VÕRGUD
Side põhimõtted
Sidevõrk
Võrk koosneb kahest või rohkemast seadmest, mis on ühendatud üksteisega riist- ja tarkvaratööriistade abil, võimaldades neil vahetada informatsiooni omavahel ja ka teiste seadmetega. See on mehhanism, mis võimaldab hajutatud sideseadmetel ja nende kasutajatel jagada omavahel ressursse. Tööstuslikud sidevõrgud on moodustatud järgmistel eesmärkidel:
- Andmevahetus kahe erineva seadme vahel;
- ühiste jagatud ressursside kasutamine: seadmed, tarkvara ja informatsioon;
- Hajus andmetöötlus ehk erinevad seadmed töötlevad andmeosasid, mis on salvestatud teistes seadmetes (mitte neis endis).
Kõige lihtsam füüsiline sidevõrk (süsteem) kahe teineteisest kaugel asuva arvuti vahel on telefoniliini side abil, ühendades liini otstesse kaks modemit (need on seadmed, mis muundavad edastatud andmed telefoniliini kaudu edastatavateks signaalideks ja tagasi).
Sideseadmete füüsiline ühendamine võrgus ei pruugi kohe tähendada, et need seadmed on siis võimelised koos töötama. Seetõttu on hädavajalik, et mõlemad seadmed kasutaks sama protokolli, mis peaks erinevate seadmete- ja programmidevahelist informatsioonivahetust võimaldama.
Riistvaraline ühendus üksikute arvutite, kontrollerite ja teiste võrku kuuluvate perifeeriaseadmete vahel on loodud kaablite (koaksiaal, keerutatud juhtmepaar, valguskaabel) või mõne traadita tehnoloogia (IRDA, Bluetooth jne) abil.
Võrgusisene andmeülekanne on määratud erireeglite poolt, mida nimetatakse võrguprotokollideks (TCP/IP, NetBEUI, AppleTalk, PPTP, DHCP jne). üldiselt rääkides, on 4 tüüpi võrkusid:
- LAN (Local Area Network), andmeside kohtvõrk – kohalik arvutivõrk, mille peal töötab individuaalne organisatsioon ja see asub ühes või mitmes kõrvutiasetsevas hoones (Joonis 5.7):
- MAN (Metropolitan Area Network), linnavõrk – katab asustatud piirkonna või suure hoone, mida jagab hulk organisatsioone;
- WAN (Wide Area Network), laivõrk – globaalne võrk, mis rakendab erinevates geograafilistes punktides asuvate arvutite ühendamiseks kiiret kaugsidet või satelliite (Joonis 5.8);
- SAN (Storage Area Network), kettavõrk – andmesalvestusvõrk, mida kasutatakse suurte andmemassiivide ühendamiseks serveritekimpu.
Võrgutüübid
On olemas kahte põhitüüpi andmeside kohtvõrke (LAN), mida eristab võrku ühendatud seadmete autoriseerimine ja volituste omandamine. Võrdõigusliku ligipääsuga võrgus on igal võrguseadmel teiste seadmetega identne autoriseerimine. Samas klient-server tüüpi võrgu puhul määrab server teiste võrgus osalejate ligipääsu autoriseerimise, juhul kui iga arvuti-kliendi poolt on olemas vastav taotlus. Tööstuslikku tüüpi võrk on tavaliselt kombinatsioon mõlemat tüüpi võrgust.
Võrdõigusliku ligipääsu võrk
Seda tüüpi võrkudes (Joonis 5.9) on kõik sideseadmed võrdsed ja teatud ajahetkel võib sama seade tegutseda serverina, järgmisel ajahetkel aga kliendina. Ligipääs jagatud võrguressurssidele ei ole hallatud eraldiseisva serveri poolt nagu see toimub klient-server-võrkudes. Seda tüüpi võrkusid kasutatakse siis kui seadmete hulk on suhteliselt väike ja puudub vajadus keskse failide ning ressursside salvestamise järele.
