Avasi Gimnázium
Hálózati kommunikáció: Internet
A hálózat fogalma Az informatikai hálózatok jól kezelhető matematikai modelljei a gráfok: ● a kapcsoló berendezéseket, útvonalválasztókat, automatákat, számítógépeket és egyéb berendezéseket megfeleltethetjük a gráf pontjainak, ● az ezeket összekötő kábeleket, rádiós- és fényvezető szakaszokat pedig a gráf éleinek.
Csomagkapcsolt rendszerek
Beszédet csomagkapcsolt hálózaton IP protokoll, vagy ATM protokoll segítségével lehet átvinni. Első esetben Voice over IP =VoIP -ról, második esetben Voice over ATM = VoATM -ről beszélünk.
Logikai hálózat A hálózatok - a hálózati rétegben – (a gráfelméletnek megfelelően) csomópontokkal és azok között az információt átvivő útszakaszokkal modellezhetők. A hálózat e modelljét logikai vagy forgalmi hálózatnak is nevezik.
Fizikai hálózat Az útszakaszokat az alsóbb rétegek valósítják meg. A fizikai rétegben irányított közegben (vezeték, irányított földfelszíni vagy műholdas rádió), vagy osztott közegben (sínvezeték, sugárzott földfelszíni vagy műholdas rádió) terjed a jel. Osztott közegről akkor beszélünk, ha az adó jele fizikailag sok vevőhöz jut el. A fizikai réteg e modelljét fizikai hálózatnak is nevezik.
Informatikai hálózati alakzatok „Világháló” gerinchálózat
a) sín,
b) csillag,
c) gyűrű, d) fa szerkezet
Mi is az Internet ?
több mint 80 millió számítógép és router
Mi is az Internet ?
Bárhol is legyenek a világban, a számítógépek egymásra találnak...
Mi is az Internet ?
...még akkor is, ha a technika ördöge közbelép!
Történeti áttekintés 1968 – ban az ARPA (Amerikai Fejlett Védelmi Rendszerek Kutató Központ) felkérte a Bolt, Beranek and Newman (BBN) céget, hogy megtervezzék az első hálózati hardvert és szoftvert. Az ARPANET az első mérföldkő a számítógép-hálózatok történetében, a hálózatok "atyja" elnevezéssel is illetik, és 1969-ben kezdett működni. 1970-ben a Hawai-i Egyetem is csatlakozik a rádiós ALOHA kapcsolattal. 1974 végére 49 csomópontra bővült az ARPANET. Ebben a szakaszban a továbbfejlesztés irányát, hierarchikus hálózat építésének szükségességet a Defense Advanced Research Projects (DARPA) kutatási és fejlesztési program tartalmazta. 1976-ban kifejlesztik a UUCP (Unix-to-Unix Copy) programot. 1978-ban a Nemzetközi Szabványosítási Szervezet (International Standards Organization ISO) egy munkabizottságot hozott létre, amely bizottság megalkotta a nyílt hálózati összekötések (Open Systems Interconnection - OSI) koncepciót. 1980-ra a manapság TCP/IP-ként ismert protokollgyűjtemény főbb elemei már léteztek és publikálták őket. Körülbelül ugyanebben az időben a Pentagon megbízta a BBN-t, hogy írja át a TCP/IP protokollt a UNIX operációs Berkeley változata alá. Az 1980-as évek elején az amerikai National Science Foundation (NSF) a Berkeley TCP/IP-re alapozva hozta létre a Computer Science Network (CSNET) elnevezésű hálózatot, amelynek alapvető feladata az amerikai egyetemek belső hálózatainak összekötése volt, a későbbiekben pedig az NSFNET néven szuperszámítógépek összekötését látta el. Ezek után terjedt el a TCP/IP, majd egy hatalmas lazán összefüggő hálózat jött létre, amelyet napjainkban Internet néven ismerünk. 1981 az európai BITNET létrehozásának éve.
Az ARPANET célkitűzése Bármelyik csomópontot kiiktatják, attól a hálózat többi eleme még működjön! Minden csomópontnak legalább 2 összeköttetése legyen, így bármelyik összeköttetés megszakad, kerülőutakon elérhetők még a berendezések. Mai hatások (Best effort jelleg): •Torlódás esetén kerülő utat keresnek az útválasztók. •A csomagok sorrendje nem garantált. •A késleltetési idő változik. •Különböző kapcsolatok más-más úton épülhetnek fel (pl. oda-vissza irány eltér).
