Kompüter şəbəkəsi nədir

Siz mesajlaşma tətbiqində şəkil göndərirsiniz, ofisdə printerdə müqavilə çap edirsiniz, saytı açırsınız — və hər dəfə verilənlər şəbəkə ilə hərəkət edir. Şəbəkə görünməzdir, amma quruluşu sadədir: cihazlar, onlar arasındakı xətlər və bu xətlərlə gedən verilənlər. Hər hissəni ayrıca araşdıracağıq, şəbəkələrin nə üçün lazım olduğunu öyrənəcəyik və cihazların niyə «hər biri hər biri ilə» yox, ortaq qovşaq vasitəsilə birləşdirildiyini görəcəyik.

Məqsəd və nə bilmək lazımdır

Dərsdən sonra siz:

• kompüter şəbəkəsinin nə olduğunu üç anlayışla izah edə biləcəksiniz: qovşaq, xətt, verilənlər;
• cihazları son cihazlara (kompüter, noutbuk, telefon, printer, server) və aralıq cihazlara (kommutator, marşrutlaşdırıcı, giriş nöqtəsi) ayıra və hər aralıq cihazın rolunu bir sözlə deyə biləcəksiniz;
• sxemdə verilənlərin yolunu izləyib hansı cihazların son, hansıların aralıq olduğunu deyə biləcəksiniz;
• şəbəkələrin nə üçün lazım olduğunu üç səbəblə izah edib ortaq resursa nümunə göstərə biləcəksiniz;
• «hər cihaz hər cihazla» və «ortaq qovşaq vasitəsilə» sxemlərində xətlərin sayını n × (n − 1) / 2 və n düsturları ilə hesablaya biləcəksiniz.

Əvvəlcədən nə bilmək lazımdır: heç nə, bu kursun ilk dərsidir. Yalnız vurma və bölmə lazımdır.

Həyatdan tapşırıq

Bakıdakı tərcümə bürosunda beş cihaz var: tərcüməçilər üçün üç kompüter, printer və «Müqavilələr» qovluğunun saxlandığı server. Fayllar fləş-disklə daşınır, printer isə direktorun kompüterinə kabellə qoşulub: sənədi çap etmək üçün tərcüməçi fləş-diski direktora aparmalıdır. Bir aydan sonra qovluqda «Müqavilə_final» faylının üç versiyası olur və hansının həqiqi olduğunu heç kim bilmir.

Direktor istəyir ki, hər kəs öz masasından çap etsin və hamı eyni qovluqla işləsin. İlk ağla gələn fikir hər cihazdan hər cihaza kabel çəkməkdir. Neçə kabel lazım olacaq və onlar üçün yuvalar çatacaqmı, nəzərə alsaq ki, adi kompüterdə və əksər printerlərdə şəbəkə kabeli üçün yuva, bir qayda olaraq, birdir? Cavab dərsin sonundadır.

Kompüter şəbəkəsi nədir

Kompüter şəbəkəsi (computer network) — xətlərlə birləşdirilmiş və bir-biri ilə verilənlər mübadiləsi apara bilən cihazlardır. Onun üç hissəsi var. Ən asan təsəvvür yol şəbəkəsidir: şəhərlər — qovşaqlar, yollar — xətlər, yollarla gedən yüklər isə verilənlərdir.

• Qovşaq (node) — şəbəkəyə qoşulmuş istənilən cihazdır: kompüter, telefon, printer, kommutator. Bu kursda «qovşaq» və «cihaz» sözləri demək olar ki, sinonimdir.
• Xətt (link, həmçinin «bağlantı») — iki qovşağı birbaşa birləşdirən şeydir: kabel və ya radio rabitəsi.
• Verilənlər (data) — xətlərlə ötürülənlərdir: fayl, məlumat mətni, söhbətin səsi, video, çap tapşırığı.

Ən kiçik şəbəkə iki qovşaq və bir xəttdir: bir kabellə qoşulmuş kompüter və printer artıq şəbəkədir. Tək cihaz öz-özlüyündə şəbəkə deyil: mübadilə üçün kimsə yoxdur.

Nümunənin təhlili: ofis sxemini oxuyuruq

Yuxarıdakı sxemdə oxşar kiçik ofis göstərilib: server, printer, bir kompüter, həmçinin noutbuk və telefon. Qovşaqları və xətləri yazaq:

nodes (8): PC, Server, Printer, Laptop, Phone, Switch, Router, Access point

links (8):
  cable  PC - Switch
  cable  Server - Switch
  cable  Printer - Switch
  cable  Switch - Access point
  cable  Switch - Router
  cable  Router - Other networks
  radio  Access point - Laptop
  radio  Access point - Phone

Düz xətt kabeldir, punktir xətt radiodur. «Other networks» buludu (digər şəbəkələr) ofisdən kənardakı hər şeydir; içində nə olduğunun fərqi yoxdur, buna görə onu bulud kimi çəkirlər. Ofisdə səkkiz qovşaq və səkkiz xətt var: kommutatorun beş xətti, kompüterin isə bir xətti var.

