Számítógép hálózatok - Bevezető

Az előadások a következő témára: "Számítógép hálózatok - Bevezető"— Előadás másolata:

1 Számítógép hálózatok - Bevezető
Dr. Bilicki Vilmos Szoftverfejlesztés Tanszék

2 Összefoglaló Célok Követelmények Osztályzat Háttér
Kitekintés: Internet, Ad-Hoc, … A félév áttekintése Számítógép Hálózatok

3 Célok Alapismeretek a hálózatról:
Milyen kihívások vannak? Milyen megoldások vannak? A technológia jelenlegi állásának ismertetése: Hogyan működik egy helyi hálózat? Hogyan működik egy városi hálózat? Hogyan működik egy országos hálózat? Hogyan működik az Internet? Számítógép Hálózatok

4 Segédanyagok Elmélet: Gyakorlat: Fóliák
Andrew s Tannenbaum: Számítógép hálózatok IETF RFC-k Gyakorlat: Mérési összefoglalók További anyagok Számítógép Hálózatok

5 Követelmények A gyakorlatokon való résztvétel kötelező (3 hiányzás megengedett), de nem elégséges. Ahhoz, hogy valaki résztvegyen a gyakorlaton a gyakorlat első 5 percében egy rövid tesztet kell kitöltenie. Az előadás látogatása javasolt, de fakultatív. A félévi teljesítéséhez teljesíteni kell a gyakorlatok 70%-át legalább 50%-os eredménnyel és a gyakorlaton megírandó ZH-t szintén legalább 50%-os eredménnyel. Számítógép Hálózatok

6 Osztályzat Az év végi osztályzat 40%-ban a gyakorlatból és 60%-ban a félév végi vizsgából áll. A max pontszám 100. 0-49 elégtelen 50-62 elégséges 63-74 közepes jó 87 - kitűnő Számítógép Hálózatok

7 Háttér Számítógép Hálózatok

8 Számítógép hálózat Közmű Transzparens Robosztus Világméretű Semleges
Adat/Hang/Video/…. Transzparens Bármikor bárhonnan, bármit, bárkinek Robosztus Mert közműként kell működnie Világméretű Semleges Számítógép Hálózatok

9 Paradigmaváltás - Mobil eszközök
Tények: 6,7 Milliárd mobil előfizető, 1.3 Milliárd okos telefon 1,3 Milliárd 3G kapcsolaton, 1.1 Milliárd WiFi keresztül kapcsolódik az Internethez A leggyorsabban növő iparág az emberiség történetében A legnépszerűbb szolgáltatás az SMS Az eszközök 2/3-án van kamera, a felhasználók 72%-a használja A legnagyobb hirdetési platform (29%-os válaszarány) Minden harmadik ember olvas híreket a telefonján Több mint 1 Milliárd ember: Tölt le alkalmazásokat Játszik a telefonon Használja a szociális háló alapú alkalmazásokra Előrejelzések: 2014 az Internet használók fele sohasem használt PC-t 2014 az eladott telefonok fele érintőképernyős 2014 Több az előfizetés mint amennyi ember él a földön Számítógép Hálózatok

10 Hálózat skálái 1 m Test PAN – Personal Area Netowork Ad-Hoc, Energia
Szoba LAN- Local Area Network Tervezett/Ad-Hoc Skálázhatóság 100 m Épület 1 km Kampusz 10 km Város MAN – Metropolian Area Network Tervezett / skálázhatóság / Biztonság 100 km Ország WAN- Wide Area Network Tervezett/Teljesítmény/Robosztusság 1000 km Kontinens 10000 km Világ Internet Ad-Hoc/Ár Számítógép Hálózatok

11 Internet működése, topológiája
Az internet története Network Access Point Peering Depeering Az internet struktúrája Számítógép Hálózatok

12 Internet RFC 1958; B. Carpenter; Architectural Principles of the Internet; June, 1996. Senki sem tulajdonosa az Internetnek, nincs központi kontroll, senki sem tudja kikapcsolni. A fejlődése a technológiákkal kapcsolatos nyers konszenzuson és a futó kódon múlik. Sokkal fontosabb az aktuális visszajelzések szerinti tervezés mint bármilyen architektúrális elgondolások. Számítógép Hálózatok

