Hálózatok és Internet A hálózatok jellemzői Készítette: Pintér Norbert

Kiterjedés Lokális hálózatok (Local Area Network, LAN) jellemzői kis kiterjedés (1 szoba-10 km) egyedi kábelezés (kicsik a távolságok) nagy átviteli sebesség vállalati nagyságrendű feladatok megoldására szerveződik kapcsolódhat egy nagyobb hálózathoz (MAN, WAN) HUB SWITCH NETWORK ROUTER WIFI ROUTER A hálózatok jellemzői

Kiterjedés Nagyvárosi hálózat (Metropolitan Area Network, MAN) LAN-ok és központi számítógépek összekapcsolása LAN ROUTER LAN LAN DATABASE A hálózatok jellemzői

Kiterjedés Nagy kiterjedésű hálózatok (Wide Area Network, WAN) országra, világra kiterjedő hálózat átviteli közeg (telefon vonal, műhold, mikrohullám stb.) subnetek (átviteli vonalak, kapcsolóelemek, útvonalválasztók összessége) LAN LAN LAN SUBNET LAN A hálózatok jellemzői

Összekapcsolt hálózatok Kiterjedés Összekapcsolt hálózatok egymástól különböző hálózatok összekapcsolása köztük: átjáró (gateway) eszközök egymástól való távolsága (HOP-ok) adattovábbítási módszerek: vonalkapcsolt, üzenetkapcsolt, csomagkapcsolt A hálózatok jellemzői

Információ átvitel egyszerű modellje Adó Forrás Csatorna Vevő Cél Zaj Vonal - fizikai összeköttetés az átviteli közeg lehet - csavart érpár, koax, üvegszálas, vezeték nélküli Csatorna - két fél közötti kommunikációs kapcsolat hub, switch, router, stb. Zaj - nemkívánatos jel fontos, hogy a jel/zaj viszonyt a lehető legmagasabb értéken tartsuk zaj kiiktatása: árnyékolás - koaxiális kábel kioltás - sodort érpár A hálózatok jellemzői

Információ átvitel Problémák terjedés csillapodás visszaverődés ütközés A hálózatok jellemzői

Információ átvitel Átviteli módok Analóg hullámzó (szinusz hullám) feszültsége folyamatosan változik az idő függvényében általánosan jellemző a természetben előforduló dolgokra több, mint 100 éve széles körben használják a telekommunikációban Digitális a folyamatos jelek helyett 0-kból és 1-esekből álló sorozatok haladnak a vonalakon hibákra érzéketlenebb (csak két állapotot kell megkülönböztetni) tetszőleges jel átvihető (hang, kép, ...) => karakter v. bitorientált eljárások párhuzamos és soros átvitel szinkron vagy aszinkron a jelenlegi vonalakon jóval nagyobb adatátviteli sebességet lehet elérni A hálózatok jellemzői

Információ átvitel Analóg átvitel Modem (modulátor-demodulátor) digitális információ átalakítása analóggá majd vissza Moduláció - egy tetszőleges fizikai folyamat egy paraméterének megváltoztatása valamilyen vezérlőjel segítségével =>amplitúdó, frekvencia, fázis Modemeknél - fázis és amplitúdó Maximálisan elérhető sebesség - 9600 bit/s A hálózatok jellemzői

Információ átvitel Digitális átvitel ISDN (Integrated Services Digital Network - integrált szolgáltatású digitális hálózat) digitális bitcső (digital bit pipe) több független csatornára történő felosztás keskenysávú ISDN (16 kbit/sec – D csatorna) szélessávú ISDN (64 kbit/sec – B csatorna) szolgáltatók részéről többféle ISDN kapcsolat (pl. ISDN2 – 2B és 1D csatorna, ISDN30 – 30B és 1D csatorna, stb.) hangtovábbítás új szolgáltatásokkal (azonnali hívásfelépítés, a hívó telefonszámának, nevének, címének kijelezése, konferenciahívások) adat, kép továbbítás, képtelefon, videokonferencia távmérési, riasztó szolgáltatások A hálózatok jellemzői

Információ átvitel Digitális átvitel ATM (Asynchronous Transfer Mode) a szélessávú ISDN (B-ISDN) átviteli technikája aszinkron adatátvitel ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - Aszimmetrikus Digitális Előfizetői Vonal) a hagyományos vagy ISDN telefonvonal, mint átviteli eszköz nagysebességű digitális vonallá alakul át aszimmetrikus: le és feltöltési sebesség különböző A hálózatok jellemzői

