EITC/IS/CNF კომპიუტერული ქსელების საფუძვლები

კომპიუტერული ქსელი არის კომპიუტერების კოლექცია, რომლებიც იზიარებენ რესურსებს ქსელის კვანძებს შორის. ერთმანეთთან კომუნიკაციისთვის, კომპიუტერები იყენებენ სტანდარტულ საკომუნიკაციო პროტოკოლებს ციფრულ კავშირებში. სატელეკომუნიკაციო ქსელის ტექნოლოგიები, რომლებიც დაფუძნებულია ფიზიკურად სადენიანი, ოპტიკური და უკაბელო რადიოსიხშირული სისტემებზე, რომლებიც შეიძლება აწყობილი იყოს ქსელის რიგ ტოპოლოგიაში, ქმნის ამ ურთიერთკავშირებს. პერსონალური კომპიუტერები, სერვერები, ქსელის აპარატურა და სხვა სპეციალიზებული ან ზოგადი დანიშნულების ჰოსტები შეიძლება იყოს კვანძები კომპიუტერულ ქსელში. ქსელის მისამართები და ჰოსტების სახელები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მათი იდენტიფიცირებისთვის. ჰოსტის სახელები ემსახურება როგორც ადვილად დასამახსოვრებელ ლეიბლებს კვანძებისთვის და ისინი იშვიათად იცვლება მათი მინიჭების შემდეგ. საკომუნიკაციო პროტოკოლები, როგორიცაა ინტერნეტ პროტოკოლი, იყენებს ქსელის მისამართებს კვანძების დასადგენად და იდენტიფიცირებისთვის. უსაფრთხოება ქსელის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ასპექტია.

გადამცემი საშუალება, რომელიც გამოიყენება სიგნალების გადასაცემად, გამტარუნარიანობა, საკომუნიკაციო პროტოკოლები ქსელის ტრაფიკის ორგანიზებისთვის, ქსელის ზომა, ტოპოლოგია, ტრაფიკის კონტროლის მექანიზმი და ორგანიზაციული მიზანი არის ყველა ფაქტორი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას კომპიუტერული ქსელების კლასიფიკაციისთვის.

მსოფლიო ქსელზე წვდომა, ციფრული ვიდეო, ციფრული მუსიკა, აპლიკაციებისა და შენახვის სერვერების, პრინტერების და ფაქსის აპარატების საერთო გამოყენება, ელექტრონული ფოსტისა და მყისიერი შეტყობინებების პროგრამების გამოყენება ყველა მხარდაჭერილია კომპიუტერული ქსელების საშუალებით.

კომპიუტერული ქსელი იყენებს მრავალ ტექნოლოგიას, როგორიცაა ელექტრონული ფოსტა, მყისიერი შეტყობინებები, ონლაინ ჩატი, აუდიო და ვიდეო სატელეფონო საუბრები და ვიდეო კონფერენცია, რათა გააფართოვოს ინტერპერსონალური კავშირები ელექტრონული საშუალებებით. ქსელი საშუალებას აძლევს ქსელისა და გამოთვლითი რესურსების გაზიარებას. მომხმარებლებს შეუძლიათ წვდომა და გამოიყენონ ქსელის რესურსები, როგორიცაა დოკუმენტის დაბეჭდვა საზიარო ქსელის პრინტერზე ან საზიარო მეხსიერების დისკზე წვდომა და გამოყენება. ქსელი უფლებამოსილ მომხმარებლებს აძლევს წვდომას ქსელის სხვა კომპიუტერებზე შენახულ ინფორმაციაზე ფაილების, მონაცემების და სხვა სახის ინფორმაციის გადაცემის გზით. ამოცანების შესასრულებლად, განაწილებული გამოთვლები სარგებლობს გამოთვლითი რესურსებით, რომლებიც ვრცელდება ქსელში.

პაკეტის რეჟიმში გადაცემა გამოიყენება მიმდინარე კომპიუტერული ქსელების უმეტესობის მიერ. პაკეტების გადართვის ქსელი ახორციელებს ქსელის პაკეტს, რომელიც წარმოადგენს მონაცემთა ფორმატირებულ ერთეულს.

საკონტროლო ინფორმაცია და მომხმარებლის მონაცემები არის მონაცემების ორი ტიპი პაკეტებში (payload). საკონტროლო ინფორმაცია მოიცავს ისეთ ინფორმაციას, როგორიცაა წყარო და დანიშნულების ქსელის მისამართები, შეცდომების გამოვლენის კოდები და თანმიმდევრობის ინფორმაცია, რომელიც ქსელს სჭირდება მომხმარებლის მონაცემების გადასაცემად. საკონტროლო მონაცემები, როგორც წესი, შედის პაკეტების სათაურებში და მისაბმელებში, საშუალო დატვირთვის მონაცემებით.

გადამცემი საშუალების გამტარუნარიანობა შეიძლება უკეთ იყოს გაზიარებული მომხმარებლებში, რომლებიც იყენებენ პაკეტებს, ვიდრე ჩართვადი ქსელებით. როდესაც ერთი მომხმარებელი არ აგზავნის პაკეტებს, კავშირი შეიძლება შეივსოს სხვა მომხმარებლების პაკეტებით, რაც შესაძლებელს გახდის ხარჯების გაზიარებას მინიმალური დარღვევით, თუ ბმული არ არის ბოროტად გამოყენებული. ხშირად, გზა, რომელიც პაკეტმა უნდა გაიაროს ქსელში, ამჟამად მიუწვდომელია. ამ შემთხვევაში, პაკეტი დგას რიგში და არ გაიგზავნება მანამ, სანამ ბმული არ გახდება ხელმისაწვდომი.

პაკეტის ქსელის ფიზიკური ბმულის ტექნოლოგიები ხშირად ზღუდავს პაკეტის ზომას კონკრეტული მაქსიმალური გადაცემის ერთეულზე (MTU). უფრო დიდი გზავნილი შეიძლება გატეხილი იყოს გადაცემამდე და პაკეტები ხელახლა იკრიბება, რათა ჩამოაყალიბონ ორიგინალური შეტყობინება, როგორც კი ისინი ჩამოდიან.

საერთო ქსელების ტოპოლოგიები

ქსელის კვანძებისა და ბმულების ფიზიკური ან გეოგრაფიული მდებარეობა მცირე გავლენას ახდენს ქსელზე, მაგრამ ქსელის ურთიერთკავშირების არქიტექტურამ შეიძლება მნიშვნელოვანი გავლენა იქონიოს მის გამტარუნარიანობაზე და საიმედოობაზე. სხვადასხვა ტექნოლოგიებში, როგორიცაა ავტობუსების ან ვარსკვლავური ქსელების ერთჯერადი წარუმატებლობა, შეიძლება გამოიწვიოს მთელი ქსელის მარცხი. ზოგადად, რაც მეტი ურთიერთკავშირი აქვს ქსელს, მით უფრო სტაბილურია იგი; თუმცა, მით უფრო ძვირია მისი დაყენება. შედეგად, ქსელის დიაგრამების უმეტესობა ორგანიზებულია მათი ქსელის ტოპოლოგიის მიხედვით, რაც წარმოადგენს ქსელის ჰოსტების ლოგიკური ურთიერთობების რუკას.

ქვემოთ მოცემულია საერთო განლაგების მაგალითები:

