito2xiejpn8.jpg

OSI მოდელი მიეკუთვნება არამხოლოდ ლოკალურ ქსელებს, არამედ ნებისმიერ სხვა ქსელებსაც. კერძოდ ინტერნეტ ქსელის ფუნქციები შეიძლება ასევე დავყოთ დონეებად OშI მოდელის შესაბამისად. პრინციპიალური განსხვავება ლოკალურსა და გლობალურ ქსელებს შორის, OSI მოდელის თვალსაზრისით, შეინიშნება მხოლოდ ქვედა დონეებზე.

ყველა დონის ფუნქციას, რომლებიც მოცემულია ნახ.1.-ზე ასრულებს ქსელის ყოველი აბონენტი. ამასთანავე ყოველი დონე ერთ აბონენტზე მუშაობს ისე, რომ თითქოს მას აქვს კავშირი მეორე აბონენტის შესაბამის დონესთან. ერთი დონის აბონენტებს შორის არსებობს ვირტულაური (ლოგიკური) კავშირი, მაგ. გამოყენებით ანუ პროგრამულ დონეებს შორის. რეალური ანუ ფიზიკური კავშირი (კაბელი, რადიოარხი) აბონენტებს გააჩნიათ მხოლოდ ყველაზე დაბალ დონეზე (პირველ ანუ ფიზიკურ დონეზე). გადამცემ აბონენტში ინფორმაცია გაივლის ყველა დონეს დაწყებულ ზედა დონიდან და დამთავრებული ქვედათი. ხოლო მიმღებ აბონენტში კი პირიქით ინფორმაცია გაივლის გზას უკუმიმართულებით: ქვედა დონიდან ზედა დონემდე. (ნახ.2).

zpeklmgm1n6pnp57c5j.jpg

განვიხილოთ დონეების ფუნქციები დეტალურად:

• გამოყენებითი ანუ პროგრამული (7) დონე (Application layer) უზრუნველყოფს უშუალოდ მომხმარებლის მიერ პროგრამების გამოყენებას, მაგ: ფაილის გადაცემის პროგრამული საშუალებები, წვდომა მონაცემთა ბაზებზე, ელ. ფოსტის საშუალებები, სერვერზე რეგისტრაციის სამსახური. ეს დონე მართავს დანარჩენ ექვს დონეს. მაგ., თუ მომხმარებელი მუშაობს ელექტრონულ ცხრილებთან Excel-ში და სურს შეინახოს თავისი მუშა ფაილი თავისივე დირექტორიაში ქსელურ ფაილ-სერვერზე, მაშინ გამოყენებითი დონე უზრუნველყოფს ფაილის გადაადგილებას მუშა კომპიუტერიდან ქსელურ დისკზე.

• პრეზენტაციის (6) დონე (Presentation layer) ანუ მონაცემთა წარმოდგენის დონე განსაზღვრავს და გარდაქმნის მონაცემთა ფორმატებს და მათ სინტაქსისს ქსელისთვის მოსახერხებელ ფორმაში, ე.ი. ასრულებს თარგმანის როლს. აქვე ხდება მონაცემების დაშიფვრა და განშიფვრა და აუცილებლობის შემთხვევაში მათი შეკუმშვა. სტანდარტული ფორმატები არსებობს ტექსტური ფაილებისთვის (ASCII, EBCDIC, HTML), ხმოვანი ფაილებისთვის (MIDI, MPEG, WAV), ნახატებისთვის (JPEG, GIF, თIFF), ვიდეოსთვის (AVI). ფორმატების ყველა გარდაქმნა ხორციელდება პრეზენტაციის დონენზე. თუ მონაცემები გადაიცერმა ორობით კოდში მათი გარდაქმნა საჭიროებას არ წარმოადგენს.

• სესიის (5) დონე (Session Layer) მართავს კავშირის სეანსების განხორციელებას (ე.ი. ამყარებს და წყვეტს კავშირს). ეს დონე ითვალისწინებს სეანსის დამყარების სამ რეჟიმს: სიმლექურს (მონაცემთა გადაცემა ერთი მიმართულებით), ნახევრადდუპლექსურს (ანუ მონაცემთა გადაცემა ორივე მიმართულებით, მაგრამ არაერთდროულად, მონაცვლეობით) და სრულ დუპლექსურს (მონაცემთა გადაცემა ერთდროულად ორივე მიმართულებით). სეანსურ დონეს მონაცემთა ნაკადში შეუძლია ჩართოს საკონტროლო წერტილები, რომლებიც აკონტროლებენ გადაცემის პროცესს კავშირის გაწყვეტისას. ეს დონე ამოიცნობს აბონენტების ლოგიკურ სახელებს და აკონტროლებს მათი წვდომის უფლებებს.