Son və aralıq cihazlar

Bütün qovşaqlar iki sinfə bölünür — onlarda verilənlərə nə baş verdiyinə görə.

• Son cihaz (end device) — verilənlər onda başlayır və ya bitir. İnsan və ya proqram verilənləri yaradır (məktub yazır, video çəkir) və ya qəbul edir (oxuyur, baxır, çap edir).
• Aralıq cihaz (intermediary device) — verilənlərin yolunda dayanır, amma verilənlər ona ünvanlanmayıb. Onun işi verilənləri irəli ötürməkdir.

Bənzətmə — adi məktubdur. Göndərən və alıcı son cihazlardır. Yolda olan poçt şöbələri və çeşidləmə mərkəzləri aralıq cihazlardır: məktub onlara ünvanlanmayıb, onlar yalnız onu növbəti məntəqəyə göndərir.

İstənilən cihaz üçün yoxlama: «verilənlər burada başlayır və ya bitir?» Bəli — son cihazdır, xeyr — aralıqdır. Heç nə göndərməyən printer də son cihazdır: çap olunan sənəd ondan irəli getmir.

➡️ Serverin nə etdiyi və digər cihazların ona necə müraciət etdiyi — 2-ci dərsdə; antenalı ev qutusunun niyə bir neçə rolu birləşdirdiyi — 5-ci dərsdə.

Nümunənin təhlili: çap tapşırığının yolu

Tərcüməçi sənədi noutbukdan çap edir. Ofis sxemində yolu tapaq:

Laptop --radio--> Access point --cable--> Switch --cable--> Printer
end device        intermediary            intermediary      end device

links on the path: 3
intermediary devices on the path: 2

Verilənlər noutbukda başladı və printerdə bitdi — bunlar son cihazlardır. Ortadakı giriş nöqtəsi və kommutator onu yalnız irəli ötürdü. Onlardan hər hansı birini götürsəniz, yol kəsilər.

Noutbuka başqa şəbəkədən nəsə lazımdırsa, yol daha uzundur: Laptop → Access point → Switch → Router → Other networks — dörd xətt və üç aralıq cihaz; çıxış marşrutlaşdırıcıdan keçir.

Verilənlər və ortaq resurs

Verilənlər — bir qovşağın digərinə göndərdiyi istənilən məzmundur. Onları son cihazlar yaradır və qəbul edir, aralıq cihazlar isə ötürür.

Ortaq resurs (shared resource) — bir qovşağın sahib olduğu, çoxlarının istifadə etdiyi şeydir. Bənzətmə — tələbə mənzilindəki ortaq mətbəxdir: hər otaqda ayrıca plitə əvəzinə hamı üçün bir plitə. Ofisdə ortaq resurslar dəhlizdəki printer (bütün işçilər istifadə edir), serverdəki «Müqavilələr» qovluğu (bütün kompüterlər və noutbuklar onu görür) və marşrutlaşdırıcı vasitəsilə digər şəbəkələrə çıxışdır.

Ortaq resurslar pula qənaət edir və qarışıqlığı aradan qaldırır. Beş nəfərə bir printer beş printerdən ucuzdur. Fləş-disklərdəki beş surət əvəzinə bir qovluqda bir fayl: bir dəfə düzəltdiniz — hamı düzəlişi görür.

Şəbəkələr nə üçün lazımdır: üç səbəb

Miqyas: otaqdan bütün dünyaya

Otaq — bir neçə cihaz, bina — onlarla, şəhər — minlərlə, bütün dünya — milyardlarla: bütün digər şəbəkələrin qoşulduğu şəbəkədir. Hər pillə üçün nümunələr sxemdədir.

Böyük şəbəkə aralıq cihazlarla birləşdirilmiş çoxlu kiçik şəbəkədir, ona görə prinsiplər hər yerdə eynidir: qovşaqlar, xətlər və verilənlər. Sayta daxil olanda verilənləriniz otağınızın şəbəkəsindən, binanın şəbəkəsindən və başqalarının bir çox şəbəkəsindən keçir.

➡️ Müxtəlif miqyaslı şəbəkələrin öz adları və ixtisarları var (LAN, WAN) — 4-cü və 5-ci dərslərdə; bütün dünya şəbəkəsi İnternet adlanır, şəbəkələrin onda necə birləşdiyi — 5-ci dərsdə.