ავტობუსის ქსელის ყველა კვანძი დაკავშირებულია საერთო მედიასთან ამ მედიის საშუალებით. ეს იყო Ethernet-ის ორიგინალური კონფიგურაცია, რომელიც ცნობილია როგორც 10BASE5 და 10BASE2. მონაცემთა ბმულის ფენაზე, ეს ჯერ კიდევ გავრცელებული არქიტექტურაა, თუმცა ამჟამინდელი ფიზიკური ფენის ვარიანტები იყენებენ წერტილამდე ბმულებს ვარსკვლავის ან ხის ასაშენებლად.
ყველა კვანძი დაკავშირებულია ვარსკვლავური ქსელის ცენტრალურ კვანძთან. ეს არის საერთო კონფიგურაცია პატარა გადართვის Ethernet LAN-ში, სადაც თითოეული კლიენტი უკავშირდება ცენტრალურ ქსელის გადამრთველს და ლოგიკურად უკაბელო LAN-ში, სადაც თითოეული უკაბელო კლიენტი უერთდება ცენტრალურ უკაბელო წვდომის წერტილს.
თითოეული კვანძი დაკავშირებულია თავის მარცხენა და მარჯვენა მეზობელ კვანძებთან, აყალიბებს რგოლის ქსელს, რომელშიც ყველა კვანძი დაკავშირებულია და თითოეულ კვანძს შეუძლია მიაღწიოს მეორე კვანძს კვანძების მარცხნივ ან მარჯვნივ გადაადგილებით. ეს ტოპოლოგია გამოიყენებოდა სიმბოლური რგოლების ქსელებში და ბოჭკოვან განაწილებულ მონაცემთა ინტერფეისში (FDDI).
ქსელის ქსელი: თითოეული კვანძი დაკავშირებულია მეზობლების თვითნებურ რაოდენობასთან ისე, რომ თითოეულ კვანძს ჰქონდეს მინიმუმ ერთი გავლა.
ქსელის თითოეული კვანძი დაკავშირებულია ქსელის ყველა სხვა კვანძთან.
კვანძები ხის ქსელში განლაგებულია იერარქიული თანმიმდევრობით. რამდენიმე გადამრთველით და ზედმეტი ქსელის გარეშე, ეს არის ბუნებრივი ტოპოლოგია უფრო დიდი Ethernet ქსელისთვის.
ქსელის კვანძების ფიზიკური არქიტექტურა ყოველთვის არ წარმოადგენს ქსელის სტრუქტურას. მაგალითად, FDDI-ის ქსელის არქიტექტურა არის რგოლი, მაგრამ ფიზიკური ტოპოლოგია ხშირად ვარსკვლავია, რადგან ყველა ახლომდებარე კავშირი შეიძლება განხორციელდეს ერთი ფიზიკური საიტის მეშვეობით. თუმცა, იმის გამო, რომ საერთო მილები და აღჭურვილობის განლაგება შეიძლება წარმოადგენდეს მარცხის ცალკეულ წერტილებს, როგორიცაა ხანძარი, ელექტროენერგიის გათიშვა და წყალდიდობა, ფიზიკური არქიტექტურა არ არის სრულიად უაზრო.

ქსელების გადაფარვა

ვირტუალური ქსელი, რომელიც შექმნილია სხვა ქსელის თავზე, ცნობილია როგორც გადაფარვის ქსელი. ვირტუალური ან ლოგიკური ბმულები აკავშირებს გადაფარვის ქსელის კვანძებს. ძირითადი ქსელის თითოეული ბმული შეესაბამება გზას, რომელიც შეიძლება გაიაროს რამდენიმე ფიზიკურ ბმულზე. გადაფარვის ქსელის ტოპოლოგია შეიძლება (და ხშირად განსხვავდებოდეს) ძირითადი ქსელისგან. ბევრი peer-to-peer ქსელი, მაგალითად, არის გადაფარვის ქსელები. ისინი დაყენებულია როგორც კვანძები ბმულების ვირტუალურ ქსელში, რომელიც გადის ინტერნეტში.

გადაფარვის ქსელები არსებობდა ქსელის გარიჟრაჟიდან, როდესაც კომპიუტერული სისტემები დაკავშირებული იყო სატელეფონო ხაზებით მოდემების საშუალებით, სანამ მონაცემთა ქსელი არსებობდა.

ინტერნეტი გადაფარვის ქსელის ყველაზე თვალსაჩინო მაგალითია. ინტერნეტი თავდაპირველად შეიქმნა, როგორც სატელეფონო ქსელის გაფართოება. დღესაც კი, ქვექსელების ბადე, ფართოდ მრავალფეროვანი ტოპოლოგიითა და ტექნოლოგიით, საშუალებას აძლევს თითოეულ ინტერნეტ კვანძს დაუკავშირდეს თითქმის ნებისმიერ სხვა კვანძს. სრულად დაკავშირებული IP გადაფარვის ქსელის მის ფუძემდებლურ ქსელთან შედგენის მეთოდები მოიცავს მისამართების გარჩევადობას და მარშრუტიზაციას.

განაწილებული ჰეშის ცხრილი, რომელიც ასახავს გასაღებებს ქსელის კვანძებისთვის, არის გადაფარვის ქსელის კიდევ ერთი მაგალითი. ამ შემთხვევაში ძირითადი ქსელი არის IP ქსელი, ხოლო გადაფარვის ქსელი არის გასაღებით ინდექსირებული ცხრილი (ნამდვილად რუკა).

გადაფარვის ქსელები ასევე შემოთავაზებულია, როგორც ტექნიკა ინტერნეტის მარშრუტიზაციის გასაუმჯობესებლად, როგორიცაა უმაღლესი ხარისხის ნაკადის მედიის უზრუნველყოფით მომსახურების ხარისხის უზრუნველყოფის გზით. წინა წინადადებები, როგორიცაა IntServ, DiffServ და IP Multicast, არ მიიღწევა დიდი მოწონება იმის გამო, რომ ისინი საჭიროებენ ქსელში არსებული ყველა მარშრუტიზატორის შეცვლას. მეორეს მხრივ, ინტერნეტ სერვისის პროვაიდერების დახმარების გარეშე, გადაფარვის ქსელი შეიძლება თანდათან დაინსტალირდეს ბოლო ჰოსტებზე, რომლებიც მუშაობენ გადაფარვის პროტოკოლის პროგრამულ უზრუნველყოფას. გადაფარვის ქსელს არ აქვს გავლენა იმაზე, თუ როგორ ხდება პაკეტების მარშრუტირება ფუძემდებლურ ქსელში გადაფარვის კვანძებს შორის, მაგრამ მას შეუძლია დაარეგულიროს გადაფარვის კვანძების თანმიმდევრობა, რომლითაც შეტყობინება გადის დანიშნულების ადგილამდე მისვლამდე.

კავშირები ინტერნეტთან

ელექტრული კაბელი, ოპტიკური ბოჭკოვანი და თავისუფალი სივრცე არის გადამცემი მედიის მაგალითები (ასევე ცნობილია როგორც ფიზიკური საშუალებები), რომლებიც გამოიყენება მოწყობილობების დასაკავშირებლად კომპიუტერული ქსელის დასამყარებლად. მედიის დასამუშავებელი პროგრამული უზრუნველყოფა განისაზღვრება OSI მოდელის 1 და 2 ფენებში - ფიზიკური ფენა და მონაცემთა ბმული ფენა.

Ethernet ეხება ტექნოლოგიების ჯგუფს, რომლებიც იყენებენ სპილენძისა და ბოჭკოვანი მედიას ლოკალური ქსელის (LAN) ტექნოლოგიაში. IEEE 802.3 განსაზღვრავს მედიისა და პროტოკოლის სტანდარტებს, რომლებიც საშუალებას აძლევს ქსელურ მოწყობილობებს დაუკავშირდნენ Ethernet-ის საშუალებით. რადიოტალღები გამოიყენება ზოგიერთ უკაბელო LAN სტანდარტში, ხოლო ინფრაწითელი სიგნალები გამოიყენება სხვებში. ელექტრო კაბელი შენობაში გამოიყენება ელექტროგადამცემი ხაზის კომუნიკაციაში მონაცემების გადასატანად.

კომპიუტერულ ქსელში გამოიყენება შემდეგი სადენიანი ტექნოლოგიები.