• ტრანსპორტული (4) დონე (Transport Layer) უზრუნველყოფს პაკეტების გადაცემას შეცდომების და დანაკარგების გარეშე და აგრეთვე საჭირო თანმიმდევრობით. აქ მიმდინარეობს გადასაცემი მონაცემების ბლოკებად დაყოფა და პაკეტებში ჩალაგება და მიღებული მონაცემების პაკეტებიდან აღდგენა. პაკეტების გადაცემა და ადრესატამდე მიტანა შესაძლებელია კავშირის დამყარებით (ვირტულაური არხის) ან მის გარეშე. ტრანსპორტული დონე საზღვარია ზედა სამ დონესა და ქვედა სამივე დონეს შორის, რომელიც აკავშირებს მათ.

• ქსელური დონე (Network Layer) პასუხისმგებელია პაკეტების დამისამართებაზე და ლოგიკური სახელების (ლოგიკური მისამართების, მაგ., IP-მისამრთების ან IPX-მისამართების )გადაყვანაზე ფიზიკურ ქსელურ MAჩ-მისამრთებად. ამავე დონეზე ხორციელდება მარშუტიზაციის ამოცანის გადაწყვეტა, რის მიხედვითაც პაკეტი გადაეცემა დანიშნულებისამებრ (თუ ქსელში რამოდენიმე მარშუტია). ქსელურ დონეზე მოქმედებენ ისეთი რთული შუალდეური მოწყობილობები, როგორიცაა მარშრუტიზატორები (Routers).

• არხული (2)დონე ანუ გადაცემის ხაზის მართვის დონე (Data link layer) პასუხისმგებელია პაკეტების (კადრების) ფორმირებაზე, რომლების სტანდარტულია მოცემული ქსელისთვის (Ethernet, Token-Ring, FDDI), რომლებიც შეიცავენ საწყის და საბოლოო მმართველ ველებს. აქვე მიმდინარეობს ქსელის წვდომის მართვა, შეცდომების აღმოჩენა საკონტროლო ჯამის დათვლის მიხედვით და ხორციელდება ხელმეორე გადაგზავნა შეცდომითი პაკეტებისა. არხული დონე იყოფა ორ ქვე დონედ: ზედა LLC და ქვედა MAC. არხულ დონეზე მუშაობენ ისეთი მოწყობილობები, როგორიცაა კომუტატორი (Switch).

• ფიზიკური (1) დონე (Physical Layer) – ველაზე ქვედა დონე, რომელიც პასუხისმგებელია გადასაცემი ინფორმაცის კოდირებაზე სიგნალების დონეებად, რომლებიც გამოიყენება გამოყენებულ გადაცემის გარემოში და უკუ დეკოდირებაც. აქვე განისაზღვრება მოთხოვნები შემაერთებლებზე, ბუდეებზე, ელექტრულ თანხმობაზე, დამიწებაზე, დაბრკოლებებისადმი დაცვაზე და ა.შ. ფიზიკურ დონეზე მუშაობენ ისეთი ქსელური მოწყობილობები, როგორიცაა ტრანსივერები, რეპიტერები და რეპიტერული კონცენტრატორები.

ორი ქვედა (1-ლი და მე-2) დონის ფუნქციების რეალიზება ხდება აპარატურულად (მე-2 დონის ფუნქციების ნაწილი – ქსელური ადაპტერის პროგრამული დრაივერით). სახელდობრ ამ დონეებზე განისაზღვრება ქსელის გადაცემის სიჩქარე და ტოპოლოგია, ინფორმაციის გაცვლის მართვა და პაკეტის ფორმატი, ე.ი. ყველაფერი ის რაც შეეხება მაგ. Ethernet, Token-Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN-ს ტექნოლოგიებს. ხოლო უფრო მაღალი დონეები 3,4 და 5 არ აქვთ უშუალო კავშირი აპარატურასთან, თუმცაღა ითვალისწინებენ მათ თავისებურებებს. მე-6 და მე-7 დონეები კი არანაირად არ არიან დამოკიდებული აპარატურის ტიპთან და არც ამჩნევენ მათ გამოცვლას.

