Hálózati ismeretek TANFOLYAMI SEGÉDLET

Hálózat definíciója A számítógép hálózat egymással kapcsolatban lévő önálló számító-gépek rendszere.

Hálózatok előnyei erőforrások megosztása terhelés elosztása programok adatok eszközök terhelés elosztása méretezhető teljesítmény

Hálózatok előnyei nagyobb megbízhatóság kommunikációs eszköz alternatív erőforrások ugyanazon adat, program több helyen is elérhető több azonos funkciójú hardware kommunikációs eszköz költségmegtakarítás

Hálózatok csoportosítása

Két pont közötti, vagy közös csatornát használnak Üzenetszórásos (multipont) Pont-pont

Területi kiterjedés alapján LAN (Local Area Network) MAN (Metropolitan Area Network) WAN (Wide Area Network) MAN LAN WAN

Topológia alapján Busz, sín (bus) Gyűrű (ring) Fa (tree) Csillag (star) Hópehely (snowflakes) Teljesen összefüggő Részben összefüggő …

Busz, sín Előnyök Hátrányok

Gyűrű Előnyök Hátrányok

Fa Előnyök Hátrányok

Csillag Előnyök Hátrányok

Hópehely Előnyök Hátrányok

Teljesen/részben összefüggő Előnyök Hátrányok

Átviteli sebesség alapján lassú közepes sebességű nagy sebességű bit/s; kbit/s; Mbit/s; Gbit/s

Átviteli módszer alapján Alapsávú (baseband) Szélessávú (broadband)

Kommunikáció iránya alapján Egyirányú (simplex) Váltakozó irányú (half duplex) Kétirányú (duplex)

Kapcsolási technika alapján vonalkapcsolt – állandó kapcsolat épül ki üzenetkapcsolt – tárolva továbbító átvivő hálózat csomagkapcsolt – maximált méretű csomagokra bontás összeköttetés nélküli virtuális összeköttetés

Közeghozzáférés módja alapján véletlen átvitelvezérlés osztott átvitelvezérlés központosított átvitelvezérlés

Rétegezett hálózati architektúrák

Általánosan… „A” állomás „B” állomás 2. réteg 1. réteg Protokoll 2 közeg interface 1-2 Protokoll 2 Protokoll 1

A réteges felépítés elvei azonos szintű rétegek csak egymással kommunikálnak (protokollok) a rétegeken történő áthaladás során minden protokoll az üzenethez hozzáteszi a saját fejrészét a felsőbb réteg az alatta lévő réteg szolgáltatásait használja

ISO-OSI modell ISO (International Standards Organization) OSI (Open System Interconnection) hivatkozási modell, nem szabvány

ISO-OSI rétegek Alkalmazási réteg Megjelenítési réteg Viszony réteg Szállítási réteg Hálózati réteg Adatkapcsolati réteg Fizikai réteg Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Csomag Keret bit

ISO-OSI rétegek Alkalmazási réteg Megjelenítési réteg Viszony réteg Szállítási réteg Hálózati réteg Adatkapcsolati réteg Fizikai réteg Alkalmazói rétegek Hálózati rétegek

Fizikai réteg Továbbítja a csomagot bit-folyamként gépek közötti fizikai kapcsolatot biztosítja fizikai jellemzők meghatározása kábel típusa, csatlakozók adatátviteli sebesség adatbit elektromos tulajdonságai logikai értékek fizikai mennyiséggé alakítása …

Adatkapcsolati réteg Előkészíti a csomagot a fizikai rétegen történő küldéshez és hibaellenőrző információkkal látja el a csomagot elindítja a kapcsolatot a másik számítógéppel csomagok előkészítése az átvitelhez – megfelelő méretű keretek (FRAME) készítése keretek fogadása a fizikai rétegről, hibavédelem adó és vevő nagy sebességkülönbsége esetén forgalom szabályozása átvitel befejezésekor a kapcsolat bontása előtt ellenőrzi, hogy az összes adat átjött-e

Hálózati réteg Sorrend és címinformációk hozzáadása csomagok irányítása, útvonalválasztás különböző hálózatok közötti kapcsolat biztosítása hiba esetén, ha szükséges, értesíti a szállítási réteget a csomagok átvitelének leállításáról

Szállítási réteg Hibakezelő információk hozzáadása már nem tud a topológiáról az adó oldalon szükség esetén az adatok csomagokra bontása, a vevő oldalon a csomagok újra egyesítése a hálózati réteg által igényelt szolgáltatások minőségét biztosítja, az adatátviteli hibákat észleli, szükség esetén a csomag újra kérése nyugta küldése csomagok sorrendhelyes elhelyezése