კოაქსიალური კაბელი ხშირად გამოიყენება ლოკალური ქსელებისთვის საკაბელო ტელევიზიის სისტემებში, საოფისე შენობებში და სხვა სამუშაო ადგილებზე. გადაცემის სიჩქარე მერყეობს 200 მილიონი ბიტი წამში და 500 მილიონი ბიტი წამში.
ITU-T G.hn ტექნოლოგია ქმნის მაღალსიჩქარიან ლოკალურ ქსელს სახლის არსებული გაყვანილობის გამოყენებით (კოაქსიალური კაბელი, სატელეფონო ხაზები და ელექტროგადამცემი ხაზები).
სადენიანი Ethernet და სხვა სტანდარტები იყენებს გრეხილი წყვილის კაბელს. ის ჩვეულებრივ შედგება ოთხი წყვილი სპილენძის გაყვანილობისგან, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ხმის, ასევე მონაცემების გადასაცემად. ჯვარედინი და ელექტრომაგნიტური ინდუქცია მცირდება, როდესაც ორი მავთული გადაუგრიხეს ერთად. გადაცემის სიჩქარე წამში 2-დან 10 გიგაბიტამდე მერყეობს. არსებობს ორი სახის გრეხილი წყვილი კაბელი: დაუფარავი გრეხილი წყვილი (UTP) და დაცულ გრეხილი წყვილი (STP) (STP). თითოეული ფორმა ხელმისაწვდომია სხვადასხვა კატეგორიის რეიტინგებში, რაც საშუალებას აძლევს მას გამოიყენოს სხვადასხვა სიტუაციებში.
წითელი და ლურჯი ხაზები მსოფლიო რუკაზე
წყალქვეშა ოპტიკურ ბოჭკოვან სატელეკომუნიკაციო ხაზები გამოსახულია რუკაზე 2007 წლიდან.
შუშის ბოჭკო არის ოპტიკური ბოჭკო. ის იყენებს ლაზერებს და ოპტიკურ გამაძლიერებლებს სინათლის იმპულსების გადასაცემად, რომლებიც წარმოადგენს მონაცემებს. ოპტიკური ბოჭკოები უზრუნველყოფენ რამდენიმე უპირატესობას ლითონის ხაზებთან შედარებით, მათ შორის მინიმალური გადაცემის დანაკარგი და ელექტრული ჩარევისადმი გამძლეობა. ოპტიკურ ბოჭკოებს შეუძლიათ ერთდროულად გადაიტანონ მონაცემთა მრავალი ნაკადი სინათლის განსხვავებულ ტალღის სიგრძეზე მკვრივი ტალღის გაყოფის მულტიპლექსირების გამოყენებით, რაც ზრდის მონაცემთა გადაცემის სიჩქარეს მილიარდობით ბიტამდე წამში. ოპტიკური ბოჭკოები გამოიყენება წყალქვეშა კაბელებში, რომლებიც აკავშირებენ კონტინენტებს და შეიძლება გამოყენებულ იქნეს კაბელის ხანგრძლივი გაშვებისთვის, რომელიც გადასცემს მონაცემთა ძალიან მაღალ სიჩქარეს. ერთრეჟიმიანი ოპტიკური ბოჭკოვანი (SMF) და მრავალრეჟიმიანი ოპტიკური ბოჭკოვანი (MMF) არის ბოჭკოვანი ოპტიკის ორი ძირითადი ფორმა (MMF). ერთრეჟიმიანი ბოჭკო გთავაზობთ თანმიმდევრული სიგნალის შენარჩუნების უპირატესობას ათეულობით, თუ არა ასობით კილომეტრზე. მულტიმოდური ბოჭკოების შეწყვეტა ნაკლებად ძვირია, მაგრამ აქვს მაქსიმალური სიგრძე მხოლოდ რამდენიმე ასეული ან თუნდაც რამდენიმე ათეული მეტრი, რაც დამოკიდებულია მონაცემთა სიჩქარეზე და კაბელის ხარისხზე.

უკაბელო ქსელები

უკაბელო ქსელის კავშირები შეიძლება ჩამოყალიბდეს რადიოს ან სხვა ელექტრომაგნიტური კომუნიკაციის მეთოდების გამოყენებით.

ხმელეთის მიკროტალღური კომუნიკაცია იყენებს დედამიწაზე დაფუძნებულ გადამცემებსა და მიმღებებს, რომლებიც ჰგავს სატელიტურ თეფშებს. მიკროტალღები ადგილზე მუშაობს დაბალი გიგაჰერცის დიაპაზონში, რაც ზღუდავს ყველა კომუნიკაციას მხედველობის ხაზამდე. სარელეო სადგურები ერთმანეთისგან დაახლოებით 40 მილი (64 კილომეტრია).
სატელიტები, რომლებიც მიკროტალღური ღუმელის საშუალებით ურთიერთობენ, ასევე იყენებენ საკომუნიკაციო თანამგზავრებს. როგორც წესი, თანამგზავრები გეოსინქრონულ ორბიტაზე იმყოფებიან, რომელიც ეკვატორიდან 35,400 კილომეტრზე (22,000 მილი) არის. ხმის, მონაცემების და სატელევიზიო სიგნალების მიღება და გადაცემა შესაძლებელია დედამიწის ორბიტაზე მოძრავი მოწყობილობებით.
ფიჭურ ქსელებში გამოიყენება რადიოკავშირის რამდენიმე ტექნოლოგია. სისტემები დაფარულ ტერიტორიას ყოფს რამდენიმე გეოგრაფიულ ჯგუფად. დაბალი სიმძლავრის გადამცემი ემსახურება თითოეულ ზონას.
უსადენო LAN-ები იყენებენ მაღალი სიხშირის რადიო ტექნოლოგიას, რომელიც შედარებულია ციფრულ ფიჭურთან კომუნიკაციისთვის. ფართო სპექტრის ტექნოლოგია გამოიყენება უკაბელო LAN-ებში, რათა მოხდეს კომუნიკაცია რამდენიმე მოწყობილობას შორის მცირე სივრცეში. Wi-Fi არის ღია სტანდარტების უკაბელო რადიოტალღური ტექნოლოგიის ტიპი, რომელიც განსაზღვრულია IEEE 802.11-ით.
თავისუფალი სივრცის ოპტიკური კომუნიკაცია ურთიერთობს ხილული ან უხილავი სინათლის საშუალებით. მხედველობის ხაზის გავრცელება გამოიყენება უმეტეს შემთხვევაში, რაც ზღუდავს დამაკავშირებელი მოწყობილობების ფიზიკურ პოზიციონირებას.
პლანეტათაშორისი ინტერნეტი არის რადიო და ოპტიკური ქსელი, რომელიც ავრცელებს ინტერნეტს პლანეტათაშორის ზომებამდე.
RFC 1149 იყო სახალისო პირველაპრილის მოთხოვნა IP-ზე კომენტარებისთვის Avian Carriers-ის საშუალებით. 2001 წელს ის პრაქტიკაში შევიდა რეალურ ცხოვრებაში.
ბოლო ორ სიტუაციას აქვს ხანგრძლივი ორმხრივი შეფერხება, რაც იწვევს ორმხრივი კომუნიკაციის დაგვიანებას, მაგრამ არ აფერხებს მონაცემთა დიდი მოცულობის გადაცემას (მათ შეიძლება ჰქონდეთ მაღალი გამტარუნარიანობა).

კვანძები ქსელში

ქსელები აგებულია დამატებითი ძირითადი სისტემის შენობის ელემენტების გამოყენებით, როგორიცაა ქსელის ინტერფეისის კონტროლერები (NICs), განმეორებები, ჰაბები, ხიდები, გადამრთველები, მარშრუტიზატორები, მოდემები და ბუხარი, გარდა ნებისმიერი ფიზიკური გადაცემის მედიისა. აღჭურვილობის ნებისმიერი მოცემული ნაწილი თითქმის ყოველთვის შეიცავს სხვადასხვა სამშენებლო ბლოკს და, შესაბამისად, შეძლებს მრავალი დავალების შესრულებას.

ინტერფეისები ინტერნეტში

ქსელის ინტერფეისის წრე, რომელიც მოიცავს ბანკომატის პორტს.
დამხმარე ბარათი, რომელიც ემსახურება ბანკომატის ქსელის ინტერფეისს. ქსელის ინტერფეისების დიდი რაოდენობა წინასწარ არის დაინსტალირებული.
ქსელის ინტერფეისის კონტროლერი (NIC) არის კომპიუტერული ტექნიკის ნაწილი, რომელიც აკავშირებს კომპიუტერს ქსელთან და შეუძლია დაამუშავოს დაბალი დონის ქსელის მონაცემები. კავშირი კაბელის ასაღებად, ან ანტენის უსადენო გადაცემისა და მიღებისთვის, ისევე როგორც დაკავშირებული სქემები, შეიძლება მოიძებნოს NIC-ზე.

ქსელის ინტერფეისის თითოეულ კონტროლერს Ethernet ქსელში აქვს უნიკალური Media Access Control (MAC) მისამართი, რომელიც ჩვეულებრივ ინახება კონტროლერის მუდმივ მეხსიერებაში. ელექტრო და ელექტრონიკის ინჟინრების ინსტიტუტი (IEEE) ინარჩუნებს და აკონტროლებს MAC მისამართის უნიკალურობას, რათა თავიდან აიცილოს მისამართის კონფლიქტი ქსელურ მოწყობილობებს შორის. Ethernet MAC მისამართი ექვსი ოქტეტის სიგრძეა. სამი ყველაზე მნიშვნელოვანი ოქტეტი გამოყოფილია NIC მწარმოებლის იდენტიფიკაციისთვის. ეს მწარმოებლები ანიჭებენ სამ ყველაზე ნაკლებად მნიშვნელოვან ოქტეტს ყველა Ethernet ინტერფეისიდან, რომელსაც ისინი აშენებენ მხოლოდ მათი გამოყოფილი პრეფიქსების გამოყენებით.

ჰაბები და გამეორებები

რეპეტიტორი არის ელექტრონული მოწყობილობა, რომელიც იღებს ქსელის სიგნალს და ასუფთავებს მას არასასურველი ხმაურისგან რეგენერაციამდე. სიგნალი ხელახლა გადაცემულია უფრო დიდი სიმძლავრის დონეზე ან დაბრკოლების მეორე მხარეს, რაც საშუალებას აძლევს მას უფრო შორს წავიდეს გაუარესების გარეშე. 100 მეტრზე მეტი საკაბელო გაშვებისთვის საჭიროა გამეორებები უმეტეს გრეხილი წყვილის Ethernet სისტემებში. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სისტემის გამოყენებისას გამეორებები შეიძლება იყოს ათობით ან თუნდაც ასობით კილომეტრით.