13 Az Internet fizikai topológiája
Számítógép Hálózatok

14 Tenger alatti kábelek Számítógép Hálózatok

15 Az Internet térképe Számítógép Hálózatok

16 Forgalmi jellemzők http://www.internettrafficreport.com/main. htm
Számítógép Hálózatok

17 Az Internet története 1957 Sputnik I -> ARPA (Advanced Research Project Agency) 1962 IPTO (Information Processing Techniques Office) SAGE (Semi-Automatic Ground Environment) SAGE központok (27, 250 tonna egy) Igen fejlett funkciók Hibatűrő számítógép hálózat a Pentagon, Cheyene hegység és a Stratégia légi parancsnokságot (SAC) kötötte össze (+100 egyéb helyet) 1969 ARPANET Csomagkapcsolt hálózat bérelt vonalakon Stanford – University of Los Angeles (l,o,g-crash) (AT&T 50 kbit/s) 1983 Milnet levált 1979 National Science Fundation: CSNET EUnet csatlakozás + sok más hálózat 1990 Arpanet leállt Kereskedelmi hálózatok is megjelentek (NSFNET szigorúan kutatói) Az NSF át szerette volna adni a hálózat működtetését: Network Access Point NAP-ot hoztak létre (New York, Washington DC, Chicago, California) 1997 Az NSFNET kereskedelmi üzemeltetésbe került (Internet2 kezdődött) Számítógép Hálózatok

18 Network Access Point A kezdetekben egyfajta csatlakozási pontot jelentett a tengerentúli és nagysebességű vonalakhoz. Később az egyetemi hálózatok csatlakoztak ilyen pontokon az NFSNET- hez A NAP-ok regionálisan voltak elosztva Ma Internet Exchange Point (IXP) az Internet csatlakozási pontjai Autonóm rendszerek találkozási pontja Forgalom és útvonal kicserélési pont A forgalom kicserélés nem másik hálózaton, hanem ezeken a pontokon történik (ár, késleltetés, sávszélesség) Itt tipikusan nem kell fizetni a forgalomért (a felső szolgáltatónak igen!) A helyileg közel fekvő hálózatokat célszerű így összekötni (nem kontinensen keresztül) Különböző peering egyezmények Az Internet nem egy gerincű Tipikusan kapcsolókat tartalmaz (egy vagy több) Régebben ATM Ma Ethernet A sávszélesség 10,100,1000,10000 MBit/s Az IPX működtetése tipikusan a résztvevők feladata (a sávszélesség függvényében) Számítógép Hálózatok

19 Peering Hálózatok önkéntes összekötése (mindkét oldalnak hasznos)
Forgalom és utak kicserélése Az ISP-k igyekeznek alsó szinten megszabadulni a bejövő forgalomtól Általában ingyenes (Settlement-Free Interconnection) Típusai: Privát Telekommunikáció társaságon keresztül Sötét kábelen keresztül Publikus ATM Ethernet FDDI Peering Agreement PA Multilateral Peering Agreement MLPA Előnyei: Nagy kapacitás Csökken a függés más szolgáltatótól Nagyobb sávszélesség Számítógép Hálózatok

20 Depeering A kapcsolódás önkéntes így a lekapcsolódás is. Okai:
Szeretnénk tranzit díjat szedni A másik oldal profitál az ingyenes kapcsolódásból A forgalmi arányok nem megfelelőek Egy társ bennünket használ felfelé mutató szolgáltatóként Instabilitás Számítógép Hálózatok

21 Az Internet struktúrája
Globális elérhetőség (a felhasználó nem veszi észre, hogy sok hálózat van, csak egyet lát) Hierarchikus szerkezetű TierI (kapcsolatot ad el vagy társul) TierII (társul és fizet másnak a kapcsolatért) Tier III. (fizet a kapcsolatért) Rétegei Felhasználók Helyi Internet szolgáltatók Regionális Internet szolgáltatók Point of Presence – POP Network Access Point A hálózatok közötti viszonyok Tranzit (mi fizetünk érte) Társ (tipikusan ingyenes) Szolgáltató (mások fizetnek nekünk) Nem egészen hierarchikus Az egyes cége külön NAP-okat hoztak létre A különböző szintű szolgáltatók nem csak a saját szintjükön tevékenykednek Számítógép Hálózatok