Viszony réteg Kapcsolat kiépítése és bontása párbeszéd megszervezése a kapcsolat kiépítése a kapcsolat bontása szinkronizációs ellenőrző pontok beiktatása kapcsolati kérés visszautasítása, ha az hálózati torlódást eredményezhet

Megjelenítési réteg Megjelenítési, formátum és titkosítási információ-kat ad a csomaghoz az egyetlen réteg, amely megváltoztathatja az üzenet tartalmát adatok megjelenítése adott formátumban tömörítés titkosítás

Alkalmazási réteg Kéréseket kezdeményez és fogad hálózaton futó alkalmazási kérések kezelése fájltranszfer, elektronikus adatcsere, terminál emuláció, … több, az alkalmazásokkal kapcsolatos protokoll

Csomag készítése Adat

Csomag készítése

LAN szabványok

LAN szabványok nem léteztek szabványok IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) IEEE 802 (ISO 8802) OSI 1. és 2. rétegére terjed ki a szabvány (LAN)

IEEE 802 802.1 A szabványhalmaz alapjai, interface primitívek (kérés, bejelentés, válasz, …) 802.2 Az adatkapcsolati réteg felső szintjét, az LLC-t definiálja (Logical Link Control) 802.3 CSMA/CD (ld. EtherNet) 802.4 Token Bus (vezérjeles sín) 802.5 Token Ring (vezérjeles gyűrű) 802.6…802.12 MAN, Broadband,Optikai kábelek, biztonság, vezeték nélküli átvitel, …

IEEE 802 Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Logical Link Control (LLC) Media Access Control (MAC)

IEEE 802 LLC – logikai kapcsolat vezérlése 2. Adatkapcsolati LLC 802.2 MAC 802.3 802.4 802.5 1. Fizikai CSMA/CD 1-20 Mbit/s (Intel, Xerox, Digital) Token Bus 1-10 Mbit/s sín (General Motors) Token Ring 1-4-16 Mbit/s gyűrű (IBM) LLC – logikai kapcsolat vezérlése MAC – közeghozzáférés vezérlése

Átvivő közegek

Átvivő közegek fajtái vezeték nélküli vezetékes infravörös fény laser rádióhullám mikrohullám vezetékes

Vezetékes átviteli közegek Fémes vezető koaxális kábel csavart érpár Optikai kábel

Koaxális kábel hullámimpedancia 50 , 75 , 93  lezáró ellenállások alapsávú és szélessávú átvitelre is alkalmas megcsapolás T vagy Vámpír csatlakozóval RG 58, BNC

Koaxális kábel nagy sávszélesség nagy távolságra alkalmazható zajérzéketlenség lehallgatható nehézkes szerelhetőség költségigényes

Csavart (sodort) érpár Árnyékolt (STP) Shielded Twisted Pair Árnyékolatlan (UTP) Unshielded Twisted Pair Csavarás a jelkisugárzás ellen RJ 45

Csavart (sodort) érpár könnyen szerelhető strukturált, egyszerűen bővíthető hálózat építhető zajérzékeny limitált sávszélesség lehallgatható

Csavart érpár kategóriák Típus Felhasználás Cat 1 Analóg és digitális hang (telefon vonalak) Cat 2 4 Mbit/s adatvonalak (1,44 Mbit/s ISDN) Cat 3 10 Mbit/s adatvonalak (Ethernet) Cat 4 20 Mbit/s adatvonalak (Token Ring 16 Mbit/s) Cat 5 100 Mbit/s adatvonalak (Fast Ethernet)

Optikai kábel adatok fényimpulzusok formájában terjednek nagyobb törésmutatójú belső mag nagy sávszélesség érzéketlen az elektro- mágneses zavarokra

Optikai kábel erősítés nélkül nagy távolság áthidalására képes nem hallgatható le drága nehezen szerelhető és javítható  nehezen csapolható

Hálózati eszközök Modem NIC - Hálózati kártya, adapterkártya Repeater – Jelismétlő HUB Bridge - Hálózati híd Switch - Kapcsoló Router - Forgalomirányító csomópont Gateway - Átjáró

Modem Soros vonal - telefonkábel közötti átalakító egység.

NIC hálózati kártya Közvetlenül a fizikai közeghez kapcsolódik Keretek továbbítása/fogadása Egyes hálózati kártyák jelismétlőként és elosztóként is használhatók MAC adress Jellemzők (gyártó, buszrendszer, sebesség, Driver)

Repeater jelerősítést végez jelek újradigitalizálása – torzulások megszűntetése időlimitek és forgalmi torlódások problémáit nem oldja meg OSI 1. szintjén dolgozik

HUB Az (UTP) ethernet kábel csak két eszközt (gépet) köthet össze. Több eszköz összekötésére használják a HUB-ot. A HUB-on van valamennyi port, mindegyiket egy (UTP) ethernet kábel köti össze valamely géppel. Az egyik kábelről jövő jelet felerősíti, és szétszórja a többi kábelre. Pontosan ugyanaz tehát, mint a repeater, csak több porta.