Csomagkapcsolás elve ●
Az egyes csomagok, az információn kívül, többek között tartalmazzák: ● a címzett számítógép címét ● a feladó számítógép címét ● a csomag sorszámát ● a csomag hosszát (0-65ezer bájt) ● paritás ellenőrző biteket ● stb. Szótár: ● NN (Network Node) szokták nevezni DCE -nek (Data Communications Equipment or Data Carrier Equipment ). ● DTE (Data Terminal Equipment)
DTE
DTE NN
NN
DTE
NN
NN DTE DTE
Internet címzési rendszer ●
Hardver cím (MAC address) ●
●
Numerikus IP cím ●
●
adott hálózati kártya egyedi hardver címe (00-A0-24-A2-86-BD) 4 bájtos egyedi internet hálózati cím (145.236.124.131)
Szimbolikus IP cím (domain név) ●
numerikus IP címhez rendelt karakteres felhasználói azonosító (
[email protected])
Internet címzési technika Az Internetet cégek, szervezetek, egységek igényének megfelelően felosztották domain-ekre, azaz alhálózatokra. A négy bájtos IP cím 32 biten ábrázolható. A 32 bitet 2 tartományra osztották, és az első biteket alhálózaton (domainen) kívüli cím-résznek, az utolsó biteket alhálózaton belüli címrésznek definiálták. 1 hálózat
host
A felosztáshoz „maszk”-ot rendeltek, ami a hálózati címnél 1-eseket, a host címnél 0-kat tartalmaz. Pl.: (maszk: 255.255.255.128)
Alhálózatok A routerek (útválasztók) a maszkolás technika segítségével egyszerű bitenkénti és művelettel eldönthetik minden csomagról, hogy az belső, vagy külső, és hogy merre továbbítsák. Kevert fogalmak: subnet C router
IP világ
host 4
host 5
subnet B
router
router subnet A
host 6
Domain Subnet Intranet Alhálózat LAN=Local Area Network Oka a fizikai és logikai hálózat összekeverése. Internet Intranet
host 1
host 2
host 3
Numerikus IP címek Az IP címeket osztályokba sorolták: “A” osztály 127 hálózat, 16 millió host hálózati maszk: 255.0.0.0
00
hálózat
host
(pl.:10.0.0.0/8) “B” osztály 16,384 hálózat, 65 ezer host hálózati maszk: 255.255.0.0
1 1 00
hálózat
host
(pl.:172.16.0.0/16) “C” osztály 2,097,152 hálózat, 254 host 11 1 10 0 hálózati maszk: 255.255.255.0 hálózat
host
(pl.:192.168.0.0/24)
További címosztályok ●
“D” osztály Multicast cím ● Tagjai: egyedi címmel rendelkező hosztok ●
11 1 11 0 hálózat
“E” osztály késõbbi címtartomány kialakítására foglalt (6 bájtos cím)
Domain név szolgáltatás Domain Name Service (DNS) processhez és adatbázishoz kötött szolgáltatás.
DNS processz
adatbázis
Kialakulásának okai ➔a numerikus IP címek nem könnyen jegyezhetők meg ➔a numerikus IP címek nem követnek semmilyen, az adott szervezetre, hálózatra vonatkozó struktúrát Használatának feltételei ➔DNS szerverek felállítása ➔IP szintű kommunikáció működése Használatának módjai ➔(Normal) Name Service: szimbolikus IP cím ---> numerikus IP cím ➔Reverse Name Service (Resolver): numerikus IP cím ---> szimbolikus IP cím
Domain név A domain név felépítése gépnév.aldomain.” ... “.domain pl.: castor.net.matav.hu E-mail postafiók azonosító felhasználó@szerver-domain-név pl.:
[email protected], ahol a “mail.matav.hu” egy alias név
név nélküli root
“.” ... com
Gyakori domainek att sun digital USA, nemzetközi com: kereskedelem edu: oktatási intézmények gov: kormányzati intézmények net: nagy hálózati központok Egyéb országok de; au; hu; ... :ország jelölő kódok (két betűs)
edu
hu
gdf
szamalk
Helyi hálózat kialakítása Szerver+kliens (Microsoft PC)
Külső Csomópontok (vagy állomások) Felhő
Szerver+kliens+router (Linux PC)
szerver
kliens
Belső csomópontok (kapcsolóelemek: router, repeater, HUB, switch)
Szerver-Kliens modell Szerver HOST 1 HOST 2 Egy processz, amely szolgáltatásokat kínál a szerver kliens hálózat többi gépe számára. Gyakran a processz processz szerver processzt futtató gépet nevezik szervernek. A szerver host-on futó processz az IP Kliens cím után írt kettőspont utáni számmal, Egy processz, amely a hálózaton elérhető mint portszámmal érhető el. szerver szolgáltatásokat veszi igénybe. DNS szerver: Domain név szolgáltatást nyújt. Fájl szerver (FTP): Egy gép, amely felajánlja diszkjét és fájlait a hálózat többi gépe számára. Printer szerver: Egy gép, amely felajánlja nyomtatóját a hálózat többi gépe számára. Mail szerver (E-mail, Mail listing):A gépek (felhasználók) egy csoportjának a leveleit kezeli, postafiók formájában. TELNET: elérés biztosítása telnet kliens számára (párbeszéd) NEWS: Hírek olvasása (hírcsoportok) GOPHER, WWW: Grafikus böngészés (Video szerver, stb)
ISO OSI modell A modell alapelve, hogy a kommunikációt 7 rétegre osztja úgy, hogy egy réteg a saját host-ján csak az alatta és fölötte lévő réteggel kommunikál, más host-okon pedig csak a saját szintű rétegével. Internet Application
ISO OSI Application
Internet E-mail, Telnet, FTP ...
Presentation Session Transport
Transport
TCP, UDP
Internet
Network
IP, ICMP
Data Link
IEEE 802.3, PPP, SLIP, X.25
Physical
Hardware
Network interface Hardware
DHCP
Statikus címkiosztás: Munkaállomások, nyomtatók, vagy a hálózatra kapcsolt egyéb hardver eszközök telepítésekor a rendelkezésre álló IP címválasztékból hozzárendelünk egy szabad címet az eszközhöz, az utóbbi megszüntetésekor pedig a címet manuális beavatkozással felszabadítjuk. Dinamikus címkiosztás: Új eszköz telepítésekor az un. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) szerver automatikusan hozzárendel egy szabad címet az eszközhöz, de ha az eszköz működése meghatározott ideig (pl. egy hónapig) szünetel, a szerver a címet felszabadítja.
Köszönjük a figyelmet!