როგორც აღინიშნა, მე-2 დონე იყოფა 2 ქვე დონეებად: LLC и MAC (ნახ.3.)

• ზედა ქვედონე (LLC – Logical link control) ანხორციელებს ლოგიკური კავშირის მართვას, ე.ი. ამყარებს ვირტუალურ კავშირს ვირტუალური არხის მეშვეობით. Mმკაცრად რომ ვთქვათ, ეს ფუნქციები არ არის დაკავშირებული ქსელის კონკრეტულ ტიპთან, მაგრამ მათი ნაწილი მოდის ქსელურ ადაპტერზე. ხოლო LLC ქვედონის ფუნქციების მეორე ნაწილი სრულდება პროგრამულად ქსელური ადაპტერის დრაივერის მიერ. LLჩ ქვედონე პასუხისმგებელია მე-3 დონესთან კავშირზე.

• Qქვედა ქვედონე (MAC – Media Access control) უზრუნველყოფს უშუალო წვდომას ინფორმაციის გადამცემ გარემოზე (კავშირის არხი). ის უშუალოდ დაკავშირებულია ქსელის აპარატურასთან. MAჩ ქვედონეზე ხორციელდება ურთიერთქმედება ფიზიკურ დონესთან. სადაც კონტროლდება ქსელის მდგომარეობა, პაკეტების გადაცემა რამოდენიმეჯერ (პაკეტების განმეორებათა რიცხვი განსაზღვრულია) კოლიზიების შემთხვევაში, პაკეტების მიღება და გადაცემის სისწორის შემოწმება.

Gგარდა OშI-მოდელისა არსებობს აგრეთვე IEEE Project 802 მოდელი, რომელიც მიღებულ იქნა 1980 წელს, რომელიც შეიძლება გახილულ იქნას როგორც OSI-მოდელის მოდიფიკაცია, განვითარება და დაზუსტება. Aამ მოდელის მიერ განსაზღვრული სტანდარტები (ე.წ. 802-სპეციფიკაციები) მიეკუთვნება OSI-მოდელის ქვედა ორ დონეს და იყოფა 12 კატეგორიად. ყოველს, რომელთაგან მინიჭებული აქვს თავისი ნომერი:

v8zsb4zh8vz5gfiqxvq3.jpg

802.1 –ქსელების გაერთიანება ხიდების და კომუტატორების მეშვეობით

802.2 –ლოგიკური კავშირის მართვა LLC-ქვედონეზე.

802.3 – ლოკალური ქსელი წვდომის CSMA/CD მეთოდით და სალტის ტოპოლოგიით (Ethernet).

802.4 – ლოკალური ქსელი სალტის ტოპოლოგიით და მარკერული წვდომით (Token-Bus).

802.5 – ლოკალური ქსელი წრის ტოპოლოგიით და მარკერული წვდომით (Token-Ring).

802.6 – საქალაქო ქსელი (Metropolitan area network, MAN) 5 კმ-ზე მეტი მანძილით აბონენტებს შორის

802.7 – მონაცემთა გადაცემის ფართო ზოლიანი ტექნოლოგია.

802.8 – ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნოლოგია

802.9 –ინტეგრირებული ქსელები ხმოვანი და მონაცემების გადაცემის შესაძლებლობებით

802.10 –ქსელების უსაფრთხოება და მონაცემების დაშიფვრა

802.11 – უმავთულო ქსელი რადიოარხებში (WLAN – wireless, LAN).

802.12 – ლოკალური ქსელი წვდომის ცენტრალიზებული მართვით მოთხოვნების პრიორიტეტებით და ვარსკვლავის ტოპოლოგიით (100VG-ANYLAN).

პაკეტების სტრუქტურა და დანიშნულება

ლოკალურ ქსელებში ინფორმაცია გადაეცემა, როგორც წესი, ცალკეული პორციების ე.წ. პაკატების (პაცკეტს), კადრების (ფრამეს) ან ბლოკების სახით. ამასთანავე პაკეტების სიგრძე მკაცრად განსაზღვრულია (ჩვეულებრივ რამოდენიმე კილობაიტს შეადგენს). პაკეტების სიგრძე განსაზღვრულია ქვემოდანაც (როგორც წესი რამოდენიმე ათობით ბაიტს შეადგენს). პაკეტური გადაცემა შეირჩევა განსაზღვრული თვალსაზრისით.

