dr. Száldobágyi Zsigmond Csongor
Bevezetés a hálózatok világába
A követelménymodul megnevezése:
Számítógép kezelés, szoftverhasználat, munkaszervezés A követelménymodul száma: 1142-06 A tartalomelem azonosító száma és célcsoportja: SzT-004-50
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
ESETFELVETÉS – MUNKAHELYZET Munkahelyén Önt bízzák meő azzal, hoőy tekintse át, milyen lehet séőek vannak a számítóőépek hálózatban történ összekapcsolására.
Milyen elvek alapján lehet számítóőépes hálózatokat üzemeltetni? Milyen naőyobb hálózat részeként vehet részt a vállalati rendszer a hálózati adatŐorőalomban?
Mi a célszerűen és őazdasáőosan meőválasztott topolóőia? Milyen közvetít alkalmazhatnak az adatátvitel során?
közeőeket
Szabályozzák-e eőyséőes szabványok a hálózatok kialakulását? Melyek ezek, és mely szinten mire vonatkoznak a szabályaik, milyen alternatívákat kínálnak a meőoldási cél Őüőővényében?
Hoőyan menedzselhet
eőy hálózat? Milyen beállítási, ellen rzési lehet séőek vannak eőy
számítóőép hálózatra kapcsolásakor?
SZAKMAI INFORMÁCIÓTARTALOM Önmaőában eőy számítóőép — leőyen bármilyen őyors is — csupán azokkal az adatokkal véőezhet műveleteket, amelyek háttértárolóin már rendelkezésre állnak, illetve amit a saját beviteli eszközei seőítséőével röőzíthetünk. A XXI. században viszont eőyértelműen az inŐormáció vált hatalommá, íőy Őeltétlenül szükséőünk van saját őépünkön kívüli adatokra, inŐormációkra.
1. A számítóőép-hálózatok kialakulása A másik motiváció a számítástechnika h skorában az akkori őépek szerény számítási
kapacitása volt. Ezek voltak azok a hajtóer k, amelyek a hálózatok kialakulásához vezettek. De miért is olyan különleőes a számítóőépes hálózat? Hisz ekkorra már létezett meőbízható
vezetékes (teleŐon) és vezeték nélküli (rádió) hálózat is, és mindkett képes volt a kétirányú adatátvitelre.
1
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA Ezek területén az eltelt évtizedek inkább csak a technolóőiák tökéletesítését hozták: -
meőjelentek a mobil távközlési eszközök, a televíziózás beindult,
a teleŐonhálózaton lehet vé vált az adatközvetítés (teleŐax), a közvetített adat mennyiséőe növekedett,
az adatátvitelt terhel zaj szintje csökkent (min séőjavulás).
A számítóőépes hálózatok — melyek legnagyobbika az internet — azonban min séőileő más. Hoőy a különbséőet értsük, ismernünk kell a kialakulását. Az is indokolja ennek
részletesebb ismertetését, hoőy kevés inŐormációval rendelkezünk róla annak ellenére, hoőy sokan naponta használjuk.
A ’60-as években — eőymásról nem tudva — több helyen dolőoztak a viláőban olyan
technolóőia kialakításán, amely lehet vé tehette volna — els sorban Őizikai adatbiztonsáői
szempontok különböz
okai miatt —, hoőy több számítóőép úőy tudjon eőyüttműködni,
hoőy közülük eőy vaőy néhány kiesése esetén se kerüljön veszélybe a kívánt eljárás sikeres
elvéőzése, azaz se adatvesztés ne történjen, se véőzetes leállás. A titkolózás oka — az
akkori hideőháborús viszonyok között — els sorban nem tudományos, hanem katonai volt.
Az ún. „csomaőkapcsolásos” technolóőia a hadászati tevékenyséő során azzal az el nnyel
jár, hoőy az inŐormációkat eőyenként értelmetlen részekre bontják, és azok — el re nem szabályozott, csak a hatékonysáőot (őyorsasáőot) szem el tt tartó, szinte véletlenszerűen
kialakuló — utakon jutnak el a címzett őéphez, ahol meőŐelel sorrendbe ismét összeállítva
az inŐormáció kinyerhet ; illetve eőyszerre több helyen is a Őolyamat — szinte eőy id ben —
eőymástól Őüőőetlenül véőrehajtható.
Ma három ilyen kutatási projekt ismert: -
1961-67: Massachusetts Institute oŐ Technoloőy (MIT) (USA) számítóőép hálózati
kutatási projekt
-
1962-65: Rand Corporation (USA) „védelmi” célú kutatási projekt
1964-67: National Physical Laboratory (Nagy Britannia) hálózati kutatási projekt
Az 1967-es év hozta meő az áttörést: a Tennessee állambeli Gatlinburőben tartott
konŐerencián Larry Roberts nyilvánossáőra hozta az ARPANET (Advanced Research Projects Aőency
Network
(ARPANET):
Fejlett
Kutatási
Projektek
Üőynökséőe
hálózata)
els
koncepcióját. Ez már a ma is használt IP loőikája szerint épült Őel. Valójában a projekt a
DARPA (DeŐense Advanced Research Projects Aőency (DARPA): Védelmi Fejlett Kutatási Projektek Üőynökséőe) keretében Őolyt.
2
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA A Paul Baran kutatásaira alapuló kapcsolati elvet a konŐerencián Alex McKenzie eredeti kéziratos Őeljeőyzése rizte meő, amely alapján a téma ma is tanítható lenne:
1. ábra. A kapcsolati elv eredeti vázlata1 Az els
dokumentált tényleőes kapcsolatot 1969. szeptember 2-án, az University California
Los Angeles (UCLA) intézményében hozták létre mindössze két számítóőép között, ezzel iőazolva az elméletek helyesséőét.
A hálózatŐejlesztés — részben a katonai kutatásoktól elszakadva — az eőyetemek közötti számítóőépes összeköttetés létrejöttéhez is vezetett. Íőy 1971-re már az USA keleti és nyuőati partvidéke között is Őelállt a kapcsolat.
1
Forrás: http://pics.rbc.ru/img/cnews/2007/11/15/dm_ARPAnet1969.gif (2010. november 7.)
3
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
2. ábra. A kialakított összeköttetések hálózata 1971-ben2 1977-re pediő már az óviláő is közvetlen kapcsolatba került a rendszerrel.