Sellist tüüpi võrkude oluline eelis seisneb selle madalas ülesseadmise hinnas ja individuaalsete sõlmede lihtsas administreerimises. Puudub vajadus administreerimise ja konJoonisureerimise eest vastutava süsteemiadministraatori järele.
Klient-server tüüpi võrk
Sellist tüüpi võrkudes (Joonis 5.10) on individuaalsete masinate eesmärk algusest peale fikseeritud; võrku kuuluvatele tööjaamadele jagab ligipääsuõigusi ressurssidele ja teenustele üks (või mitu) serverit. Faile ja rakendusi, millele pääsevad kõik seadmed ligi, hoitakse serveris. Andmekaitse tase kindlustatakse võrgus ressursside prioriteetide kasutamise abil. Sellist tüüpi võrgud on kiiremad kui võrdõigusliku ligipääsuga võrgud ja võimaldavad lisada rohkem seadmeid, kuid ühisressursside täielikkus säilib. Teisest küljest, selliste võrkude ehitamiseks vajalikud seadmed on mitmeid kordi kallimad, vaja palgata eraldi süsteemiadministraatorit, kes peale muude nõudmiste peab tegelema ka andmeturbe teemadega eriti kui võrk on ühenduses interneti või mõne muu võrguga.
Liittüüpi võrgud
Sellist tüüpi võrgud (Joonis 5.11) on kombinatsioon kahest ülalkirjeldatud tüübist. Erinevates organisatsioonides täidetavad spetsiifilised ülesanded muudavad liitvõrkude kasutamise konkreetsete nõudmiste täitmisel eelistatavaks.
Nagu näha diagrammilt (Joonis 5.11), siis kindel osa võrguseadmetest, mis kuuluvad ühte töögruppi, moodustavad võrdõigusliku ligipääsu võrgu, milles jagatakse ühiseid ressursse ilma serverita. Samal ajal on need seadmed ühenduses ka serveriga, mis on osa klient-server tüüpi võrgust.
Seega ühelt poolt kontrollib server kõige olulisemaid ressursse, mida vajab kogu võrk. Teiselt poolt aga ei jaota see ressursse nende seadmete juhtimiseks, mis on vajalikud võrdõigusliku ligipääsuga võrku ühendatud töögruppi kuuluvate arvutite tööks.
Võrgutopoloogiad ja mudelid
Kaasaegsete tootmissüsteemide eriomadused
Topoloogia defineerib sidevõrgu struktuuri. Eristatakse kahte tüüpi topoloogiat: loogiline ja füüsiline.
- Füüsiline topoloogia tegeleb ühenduskaablite, võrguseadmete ja võrgus asuvate kasutajatööjaamade riistvara konJoonisureerimisega.
- Loogiline topoloogia määrab viisi, kuidas kasutajad saavad ligipääsu võrgule ja võimalikud marsruudid sõlmedevaheliseks andmevahetuseks.
Füüsiliste topoloogiate tüübid
Siinitopoloogia
Siinitopoloogia puhul on kõik üksused sidemeediumiga ühendatud võrguadapterite abil magistraalliini külge (Joonis 5.12a). Samaaegselt on ainult ühel üksusel lubatud infopakette saata. See teeb vajalikuks hallata ja juhtida üksuste ligipääsu meediumile. Igast jaamast (üksusest) tulev ülekanne jaotatakse üle kogu siini mõlemas suunas ja seda võivad vastu võtta kõik üksused. Andmed kantakse üle pakettidena, mis sisaldavad vastuvõtva jaama aadressi, saatja aadressi ning muud infot.
Siinitopoloogia puuduseks on see, et võimalike signaalimoonutuste vältimiseks ei tohi tööjaamade vahekaugus teineteisest või magistraalliinist ületada maksimaalset lubatud kaugust. Veel enam, see võrk ei võimalda lihtsat diagnostikat. Siinitopoloogia ei võimalda võrgusisest andmekaitset, kuna kõik ülekanded tehakse mööda ühist magistraalliini, võimaldades seega igal võrgukasutajal autoriseerimata ligipääsu süsteemi.