Hər cihaz hər cihazla və ortaq qovşaq vasitəsilə

Beş cihazı necə birləşdirmək olar? İki ifrat yol var.

1. Hər cihaz hər cihazla: hər cüt cihazın öz xətti var.
2. Ortaq qovşaq vasitəsilə: hər cihaz ortaq qovşağa bir xətlə qoşulur (ofisdə bu, kommutatordur), qovşaq isə verilənləri istənilən cihazdan istənilən cihaza ötürür.

Bənzətmə — aviaxətlərdir. Hər şəhər cütü arasında birbaşa reys açmaq olar, yaxud sərnişinləri mərkəzi aeroport vasitəsilə daşımaq olar: istənilən şəhərdən mərkəzi aeroporta, oradan isə lazım olan yerə.

➡️ «Hər cihaz hər cihazla» sxemi tam əlaqəli şəbəkə (full mesh), «ortaq qovşaq vasitəsilə» sxemi isə ulduz (star) adlanır; bu barədə 4-cü və 7-ci dərslərdə.

Nümunənin təhlili: beş cihaz üçün neçə xətt lazımdır

Cihazları hərflərlə adlandıraq və bütün cütləri yazaq:

devices: A B C D E

pairs:  AB AC AD AE
           BC BD BE
              CD CE
                 DE
total: 4 + 3 + 2 + 1 = 10 links

formula: n × (n − 1) / 2 = 5 × 4 / 2 = 10
why:     each device has n − 1 = 4 links; 5 × 4 = 20 link ends;
         one link has two ends, so 20 / 2 = 10

through a common node: n = 5 links

n cihazın hər birinin digərlərinə n − 1 xətti var. Cəmi n × (n − 1) xətt ucu alınır, hər xəttin isə iki ucu olduğundan xətlər iki dəfə azdır. Ortaq qovşaq vasitəsilə hər cihaz bir xətt çəkir — cəmi n.

İki cihazı birbaşa birləşdirmək sərfəlidir: iki xətt əvəzinə bir xətt. Üç cihazda sxemlər bərabərdir, dörddən etibarən isə ortaq qovşaq qalib gəlir və fərq artmaqda davam edir: n 50-dən 100-ə qədər ikiqat artanda «hər cihaz hər cihazla» xətləri dörd dəfə çoxalır (1225 → 4950), ortaq qovşaqda isə iki dəfə.

➡️ Cihazdakı kabel yuvası port adlanır — 3-cü dərsdə.

Nümunənin təhlili: tərcümə bürosu

Tapşırığa qayıdaq. Cihazların sayı n = 5-dir. «Hər cihaz hər cihazla» — 10 kabel və hər cihazda 4 yuva deməkdir, printerdə və kompüterdə isə, bir qayda olaraq, bir yuva var: bu sxemi fiziki olaraq qurmaq mümkün deyil. Kommutator vasitəsilə — hər cihazdan bir olmaqla 5 kabel və beş yuvalı kommutatorun özü. Hər tərcüməçi öz masasından çap edir, «Müqavilələr» qovluğu birdir, fləş-disklər lazım deyil.

Ortaq qovşağın qiyməti var: kommutator işləyənə qədər hər şey qaydasındadır, xarab olsa — hamının rabitəsi kəsilir. «Hər cihaz hər cihazla» sxemində bir xəttin nasazlığı yalnız həmin cütü pozur.

➡️ Nasazlığı bütün şəbəkəni dayandıran cihaz və ya xətt tək nasazlıq nöqtəsi adlanır; bununla necə mübarizə aparmaq — 7-ci dərsdə.

Nə xarab ola bilər və bunu necə tapmaq olar

Rabitə itəndə hər şeyi növbə ilə yenidən işə salmayın. Soruşun: dəqiq kimdə işləmir və bu cihazların ortaq cəhəti nədir?

Qayda: bir cihaz təsirlənib — onun xəttində və ya cihazın özündə axtarın; bir neçəsi — onların yolundakı ortaq cihazı axtarın; hamısı — ortaq qovşağı yoxlayın.

⚠️ Yeni başlayanların tipik səhvi problemin gözə çarpdığı cihazı dəyişmək və ya yenidən işə salmaqdır. Əvvəlcə neçə cihazın təsirləndiyini öyrənin: zəncirin sonundakı problem və ortaq qovşaqdakı problem müxtəlif cür aradan qaldırılır.