ლოკალური ქსელი, როგორც უკვე აღინიშნა, უზრუნველყოფს ხარისხიან და გამჭვირვალე კავშირს ყველა აბონენტთან (კომპიუტერთან). მნიშვნელოვან პარამეტრს წარმოადგენს წვდომის დრო (access time), რომელიც განსაზღვრავს დროით ინტერვალს აბონენტის მზადყოფნასა ინფორმაციის გადასაცემად (თუ მას აქვს რაიმე გადასაცემი) და გადაცემის დაწყების მომენტს შორის. Eეს არის აბონენტის ლოდინის დრო ინფორმაციის გადაცემის დასაწყებად. Bბუნებრივია, ლოდინის დრო არ უნდა იყოს ძალიან დიდი, წინააღმდეგ შემთხვევაში ინფორმაციის გადაცემის რეალური, ინტეგრალური სიჩქარე მკვეთრად შემცირდება მარალსიჩქარიანი კავშირის შემთხვევაშიც.

Lლოდინი ინფორმაციის გადაცემის დაწყებისას დაკავშირებულია იმასთან, რომ ქსელში შეუძლებელია ერთდოულად გადაიცეს რამოდენიმე ინფორმაცია (ყოველ შემთხვევაში სალტის და ვარსკვლავის ტოპოლოგიების შემთხვევაში). წინააღმდეგ შემთხვევაში სხვადასხვა გადამცემიდან მიღებული ინფორმაცია ირევა ერთმანეთში და მახინჯდება. ამასთან დაკავშირებით აბონენტები თავიანთ ინფომაციას გადასცემენ მიმდევრობით. ამასთანავე ყოველი აბონენტი სანამ გადასცემს თავის ინფორმაციას უნდა დაელოდოს თავის რიგს. ხოლო თავისი რიგის ლოდინის დროს ეწოდება წვდომის დრო.

ინფორმაციის გაცვლის პროცესი ქსელში წარმოგვიდგება პაკეტების მიმდევრობით გადაცემით, ყოველი რომელთაგან შეიცავს ინფორმაციას, რომელიც აბონენტიდან აბონენტს გადაეცემა.

lhbykte5aw3rjcdxzykd.jpg

Mმოცემულ კერძო შემთხვევაში (ნახ.3.1.) ყველა ეს პაკეტი შეიძლება გადაიცეს მხოლოდ ერთი აბონენტის მიერ (იმ შემთხვევაში, როცა დანარჩენებს არ სურთ გადაცემა). Mმაგრამ ჩვეულებრივ ქსელში სხვადასხვა აბონენტების მიერ გადაცემული პაკეტები ენაცვლებიან ერთმანეთს. (ნახ.3.2.)

pfmahs7ztcfhdu0acrub.jpg

პაკეტის სტრუქტურა და სიდიდე ყოველ ქსელში მკაცრად განსაზღვრულია სტანდარტებით მოცემული ქსელისთვის, რაც დაკავშირებულია მოცემული ქსელის აპარატურულ თავისებურებებთან, არჩეული ტოპოლოგიით და ინფორმაციის გადაცემის გარემოს ტიპით. გარდა ამისა, ეს პარამეტრები დამოკიდებულია გამოყენებულ პროტოკოლზეც.

მაგრამ არსებობს პაკეტის სტრუქტურის ფორმირების ზოგადი პრინციპები, რომლებიც ითვალისწინებენ ინფორმაციის გაცვლის მახასითებელ თავისებურებებს ნებისმიერ ლოკალურ ქსელში.

პაკეტი ძირითადად შედგება შემდეგი ძირითადი ველებისაგან და ნაწილებისაგან

(ნახ.3.3):

7972q14a02xa2ryzr5qj.jpg

• ბიტების სტარტული კომბინაცია ანუ პრეამბულა, რომელიც უზრუნველყოფს ადაპტერის აპარატურის ან სხვა ქსელური მოწყობილობის დაყენებას პაკეტის მიღებასა და დამუშავებაზე. Eეს ველი შეიძლება იყოს გამოტოვებული ან დაყვანილ იქნას ერთადერთ სტარტულ ბიტზე.