გამეორებები მუშაობენ OSI მოდელის ფიზიკურ შრეზე, მაგრამ მათ მაინც ცოტა დრო სჭირდებათ სიგნალის რეგენერაციას. ამან შეიძლება გამოიწვიოს გავრცელების შეფერხება, რამაც შეიძლება ზიანი მიაყენოს ქსელის მუშაობას და ფუნქციონირებას. შედეგად, რამდენიმე ქსელის ტოპოლოგია, როგორიცაა Ethernet 5-4-3 წესი, ზღუდავს გამეორებების რაოდენობას, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ქსელში.

Ethernet hub არის Ethernet განმეორებადი მრავალი პორტით. განმეორებითი კერა ეხმარება ქსელის შეჯახების გამოვლენასა და ხარვეზის იზოლაციაში, გარდა ქსელის სიგნალების განახლებასა და განაწილებაში. თანამედროვე ქსელის გადამრთველებმა ძირითადად ჩაანაცვლეს ჰაბები და გამეორებები LAN-ებში.

გადამრთველები და ხიდები

ჰაბისგან განსხვავებით, ქსელი ახდენს და გადართავს მხოლოდ წინა ჩარჩოებს კავშირში ჩართულ პორტებთან, მაგრამ ჰაბი აგზავნის ჩარჩოებს ყველა პორტში. გადამრთველი შეიძლება ჩაითვალოს როგორც მრავალპორტიანი ხიდი, რადგან ხიდებს მხოლოდ ორი პორტი აქვთ. გადამრთველები, როგორც წესი, ახასიათებენ პორტების დიდ რაოდენობას, რაც იძლევა მოწყობილობების ვარსკვლავის ტოპოლოგიას და შემდგომი გადამრთველების კასკადის საშუალებას.

OSI მოდელის მონაცემთა ბმულის ფენა (ფენა 2) არის ადგილი, სადაც ფუნქციონირებს ხიდები და კონცენტრატორები, რომლებიც ახდენენ ტრაფიკს ქსელის ორ ან მეტ სეგმენტს შორის ერთი ლოკალური ქსელის შესაქმნელად. ორივე არის მოწყობილობა, რომელიც გადასცემს მონაცემთა ჩარჩოებს პორტებში, თითოეულ ჩარჩოში დანიშნულების MAC მისამართზე დაყრდნობით. მიღებული ფრეიმების წყაროს მისამართების შესწავლა ასწავლის მათ, თუ როგორ დააკავშირონ ფიზიკური პორტები MAC მისამართებთან და ისინი მხოლოდ საჭიროების შემთხვევაში გადაგზავნიან ფრეიმებს. თუ მოწყობილობა მიზნად ისახავს უცნობი დანიშნულების MAC-ს, ის აგზავნის მოთხოვნას ყველა პორტზე, წყაროს გარდა და პასუხიდან გამოაქვს მდებარეობა.

ქსელის შეჯახების დომენი იყოფა ხიდებითა და გადამრთველებით, ხოლო სამაუწყებლო დომენი იგივე რჩება. ხიდისა და გადართვის დახმარება არღვევს უზარმაზარ, გადატვირთულ ქსელს პატარა, უფრო ეფექტური ქსელების კრებულში, რომელიც ცნობილია როგორც ქსელის სეგმენტაცია.

მარშრუტიზატორები

ADSL სატელეფონო ხაზი და Ethernet ქსელის საკაბელო კონექტორები ჩანს ტიპიური სახლის ან მცირე ბიზნესის როუტერზე.
როუტერი არის ინტერნეტმომუშავე მოწყობილობა, რომელიც ამუშავებს მისამართების ან მარშრუტიზაციის ინფორმაციას პაკეტებში, რათა გადააგზავნოს ისინი ქსელებს შორის. მარშრუტიზაციის ცხრილი ხშირად გამოიყენება მარშრუტიზაციის ინფორმაციასთან ერთად. როუტერი განსაზღვრავს სად უნდა გაიაროს პაკეტები მისი მარშრუტიზაციის მონაცემთა ბაზის გამოყენებით და არა პაკეტების მაუწყებლობის გამოყენებით, რაც უსარგებლოა ძალიან დიდი ქსელებისთვის.

მოდემი
მოდემები (მოდულატორი-დემოდულატორი) აკავშირებს ქსელის კვანძებს სადენებით, რომლებიც არ იყო შექმნილი ციფრული ქსელის ტრაფიკისთვის ან უსადენოდ. ამისათვის ციფრული სიგნალი ახდენს ერთი ან მეტი გადამზიდავი სიგნალის მოდულირებას, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ანალოგური სიგნალი, რომელიც შეიძლება მორგებული იყოს შესაბამისი გადაცემის თვისებების უზრუნველსაყოფად. ჩვეულებრივი ხმოვანი სატელეფონო კავშირის საშუალებით მიწოდებული აუდიო სიგნალები მოდულირებული იყო ადრეული მოდემებით. მოდემები კვლავ ფართოდ გამოიყენება ციფრული სააბონენტო ხაზის (DSL) სატელეფონო ხაზებისა და საკაბელო ტელევიზიის სისტემებისთვის, რომლებიც იყენებენ DOCSIS ტექნოლოგიას.

Firewall არის ქსელური მოწყობილობები ან პროგრამული უზრუნველყოფა, რომლებიც გამოიყენება ქსელის უსაფრთხოებისა და წვდომის რეგულაციების გასაკონტროლებლად. Firewalls გამოიყენება უსაფრთხო შიდა ქსელების გამოსაყოფად პოტენციურად დაუცველი გარე ქსელებისგან, როგორიცაა ინტერნეტი. როგორც წესი, firewall-ები იქმნება უცნობი წყაროებიდან წვდომის მოთხოვნებზე უარის თქმის მიზნით, ხოლო ცნობილი წყაროებიდან აქტივობების დაშვების საშუალებას. Firewall-ის მნიშვნელობა ქსელის უსაფრთხოებაში იზრდება კიბერ საფრთხეების მატებასთან ერთად.

პროტოკოლები კომუნიკაციისთვის

პროტოკოლები, რადგან ისინი დაკავშირებულია ინტერნეტის ფენების სტრუქტურასთან
TCP/IP მოდელი და მისი ურთიერთობა პოპულარულ პროტოკოლებთან, რომლებიც გამოიყენება სხვადასხვა დონეზე.
როდესაც როუტერი არსებობს, შეტყობინებების ნაკადები ეშვება პროტოკოლის ფენებში, როუტერისკენ, როუტერის სტეკისკენ, უკან ქვევით და საბოლოო დანიშნულების ადგილამდე, სადაც ის ადის როუტერის სტეკზე.
როუტერის თანდასწრებით, შეტყობინება მიედინება ორ მოწყობილობას შორის (AB) TCP/IP პარადიგმის (R) ოთხ დონეზე. წითელი ნაკადები წარმოადგენს ეფექტურ საკომუნიკაციო გზებს, ხოლო შავი ბილიკები წარმოადგენს რეალურ ქსელურ კავშირებს.
საკომუნიკაციო პროტოკოლი არის ინსტრუქციების ნაკრები ქსელის საშუალებით მონაცემთა გაგზავნისა და მიღებისთვის. კომუნიკაციის პროტოკოლებს აქვთ სხვადასხვა თვისებები. ისინი შეიძლება იყოს კავშირზე ორიენტირებული ან უკავშირო, გამოიყენონ წრიული რეჟიმი ან პაკეტის გადართვა და გამოიყენონ იერარქიული ან ბრტყელი მისამართი.

საკომუნიკაციო ოპერაციები იყოფა პროტოკოლის ფენებად პროტოკოლის დასტაში, რომელიც ხშირად აგებულია OSI მოდელის მიხედვით, სადაც თითოეული ფენა იყენებს მის ქვეშ მყოფის სერვისებს, სანამ ყველაზე დაბალი ფენა არ აკონტროლებს აპარატურას, რომელიც აგზავნის ინფორმაციას მედიაში. პროტოკოლის ფენა ფართოდ გამოიყენება კომპიუტერული ქსელების სამყაროში. HTTP (მსოფლიო ქსელის პროტოკოლი) გაშვებული TCP-ზე IP-ზე (ინტერნეტ პროტოკოლები) IEEE 802.11-ზე პროტოკოლის სტეკის კარგი მაგალითია (Wi-Fi პროტოკოლი). როდესაც სახლის მომხმარებელი ინტერნეტში სერფინგის, ეს დასტა გამოიყენება უკაბელო როუტერსა და მომხმარებლის პერსონალურ კომპიუტერს შორის.

აქ მოცემულია რამდენიმე ყველაზე გავრცელებული საკომუნიკაციო პროტოკოლი.