Təcrübə

1. Proqnoz verin. Altı cihaz. Hesablamadan yazın: «hər cihaz hər cihazla» sxemində neçə xətt, «ortaq qovşaq vasitəsilə» sxemində isə neçə xətt lazımdır.
2. Yoxlayın. n × (n − 1) / 2 düsturu ilə hesablayın və bütün AB, AC və s. cütlərin siyahısı ilə tutuşdurun. Cavab fikrinizlə üst-üstə düşdü?
3. İzah edin. Ofis sxemində verilənlərin telefondan serverə yolunu izləyin. Son və aralıq cihazları və xətlərin sayını deyin.
4. Dəyişin. Büro beş cihazdan səkkiz cihaza qədər böyüdü. İndi hər sxemdə neçə xətt var və əvvəlkindən nə qədər çoxdur?
5. Özünüz edin ⭐. İnformatika kabinetində 15 kompüter, printer və server var. Hər sxemdə neçə xətt lazımdır və ortaq qovşaqda neçə yuva olmalıdır? Bir kompüterin kabeli çıxarılsa nə olar, ortaq qovşaq sıradan çıxsa nə olar?

Özünüyoxlama

Sual 1. Ofis sxemində verilənlər telefondan printerə gedir. Onlar hansı cihazlardan keçəcək və bunlardan hansılar son cihazdır?

Təhlil. Yol: Phone → Access point → Switch → Printer. Son cihazlar telefon və printerdir: birincidə verilənlər başlayır, ikincidə bitir. Aralıq cihazlar giriş nöqtəsi və kommutatordur: verilənlər onlara ünvanlanmayıb, onlar yalnız irəli ötürür. Üç xətt var: bir radio xətti və iki kabel.

Sual 2. Sinifdə doqquz cihaz var. «Hər cihaz hər cihazla» və «ortaq qovşaq vasitəsilə» sxemlərində neçə xətt lazımdır?

Təhlil.

everyone to everyone: 9 × 8 / 2 = 36 links
through a common node: 9 links

Xətlər dörd dəfə azdır, hər cihazda isə səkkiz yuva əvəzinə bir yuva var. Fərq n ilə birlikdə artır.

Təcrübənin cavabları. 1 — 15 və 6. 2 — 6 × 5 / 2 = 15, cütlərin cəmi də eyni çıxır: 5 + 4 + 3 + 2 + 1 = 15; ortaq qovşaq vasitəsilə — 6. 3 — Phone → Access point → Switch → Server: son cihazlar telefon və serverdir, aralıq cihazlar giriş nöqtəsi və kommutatordur, üç xətt (radio və iki kabel). 4 — 8 × 7 / 2 = 28 və 8; əvvəl 10 və 5 idi, deməli, 18 və 3 xətt artım. 5 — cihaz sayı 17-dir: 17 × 16 / 2 = 136 və 17; ortaq qovşaqda 17 yuva olmalıdır; kabel çıxarılsa yalnız həmin kompüter rabitəni itirir, ortaq qovşaq sıradan çıxsa — bütün 17 cihaz.

Təkrar və növbəti dərsə keçid meyarı

Aşağıdakıları ipucusuz bacarırsınızsa, növbəti dərsə keçin:

• şəbəkənin üç hissəsini deyib hər birinə nümunə göstərmək;
• səkkiz cihazı son və aralıq cihazlara ayırmaq, kommutatorun, marşrutlaşdırıcının və giriş nöqtəsinin rolunu demək («birləşdirir» və ya «irəli ötürür»);
• istənilən n üçün hər iki sxemdə xətlərin sayını hesablamaq və böyük n zamanı ortaq qovşağın niyə sərfəli olduğunu izah etmək;
• şəbəkələrin nə üçün lazım olduğunu üç səbəblə izah etmək və ortaq resursa nümunə göstərmək.

Təkrar sualı. Əvvəlki dərslər hələ yoxdur, ona görə bu dərsin əvvəlinə qayıdın: hər xəttin iki ucu var. Bu fakt n × (n − 1) / 2 düsturunda 2-yə bölməni necə verir? Cavab: hər biri n − 1 xəttə malik n cihaz n × (n − 1) xətt ucu verir, hər xəttin isə iki ucu var, ona görə xətlər iki dəfə azdır.

Standartlar və mənbələr

• Cisco, CCNA 200-301 Exam Topics v1.1, bənd 1.1 «Explain the role and function of network components» — son cihazların, serverlərin, kommutatorların, marşrutlaşdırıcıların və giriş nöqtələrinin rolları.
• «Hər cihaz hər cihazla» xətlərinin sayı n × (n − 1) / 2 — n elementdən 2-li birləşmələrin sayıdır, eyni zamanda n təpəli tam qrafın tillərinin sayıdır.
• ITU, Facts and Figures 2025 — İnternetdən istifadə edən insanların sayının qiymətləndirilməsi (2024-cü il üçün təxminən 5,8 milyard nəfər).