3. ábra. 1977-ben már összetettebb volt a hálózat3
2
Forrás: http://newsimg.bbc.co.uk/media/images/46630000/gif/_46630471_forty-larryroberts466.jpg.gif
(2010.
november 7.) 3
Forrás: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bf/Arpanet_logical_map%2C _march_1977.png (2010.
november 7.)
4
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA Az 1960-as évek véőén meőtervezték a mai útvonalválasztók (router) el djét, majd ezeket az USA néőy eőyetemén (három KaliŐorniában, eőy pediő Utahban volt) üzembe is helyezték. 1969. szeptember 2-án meőszületett az ARPANET, amelyet akkor méő teleŐonvonalak kötöttek össze.
Mivel a számítóőépes kommunikációban sokszor Őordul el
az, hoőy egy-két perciő
renőeteő a Őeldolőozni való adat, majd jó sokáiő szinte semmi sem történik, ezért nem
iőazán szerencsés, ha két számítóőép Őolyamatosan leŐoőlal eőy vonalat. Ennek a
problémának a Őeloldására irányultak a korai kutatások, majd íőy került kiŐejlesztésre az úőynevezett csomaőkapcsolt hálózat. Ebben az esetben a kommunikáció úőy történik, hoőy az adatokat kisebb csomaőokra bontják, amelyek mindeőyikét meőŐelel azonosítással látják el (küld
címe, célállomás címe stb.). Ezeket a csomagokat aztán a hálózat lebontja bitek
sorozatára, amit a számítóőépek a vonalra tesznek. A célállomások a bitekb l és a csomaőokból Őelépítik az eredeti üzenetet.
Az ARPANET Őejlesztését er sen beŐolyásolták katonai célok is. Eőyrészt hardverŐüőőetlen protokollok, másrészt olyan hálózat kiŐejlesztését kívánták meő, amely eőy esetleőes
csapásmér
támadás után is üzemképes marad. A sikeres kutatómunka eredményét eőy
1978-ban véőrehajtott teszttel mutatták be, amelyben eőy kaliŐorniai autópályán haladó
kamionban elhelyezett számítóőép rádióhullámok seőítséőével küldött adatokat eőy közeli
őazdaőéphez (host). Az adatok az ARPANET-en keresztül az USA másik Őelébe, majd onnan eőy műhold közvetítésével Londonba jutottak — sikerrel.
Az ARPANET-et eredetileő csak az állományok átvitelére Őejlesztették ki. A Őelhasználók
azonban hamarosan elektronikus levelezést és levelezési listákat követeltek — és kaptak. Nyilvánvalóvá
vált,
hoőy
az
ARPANET
a
tudományos
eőyüttműködés
és
haladás
szempontjából naőyon Őontos szerepet tölt be. Mivel azonban a hálózatot csak a Védelmi Minisztériummal szerz désben álló intézmények használhatták, ezért meőoldást kellett
keresni a többi eőyetem számára is. 1983-ban, amikor a hálózatról leválasztották a katonai jelleőű részt (MILNET), eőyŐajta „inter” „net” alakult ki, amelynek őerincét az ARPANET adta. Azonban a probléma továbbra is Őennállt, mert az ARPANET eredetileő a Védelmi
Minisztérium hálózata volt. Ezért az 1980-as évek véőe Őelé a National Science Foundation
(NSF — Nemzeti Tudomány Alapítvány) létrehozta az NSFNET hálózatot, amely az ARPANETet váltotta Őel. Maőa az ARPANET 1990-ben meőszűnt. Ezzel lezárult eőy korszak, amit
Andrew S. Tanenbaum 1989-ben íőy jellemez: „Tíz évvel ezel tt eőy számítóőép-hálózat
méő
eőzotikus
kutatási
területnek
számított,
amelyen
leőŐeljebb
dolőozhatott. Ma már szinte minden számítóőép hálózatba köthet
!” 4
néhány
szakért
Az NSFNET (National Science Foundation Network) több b vítés után (optikai kábeleket
Őektettek le, újabb vonalakat hoztak létre stb., melynek eredményeként a hálózat sebesséőe
a kezdeti 56 kbps-ról 1995-re már 45 Mbps-ra emelkedett) ma is az USA domináns
őerinchálózata. Az NSFNET mellett jelent s részben már maőáncéőek hálózatain Őolyik a kommunikáció (AT&T, MCI, UUNET, Sprint stb.).
4
Tanenbaum, Andrew S.: Számítóőép-hálózatok (Computer Networks) (Panem Kiadó, Budapest, 2003.) 73. o.
5
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA A 80-as évek véőén az NSFNET-hez hasonló elvek alapján számos orszáőban szervez dtek őerinchálózatok.
Ezek
er Őorrásokkal rendelkez
mindenekel tt
a
hatalmas
inŐormációs
és
számítástechnikai
NSFNET-hez iőyekeztek csatlakozni, de őyakran eőymással is
kiépítették közvetlen kapcsolataikat. Az utóbbi két évtizedben a távközlési céőek,
kommunikációs vállalatok is meőlátták az üzleti lehet séőet az internet technolóőiájú
számítóőép-hálózatokban, illetve a hozzájuk kapcsolódó alkalmazásokban (pl. számítóőépek, adatbázisok távoli elérése (GOPHER), elektronikus levelezés (SMTP), adatállományok
átvitele (FTP), szöveő-, kép-, hanőinŐormációk inteőrált továbbítása (http) stb.), íőy
meőjelentek az ilyen szolőáltatásokat kínáló üzleti vállalkozások, illetve ezek saját őerinchálózatai.
Az internet leőŐontosabb szervez , összeŐoőó ereje az Internet Society (ISOC). A társasáő
nyílt, taőja lehet bármely szervezet vaőy maőánszemély. Célja az internet technolóőiával történ
inŐormációcsere összehanőolása, Őejlesztése. Az ISOC által Őelkért, nagy szakmai
tekintéllyel rendelkez
önkéntesekb l áll az Internet Architecture Board (IAB), amelynek
feladata, hoőy állást Őoőlaljon alapvet
stratéőiai kérdésekben, Őelel s a szabványok
elŐoőadásáért, illetve a szabványosítást iőényl címzési rendszer karbantartásáért.
kérdések meőhatározásáért és az internet
A kapcsolódni képes számítóőépek száma tette iőazán üt képessé az internetet. Ma már az alhálózati maszkokkal eőyébként is meőtöbbszörözhet
IP-címzési struktúra 2564 őép
címzésére alkalmas változatának átalakítására kell Őelkészülnünk — ugyanis elfogytak a címek. Nem is a őépek számát, inkább a növekedés ütemét szokás meőadni: ez viláőszerte havonta 10%-os növekedésre taksálható.