• მიმღები Qაბონენტის ქსელური მისამრთი (იდენტიფიკატორი) ანუ ინდივიდუალური ან ჯგუფური ნომერი, რომელიც მინიჭებული აქვს ყოველ მიმღებ აბონენტს ქსელში. ეს მისამართი საშუალებას აძლევს მიმღებს ამოიცნოს პაკეტი, რომელიც მისთვის არის დამისამართებული ან ჯგუფისთვის, რომლშიც ის შედის ან ყველა ქსელის აბონენტისთვის ერთდროულად. (ფართომაუწყებლობისთვის).

• გადამცემი Qაბონენტის ქსელური მისამრთი (იდენტიფიკატორი) ანუ ინდივიდუალური ნომერი, რომელიც მინიჭებული აქვს ყოველ გადამცემ აბონენტს. ეს მისამრთი აინფორმირებს მიმღები აბომნენტს თუ საიდან მოვიდა მოცემული პაკეტი. პაკეტში გადამცემის მისამართის გაწერა საჭიროა იმ შემთხვევაში, როცა ერთ მიმღებთან მოდის პაკეტები სხვადასხვა გადამცემი აბონენტებიდან.

• სამსახურებრივი ინფორმაცია მიუთითებს პაკეტის ტიპზე, ნომერზე, ფორმატზე, მის მარშუტზე მიიღო თუ არა ადრესატმა

• მონაცემები (მონაცემთა ველი) – ეს ინფორმაციაა, რის გადასაცემადაც გამოიყენება პაკეტი. პაკეტის ყველა ველისაგან განსხვავებით მონაცემთა ველს გააჩნია ცვალებადი სიგრძე, რომელიც განსაზღვრავს პაკეტის სრულ სიგრძეს. არსებობს სპეციალური მმართველი პაკატები, რომლებსაც არ გააჩნიათ მონაცემთა ველი. მათ განიხილავენ, როგორც ქსელურ ბრძანებებს. პაკეტები, რომლებიც შეიცავენ მონაცემთა ველებს, უწოდებენ საინფორმციო პაკეტებს. მმართველ პაკეტებს შეუძლიათ შეასრულონ კავშირის სეანსის დაწყებისა და დასრულების ფუნქციები, საინფრომაციო პაკეტების მიღების დადასტურება, საინფორმაციო პაკეტის მოთხოვნა და ა.შ.

• პაკეტის საკონტროლო ჯამი – ეს რიცხვითი კოდია, რომელიც ფორმირდება გადამცემის მიერ გარკვეული წესების მიხედვით, და მოიცავს ინფორმაციას მთლიან პაკეტზე. მიმღები, რომელიც ასრულებს განმეორებით გამოთვლებს, რომელიც შესარულა გადამცემმა მიღებულ პაკეტთან, ახდენს შედარებას საკონტროლო ჯამთან და ასკვნის მიღებული პაკეტის ჭეშმარიტებას თუ შეცდომითობას. თუ პაკეტი შეცდომითია მაშინ მიმღები მოითხოვს მის ხელახლა გადაცემას. ჩვეულებრივ გამოიყენება ციკლური საკონტროლო ჯამი (CRC).

• სტოპური კომბინაცია ახდენს მიმღები აბონენტის აპარატურის ინფორმირებას პაკეტის დასრულებაზე, უზრუნველყოფს აპარატურის გამოსვლას მიღების მდგომარეობიდან. ეს ველი შეიძლება გამოტოვებულ იყოს თუ გამოიყენება თვითსინქრინირებადი კოდი, რომელიც განსაზღვრავს პაკეტის გადაცემის დასრულების მომენტს.

m0ywg1wn4g43ymcqv7m.jpg

პაკეტის სტრუქტურაში გამოიყოფა სამი ველი:

• პაკეტის საწყისი მმართველი ველი (ანუ პაკეტის სათაური), ე.ი. ველის, რომელიც შეიცავს სტარტურ კომბინაციას, მიმღებისა და გადამცემის ქსელურ მისამართს და აგრეთვე სამსახურებრივ ინფორმაციას.

• პაკეტის მონაცემთა ველი.

• პაკეტის საბოლოო მმართველი ველი, სადაც შედის საკონტროლო ჯამი და სტოპური კომბინაცია, აგრეთვე სამსახურებრივი ინფორმაცია.

როგორც აღინიშნა, ლიტერატურაში პაკეტის (pacet) გარდა არსებობს ტერმინი კადრი (frame). ზოგჯერ ეს ტერმინები ემთხვევა. ხოლო ხანდახან განსხვავდებიან.