22 Skála független jellemző
Barabási Albert A csomópontok fokszám nem egyenletes eloszlású Nagyon kevés nagyon nagy fokszámú (gyűjtők) Az Internet nagyon ellenálló a véletlen hibákkal szemben Az Internet sebezhető célzott támadásokkal Kicsi világ jelenség Számítógép Hálózatok

23 GEANT Számítógép Hálózatok

24 Hungarnet Számítógép Hálózatok

25 Kapcsolat orientált/ kapcsolat mentes
Számítógép Hálózatok

26 Szolgáltatások/Protokollok
Számítógép Hálózatok

27 Referencia modellek Oszd meg és uralkodj
A komplex problémák kezelését rétegezéssel lehet kezelhetővé tenni OSI modell TCP/IP modell Számítógép Hálózatok

28 OSI referencia modell Számítógép Hálózatok

29 TCP/IP referencia model
Számítógép Hálózatok

30 2. Fizikai réteg Elméleti alapok Vezetett hullámú átvitel
Vezetékmentes átvitel Műholdas átvitel PSTN Mobil telefonos átvitel Kábel televíziós átvitel Számítógép Hálózatok

31 3. Adatkapcsolati réteg Tervezési szempontok
Hiba detektálás és javítás Elemi protokollok Csúszóablakos protokollok Számítógép Hálózatok

32 4. Közeghozzáférési alréteg
Csatornamegosztás Többszörös hozzáférésű protokollok Ethernet WiFi Szélessávú vezetékmentes megoldások Bluetooth Számítógép Hálózatok

33 5. Ethernet Felépítése, szerepe Kapcsoló VLAN Feszítőfa Metro Ethernet
QinQ Számítógép Hálózatok

34 6. WiFi CSMA/CA Megosztás Biztonság AP AP hierachia WDN 2017.04.04.
Számítógép Hálózatok

35 7. Hálózati réteg Tervezési szempontok Forgalomirányítás
Torlódásvezérlés QoS Címzés, tervezés Számítógép Hálózatok

36 8. RIP, EIGRP Feladatuk RIP részletek EIGRP részletek A A D C B A A D
1+e 1 A A D C B 2+e 1+e 1 1 1+e 2+e D B D B e 1 C 1+e C 1 1 e …átszámít … átszámít … átszámít kezdetben 36 Számítógép Hálózatok

37 9. OSPF Feladata OSPF részletek Szomszédok és társak A Hello protokoll
Hálózat típusok Kijelölt és Kijelölt tartalék forgalomirányítók OSPF interfészek OSPF társak Elárasztás Körzetek Forgalomirányító típusok Partícionált körzetek Virtuális linkek Link állapot adatbázis LSA típusok Csonk körzetek Forgalomirányító tábla Azonosítás Számítógép Hálózatok

38 10. BGP BGP alapok BGP üzenet típusok Útvonal attribútumok
Adminisztratív súlyok BGP döntési folyamat iBGP IGP szinkronizálás Nagy mennyiségű társ kapcsolat menedzselése Számítógép Hálózatok

39 11. Átviteli réteg Feladata TCP UDP Számítógép Hálózatok

40 Második szintű tartomány Felső szintű tartomány
12. Alkalmazás réteg DNS SMTP HTTP/HTML/… IM org. hu. edu. au. “.” u-szeged.hu. inf.u-szeged.hu. Altartomány Második szintű tartomány Felső szintű tartomány Gyökér Számítógép Hálózatok

41 13. Hálózati biztonság PKI és társai Problémák Tűzfal Topológiák Proxy
IDS Számítógép Hálózatok

42 14. Hálózat menedzsment Adathálózat szemlélet
SNMP MIB Telekommunikációs szemlélet OS RIM,… Számítógép Hálózatok