Az interneten nincsen központ, nincs „eőy” központi őép. Minden, a hálózatra kötött őép
eőyszerre Ő - és alállomás. Az internet tehát olyan elméleti szervez dése a számító-
őépeknek és teleŐonvonalaknak, amelynek bármely pontja képes kapcsolatot teremteni
bármely másik pontjával. Ez eőyrészt az internet szabadsáőát biztosítja, másrészt olyan új
viselkedési attitűdök meőjelenéséhez vezetett az utóbbi években, amelyek épp a szabadsáő
megnyirbálására tett kísérleteket, a hálózati adatŐorőalom ellen rzése kérdésének napirenden tartását eredményezték.
2. A számítóőép-hálózatok csoportosítása A) A hálózatok méret szerinti Őelosztása PAN (Personal Area Network), azaz a személyes hálózat. Ebbe azoknak az adott személy által
használt eszközöknek a hálózatát sorolhatjuk, amelyeket eőymáshoz kapcsolva használ.
Azaz például az otthoni személyi számítóőép és a Őelhasználó által használt laptop, notebook, netbook stb. De nem csupán számítóőépekr l van szó, hanem olyan kieőészít
inŐormatikai eszközökr l, mint a PDA vaőy a mobilteleŐon, eőyes „intelliőens” háztartási berendezések stb. Szokás idesorolni a különböz , bluetooth alapon kapcsolódó eőyséőeket is mint hálózati elemeket.
6
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA LAN (Local Area Network), azaz a helyi hálózat. Az eőy épületen, épületcsoporton, illetve
néhány száz méteren belül elhelyezked , hálózatban összekapcsolt szerverek, személyi számítóőépek, más inŐormatikai eszközök összesséőe. Ilyen más eszközök lehetnek például
a hálózaton csatlakoztatott periŐériák (jellemz en a nyomtatók). Eőy intézmény, őyár saját hálózata, mely önállóan menedzselt. Rendszerint további küls naőyobb hálózatok irányába.
kapcsolattal rendelkezik
MAN (Metropolitan Area Network), azaz a városi hálózat, amely az adott területen működ
LAN-okat köti össze eőy naőyobb eőyséőőé. Nem Őeltétlenül a város szó a leőkiŐejez bb, hisz e Őoőalomhoz nem kapcsolódik. Jelentéstartalmában inkább az 1 és 50 km közötti teret
átŐoőó hálózatokat szokás ekként nevezni. Eőy ilyen hálózatban az alhálózatokon keresztül akár több tízezer számítóőép összekapcsolása is meővalósulhat.
WAN (Wide Area Network, s nem World Area Network, mint azt sokan őondolják), azaz naőy kiterjedésű hálózat. A leőalább eőy réőióra, eőy orszáőra kiterjed
hálózatokat tekinthetjük
ilyennek, de nem véletlen a névben el Őorduló őyakori tévedés, hiszen az internetet mint hálózatot is ebbe a kateőóriába sorolhatjuk.
GAN (Global Area Network), azaz a őlobális hálózat, amelybe valóban minden korlátozás
nélkül minden kommunikációs eszköz összeköttetése beleérthet , akár a műholdas
kommunikáció, akár az űreszközök kommunikációs kapcsolatai (pl. Mars-szondák, vaőy a viláőeőyetem távoli véőtelenjébe indított űrszondák).
B) Hálózati topolóőiák A topolóőiák az eőyes hálózati eszközök közötti Őizikai összeköttetési módokat Őejezik ki. Sín (busz) topolóőia: A számítóőépek eőy őerincvezetékre csatlakoznak. Ennek el nye a
csekély eszköziőény, a kis vezetékmennyiséő, ám ma már ritkán találkozunk vele számos
hátránya miatt: a őerincvezeték szakadása esetén (és ennek számít a lezáró impedancia
kiesése is a hálózatból) működésképtelenné válik; mivel eőy csatornán kíván valamennyi őép kommunikálni, ezért minél naőyobb az összekapcsolt őépek száma, annál valószínűbb az
összeütközés, melyet az átviteli sebesséő rovására lehet Őeloldani, és az átvitel hatékonysáőa is rohamosan csökken a őépek számának növekedésével.
4. ábra. Állomások összekapcsolása sín topolóőiában
7
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA Gyűrű topolóőia: minden állomás két szomszédos őéppel áll közvetlen kapcsolatban, íőy nincs
véőcsatlakozás.
Az
elindított
adatcsomaő
meőhatározott
irányban
halad
az
eszközökön keresztül, míő el nem éri a célállomást. A gyakorlatban nem találkozunk vele
számtalan hibája miatt.
5. ábra. Állomások összekapcsolása őyűrű topolóőiában Csillaő topolóőia: a leőőyakoribb kialakítás a LAN hálózatokban. Eőy központi vezérl
eszközhöz csatlakoznak az eőyes eszközök. Bár jelent sen több kábelt, központi vezérl
eszközt, íőy naőyobb anyaői ráŐordítást iőényel eőy ilyen rendszer kiépítése, ám eőy
vezetéken esett hiba csupán eőy őép kapcsolati hibáját okozza, és nem a teljes hálózat működésképtelenséőét. Viszont a vezérl eszköz meőhibásodása már itt is kivédhetetlen.
6. ábra. Állomások összekapcsolása csillaő topolóőiában 8
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA Fa
topolóőia:
számítóőépünk
mappaszerkezetéhez
nemcsak
névazonossáő,
hanem
strukturális eőyez séő is Őűzi: a számítóőépek csomópontjai a mappáknak Őeleltethet ek
meg, maguk a számítóőépek pediő a Őájloknak; és ezek újabb azonos Őelépítésű eőyséőeket tartalmazhatnak: alhálózatokat és az azokhoz kapcsolódó eszközöket. Valójában naőy
hálózatoknál ez a vezérmotívum, ami kieőészül azzal, hoőy nem tudhatjuk, hoőy eőy-egy alhálózat maőa milyen topolóőiával lett kiépítve. De ez a hálózat működése szempontjából nem is fontos.
7. ábra. Állomások összekapcsolása Őa topolóőiában
9
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA Teljes,
részleőes
topolóőia:
kizárólaő
naőy
biztonsáőú,
rendszerint
katonai
célú
hálózatokban alkalmazzák. A teljes topolóőia esetén minden őép minden másikkal közvetlen összeköttetésben áll, míő a részleőes topolóőia esetén különböz
meőŐontolások alapján
egyes kapcsolatokat elhaőynak. Kialakításuk — különösen naőy kiterjedésű hálózat esetén —
iően maőas, cserébe rezisztensek az eőyes kapcsolatok, illetve az eőyes csatlakozó
számítóőépek kiesésére is. Az ilyen hálózatok biztonsáőát az adatok redundáns tárolásával is növelik.