ზოგიერთი წყაროებიდან მტკიცდება, რომ კადრი ჩადებულია პაკეტში. ამ შემთხვევაში პაკეტის ყველა ჩამოთვლილი ველი გარდა პრეამბულისა და სტოპური კომბინაციისა მიეკუთვნება კადრს. (ნახ.3.4.). მაგ. Ethernet ქსელის აღწერაში მოცემულია, რომ პრეამბულის ბოლოში გადაეცემა კადრის დასაწყისის ნიშანი.

ინფორმაციის გაცვლის სეანსის პროცესში, ქსელში გადამცემ და მიმღებ აბონენტებს შორის მიმდინარეობს საინფორმაციო და მმართველი პაკეტების გაცვლა დადგენილი წესების შესაბამისად, რომელსაც ეწოდება გაცვლის პროტოკოლი. ეს საშუალებას იძლევა უზრუნველყოფილ იქნას ინფორმაციის საიმედო გადაცემა ქსელში გაცვლის ნებისმიერი ინტენსივობის დროს.

ნახ.3.5-ზე მოცემულია უმარტუვესი პროტოკოლის მაგალითი

kfp2s89fbzsubhrvge1.jpg

გაცვლის სეანსი იწყება გადამცემის მოთხოვნით მიმღების მზადყოფნაზე მიიღოს მონაცემები. ამისათვის გამოიყენება მმართველი პაკეტი “მოთხოვნა”. თუ მიმღები მზად არ არის ის უარყოფს ამ სეანსს სპეციალური მმართველი პაკეტით. იმ შემთხვევაში როცა მიმღები მზადაა ის პასუხად უგზავნის მმართველ პაკეტს “მზადყოფნა”. შემდგომ იწყება სახელდობრ მონაცემების გადაცემა. ამასთანავე ყოველ მიღებულ საინფორმაციო პაკეტზე მიმღები პასუხობს მმართველი პაკეტით “დადასტურება”. იმ შემთხვევაში თუ მონაცემთა პაკეტი გადაცემულია შეცდომით, მიმღები მოითხოვს ხელახლა გადაცემას. სეანსი მთავრდება მმართველი პაკეტით “დასასრული”, რის მეშვეობითაც მიმღები იძლევა შეტყობინებას კავშირის გაწყვეტაზე. არსებობს სტანდარტული პაკეტების განსაზღვრული სიმრავლე, რომლებიც გამოიყენებენ გადაცემას დადასტურებით (პაკეტის გარანტირებული გადაცემით), ასევე გადაცემა დადასტურების გარეშე (პაკეტის გადაცემა გარანტიის გარეშე).

ქსელში მონაცემების რეალური გაცვლისას გამოიყენება მრავალდონიანი პროტოკოლები, რომელთაგან ყოველი დონე გვთავაზობს პაკეტის საკუთარ სტრუქტურას (დამისამართებას, მმართველ ინფორმაციას, მონაცემთა ფორმატს და ა.შ.). თუმცა მაღალი დონის პროტოკოლები დაკავშირებულია ისეთ ცნებებთან, როგორიცაა ფაილ-სერვერი ანუ აპლიკაცია, რომელიც მოითხოვს მონაცემებს მეორე აპლიკაციისგან, და ამავე დროს შეიძლება წარმოდგენაც არ ქონდეთ ქსელის აპარატურის ტიპზე და არც ინფორმაციის გაცვლის მეთოდებზე. ყველა მაღალი დონის პაკეტი თანმიმდევრობით ლაგდება გადასაცემ პაკეტში, უფრო სწორედ რომ ვთქვათ გადასაცემი პაკეტის მონაცემთა ველში (ნახ. 3.6). მონაცემების თანმიმდევრობით შეფუთვის პროცესს მათ გადასაცემად აგრეთვე ეწოდება პაკეტების ინკაპსულაცია

j8n6y23cylvcmpaatqi.jpg

მიმღების მიერ მონაცემთა პაკეტების მიმდევრობითი გახსნის უკუ პროცესს ეწოდება პაკეტების დეკაპსულაცია.

პაკეტების ადრესაცია

ლოკალური ქსელის ყოველ აბონენტს უნდა გააჩნდეს თავისი უნიკალური მისამართი (იდენტიფიკატორი ანუ MAC-მისამართი), იმისათვის რომ მასთან შესაძლებელი იყოს პაკეტების დამისამართება. არსებობს ქსელის აბონენტებზე მისამართების მინიჭების ორი ძირითადი სისტემა (უფრო სწორედ ამ აბონენტების ქსელურ ადაბტერებზე).