Sávszélesség adott idő alatt mennyi információ juttatható el az egyik helyről a másikra mértékegysége: bit/s többszörösei: 1 Kbps (Kilobit/s) = 1000 bit/s 1 Mbps (Megabit/s) = 1000 Kbit/s 1 Gbps (Gigabit/s) = 1000 Mbit/s A hálózatok jellemzői

A sávszélesség megfeleltethető egy csővezeték átmérőjének Analógiák A sávszélesség megfeleltethető egy csővezeték átmérőjének a hasonlatban a víz az információ a csőátmérő pedig a sávszélesség megfelelője A sávszélesség az utak szélességéhez hasonlítható a hasonlatban a sávok száma felel meg a sávszélességnek az autók száma pedig az átvitt információmennyiségnek A hálózatok jellemzői

Sávszélesség és áteresztőképesség mindig van egy érték amit a sávszélesség nem haladhat meg a maximális sávszélességet ritkán érhetjük el az áteresztőképesség a sávszélesség egy bizonyos időpontban, adott hálózati útvonalat használó fájlletöltés folyamán mérhető értéke áteresztőképesség < sávszélesség A hálózatok jellemzői

legjobb letöltési idő = fáljméret/sávszélesség Adatátviteli idő legjobb letöltési idő = fáljméret/sávszélesség tipikus letöltési idő = fájlméret/áteresztőképesség A hálózatok jellemzői

Az áteresztőképességet befolyásoló tényezők Sávszélesség Az áteresztőképességet befolyásoló tényezők a hálózat-összekapcsoló eszközök tulajdonságai az átvitt adatok típusa a hálózati topológia a felhasználók száma a felhasználó számítógépének tulajdonságai a kiszolgáló számítógép tulajdonságai áramszünet vagy különleges időjárás okozta leállások egyéb okok A hálózatok jellemzői

A sávszélesség jelentősége véges drága a hálózati teljesítmény legfőbb mutatója a hálózattervezés kulcsfontosságú eleme alapvető az információs kor megértéséhez mindenki többet akar A hálózatok jellemzői

Jellemző sávszélességek A hálózatok jellemzői

általában egyetlen vonalon zajlik a kommunikáció Jelismétlés Hálózati topológiák Jellemzők egyes munkaállomások egymáshoz képesti fizikai és logikai elhelyezkedése LAN hálózatok esetében általában egyetlen vonalon zajlik a kommunikáció Jelismétlés elméleti és fizikai topológia A hálózatok jellemzői

Vegyes (hierarchikus) különböző topológiák összekeverése Hálózati topológiák Topológiák Sín (busz) Gyűrű Csillag Fa Szövevényes hálózat Vegyes (hierarchikus) különböző topológiák összekeverése A hálózatok jellemzői

a gépek egyetlen kábel mentén helyezkednek el Hálózati topológiák Sín (busz) a gépek egyetlen kábel mentén helyezkednek el kábelek végén kábelvégi lezáró ellenállások mindkét vége bővíthető minden átvitel szórt (broadcast) jellegű hátránya: ha a busz vezeték megszakad, az egész hálózat meghal A hálózatok jellemzői

Hálózati topológiák Gyűrű az eszközök egy zárt gyűrűre vannak felfűzve az adatok gépről gépre vándorolnak minden átvitel szórt (broadcast) jellegű ha egy él meghibásodik, még lehetséges a további kommunikáció hosszú átviteli utak a kommunikáció lehet csomagkapcsolt és vezérjel elve alapján működő (token ring) A hálózatok jellemzői

Hálózati topológiák Csillag a munkaállomások csak a központi géppel (szerver) vannak összeköttetésben (központosított) minden forgalom keresztülhalad a központon (egyértelmű útvonalak) meghibásodás csak az adott végpontot érinti ha központ hibásodik meg, egész hálózatnak lőttek gyakorlatban leggyakrabban alkalmazott A hálózatok jellemzői

Hálózati topológiák Fa csillag alapú elrendezés, ahol az egy csomópontban lévő eszközök egy elosztóval (HUB v. SWITCH) további gépekhez csatlakozhatnak két gép között csak egy útvonal a központban kiemelt jelentőségű számítógép hierarchikus rendszer egy-egy ágat álhálózatnak (SUBNET) nevezünk kis kábelezési költség, nagyobb hálózatok is kialakíthatók egy kábel kiesése az egész hálózatot tönkreteheti A hálózatok jellemzői

Hálózati topológiák Szövevényes hálózat teljes vagy részleges szövevény két állomás között több lehetséges útvonal általában legalább kétszeresen összekötött útvonalak (megbízható) kialakítása drága pl: Internet A hálózatok jellemzői