8. ábra. Állomások összekapcsolása teljes topolóőiában C) Az adatközvetítés módja Pont-pont hálózatok (point to point network): őéppárok közötti kapcsolatok összesséőe, az adatok ezeken a kapcsolatokon keresztül jutnak el a célállomásra.
Adatszórásos hálózatok (broadcastinő): az összes eszköz által közösen használt adatcsatornára kerülnek ki a közvetített üzenetek. Íőy azokat minden őép érzékeli, meőkapja. Az
üzenet Őelépítésében elhatárolt címzési tartomány határozza meő a címzettet, és minden észlel eszköz csak a neki címzett adatcsomaőokat dolgozza fel. D) Hierarchia szerinti Őelosztás Eőyenranőú (peer to peer) hálózatokban nincs kitüntetett eszköz, ami a vezérlést véőzi,
hanem minden eszköz eőyenl joőokkal küldhet adatcsomaőokat a hálózatra. Eőyenl joőőal lehet er Őorrásokat is meőosztani.
Kiszolőáló alapú (szerver-kliens) hálózatokban a szerver, azaz vezérl berendezés határozza meő az eőyes host (kliens) őépek joőosultsáőait. Rendszerint a szerver er Őorrásait osztják meő a hálózaton. Eőymás er Őorrásait közvetlenül nem észlelik, de a szerveren keresztül természetesen a host őépek er Őorrásai is meőoszthatóak. 10
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA E) Adatátviteli közeőek Elektromos vezeték Koaxiális kábel: a központi vezet t körbevev elektromos
kapcsolat
áramkörét.
Ilyen
sziőetel n lév
vezetékkel
a
árnyékoló harisnya képezi az
sín
topolóőiájú
hálózatokban
találkozhatunk. Csatlakozásukra BNC csatlakozókat, illetve „T” meőosztókat alkalmaznak.
Szerkezetükben hasonlatosak a rádió- és tv-jel továbbítására szolőáló kábelekhez, de míő
azok hullámimpedanciája 75 Ohm, addiő a számítástechnikai hálózatokban 50 Ohmos típust
alkalmazunk. Gondoskodni kell a vezeték véőpontjának lezárásáról, ellenkez jelvisszaver dés (akárcsak a vezeték szakadása) működési hibát eredményez.
esetben a
9. ábra. Koaxiális vezeték szerkezete UTP (Unshielded Twisted Pair) kábel: a kábel nyolc sziőetelt rézvezetékb l áll, amelyek páronként, valamint eőyben is sodrottak. A páronkénti sodrás csökkenti az árnyékolatlan
vezet k zavarérzékenyséőét. Az elektromáőneses és rádióŐrekvenciás áthallás ellen az eőyes érpárok eltér
mértékű sodrásával védekeznek (szabványban röőzített a hosszeőyséőre
vetített sodrások száma). Mivel az ilyen kábelek nem árnyékoltak, a küls környezetünkben
működ
valamennyi
elektromos
berendezés
zavarjelre (ilyet a
kelt)
meőlehet sen
érzékenyek. Ennek csökkentésére vezették be a különŐéleképpen árnyékolt kábeltípusokat: FTP, STP, SFTP.
10. ábra. UTP kábel szerkezete
11
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA Optikai jelátvitel InŐravörös jelátvitel: a kis hatótávolsáőú kapcsolat eszköze, amely a látható Őénynél hosszabb hullámhosszú Őénnyel (azaz a vörösnél alacsonyabb Őrekvenciájú Őénnyel)
továbbítja az adatokat. Feltétlenül szükséőes, hoőy az adó- és a vev berendezés „lássa” eőymást, ez a kapcsolat alapvet
kelléke. Ilyen kapcsolatot például mobilteleŐon és laptop,
s t eőyes nyomtatók között hozhatunk létre. Nem inŐormatikai alkalmazásként pediő az eőyes szórakoztatóelektronikai készülékek távirányítóit említhetjük. Az áthidalt távolsáő 0,4 és 5 m közötti.
Optikai kábel: jelenleő a leőőyorsabb adatátvitelre képes eljárás, ami ráadásul teljesen érzéketlen
a
küls
környezet
elektromáőneses
és rádióŐrekvenciás zavarjeleire,
„elektromos szmoőra”. A többréteőű kábel maőjában elhelyezked
Őényvezet
az
szál viszi át
az inŐormációt. Szerkezeti Őelépítése: eőy, de rendszerint inkább több Őényvezet
szál
található a mechanikai védelemmel ellátott kábelben, mindeőyik szál önálló műanyaő véd réteőben jelismétl ket
Őut.
A
beépíteni,
jelek
ezek
naőy
távolsáőra
elektromos
történ
továbbítása
tápŐeszültséőiőényét
esetén
kiszolőáló
szükséőes
elektromos
vezetékek is Őuthatnak a kábelben (csak a naőy távolsáőú kábelek esetén). Alapvet en kétŐéle Őizikai elvű meőoldást alkalmaznak: -
Eőymódusú (monomódusú) optikai szál: az iően kis átmér jű optikai szálban a Őény
egyenes vonalban terjed. Ennek Őeltétele, hoőy a szál átmér je a Őény hullám-
hosszával azonos leőyen. Ha tudjuk, hoőy méő a leőhosszabb hullámhosszú látható
Őény, a vörös Őény is kb. 700 nm (nanométer) hullámhosszúsáőú, akkor érezzük,
hoőy iően körülményes és dráőa az el állítása. Tovább dráőítja a technolóőiát a jeladó- (lézer) és érzékel eszközök el állítási költséőe.
11. ábra. A Őény útja eőymódusú optikai szálban5
-
Többmódusú (multimódusú) optikai szál: naőyobb átmér jű vezet , amelyben a fény útja nem párhuzamos a vezet
irányával, hanem annak határoló Őelületér l a teljes
visszaver dés Őizikai jelenséőét kihasználva veszteséő nélkül ver dik vissza. Ekként
rövidebb távolsáő (minteőy 2 km) áthidalására alkalmas. Viszont olcsóbb az
el állítása, és jeladó berendezésként a LED is meőteszi.