პირველი სისტემა ძალიან მარტივია და მისი არსი მდგომარეობს იმაში, რომ ქსელის აგებისას ყოველ აბონენტს მიენიჭება თავისი მისამართი (პროგრამულად ან გადამრთველების მეშვეობით ადაპტერის პლატაზე). ამასთანავე მისამართის მოთხოვნილი თანრიგების რაოდენობა განისაზღვრება შემდეგი მარტივი განტოლებით:

2n>Nmax (n ხარისხი წერია ოღონდ აქ )

სადაც n – მისამართის თანრიგების რაოდენობაა, ხოლო Nmax – ქსელში შესაძლებელი აბონენტების მაქსიმალური რიცხვი. მაგ; 8 თანრიგისგან შემდგარი მისამართი საკმარისია 255 აბონენტისაგან შემდგარი ქსელისთვის. ერთი მისამართი (ჩვეულებრივ 1111....11) გათვალისწინებულია ფართომაუწყებლობითი გადაცემისათვის, ესეიგი ის გამოიყენება იმ პაკეტებისათვის, რომელიც დამისამართებულია ყველა აბონენტისათვის.

ასეთი მიდგომა გამოიყენება ისეთ ცნობით ქსელში, როგორიცაა Arcnet.. მოცემული მიდგომის უპირატესობებია – პაკეტში სამსახურებრივი ინფორმაციის მცირე გაცვლა, აგრეთვე ადაპტერის აპარატურის სიმარტივე, რომელიც ამოიცნობს პაკეტის მისამართს. ნაკლოვანებაა მისამართების მინიჭების სირთულე და შეცდომის არსებობა (მაგალითად ორ აბონენტს ქსელში შეიძლება მიენიჭოს ერთი და იგივე მისამართი). ყველა აბონენტის უნიკალური ქსელური მისამართის კონტროლი ევალება ქსელის ადმინისტრატორს.

დამისამართების მეორე მიდგომა შემუშავებილ იქნა IEEE საერთაშორისო ორგანიზაციის მიერ, რომელიც მუშაობს უშუალოდ ქსელების სტანდარტიზაციაზე. სახელდობრ ეს მეთოდი გამოიყენება ქსელების უმრავლესობაში და რეკომენდებულია ახალი პროექტებისათვის. ამ მიდგომის იდეა მდგომარეობს იმაში, რომ ქსელის ყოველ ადაპტერს მიენიჭოს უნიკალური ქსელური მისამართი მისივე დამზადების ეტაპზე. თუ შესაძლებელი მისამართების რაოდენობა ძალიან დიდია, მაშინ შეიძლება დარწმუნებული ვიყოთ იმაში, რომ მთელი მსოფლიოს მაშტაბით ნებისმიერ ქსელში აბონენტების მისამართები ერთმანეთს არ დაემთხვევა. ამიტომაც იქნა შერჩეული მისამართის 48-თანრიგიანი ფორმატი, რომელიც შეესაბამება დაახლოებით 280 ტრილიონ სხვადასხვა მისამართს. გასაგებია ისიც, რომ ამდენი ქსელური ადაპტერი არასოდეს არ იწარმოება.

იმისათვის, რომ გაენაწილებინათ მისამართების დიაპაზონები ქსელური ადაპტერების მწარმოებლებს შორის შემოტავაზებულ იქნა მისამართის შემდეგი სტრუქტურა (ნახ. 4.1):

• მისამართის ქვედა 24-თანრიგა კოდს უწოდებენ OUA (Organizationally Unique Address) – ორგანიზციულად უნიკალურ მისამართს. ამ კოდებს ანიჭებს დარეგისტრირებული მწარმოებლები ქსელური ადაპტერებისა. მთლიანად შესაძლებელია 16 მილიონ კომბინაციაზე მეტი, ანუ ყოველ მწარმოებელს შეუძლია გამოუშვას 16 მილიონი ქსელური ადაპტერი.