პროტოკოლები, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება

ინტერნეტ პროტოკოლების კომპლექტი
ყველა მიმდინარე ქსელი აგებულია ინტერნეტ პროტოკოლის კომპლექტზე, რომელიც ხშირად ცნობილია როგორც TCP/IP. ის უზრუნველყოფს როგორც უკავშირო, ასევე კავშირზე ორიენტირებულ სერვისებს არსებითად არასტაბილურ ქსელში, რომელიც გადის ინტერნეტ პროტოკოლის მონაცემთა გადაცემის (IP) გამოყენებით. პროტოკოლის ნაკრები განსაზღვრავს მისამართის, იდენტიფიკაციისა და მარშრუტიზაციის სტანდარტებს ინტერნეტ პროტოკოლის ვერსიებისთვის 4 (IPv4) და IPv6, პროტოკოლის შემდეგი გამეორება ბევრად გაფართოებული მისამართების შესაძლებლობებით. Internet Protocol Suite არის პროტოკოლების ნაკრები, რომელიც განსაზღვრავს როგორ მუშაობს ინტერნეტი.

IEEE 802 არის აკრონიმი "საერთაშორისო ელექტროტექნიკური
IEEE 802 ეხება IEEE სტანდარტების ჯგუფს, რომელიც ეხება ადგილობრივ და მეტროპოლიტენის ქსელებს. IEEE 802 პროტოკოლის კომპლექტი მთლიანობაში გთავაზობთ ქსელის შესაძლებლობების ფართო სპექტრს. პროტოკოლებში გამოიყენება ბრტყელი მისამართის მეთოდი. ისინი ძირითადად მუშაობენ OSI მოდელის 1 და 2 ფენებზე.

MAC ხიდი (IEEE 802.1D), მაგალითად, იყენებს Spanning Tree Protocol-ს Ethernet ტრაფიკის მარშრუტისთვის. VLAN-ები განსაზღვრულია IEEE 802.1Q-ით, ხოლო IEEE 802.1X განსაზღვრავს პორტზე დაფუძნებულ ქსელში წვდომის კონტროლის პროტოკოლს, რომელიც არის საფუძველი VLAN-ებში (მაგრამ ასევე WLAN-ებში) გამოყენებული ავთენტიფიკაციის პროცესებისთვის – ეს არის ის, რასაც სახლის მომხმარებელი ხედავს შეყვანისას. "უკაბელო წვდომის გასაღები."

Ethernet არის ტექნოლოგიების ჯგუფი, რომლებიც გამოიყენება სადენიანი LAN-ებში. IEEE 802.3 არის სტანდარტების კოლექცია, რომელიც წარმოებულია ელექტრო და ელექტრონიკის ინჟინრების ინსტიტუტის მიერ, რომელიც აღწერს მას.

LAN (უკაბელო)
უსადენო LAN, ხშირად ცნობილი როგორც WLAN ან WiFi, არის IEEE 802 პროტოკოლის ოჯახის ყველაზე ცნობილი წევრი სახლის მომხმარებლებისთვის დღეს. ის ეფუძნება IEEE 802.11 სპეციფიკაციებს. IEEE 802.11-ს ბევრი საერთო აქვს სადენიანი Ethernet-თან.

SONET/SDH
სინქრონული ოპტიკური ქსელი (SONET) და სინქრონული ციფრული იერარქია (SDH) არის მულტიპლექსირების ტექნიკა, რომელიც იყენებს ლაზერებს მრავალჯერადი ციფრული ბიტის ნაკადის გადასაცემად ოპტიკურ ბოჭკოზე. ისინი შეიქმნა მიკროსქემის რეჟიმში კომუნიკაციების გადასაცემად მრავალი წყაროდან, უპირველეს ყოვლისა, ციფრული ტელეფონიის მხარდასაჭერად. მეორეს მხრივ, SONET/SDH იყო იდეალური კანდიდატი ასინქრონული გადაცემის რეჟიმის (ATM) ჩარჩოების გადასაცემად მისი პროტოკოლის ნეიტრალიტეტისა და ტრანსპორტზე ორიენტირებული მახასიათებლების გამო.

ასინქრონული გადაცემის რეჟიმი
ასინქრონული გადაცემის რეჟიმი (ATM) არის სატელეკომუნიკაციო ქსელის გადართვის ტექნოლოგია. ის შიფრავს მონაცემებს მცირე, ფიქსირებული ზომის უჯრედებში ასინქრონული დროის გაყოფის მულტიპლექსირების გამოყენებით. ეს განსხვავდება სხვა პროტოკოლებისგან, რომლებიც იყენებენ ცვლადი ზომის პაკეტებს ან ჩარჩოებს, როგორიცაა Internet Protocol Suite ან Ethernet. როგორც მიკროსქემის, ასევე პაკეტების გადართვის ქსელი ბანკომატის მსგავსია. ეს ხდის მას შესაფერისს ქსელისთვის, რომელსაც სჭირდება როგორც მაღალი გამტარუნარიანობის მონაცემების, ასევე რეალურ დროში, დაბალი შეყოვნების კონტენტის მართვა, როგორიცაა ხმა და ვიდეო. ბანკომატს აქვს კავშირზე ორიენტირებული მიდგომა, რომლის დროსაც უნდა შეიქმნას ვირტუალური წრე ორ ბოლო წერტილს შორის, სანამ რეალურად მონაცემთა გადაცემა დაიწყება.

მიუხედავად იმისა, რომ ბანკომატები კარგავენ კეთილგანწყობას შემდეგი თაობის ქსელების სასარგებლოდ, ისინი აგრძელებენ როლის თამაშს ბოლო მილში, ანუ კავშირი ინტერნეტ სერვისის პროვაიდერსა და საცხოვრებელ მომხმარებელს შორის.

ფიჭური კრიტერიუმები
მობილური კომუნიკაციების გლობალური სისტემა (GSM), ზოგადი პაკეტების რადიო სერვისი (GPRS), cdmaOne, CDMA2000, Evolution-Data Optimized (EV-DO), მონაცემთა გაძლიერებული განაკვეთები GSM Evolution-ისთვის (EDGE), უნივერსალური მობილური ტელეკომუნიკაციების სისტემა (UMTS), ციფრული გაძლიერებული უსადენო ტელეკომუნიკაციები (DECT), ციფრული გამაძლიერებლები (IS-136/TDMA) და ინტეგრირებული ციფრული გაძლიერებული ქსელი (IDEN) არის ზოგიერთი სხვადასხვა ციფრული ფიჭური სტანდარტი (iDEN).

მარშრუტიზაციის

მარშრუტი განსაზღვრავს საუკეთესო გზებს ინფორმაციის გადასატანად ქსელის მეშვეობით. მაგალითად, საუკეთესო მარშრუტები 1-ლიდან მე-6 კვანძამდე, სავარაუდოდ, იქნება 1-8-7-6 ან 1-8-10-6, რადგან მათ აქვთ ყველაზე სქელი ბილიკები.
მარშრუტირება არის მონაცემთა გადაცემის ქსელის გზების იდენტიფიცირების პროცესი. მრავალი ტიპის ქსელი, მათ შორის, მიკროსქემის გადართვის ქსელები და პაკეტების გადართვის ქსელები, საჭიროებს მარშრუტიზაციას.

მარშრუტიზაციის პროტოკოლები ახორციელებენ პაკეტების გადამისამართებას (ლოგიკურად მისამართებული ქსელის პაკეტების ტრანზიტი მათი წყაროდან საბოლოო დანიშნულებამდე) შუალედური კვანძების გავლით პაკეტებით გადართვის ქსელებში. მარშრუტიზატორები, ხიდები, კარიბჭეები, ფარები და გადამრთველები არის საერთო ქსელის ტექნიკის კომპონენტები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც შუალედური კვანძები. ზოგადი დანიშნულების კომპიუტერებს ასევე შეუძლიათ გადააგზავნონ პაკეტები და განახორციელონ მარშრუტირება, თუმცა მათი შესრულება შეიძლება შეფერხდეს სპეციფიური აპარატურის ნაკლებობის გამო. მარშრუტიზაციის ცხრილები, რომლებიც თვალყურს ადევნებენ ბილიკებს ქსელის მრავალი დანიშნულების ადგილისკენ, ხშირად გამოიყენება მარშრუტიზაციის პროცესში გადამისამართებისთვის. შედეგად, მარშრუტიზაციის ცხრილების შექმნა როუტერის მეხსიერებაში გადამწყვეტია ეფექტური მარშრუტიზაციისთვის.