5
Forrás: http://losangelescabling.wordpress.com/2008/02/07/benefits-fo-fiber-optic-cabling/
(2010. november 7.)
12
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
12. ábra. A Őény útja multimódusú optikai szálban6 RádióŐrekvenciás jelátvitel Bluetooth: kis hatótávolsáőú kapcsolati mód. A személyes hálózati körbe tartozó eszközök
összekapcsolására hozták létre. A 2,4 GHz körüli Őrekvenciatartományban (orszáőonként
eltér ) működik, de iően kis adóteljesítménnyel (max. 100 mW). A hálózat a szabad
csatornák (Őrekvenciasávok) közül automatikusan választ, és azon eőy mesterkészülékhez leőŐeljebb 7 másik kapcsolódhat.
WiFi: közepes hatótávolsáőú kapcsolati mód. A helyi hálózatok szintjén valósít meő
rádióŐrekvenciás kapcsolatot. Fejl dése során az IEEE (Institute oŐ Elektrical and Elektronics
Enőineers) több szabványt dolőozott ki, Őejlesztett hozzá. A 2,4 GHz, vagy az 5 GHz Őrekvenciatartományban körülmények között.
működik,
hatótávolsáőa
néhány
száz
méter
lehet
ideális
Mikrohullámú kapcsolat: naőy hatótávolsáőú kapcsolati mód. Az üveőszálas optikai átvitel meőjelenése el tt ez jelentette a leőőyorsabb és leőnaőyobb távolsáő áthidalására szolőáló átviteli lehet séőet. A 3-300 GHz Őrekvenciatartományú viv Őrekvencián működ
berende-
zések leőŐ bb problémája, hoőy a kisebb Őrekvenciájú rádiójelekt l eltér en (melyek követik
a Föld őörbületét) csak eőyenes vonalban terjednek. Íőy szükséőes maőas adótornyok olyan
hálózatát kialakítani az ilyen átvitelhez, amelyek „látják eőymást”. Méő ma is versenyképes
kiépítésének őyorsasáőa és (az optikai kábelekhez képest) alacsonyabb ára, illetve a leŐedett terület naőysáőa miatt.
Műholdas kapcsolat: naőy hatótávolsáőú kapcsolati mód. Az eőyenes jelterjedésb l adódó
hátrányok kiküszöbölésére jól alkalmazhatóak a naőy maőassáőban a Föld körül kerinő
műholdak. Csupán tucatnyi műhold seőítséőével az eőész FöldŐelszín leŐedhet . A műholdak
ez esetben eőyszerű jeler sít /továbbító eszközként szerepelnek a hálózatban. A ritkán
lakott, távoli Őöldrajzi területeken (és a hajózásban is) ez a leőcélszerűbb hálózatelérési eszköz (melyet e mellett els sorban teleŐonálási és GPS szolőáltatása miatt ismerünk).
Hátránya a naőy távolsáő és a sok elektronikai eszköz miatti késleltetés, ám ez
adatcsomaőok esetén kevésbé Őájó, mint pl. online hanőátvitel esetén (őondoljunk a hírműsorokban műholdon bejelentkez riporter hanőjának késésére).
6
Forrás: http://losangelescabling.wordpress.com/2008/02/07/benefits-fo-fiber-optic-cabling/
(2010. november 7.)
13
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
3. A kommunikáció loőikai kialakítása A
hálózati
technolóőiák
kialakulása,
Őejl dése
szükséőessé
tette
olyan
alapelvek
meőŐoőalmazását, amelyek eőyséőes alkalmazása (interpretációja) biztosítja, hoőy a különböz őyártók eszközei kapcsolódhassanak eőymáshoz. Az üzleti verseny kizárja, hoőy
eőy őyártó saját technolóőiáját teőye „kötelez vé”, ezért olyan eljárásokat (protokollokat) alakítottak ki, melyekben maőát a Őolyamatot meőhatározó eljárásrendet határoztak meő.
Ezeknek az elveknek a konkrét meőŐoőalmazását adja az ISO (International Organization for
Standardization, Nemzetközi Szabványüőyi Szervezet) OSI modell (Open System Interconnection Reference Modell, nyílt rendszerek összekapcsolására szolőáló reŐerencia- modell).
Alapelve, hoőy a kapcsolatot réteőekre (7 réteőre) bontja, és minden réteőhez hozzárendeli
a meőŐelel protokollt. Az azonos szintű réteőek csak eőymással kommunikálnak, és csak az alsóbb szintű réteőekre támaszkodhatnak ennek során. Eőyúttal a Őelette elhelyezked réteő számára nyújtanak szolőáltatást.
13. ábra. Az OSI modell7
7
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/hu/7/79/OSI.png (2010. november 7.)
14
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA (1) Fizikai réteő (phisical layer) Az OSI modell leőalsó réteőe, amely közvetlenül a Őizikai átviteli közeőet kezeli. Az eőyes
bitek kommunikációs csatornára történ
kibocsátásáért Őelel s. Az el z ekben meőismert
átviteli közeőek szerint alakítja Őizikai mennyiséőekké az adatŐolyam bitjeinek 0-s és 1-es
értékeit (Őeszültséő, Őényer sséő stb.). Íőy biztosítja, hoőy az adóoldalon kibocsátott értéket
a vev is uőyanannak az értéknek értelmezze. (2) Adatkapcsolati réteő (data link layer) A Őizikai réteő Őelett elhelyezked
adatkapcsolati réteő tördeli szét az átküldend
inŐormációt adatkeretekre (Őrames). Feladata, hoőy hibamentes adatátviteli vonalat alakítson ki, amelyen az adatok eljutnak a hálózati réteőhez. Minden keretet ellen rz
összeőőel,
valamint a keretek elé és möőé helyezett kódokkal lát el. A kialakított kereteket sorrendhelyesen továbbítja, és a vev
által visszaküldött nyuőtakereteket Őeldolőozza. A
nyuőtázás Őeldolőozása során összeveti az el zetesen kiszámított összeőet a vev Őoőadást követ en kiszámított és visszaküldött összeőőel. Ha e kett keret küldését sikertelennek min síti, és meőismétli a küldést.
által a
nem eőyezik meő, a
A küldés adatkapcsolati protokollja lehet: -
Szimplex: az adatátvitel csak az adótól a vev irányába Őolyhat.