• კოდის შემდეგ 22-თანრიგს უწოდებენ OUI (Organizationally Unique Identifier) ორგანიზაციულად უნიკალურ იდენტრიფიკატორს. IEEE ანიჭებს ერთ ან რამოდენიმე OUI-ის ქსელური ადაპტერის ყოველ მწარმოებელს. მთლიანად შესაძლებელია 4 მილიონზე მეტი სხვადასხვა OUI , ეს ნიშნავს, რომ თეორიულად შეიძლება დარეგისტრირებული იქნეს 4 მილიონ მწარმოებელზე. OUA-სა და OUI-ის ერთად უწოდებენ UAA (Universally Administered Address) – უნივერსალურად მართვად მისამართს, ანუ IEEE-მისამართს.

• ორი ზედა თანრიგების მისამართი განსაზღვრავენ მისამართის ტიპს დანარჩენი 46-თანრიგის ინტეგრაციის მეთოდს. უფროსი ბიტი I/G (Individual/Group) მიუთითებს მისამართის ტიპს. თუ ის დაყენებულია 0-ზე ე.ი ინდივიდუალურია და თუ 1-ზე ე.ი ჯგუფური (მრავალპუნქტიანი ანუ მრავალფუნქციური). პაკეტებს ჯგუფური მისამართით მიიღებენ ამ ჯგუფური მისამართების მქონე ქსელური ადაპტერები. ამასთანავე ჯგუფური მისამართი განისაზღვრება 46 უმცირესი თანრიგით. მეორე მმართველ ბიტს U/L (Universal/Local) უწოდებენ უნივერსალური/ადგილობრივი მმართვის დროშას და განსაზღვრავს თუ როგორ იყო მინიჭებული მისამართი მოცემული ქსელური ადაპტერისადმი. ჩვეულებრივ ის ყენდება ნულზე. U/L ბიტის დაყენება 1-ზე ნიშნავს, რომ მისამართი არ არის მოცემული ქსელური ადაპტერის მწარმოებლის მიერ, არამედ იმ ორგანიზაციის მიერ, რომელიც იყენებს მოცემულ ქსელს. ეს კი ძალიან იშვიათად ხდება.

19edo3h46khs0enq0wh6.jpg

ფართომაუწყებლობითი გადაცემისთვის (ე.ი ქაელში ყველა აბონენტის ერთდროულად გადაცემისთვის) გამოიყენება სპეციალურად გამოყოფილი ქსელური მისამართი, რომლის ყველა 48-ვე ბიტი დაყენებულია 1-ზე. მას გამოიყენებენ ქსელის ყველა აბონენტი. დამოუკიდებლად მათი ინდივიდუალური და ჯგუფური მისამართებისა.

მისამართების მოცემული სისტემით სარგებლობენ ისეთი პოპულარული ქსელები როგორიცაა Ethernet, Fast Ethernet, Token-Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN. მისი ნაკლოვანებებია ქსელური ადაპტერის დიდი სირთულე, აგრეთვე გადასაცემ პაკეტში სამსახურებრივ ინფორმაციის დიდი მოცულობა (ე.ი წყაროსა და მიმღების მისამართები ერთად მოითხოვენ 96 ბიტიან პაკეტს ანუ 12 ბაიტს).

მრავალ ქსელურ ადაბტერში გათვალისწინებულია ე.წ ცირკულარული რეჟიმი. ამ რეჟიმში ადაბტერი ღებულობს ყველა პაკეტს, რომლების მოდის მასთან მიუხედავად მიმღების მისამართის ველის მნიშვნელობისა. ასეთი რეჟიმი გამოიყენება მაგალითად ქსელის დიაგნოსტიკის ჩასატარებლად, მწარმოებლობის გასაზომად და გადაცემის შეცდომის საკონტროლოდ. ამავე დროს ერთი კომპიუტერი იღებს და აკონტროლებს ყველა პაკეტს, რომლების გაივლიან ქსელში, მაგრამ თვითონ არ მონაწილეობს გადაცემის მომენტში. მოცემულ რეჟიმში მუშაობენ ხიდების ქსელური ადაბტერები და კომუტატორები, რომლებმაც უნდა დაამუშაონ ყველა მათთან მოსული პაკეტი რეტრანსლაციის წინ.

  • Upvote 7
Link to comment
Share on other sites

  • 2 weeks later...
  • 4 years later...

რა ჩახლართულია :rolleyes:

ინტერნეტივით :)) მარტივი რომ იყოს ეგ იქნება გასაკვირი 

Link to comment
Share on other sites

  • Barca locked this topic
Guest
This topic is now closed to further replies.
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.