ზოგადად, არსებობს რამდენიმე მარშრუტის არჩევა და სხვადასხვა ფაქტორების გათვალისწინება შესაძლებელია, როდესაც გადაწყვეტთ, რომელი მარშრუტები უნდა დაემატოს მარშრუტიზაციის ცხრილში, მაგალითად (მოწესრიგებული პრიორიტეტით):

ამ შემთხვევაში სასურველია უფრო გრძელი ქვექსელის ნიღბები (დამოუკიდებლად, მარშრუტიზაციის პროტოკოლშია თუ სხვა მარშრუტიზაციის პროტოკოლზე)
როდესაც უპირატესობას ანიჭებენ უფრო იაფ მეტრულს/ღირებულებას, მას მოიხსენიებენ, როგორც მეტრულს (მოქმედი მხოლოდ ერთი და იგივე მარშრუტიზაციის პროტოკოლში)
როდესაც საქმე ეხება ადმინისტრაციულ დისტანციას, სასურველია უფრო მოკლე მანძილი (მოქმედი მხოლოდ სხვადასხვა მარშრუტიზაციის პროტოკოლებს შორის)
მარშრუტიზაციის ალგორითმების დიდი უმრავლესობა იყენებს მხოლოდ ერთ ქსელის გზას ერთდროულად. მრავალი ალტერნატიული ბილიკი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალმხრივი მარშრუტიზაციის ალგორითმებით.

მისი წარმოდგენით, რომ ქსელის მისამართები სტრუქტურირებულია და რომ შესადარებელი მისამართები ნიშნავს სიახლოვეს მთელ ქსელში, მარშრუტიზაცია, უფრო შემზღუდველი გაგებით, ზოგჯერ ეწინააღმდეგება ხიდის. მარშრუტიზაციის ცხრილის ერთ ერთეულს შეუძლია მიუთითოს მარშრუტი მოწყობილობების კრებულამდე სტრუქტურირებული მისამართების გამოყენებით. სტრუქტურირებული მიმართვის (მარშრუტიზაცია შეზღუდული გაგებით) აღემატება არასტრუქტურირებულ მისამართს დიდ ქსელებში (ხიდი). ინტერნეტში მარშრუტიზაცია გახდა მისამართის ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდი. იზოლირებულ სიტუაციებში, ხიდი კვლავ ხშირად გამოიყენება.

ორგანიზაციები, რომლებიც ფლობენ ქსელებს, ჩვეულებრივ, პასუხისმგებელნი არიან მათ მართვაზე. ინტრანეტები და ექსტრანეტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას კერძო კომპანიის ქსელებში. მათ ასევე შეუძლიათ უზრუნველყონ ქსელის წვდომა ინტერნეტთან, რომელიც არის გლობალური ქსელი, რომელსაც არ აქვს ერთი მფლობელი და არსებითად შეუზღუდავი კავშირი.

ინტრანეტი
ინტრანეტი არის ქსელების კოლექცია, რომელსაც მართავს ერთი ადმინისტრაციული სააგენტო. ინტრანეტში გამოიყენება IP პროტოკოლი და IP-ზე დაფუძნებული ინსტრუმენტები, როგორიცაა ვებ ბრაუზერები და ფაილების გადაცემის აპლიკაციები. ინტრანეტზე წვდომა მხოლოდ უფლებამოსილ პირებს შეუძლიათ, ადმინისტრაციული ორგანოს მიხედვით. როგორც წესი, ინტრანეტი არის ორგანიზაციის შიდა LAN. მინიმუმ ერთი ვებ სერვერი ჩვეულებრივ იმყოფება დიდ ინტრანეტზე, რათა მომხმარებლებს მიაწოდოს ორგანიზაციული ინფორმაცია. ინტრანეტი არის ყველაფერი ლოკალურ ქსელში, რომელიც მდებარეობს როუტერის უკან.

Extranet
ექსტრანეტი არის ქსელი, რომელიც ასევე იმართება ერთი ორგანიზაციის მიერ, მაგრამ მხოლოდ გარკვეულ გარე ქსელზე შეზღუდული წვდომის საშუალებას იძლევა. მაგალითად, ფირმამ შეიძლება მისცეს წვდომა თავისი ინტრანეტის კონკრეტულ ნაწილებზე თავის ბიზნეს პარტნიორებს ან მომხმარებლებს, რათა გაზიარონ მონაცემები. უსაფრთხოების თვალსაზრისით, ამ სხვა ერთეულებს აუცილებლად არ უნდა ენდოთ. WAN ტექნოლოგია ხშირად გამოიყენება ექსტრანეტთან დასაკავშირებლად, თუმცა ის ყოველთვის არ გამოიყენება.

ინტერნეტი
Internetwork არის რამდენიმე სხვადასხვა ტიპის კომპიუტერული ქსელის შეერთება ერთი ქსელის შესაქმნელად ქსელის პროგრამული უზრუნველყოფის ერთმანეთზე ფენით და მათ მიერ მარშრუტიზატორების საშუალებით. ინტერნეტი ქსელის ყველაზე ცნობილი მაგალითია. ეს არის სამთავრობო, აკადემიური, ბიზნეს, საჯარო და კერძო კომპიუტერული ქსელების ურთიერთდაკავშირებული გლობალური სისტემა. ის დაფუძნებულია ინტერნეტ პროტოკოლის Suite-ის ქსელურ ტექნოლოგიებზე. ის არის DARPA's Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) მემკვიდრე, რომელიც აშენდა აშშ-ს თავდაცვის დეპარტამენტის DARPA-ს მიერ. მსოფლიო ქსელი (WWW), ნივთების ინტერნეტი (IoT), ვიდეო ტრანსპორტი და საინფორმაციო სერვისების ფართო სპექტრი, ეს ყველაფერი შესაძლებელი ხდება ინტერნეტის სპილენძის კომუნიკაციებისა და ოპტიკური ქსელის ხერხემალით.

ინტერნეტში მონაწილეები იყენებენ პროტოკოლების ფართო სპექტრს, რომლებიც თავსებადია ინტერნეტ პროტოკოლების კომპლექტთან და მისამართების სისტემასთან (IP მისამართები), რომელსაც აწარმოებს ინტერნეტის მინიჭებული ნომრების ავტორიტეტი და მისამართების რეესტრები. სასაზღვრო კარიბჭის პროტოკოლის (BGP) მეშვეობით სერვისის პროვაიდერები და მსხვილი კომპანიები აზიარებენ ინფორმაციას მათი მისამართების სივრცის ხელმისაწვდომობის შესახებ, ქმნიან გადაცემის გზების ზედმეტ გლობალურ ქსელს.

Darknet
Darknet არის ინტერნეტზე დაფუძნებული გადაფარვის ქსელი, რომლის წვდომა შესაძლებელია მხოლოდ სპეციალიზებული პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით. Darknet არის ანონიმური ქსელი, რომელიც იყენებს არასტანდარტულ პროტოკოლებს და პორტებს მხოლოდ სანდო თანატოლებთან დასაკავშირებლად - ჩვეულებრივ მოხსენიებული, როგორც "მეგობრები" (F2F).

Darknets განსხვავდება სხვა განაწილებული Peer-to-peer ქსელებისგან იმით, რომ მომხმარებლებს შეუძლიათ ურთიერთქმედება სამთავრობო ან კორპორატიული ჩარევის შიშის გარეშე, რადგან გაზიარება ანონიმურია (ანუ IP მისამართები საჯაროდ არ არის გამოქვეყნებული).

სერვისები ქსელისთვის

ქსელური სერვისები არის აპლიკაციები, რომლებიც განთავსებულია სერვერების მიერ კომპიუტერულ ქსელში, რათა მისცეს ფუნქციონირება ქსელის წევრებს ან მომხმარებლებს, ან დაეხმაროს ქსელს მის მუშაობაში.

ცნობილ ქსელურ სერვისებს მიეკუთვნება მსოფლიო ქსელი, ელექტრონული ფოსტა, ბეჭდვა და ქსელური ფაილების გაზიარება. DNS (დომენის სახელების სისტემა) აძლევს სახელებს IP და MAC მისამართებს (სახელები, როგორიცაა "nm.lan" უფრო ადვილად დასამახსოვრებელია, ვიდრე ნომრები, როგორიცაა "210.121.67.18"), და DHCP უზრუნველყოფს, რომ ქსელის ყველა მოწყობილობას ჰქონდეს სწორი IP მისამართი.

ქსელური სერვისის კლიენტებსა და სერვერებს შორის შეტყობინებების ფორმატი და თანმიმდევრობა ჩვეულებრივ განისაზღვრება სერვისის პროტოკოლით.