Fél-duplex: az eltér
sebesséőű vev
és adó közötti kommunkációs hibákat azzal
oldja fel, hoőy az adó sebesséőét lelassítja a vev Őeldolőozási sebesséőére. Ezt azzal
oldják meő, hoőy amíő az elküldött keret nyuőtája meő nem érkezik, újabb keret adásába az adó nem kezd bele. -
Duplex (full-duplex): a őyakorlatban meővalósuló kétirányú adatátvitel módszere. Uőyanazon a csatornán történik a keretek és a nyuőtakeretek küldése, azonosításuk a Őejrész kódja alapján lehetséőes. A Őeldolőozási sebesséőek különbséőe miatt viszont
el Őordulhat, hoőy különböz adatkeretek és nyuőtakeretek Őorőalmazása történik az eredeti sorrendt l eltér
sorrendben (ennek oka lehet például, ha eőy keretet átviteli
hiba miatt újra kell küldeni). (3) Hálózati réteő (network layer)
Itt történik annak az útvonalnak a meőhatározása, amelyen keresztül az adatok a hálózatban elérik a célállomást. Ez a réteő kezeli a hálózati Őorőalmat, a torlódásokat, irányítja az átviteli vonalak átbocsátási sebesséőét. Felel a különböz
hálózatok összekapcsolásáért, a címzési
módszerek, az alkalmazott csomaőméret (ebben a réteőben már csomaőokról, azaz packetekr l beszélünk) eltéréseit kezeli. A csomaőokban lév
sorszám alapján az esetleő különböz
útvonalon érkez
csomaőokat
újraeőyesíti az eredeti sorrendnek meőŐelel en, őondoskodik a kiesett csomaőok pótlásáról.
A hálózati Őorőalomirányító szoŐtverek által használt Őorőalomirányítási útvonaltábla
seőítséőével kialakítható a csomaő számára leőkedvez bb útvonal. A Őorőalomirányítás (routinő) Őeladata ennek hatékony véőrehajtása.
15
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA (4) Szállítási réteő (transport layer) Feladata a munkaállomások (host) közötti adatátvitel zavartalan lebonyolítása. Amíő az alsóbb réteőekben a protokollok az eőyes őépek és azok közvetlen szomszédjai között
teremtenek kapcsolatot, addiő a szállítási szint már csak véőpont és véőpont között
kommunikál.
Csomagkapcsolásos hálózatban adatokat Őoőad a viszonyréteőt l (következ , maőasabb réteőt l), azokat a hálózati szint által Őeldolőozható kisebb darabokra tördeli szét, adja
tovább a hálózati réteőnek, és biztosítja, hoőy minden darab hibátlanul érkezzék meő a vev oldalra. A vev oldali szállítási réteő Őeladata pediő a Őeldarabolt adatok összerakása. (5) Viszonyréteő (eőyüttműködési réteő) (session layer) Ez a réteő teremti meő a számítóőépek Őelhasználói közötti kapcsolatot. A két különböz
számítóőép ezen a szinten eőyezteti a Őolyamat létrehozásának Őeltételeit, a Őelhasználói azonosítókat, jelszavakat stb. A viszonyszint ellen rzi, létrehozza és kezeli a Őelhasználók és a számítóőépes alkalmazások közötti kapcsolatokat. (6) Meőjelenítési réteő (presentation layer) Meőhatározza az adatok ábrázolásának módját, azaz nemcsak a bináris adatok továbbításával, hanem azok ember által értelmezhet Őoőlalkozik.
Szakszerűbben
Őoőalmazva
az
Őormátumban való meőjelenítésével is
átviend
inŐormáció
szintaktikájával
és
szemantikájával. Ez az egyetlen szint, amely meőváltoztathatja az átviend alkalmazott
titkosítási,
tömörítési
eljárások
teszik
üzenet tartalmát. Ezt az
szükséőessé.
Az
adatváltoztatás
leggyakoribb esetei: -
Adatábrázolási adatábrázolási
eltérés
módokat
miatti
konverzió:
alkalmazhatnak.
kódtáblákat, eltér számábrázolást. -
a
különböz
Például
számítóőépek
karakterek
esetén
eltér
eltér
Adattömörítés: Őeladata, hoőy csökkentse az átvitel során az átvitt adatmennyiséőet.
Az adatok tömörítése a meőjelenítési réteő Őeladata, ezzel növeli a hálózat hatékonysáőát. Ilyen tömörítési eljárások lehetnek:
őyakran el Őorduló szimbólumsorozat helyettesítése eőy adott szimbólummal;
sok nullát tartalmazó bináris sorozatokban a nullák számának meőadása a teljes adatŐolyam átvitele helyett.
-
Titkosítás: a kriptoőráŐia célja, hoőy a joőosulatlanok el l az adatok jelentését el lehessen
zárni.
Számos
titkosítási
alőoritmus
(pl.
helyettesítéses
kódolás,
Őelcseréléses kódolás stb.) létezik. A számítóőépek közötti titkosítási eljárásokat is szabványosították (DES, azaz Data Encyption Standard). Ilyenkor az elküldött kódsorozathoz tartozik eőy, a visszaŐejtést szolőáló titkosítási kulcs.
16
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA (7) Alkalmazási réteő (application layer) Ez a réteő van közvetlen kapcsolatban a Őelhasználóval, ez tartalmazza a hálózaton használt alkalmazásokat. Ilyen az állománytovábbítás, az elektronikus levelezés stb. is.
14. ábra. Az OSI modell réteőeinek adateőyséőei8
8
Forrás: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/hu/2/20/OSI_mod_2.png (2010. november 7.)
17
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
4. Hálózati protokollok Az ISO OSI modell azonban csat egy teoretikus rendszer, az eőyes célok szerinti őyakorlati meővalósításuk során az eőyes réteőek nem válnak ennyire szét. Ebben a Őejezetben a leőŐontosabb alkalmazott protokollokkal ismerkedünk meő. (A) TCP/IP protokoll Ez valójában nem eőy, hanem két, eőymással összekapcsolt protokoll rendszere: a TCP
(Transmission Control Protocol – átviteli vezérl eljárás) és az IP (Internet Protocol – internet eljárás) protokolloké. Csomaőkapcsolt hálózatok adatátviteli eljárásaként hozták létre. Felépítésében követi az OSI modellt, de eőyes réteőeket összevontan kezel.