Bridge tárolva továbbító eszköz célállomás címe alapján a megfelelő alhálózatba küldi a keretet feloldja az időlimitet (újraküldi a csomagot) csak azonos típusú hálózatok összekötésére használható OSI 2. szintjén dolgozik

Switch LAN nagyobb részeit összekötő intelligens doboz. Nem két, hanem több portja van. Két különböző LAN technika (pl. FDDI és Ethernet, vagy két különböző sebességű ethernet) között csak switch-el lehet LAN összeköttetést csinálni.

Router útvonal kiválasztása saját protokollok az egymás közötti kommunikációra eltérő címzésű hálózatok összekötésére is alkalmas van saját címe OSI 3. szintjén dolgozik

Gateway protokoll átalakító hálózatpáronként más-más gateway egymástól teljesen különböző hálózatok összekötésére használható ISO / OSI modell 4. szintjén is dolgozik

Eszközök az OSI szintjein OSI modell Eszköz Alkalmazási Gateway Megjelenítési Viszony Szállítási Hálózati Router, Gateway Adatkapcsolati Bridge, Switch Gateway Fizikai Repeater, HUB, Gateway

Az Ethernet hálózat 1975 – Xerox (DEC, Intel) 2.94 Mbit/s ~ 100 számítógép ~ 1 km

Az Ethernet hálózat szervezési egysége a szegmens több szegmens összeköthető repeater-ekkel sebessége: 10 Mbit/s (Fast Ethernet 100 Mbit/s) alapsávú átvitel véletlen közeghozzáférés (CSMA/CD) IEEE 802.3 írja le

10 Mbps IEEE szabványok 10Base2 10Base5 10BaseT 10BaseFL

10Base2 Vékony (Thin) Ethernet RG 58 50 , 0,2” koaxális kábel egyik oldali zárót földelni kell Max. szegmenshossz: 185 m Állomások száma/szegmens: max. 30

10Base5 Vastag (Thick) Ethernet 50 , 0,4” koaxális kábel (sárga) Csatlakozás transceiver használatával AUI kábel max. hossza: 50 m Max. szegmenshossz: 500 m Állomások száma/szegmens: max. 100

5-4-3 szabály 5 szegmens 4 repeater 3 állomásokat is tartalmazó szegmens

10BaseT Cat 3, 4, 5 UTP 2 érpárt használ fel RJ 45 csatlakozó 100 méter

100 Mbps IEEE szabványok 100VG-AnyLAN 100BaseX Ethernet 100BaseT4 100BaseTX 100BaseFX

100 Mbps IEEE szabványok 100BaseT4 4 pár Cat 3, 4, 5 UTP 100BaseTX 2 pár Cat 5 UTP 100BaseFX Optikai kábel

Közeghozzáférés módja CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection résidő

Keretformátuma Előtag – Ethernet csomagot jelző bitsorozat (8 bájt) CRC – adatellenőrzésre használható (4 bájt) Adat (46-1500 bájt) Típusmező – a beágyazott protokoll típusa (IP, IPX, …) (2 bájt) Forrás címe – a küldő állomás 6 bájtos MAC címe Célállomás címe – a célállomás 6 bájtos MAC címe Előtag – Ethernet csomagot jelző bitsorozat (8 bájt)

Címzés 6 byte Fizikai cím / MAC Address 00 69 7C A0 CC B1

Hálózatok szoftver oldalról Host-terminal Peer-to peer (egyenrangú) Server-Client (kiszolgáló – ügyfél alapú)

Host – terminal nagygépes rendszerek a központi gépekhez nem intelligens terminálok csatlakoznak bonyolult, nagy operációs rendszerek, melyek integrált része a hálózatkezelés komoly szaktudású operátorok szükségesek a működtetéshez

Peer – to – peer bármelyik gép lehet kiszolgáló és ügyfél kialakítása olcsó és egyszerű kis kapacitás viszonylag gyenge védelmi rendszer Nehézkes felügyelet

Server – Client egy vagy több kiemelt szerepű állomás (szerverek) nagy teljesítmény gyors kiszolgálás hatékony hálózati biztonság

Hálózatok szolgáltatásai (szerverek) Fájl szerver Nyomtató szerver Web szerver FTP DNS DHCP POP3, SMTP, IMAP Adatbázis kiszolgáló