ქსელის შესრულება

მოხმარებული გამტარუნარიანობა, რომელიც დაკავშირებულია მიღწეულ გამტარუნარიანობასთან ან კარგ წარმადობასთან, ანუ მონაცემთა წარმატებული გადაცემის საშუალო სიჩქარე საკომუნიკაციო ბმულით, იზომება ბიტებში წამში. ტექნოლოგიები, როგორიცაა სიჩქარის ფორმირება, გამტარუნარიანობის მენეჯმენტი, გამტარუნარიანობის შემცირება, გამტარუნარიანობის ლიმიტი, გამტარუნარიანობის განაწილება (მაგალითად, გამტარუნარიანობის განაწილების პროტოკოლი და დინამიური სიჩქარის განაწილება) და სხვა გავლენას ახდენს გამტარუნარიანობაზე. საშუალო მოხმარებული სიგნალის გამტარუნარიანობა ჰერცში (ანალოგური სიგნალის საშუალო სპექტრული გამტარობა, რომელიც წარმოადგენს ბიტის ნაკადს) გამოკვლეული დროის განმავლობაში განსაზღვრავს ბიტის ნაკადის გამტარობას.

სატელეკომუნიკაციო ქსელის დიზაინი და შესრულების მახასიათებელი არის ქსელის შეყოვნება. ის განსაზღვრავს დროს, რომელიც სჭირდება მონაცემთა ნაწილის გადატანას ქსელში ერთი კომუნიკაციის ბოლო წერტილიდან მეორეზე. ის ჩვეულებრივ იზომება წამის მეათედებში ან წამის ნაწილებში. ზუსტი წყვილი საკომუნიკაციო ბოლო წერტილების მდებარეობიდან გამომდინარე, შეფერხება შეიძლება ოდნავ განსხვავდებოდეს. ინჟინრები, როგორც წესი, აფიქსირებენ როგორც მაქსიმალურ და საშუალო შეფერხებას, ასევე შეფერხების სხვადასხვა კომპონენტებს:

დრო სჭირდება როუტერს პაკეტის სათაურის დასამუშავებლად.
რიგის დრო – დრო, რომელსაც ატარებს პაკეტი მარშრუტიზაციის რიგებში.
დროს, რომელსაც სჭირდება პაკეტის ბიტების ბმულზე გადატანა, ეწოდება გადაცემის დაყოვნება.
გავრცელების შეფერხება არის დრო, რომელიც სჭირდება სიგნალის გავრცელებას მედიაში.
სიგნალები ხვდება მინიმალურ შეფერხებას იმის გამო, რომ დრო სჭირდება ბმულის საშუალებით პაკეტის სერიულად გაგზავნას. ქსელის გადატვირთულობის გამო, ეს შეფერხება გახანგრძლივებულია შეფერხების უფრო არაპროგნოზირებადი დონეებით. IP ქსელის რეაგირებისთვის საჭირო დრო შეიძლება განსხვავდებოდეს რამდენიმე მილიწამიდან რამდენიმე ასეულ მილიწამამდე.

Მომსახურების ხარისხი

ქსელის მუშაობა ჩვეულებრივ იზომება სატელეკომუნიკაციო პროდუქტის მომსახურების ხარისხით, ინსტალაციის მოთხოვნებიდან გამომდინარე. გამტარუნარიანობა, ჯიტერი, ბიტის შეცდომის სიხშირე და შეფერხება არის ყველა ფაქტორი, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს ამაზე.

ქვემოთ მოცემულია ქსელის მუშაობის გაზომვების მაგალითები მიკროსქემის გადართვის ქსელისთვის და ერთი სახის პაკეტით გადართვის ქსელისთვის, კერძოდ ATM.

ჩართვადი ქსელები: მომსახურების ხარისხი იდენტურია ქსელის მუშაობის სქემით გადართვის ქსელებში. ზარების რაოდენობა, რომლებიც უარყოფილია არის მეტრიკა, რომელიც მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად კარგად მუშაობს ქსელი მაღალი ტრაფიკის დატვირთვის პირობებში. ხმაური და ექო დონეები შესრულების ინდიკატორების სხვა ფორმების მაგალითებია.
ხაზის სიჩქარე, მომსახურების ხარისხი (QoS), მონაცემთა გამტარუნარიანობა, დაკავშირების დრო, სტაბილურობა, ტექნოლოგია, მოდულაციის ტექნიკა და მოდემის განახლებები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ასინქრონული გადაცემის რეჟიმის (ATM) ქსელის მუშაობის შესაფასებლად.

იმის გამო, რომ თითოეული ქსელი უნიკალურია თავისი ბუნებით და არქიტექტურით, არსებობს მრავალი მიდგომა მისი მუშაობის შესაფასებლად. გაზომვის ნაცვლად, შესრულების მოდელირება შესაძლებელია. მდგომარეობების გარდამავალი დიაგრამები, მაგალითად, ხშირად გამოიყენება რიგის შესრულების მოდელირებისთვის წრედ გადართვის ქსელებში. ამ დიაგრამებს ქსელის დამგეგმავი იყენებს იმის შესამოწმებლად, თუ როგორ ფუნქციონირებს ქსელი თითოეულ სახელმწიფოში, იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ქსელი სწორად არის დაგეგმილი.

შეშუპება ქსელში

როდესაც ბმული ან კვანძი ექვემდებარება მონაცემთა უფრო მეტ დატვირთვას, ვიდრე ეს არის შეფასებული, ხდება ქსელის გადატვირთულობა და მომსახურების ხარისხი ზარალდება. პაკეტები უნდა წაიშალოს, როდესაც ქსელები გადატვირთულია და რიგები ძალიან სავსეა, ამიტომ ქსელები ეყრდნობა ხელახლა გადაცემას. რიგის შეფერხებები, პაკეტის დაკარგვა და ახალი კავშირების დაბლოკვა გადატვირთულობის საერთო შედეგია. ამ ორის შედეგად, შეთავაზებული დატვირთვის თანდათანობითი ზრდა იწვევს ქსელის გამტარუნარიანობის უმნიშვნელო გაუმჯობესებას ან ქსელის გამტარუნარიანობის შემცირებას.

მაშინაც კი, როდესაც საწყისი დატვირთვა მცირდება იმ დონეზე, რომელიც ჩვეულებრივ არ გამოიწვევს ქსელის გადატვირთულობას, ქსელის პროტოკოლები, რომლებიც იყენებენ აგრესიულ ხელახალი გადაცემას პაკეტის დაკარგვის გამოსწორების მიზნით, ინარჩუნებენ სისტემებს ქსელის გადატვირთულ მდგომარეობაში. შედეგად, იგივე რაოდენობის მოთხოვნით, ქსელებს, რომლებიც იყენებენ ამ პროტოკოლებს, შეუძლიათ გამოავლინონ ორი სტაბილური მდგომარეობა. შეგუბებითი კოლაფსი ეხება სტაბილურ მდგომარეობას დაბალი გამტარუნარიანობით.

გადატვირთულობის კოლაფსის შესამცირებლად, თანამედროვე ქსელები იყენებენ გადატვირთულობის მენეჯმენტს, გადატვირთულობის თავიდან აცილებას და ტრაფიკის კონტროლის სტრატეგიებს (მაგ., საბოლოო წერტილები, როგორც წესი, ანელებს ან ზოგჯერ მთლიანად აჩერებს გადაცემას, როდესაც ქსელი გადატვირთულია). ექსპონენციური უკან დახევა პროტოკოლებში, როგორიცაა 802.11-ის CSMA/CA და ორიგინალური Ethernet, ფანჯრის შემცირება TCP-ში და სამართლიანი რიგი როუტერებში არის ამ სტრატეგიების მაგალითები. პრიორიტეტული სქემების განხორციელება, რომლებშიც ზოგიერთი პაკეტი გადაიცემა უფრო მაღალი პრიორიტეტით, ვიდრე სხვები, არის კიდევ ერთი გზა ქსელის გადატვირთულობის მავნე ზემოქმედების თავიდან ასაცილებლად. პრიორიტეტული სქემები არ კურნავს ქსელის გადატვირთულობას დამოუკიდებლად, მაგრამ ისინი ხელს უწყობენ გადატვირთულობის შედეგების შერბილებას ზოგიერთი სერვისისთვის. 802.1p ამის ერთ-ერთი მაგალითია. ქსელის რესურსების მიზანმიმართული განაწილება განსაზღვრულ ნაკადებზე არის მესამე სტრატეგია ქსელის გადატვირთულობის თავიდან ასაცილებლად. ITU-T G.hn სტანდარტი, მაგალითად, იყენებს უპრობლემოდ გადაცემის შესაძლებლობებს (CFTXOP) მაღალსიჩქარიანი (1 გბიტ/წმ) ლოკალური ქსელის მიწოდებისთვის არსებული სახლის სადენებზე (ელექტრო ხაზები, სატელეფონო ხაზები და კოაქსიალური კაბელები). ).

RFC 2914 ინტერნეტისთვის ვრცელდება გადატვირთულობის კონტროლის შესახებ.

