Számítógép-hálózatok alapjai

Kommunikációs modell

Számítógép hálózat számítógép rendszerek valamilyen információ átvitellel megvalósítható cél érdekében történő hardveres és szoftveres összekapcsolása. Ez leggyakrabban önállóan is működőképes eszközökkel valósul meg, pl.: számítógéppel.

Számítógép hálózatok céljai Erőforrás megosztása Sebesség növelése: informatikai rendszerrel megoldható feladatok részekre osztása, csökken az elvégzési idő. Megbízhatóság növelése: az elvégzendő feladatra redundáns megoldást alakítunk ki, több gépen egyidejűleg oldjuk meg, sérülés esetén nagyobb a hibatűrés, Emberi kommunikáció: e- mail, vásárlás, web, chat, videó beszélgetés és még számtalan alkalmazás.

Alapfogalmak Csomópont (node): önálló kommunikációra képes saját hálózati címmel rendelkező eszköz. működhet adó illetve vevő (forrás-nyelő) funkcióval is egy kommunikációban. Pl.: számítógép, nyomtató, router. Jel: helytől és időtől függő információt hordozó fizikai mennyiség. Információ hordozó a kommunikációs csatornán, amely lehet analóg és digitális is. Jelkódolás: digitális információ leképezése digitális vivőjelre. Moduláció: analóg vivőjelre történő leképezés. Modem: modulációt és demodulációt végző berendezés

Alapfoglamak Adatátviteli közeg: olyan eszköz, anyag, melyen keresztül az információ (jel) továbbítása történik. Adatátviteli csatorna: a jel továbbítására szolgáló adatút, frekvenciasáv. Egy közegben több csatorna is lehet. Adatátviteli sebesség: időegység alatt átvitt információ mennyisége. Mértékegysége bit/secundum vagyis bit/másodperc (b/s, bps). Természetesen ezek többszörösei is használatosak: Kilo,Mega, Giga prefixumok

Hálózati csatoló Hálózati kártya: lehetővé teszi, hogy a hálózat fizikai közegéhez (legtöbbször kábelezés) kapcsoljuk a számítógépünket.  Magyarországon elsősorban az Ethernet hálózatok terjedtek el (kb. 90 %-ban), ezért itt ezen megvalósításhoz használt kártyával, azaz az Ethernet kártyával foglalkozunk. 

számítógép – hálózati kártya Hálózati csatoló Sok gyártója létezik, de a szabványosítás miatt bármelyik összekapcsolható egymással. Nincs viszont szabványosítva a: számítógép – hálózati kártya felület, ezért gyártóspecifikus drivert (meghajtó program) kell használni a kártya működtetésére.  Fontosabb gyártók: 3COM, SMC (Standard Mocrosystem Corporation), Intel. Sokszor alaplapra integrálva találjuk

Információ átviteli kapcsolatok Pont-pont kapcsolat: az információközlés csak két pont, egy adó és egy vevő között zajlik. Többpontos kapcsolat, üzenetszórás: egy adó egyszerre több vevőt lát el információval.

Információ átviteli irányítottság Egyirányú, szimplex összeköttetés: két kommunikációs csomópont között az információközlés csak egy irányban lehetséges. Ilyen a rádiós mősorszórás.  Váltakozó irányú, halfduplex összeköttetés: az információ átvitel mindkét irányban lehetséges, de egy időpillanatban csak az egyik irányba. Ilyen a CB rádió. Kétirányú, fullduplex összeköttetés: az információ átvitel egy időpillanatban mindkét irányban lehetséges. Ilyen a telefonos kapcsolat

Kapcsolódási módok Vonalkapcsolt: az információ átvitel előtt dedikált kapcsolat, épül ki a két végpont között. Ez folyamatosan fennáll, amíg a kommunikáció tart. Ilyen a klasszikus telefonos kapcsolat. Csomagkapcsolt technológia: az információt korlátozott méretű részekre, csomagokra darabolják, a csomagokat mint önálló egységeket továbbítják

Vonalkapcsolt hálózatok A rendszer 3 fázisból épül fel: kapcsolatteremtés, kommunikáció, és a kapcsolatbontás Erre a hálózattípusra legjobb példa a telefonhálózat. Először kapcsolatteremtés történik az adó és vevő állomás között, és csak ezután jön létre a kommunikáció (). A fizikai kapcsolat csak az összeköttetés idejére áll fenn. Amíg ez a két eszköz beszél egymással, mások nem csatlakozhatnak a vonalra. Miután megtörtént az adatátvitel, felszabadítják a kommunikációs vonalat. Fontos tény, hogy először létrejöjjön a híváskérés hatására az összeköttetés felépítése. Ezután a két állomás úgy képes kommunikálni, mintha pont - pont összeköttetés valósult volna meg közöttük. A vonalkapcsolás jellemzője, hogy az összeköttetés létrehozása hosszú időt vesz igénybe, de a létrehozott összeköttetésen át késedelem nélkül továbbíthatók az üzenetek. Sajátossága továbbá az, hogy az összeköttetés állandó csatornakapacitást köt le, ezért a vonalkapcsolás alkalmazása ott előnyös, ahol a forgalmat nagy tömegű adat folyamatos átvitele jellemzi.

Csomagkapcsolt hálózatok Az ilyen hálózatok a tárol és továbbít (store and forward) elven működnek Ilyenkor nincs előre kiépített út az ADÓ és a VEVÕ között ha valamely állomás üzenetet kíván küldeni egy másiknak, akkor az üzenetet először meghatározott méretű csomagokra bontja A csomag az átvivő hálózatra kerül, amelyen át csomópontról csomópontra halad, míg a rendeltetési állomásra nem ér. Az egyes csomópontokon az üzenet eltárolódik, a kapcsoló megvizsgálja a rendeltetési címet, és ennek megfelelően továbbítja a soron következő csomópontra.

Csomagkapcsolt hálózatok Az egyes csomagok elszakadhatnak egymástól, és csak a célállomásnál áll össze belőlük a teljes eredeti üzenet. Egy csomagkapcsolásos hálózat egyidejűleg több üzenetet továbbít az átviteli vonalakon. Hatékonyan képes a vonalak kihasználására, mivel biztosítja hogy bármelyik felhasználó csupán néhány ezredmásodpercre sajátíthat ki egy vonalat. Míg vonalkapcsolás esetén az üzenet egyben kerül átvitelre, csomagkapcsoláskor a csomagok sorrendje megváltozhat, és a sorrendhelyes összerakásukról is gondoskodni kell.