Hozzáférési módok probléma - üzenetszórásos (broadcast) hálózatok esetén csak egy átviteli csatorna áll rendelkezésre vezérlési módszerekre van szükség egyik sem jobb mint a másik eszközök azonosítása is megoldandó feladat A hálózatok jellemzői

MAC (Medium Access Control) Hozzáférési módok MAC (Medium Access Control) 12 hexadecimális számjeggyel ábrázolható első hat: gyártó azonosítója (egyedi szervezetazonosító) fennmaradó hat: a készülék sorozatszáma Pl.: 00-05-8D-E1-95-76 ezek a címek be vannak égetve a hálózati kártya csak olvasható (ROM) memóriájába a rendszer a hálózati kártya inicializálásakor átmásolja a véletlen hozzáférésű (RAM) memóriába mivel a MAC-cím a hálózati kártyán található, ha a számítógépbe másik hálózati kártyát szerelünk be, az állomás fizikai címe az új kártya MAC-címére változik A hálózatok jellemzői

MAC (Medium Access Control) Hozzáférési módok MAC (Medium Access Control) amikor egy forrásállomás adatot küld a hálózaton, az adatban a célállomás MAC-címe is szerepel a hálózati kártyák megvizsgálják, hogy az adatcsomagban levő célállomás fizikai címe megegyezik-e az ő MAC- címükkel ha nem, a hálózati kártya figyelmen kívül hagyja az adatcsomagot, mely továbbhalad a következő állomásra A hálózatok jellemzői

MAC (Medium Access Control) Hozzáférési módok MAC (Medium Access Control) fontos szerepet játszanak a számítógép-hálózatok működésében hátrányuk, hogy nincsen struktúrájuk, címterük egysíkú ha egy hálózat már nem csak néhány számítógépből áll, ez a hátrány valós problémává válik egyéb hibakezelési módokra is szükség van A hálózatok jellemzői

Hozzáférési módok vezérlése Véletlen vezérlés – az átviteli közeget elvileg bármelyik állomás használhatja, de a használat előtt meg kell győződnie arról, hogy a közeg más állomás által nem használt Osztott vezérlés - egy időpontban mindig csak egy állomásnak van joga adatátvitelre, és ez a jog halad állomásról-állomásra Központosított vezérlés - van egy kitüntetett állomás, amely vezérli a hálózatot, engedélyezi az állomásokat. A többi állomásnak figyelnie kell, hogy mikor kapnak engedélyt a közeg használatára A hálózatok jellemzői

Hozzáférési módok Véletlen vezérlés Ütközést jelző vivőérzékeléses többszörös hozzáférés (Carrier Sense Multiple Access with Collosion Detection, CSMA/CD) mielőtt egy állomás adatokat küldene, először „belehallgat” a csatornába (carrier sense) ha a csatornán nincs forgalom („csendes”) elküldi az adatot mindenkihez eljut (MAC cím alapján történik az azonosítás) ha a küldött és kapott üzenet nem egyforma, ütközés van => beszünteti az adást véletlenszerűen meghatározott ideig gyér hálózati forgalom esetén gyors nagy forgalom esetén sok ütközés még több forgalom A hálózatok jellemzői

Hozzáférési módok Osztott vezérlés Vezérjeles gyűrű (Token Ring) elsősorban gyűrű topológia esetén vezérjel (token) halad végig a gyűrű mentén (szabad vagy foglalt) előnye: nagyfokú vezérelhetőség hátránya:költséges, bonyolult Vezérjelbusz (Token Bus) sín és fa struktúrájú hálózatoknál hasonló az előzőhöz, de itt adott időintervallumon belül meg kell történnie az adattovábbításnak nem fizikai sorrend, hanem az eszközök címe alapján történik az adattovábbítás előnye: egyszerűbb vezérlés, mint a Token Ring-nél hátránya: bonyolult új állomások beillesztése a rendszerbe A hálózatok jellemzői

Központosított vezérlés Hozzáférési módok Központosított vezérlés Lekérdezés csillag topológia esetén fő és mellékállomás a főállomás „kérdez” a mellékállomás „válaszol”, hogy akar-e forgalmazni a főállomás továbbítja az információt a címzetthez Vonalkapcsolás csillag topológiánál a mellékállomás egy vonalat kér a központtól a forgalmazáshoz osztott hozzáférés is megoldható Időosztásos többszörös hozzáférés busz topológiánál minden állomás adott időszeletig forgalmazhat, ezt a központ vezérli új munkaállomás esetén az időintervallumot újra fel kell osztani A hálózatok jellemzői