ქსელის გამძლეობა

"უნარი შესთავაზოს და შეინარჩუნოს მომსახურების ადეკვატური დონე დეფექტებისა და ნორმალური ფუნქციონირების შეფერხებების ფონზე", ქსელის მდგრადობის განმარტების მიხედვით.

ქსელების უსაფრთხოება

ჰაკერები იყენებენ კომპიუტერულ ქსელებს, რათა გაავრცელონ კომპიუტერული ვირუსები და ჭიები ქსელურ მოწყობილობებზე, ან აუკრძალონ ამ მოწყობილობებს ქსელში წვდომა სერვისზე უარის თქმის გზით.

ქსელის ადმინისტრატორის დებულებები და წესები კომპიუტერული ქსელისა და მისი ქსელისთვის ხელმისაწვდომი რესურსების უკანონო წვდომის, ბოროტად გამოყენების, მოდიფიკაციის ან უარყოფის თავიდან აცილებისა და მონიტორინგის შესახებ ცნობილია, როგორც ქსელის უსაფრთხოება. ქსელის ადმინისტრატორი აკონტროლებს ქსელის უსაფრთხოებას, რაც არის ქსელში მონაცემებზე წვდომის ავტორიზაცია. მომხმარებლებს ენიჭებათ მომხმარებლის სახელი და პაროლი, რომელიც ანიჭებს მათ წვდომას ინფორმაციას და პროგრამებზე მათი კონტროლის ქვეშ. ქსელის უსაფრთხოება გამოიყენება ყოველდღიური ტრანზაქციებისა და კომუნიკაციების უზრუნველსაყოფად ორგანიზაციებს, სამთავრობო უწყებებს და ინდივიდებს შორის საჯარო და კერძო კომპიუტერულ ქსელებში.

მონაცემთა მონიტორინგს, რომელიც გაცვლა ხდება კომპიუტერული ქსელების მეშვეობით, როგორიცაა ინტერნეტი, ცნობილია როგორც ქსელის ზედამხედველობა. მეთვალყურეობა ხშირად ტარდება ფარულად და ის შეიძლება განხორციელდეს მთავრობების, კორპორაციების, კრიმინალური ჯგუფების ან ადამიანების მიერ ან მათი სახელით. ეს შეიძლება იყოს ან არ იყოს კანონიერი და შეიძლება მოითხოვოს ან არ მოითხოვოს სასამართლო ან სხვა დამოუკიდებელი სააგენტოს დამტკიცება.

სათვალთვალო პროგრამული უზრუნველყოფა კომპიუტერებისა და ქსელებისთვის დღეს ფართოდ გამოიყენება და თითქმის მთელი ინტერნეტ ტრაფიკი არის ან შეიძლება იყოს მონიტორინგი უკანონო საქმიანობის ნიშნებისთვის.

მთავრობები და სამართალდამცავი ორგანოები იყენებენ მეთვალყურეობას სოციალური კონტროლის შესანარჩუნებლად, რისკების იდენტიფიცირებისა და მონიტორინგისთვის და კრიმინალური ქმედებების თავიდან ასაცილებლად/გამოძიებისთვის. მთავრობებს ახლა აქვთ უპრეცედენტო უფლებამოსილება გააკონტროლონ მოქალაქეთა აქტივობები პროგრამების წყალობით, როგორიცაა Total Information Awareness პროგრამა, ტექნოლოგიები, როგორიცაა მაღალსიჩქარიანი სათვალთვალო კომპიუტერები და ბიომეტრიული პროგრამული უზრუნველყოფა, და კანონები, როგორიცაა Communications Assistance For Law Enforcement Act.

სამოქალაქო უფლებებისა და კონფიდენციალურობის დაცვის მრავალი ორგანიზაცია, მათ შორის რეპორტიორები საზღვრებს გარეშე, Electronic Frontier Foundation და American Civil Liberties Union, გამოთქვეს შეშფოთება, რომ მოქალაქეთა მეთვალყურეობის გაზრდამ შეიძლება გამოიწვიოს მასობრივი თვალთვალის საზოგადოება ნაკლები პოლიტიკური და პირადი თავისუფლებებით. მსგავსმა შიშებმა გამოიწვია სასამართლო დავები, მათ შორის Hepting v. AT&T. პროტესტის ნიშნად, რასაც "დრაკონიან თვალთვალს" უწოდებს, ჰაქტივისტურმა ჯგუფმა ანონიმმა გატეხა ოფიციალური ვებგვერდები.

ბოლოდან ბოლომდე დაშიფვრა (E2EE) არის ციფრული კომუნიკაციის პარადიგმა, რომელიც უზრუნველყოფს ორ კომუნიკაციურ მხარეს შორის გადასული მონაცემების ნებისმიერ დროს დაცული. ის გულისხმობს წარმოშობილი მხარის მონაცემების დაშიფვრას ისე, რომ მათი გაშიფვრა შესაძლებელია მხოლოდ სავარაუდო მიმღების მიერ, მესამე მხარეებზე დამოკიდებულების გარეშე. ბოლოდან ბოლომდე დაშიფვრა იცავს კომუნიკაციებს შუამავლების აღმოჩენისგან ან გაყალბებისგან, როგორიცაა ინტერნეტ სერვისის პროვაიდერები ან აპლიკაციების სერვისის პროვაიდერები. ზოგადად, ბოლოდან ბოლომდე დაშიფვრა უზრუნველყოფს როგორც საიდუმლოებას, ასევე მთლიანობას.

HTTPS ონლაინ ტრაფიკისთვის, PGP ელფოსტისთვის, OTR მყისიერი შეტყობინებებისთვის, ZRTP ტელეფონისთვის და TETRA რადიოსთვის, ეს არის ბოლოდან ბოლომდე დაშიფვრის მაგალითი.

ბოლოდან ბოლომდე დაშიფვრა არ შედის სერვერზე დაფუძნებული საკომუნიკაციო გადაწყვეტილებების უმეტესობაში. ამ გადაწყვეტილებებს შეუძლია უზრუნველყოს მხოლოდ კლიენტებსა და სერვერებს შორის კომუნიკაციის უსაფრთხოება და არა კომუნიკაციის მხარეებს შორის. Google Talk, Yahoo Messenger, Facebook და Dropbox არის არა-E2EE სისტემების მაგალითები. ზოგიერთი ასეთი სისტემა, როგორიცაა LavaBit და SecretInk, აცხადებენ კიდეც, რომ უზრუნველყოფენ „ბოლოდან ბოლომდე“ დაშიფვრას, როცა ეს არ არის. ზოგიერთ სისტემას, რომელიც უნდა უზრუნველყოფდეს ბოლომდე დაშიფვრას, როგორიცაა Skype ან Hushmail, ნაჩვენებია უკანა კარი, რომელიც ხელს უშლის კომუნიკაციის მხარეებს დაშიფვრის გასაღების მოლაპარაკებაში.

ბოლოდან ბოლომდე დაშიფვრის პარადიგმა პირდაპირ არ ეხება კომუნიკაციის ბოლო წერტილების შეშფოთებას, როგორიცაა კლიენტის ტექნოლოგიური ექსპლუატაცია, დაბალი ხარისხის შემთხვევითი რიცხვების გენერატორები ან გასაღების ესქრო. E2EE ასევე უგულებელყოფს ტრაფიკის ანალიზს, რომელიც მოიცავს საბოლოო წერტილების იდენტურობის განსაზღვრას, ასევე გადაცემული შეტყობინებების დროისა და მოცულობის განსაზღვრას.

როდესაც ელექტრონული კომერცია პირველად გამოჩნდა მსოფლიო ქსელში 1990-იანი წლების შუა ხანებში, ცხადი იყო, რომ გარკვეული სახის იდენტიფიკაცია და დაშიფვრა იყო საჭირო. Netscape იყო პირველი, ვინც სცადა ახალი სტანდარტის შექმნა. Netscape Navigator იყო ყველაზე პოპულარული ვებ ბრაუზერი იმ დროისთვის. Secure Socket Layer (SSL) შეიქმნა Netscape-ის (SSL) მიერ. SSL მოითხოვს სერტიფიცირებული სერვერის გამოყენებას. სერვერი გადასცემს კლიენტს სერტიფიკატის ასლს, როდესაც კლიენტი ითხოვს წვდომას SSL-ით დაცულ სერვერზე. SSL კლიენტი ამოწმებს ამ სერტიფიკატს (ყველა ვებ ბრაუზერს აქვს წინასწარ დატვირთული CA root სერთიფიკატების ყოვლისმომცველი სია), და თუ ის გაივლის, სერვერი ავთენტიფიცირებულია და კლიენტი აწარმოებს მოლაპარაკებას სესიისთვის სიმეტრიული გასაღების შიფრაზე. SSL სერვერსა და SSL კლიენტს შორის სესია ახლა უაღრესად უსაფრთხო დაშიფრულ გვირაბშია.