Ring-topoloogia
Selles topoloogias ühendatakse üksus otse järgmise üksuse külge ja viimane üksus esimese külge (Joonis 5.12b). Sellisel moel saavutatakse ringikujuline füüsiline ühendus. Kõik üksused ringis on ühendatud repiiterite abil. Sõnumid kantakse jaamast jaama ainult ühes suunas. Ring-topoloogia võrgud kontrollivad, kas edastatud sõnumid jõudsid sihtpunkti. Iga kord kui üksus võtab vastu sellele adresseeritud sõnumi, kopeeritakse see ja saadetakse saatjale tagasi lipuga, mis kinnitab vastuvõtmist. Iga kindla üksuse poolt saadetud pakett saadetakse edasi järgmisele ringis asuvale üksusele. Kui pakett jõuab sihtpunkti, siis see salvestatakse ja see jätkab liikumist mööda ringi. Pakett eemaldatakse ringist selle üksuse poolt, mis selle saatis.
Ring-topoloogia probleemiks on kõigi tööjaamade võrdne võimalus pääseda võrku. Individuaalseid ring-topoloogia võrke on võimalik ühendada ühiseks ring-topoloogia võrguks sildade abil, mis edastavad andmeid ühest ringist teise. Algselt ehitatud ring-topoloogia võrku on väga raske lisada uusi tööjaamu, kuna see eeldab kõigi võrgus toimuvate operatsioonide seiskamist, et lisada uus tööjaam, teha vajalik kaabeldus ja seadistus.
Tähttopoloogia
Täht-topoloogia puhul on iga tööjaam (Joonis 5.13a) ühendatud keskse sideüksusega (näiteks kontsentraator/jaotur) kahe ühesuunalise ühenduse abil (üks edastamiseks ja teine vastu võtmiseks). Sideüksus võib olla passiivne (see jaotab sisendsignaalid väljundliinidele) või aktiivne (see võtab vastu sisendsignaalid ja edastab need väljundliinidele). Täht-topoloogiate spetsiifiliseks eeliseks on see, et mõned üksused võrgus võivad omada suuremat prioriteeti kui ülejäänud. Sel viisil on sideüksus võimeline kontrollima kõrgema prioriteediga tööjaamadest tulevaid sõnumeid enne teiste üksuste päringute vastu võtmist. Seda kasutatakse võrkudes, kus mõni tööjaam peab saama oma päringutele kohese vastuse. Lisaks eelnevale võimaldab täht-topoloogia kasutada tsentraliseeritud diagnostikat. Kuna kõik sõnumid saadetakse sideüksusele, siis ei ole keeruline analüüsida individuaalsetelt tööjaamadelt tulevaid sõnumeid. See konkreetne topoloogia lubab lisada uusi tööjaamu sidevõrku ja analüüsida detailselt võrgu jõudlust. Täht-topoloogia peamiseks puuduseks on see, et sideüksuse vea või tõrke korral muutub kogu võrk mittetoimivaks.
Laiendatud täht-topoloogia
Laiendatud täht-topoloogia (ühendatud tähed) on täht-topoloogia teisend. Seda tüüpi topoloogia puhul on mitmed tähed kaasatud ühisesse konJoonisuratsiooni (Joonis 5.13b). Laiendatud täht-topoloogia heaks eeliseks on see, et vigane sideüksus ei muuda kogu sidevõrku düsfunktsionaalseks, kuigi lokaalse tähe tööjaamad ei saa kasutada võrgu teenuseid.
Hierarhiline topoloogia
Hierarhilisel topoloogial on mitmeid sarnasusi laiendatud täht-topoloogiaga (Joonis 5.14a), kuigi tema struktuur on ülesehitatud kui puu (kogu sidesüsteem hargneb allapoole liikudes laiali).
Silmus-topoloogia
Silmus-topoloogiat (Joonis 5.14b) kasutatakse neil juhtudel, kui mõne sideme katkemisel peab võrk edasi töötama. Igal üksusel on oma ühendus mitme teise üksusega. Kui mõne teekonna (sideme) kasutamine ebaõnnestub, siis otsitakse andmetele alternatiivne teekond teiste seadmete kaudu.