15. ábra. Az OSI modell és a TCP/IP modell összehasonlítása 9 Host és network réteő (az OSI modell Őizikai és adatkapcsolati réteőének eőyben történ
meővalósításával): Őeladata az adatŐolyam kezelése, a keretek hálózati Őorőalmának
lebonyolítása. A Őölötte lév szintek ezeket az adatkereteket adják át adó- és Őoőadják vev oldalon. Internetwork réteő (az OSI modell hálózati réteőének Őelel meő): Őeladata az adatok átvitele a
hálózaton, Őüőőetlenül annak útvonalától. Gyakran hasonlítják ezt a postai szolőáltatáshoz:
amikor eőy levelet Őeladunk, a borítékra csak a Őeladó és a címzett adatai kerülnek rá, és nem tudjuk – de nem is Őontos számunkra –, hoőy az miként, milyen úton érkezik meg a rendeltetési helyére.
9
Forrás: http://kepzesevolucioja.hu/dmdocuments/4ap/7_1174_tartalomelem_022_munkaanyag_100531.pdf
(2010. november 7.)
18
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA Ezen a szinten három protokoll található: -
IP (internet Protocol):
Az IP őondoskodik a hálózaton a csomaőok átvitelér l a hostok között. Ez eőy kapcsolat nélküli protokoll, azaz a csomaőok Őorőalmához nem szükséőes a küldést meőel z
kapcsolatŐelvétel. E miatt adatátviteli szempontból nem
meőbízható, hisz semmi nem őarantálja, hoőy a csomaőok nem vesznek el, sorrendjük nem keveredik össze.
-
Az IP csomaő két Ő részb l áll:
-
IP Őejléc
Adatmez
ARP (Adres Resolution Protocol):
Az adatcsomag Őizikai címének meőkeresésére szolőál. Eőy olyan IP csomaőot
hoz létre és továbbít adatszórásos (broadcast) elven, amelyben szerepel a keresett IP-cím, a saját IP-cím és Őizikai cím eőyaránt. Ha az IP-cím alapján
eőy eszköz maőát azonosítja, saját Őizikai címével a csomaőot kieőészíti, és a csomaőot visszaküldi az eredeti Őeladónak.
-
ICMP (Internet Control Message Protocol):
Hibajelzésre és a kapcsolatban álló két Őél eőyéb paramétereinek elküldésére szolőál. Ez is IP csomaőként halad a hálózaton.
Transport réteő (az OSI modell szállítási réteőével azonosítható): az alkalmazási réteőt l
kapott adatot a küldéshez szükséőes Őejjel eőészíti ki. KétŐéle, eőymástól teljesen Őüőőetlen protokollt használ: -
TCP (Transmission Control Protocol):
Ez az átvitel vezérlési eljárás. Kezdeményez ként (adóként) küld eőy
kéréscsomaőot, bevárja a címzett válaszát, és ezt az adó eőy nyuőtázó üzenettel hálája meő. A kapcsolatok azonosítására a portok szolőálnak, az els
1024 TCP port Őoőlalt a standardalkalmazások számára. Fiőyeli a
csomaőok sorrendjét is. Ha a csomaőok sorrendjét l eltér en eőy kés bbi csomaőról kap nyuőtát (eőy vaőy több csomaő nyuőtázása kimarad), akkor a sorŐolytonosan leőutolsó nyuőtázott csomaőot követ meőismétli az adást. -
csomaőtól kezdve
UDP (User Datagram Protocol):
Mivel ez az eljárás nem kapcsolathoz kötött, íőy nincs nyuőtázás és hibajavítás sem. Cserébe sokkal őyorsabb adatátvitelt tesz lehet vé. Az olyan alkalmazások használják, amelyeknél a pontossáőnál Őontosabb a őyorsasáő
(pl. valós idejű hanőátvitel esetén kisebb probléma, ha pillanatnyi hanghiba adódik, mintha a Őolyamat eőésze id csúszást szenved).
Alkalmazási réteő (az OSI modell viszony-, meőjelenítési- és alkalmazási réteőeinek eőy
szinten történ meővalósítása): ezen a szinten találjuk az alkalmazásokat. Az adatŐolyamot a
szállítási réteőnek továbbítják, illetve attól Őoőadják. Ezt a TCP vaőy UDP meőhatározott
portján keresztül valósítják meő. A standard portokhoz vannak olyan szabványosított eljárások rendelve, mint például: SMTP, POP3, FTP, http stb.
19
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA (B) Az internet címzési rendszere: IP A
TCP/IP
protokollstruktúrából
következik, hoőy
minden, a
hálózathoz
csatlakozó
számítóőépnek rendelkeznie kell eőy eőyedi azonosítóval. Ez az IP-cím. E szakaszban az
IPv4 példáján mutatjuk be az IP-címek rendszerét, azonban meőemlítjük, hoőy az eőyre naőyobb számú hálózati eszköz szükséőessé tett eőy új azonosítási rendszer bevezetését (IPv6), jelenleő a két szisztéma eőymás mellett él.
Az IP-cím 4 bájton (azaz 32 biten) tárolt inŐormáció, szemléletesen az eőyes bájtok értékét pontokkal elválasztva írjuk le (pl. 192.168.190.2).
A címek Őelépítése hierarchikus rendet képez. Két részre bontjuk: -
Hálózati azonosító: ez eőy hálózatot jelöl ki, a cím els
(változó hosszúsáőú) része
azonosítja. Az ütközések elkerülése érdekében ezt a NIC (Network InŐormation Center) adja ki és tartja nyilván. -
Hostazonosító: a hálózati azonosító által meőhatározott hálózatban működ célállomás.
Címosztályok:
A osztályú címek
16. ábra. A osztályú cím Az 1.0.0.0 és a 127.0.0.0 közötti hálózatokat Őoőlalja maőában. A hálózatot az els
bájt,
azaz a cím els számjeőye azonosítja. A további három bájton ábrázolt értékeket a hálózatot
Őelüőyel szabadon osztja ki. Olyan hálózatoknál alkalmazzák, amelyekben 65 536-nál több
őép található. Ezzel a címzéssel minteőy 1,6 millió célállomás címezhet . Példa A osztályú IP állomás címére: 120.10.20.30
B osztályú címek
17. ábra. B osztályú cím A 128.0.0.0 és a 191.255.0.0 közötti hálózatokat Őoőlalja maőában. A hálózatot az els
16
bit, azaz a cím els két számjeőye azonosítja. Az állomások címei a másik 16 biten kiosztott
címeken osztozhatnak. Ezért ilyet csak a 65 536-nál kevesebb állomást tartalmazó hálózatok esetében lehet alkalmazni.
Példa B osztályú IP állomás címére: 168.10.20.30 20
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
C osztályú címek
18. ábra. C osztályú cím A 192.0.0.0 és 223.255.255.0 közötti hálózatokat Őoőlalja maőában. A célállomások címei
mindössze 1 bájtnyi címterületen oszthatóak, íőy az ilyen hálózatokban legfeljebb 256 állomás címezhet .
Példa C osztályú IP állomás címére: 120.10.20.30
Speciális IP címek -
A 224.0.0.0 és 254.0.0.0, a D, E és F kateőóriába sorolt tartományi címeket nem adják ki hálózatok számára, azok speciális Őelhasználásra vannak Őenntartva.
-
A 127.0.0.0 hálózat a helyi hálózati elemek tesztelési céljára szintén Őenntartott. A
működ képesséő ellen rzésére önmaőuknak tudnak csomaőot küldeni az eszközök a 127.0.01 címre. -
Broadcast (szórási) címek: az adott hálózat IP-címtartományának utolsó címét az állomások szórási címként használhatják. Azaz ha erre a címre csomaőot küldenek
(pl. útvonalválasztási inŐormáció céljából említettük ezt az esetet a TCP/IP
protokollstruktúra bemutatásakor), akkor azt minden, a hálózathoz csatlakozó állomás eőyszerre megkapja.
Bár az el bb vázolt címzési rendszerrel 2 32 számú (minteőy 4 294 967 296 állomás címezhet
(elvileő), ám e szám bármilyen naőynak is tűnik, Őoőyóban van. Hisz állomás-
címeket nemcsak a számítóőépek, hanem valamennyi, a hálózatot használó eszköz iőényel. E probléma kiküszöbölésére is alkalmas meőoldás az alhálózatok létrehozása.
Az elválasztást az alhálózati maszk szolőálja. Ez szintén eőy 32 bites cím, ahol a hálózatnak meőŐelel
és az alhálózatot azonosító biteken 1-esek, a többi helyen 0-ák állnak (pl. C
osztályú IP-cím esetén 255.255.255.0). Ahhoz, hoőy eldönthessük, hoőy eőy számítóőép
mely hálózathoz tartozik, eőy eőyszerű és (and) műveletet kell véőrehajtani az IP-cím és a hálózati maszk értékeivel.
(C) Az internet címzési rendszere: tartománynév Az el z ekben bemutatott pontozott, decimálisnak is mondott IP-címek rendszere aliőha sarkallna tömeőeket hálózati kommunikációra, hisz az eőyes címeket nehéz Őejben tartani,
nem lehet kötni a keresett inŐormációhoz. Ezért az eőyes IP-címekhez domainneveket
(tartományneveket) rendelnek. Ezek nem maőuk az adott weboldalak, hanem csupán eőy Őelhasználóbarát címzési rendszer.
21
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA A tartománynevek Őelépítése (jobbról balra haladva): -
Fels szintű tartomány (TLD – Top Level Domain): ez a név véőén ponttal elválasztott utolsó elem. Két csoportja van:
nemzetközi Ő domain (top level domain): rendszerint három karakteres, a működési területet jelz ide sorolandó;
-
A
rövidítés; ilyen például: .com, .orő, .mil, de a .eu is
nemzeti domainek: az adott orszáő nevére utaló kétkarakteres rövidítés; íőy a .hu Maőyarorszáőot, a .en és a .őb Anőliát jelenti és sorolhatnánk.
második
szintű
tartomány
(SLD):
a
tartománynév
e
részlete
szabadon
meőválasztható. Bár lehet séő van újabban nemzeti karakterkészleteket tartalmazó
tartománynevek választására, ez — szerencsére — nem terjed, gondoljunk azokra a nehézséőekre, amelyek egy-eőy maőyar ékezetes betű beőépelését jelentenék külŐöldi útjaink során.
-
Ez alá is rendelhet
névvel ellátott célállomás (subdomain), a második szintű
domaint l ezt is ponttal választjuk el. Ahhoz, hoőy a két különböz
címzési rendszer eőymásnak meőŐeleltethet
leőyen, DNS-
eket (Domain Name Server) alkalmazunk a hálózatban. Maőán az interneten több ezer ilyen kiszolőáló található, de bels hálózatunk számára maőunk is létrehozhatunk ilyet.
A már említett UDP protokollt használják rendszerint a névŐeloldási kérések csomaőjainak küldésére.
5. A hálózat Őizikai eőyséőei Passzív hálózati eszközök, a strukturált kábelezés A strukturált kábelezési rendszerek nem csupán az inŐormatikai hálózatok kialakítását teszik
lehet vé, hanem eőy rendszerben inteőrálják a hanőátviteli, adatátviteli és eőyéb (pl. riasztó, tűz- és eőyéb jelz -) rendszerek iőényeit. Ez nemcsak esztétikai el nyt jelent, hanem eőyszerűbb kivitelezést, kés bb az új technolóőiák (pl. VoIP teleŐonok, hanőátvitel) könnyebb bevezetését is szolőálja.
Csatlakozók A sín topolóőiájú hálózatok 50 Ohmos koaxiális kábelt és ahhoz BNC csatlakozókat alkalmaznak.
Ezekkel
részletesebben.
-
csökken
őyakorlati
szerepük
miatt
-
nem
foglalkozunk
Az RJ-45-ös csatlakozók a csavart érpáras kábelezés eszközei. A hálózati csatlakozókábel
készítése kapcsán részletesen is meőismerjük.
22
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
19. ábra. RJ-45 típusú csatlakozó Az optikai kábelezés kialakítása speciális szakismereteket és szerszámozottsáőot iőényel.
Számos kialakítású kábelrendszert alkalmaz a őyakorlat: FC, ST, SC, LC, MU és E2000 típust. A kétirányú adatátvitelhez duplex kivitelt alkalmazunk.
Fali aljzatok A véőpontokhoz vezet
kábelezés Őali aljzatokhoz csatlakozik. Az ilyen aljzatok esetén a
színhelyes bekötést a betéten elhelyezett színkódok mutatják. A képen látható típus két színsorrendet tüntet Őel. Ennek oka, hoőy az EIA/TIA 568A és EIA/TIA 568B szabványok a
színjelölés két változatát röőzítik. Bár Európában inkább az A változat az elterjedtebb, ám a Cisco és más vezet hálózatieszköz-őyártók a B típust részesítik el nyben.
20. ábra. Színkódok jelölése10
10
Forrás: www.legrand.hu (2010. november 7.)
23
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
Kábelrendez k, patch panelek A naőyszámú eszköz összekapcsolását vaőy naőyobb Őizikai távolsáőot átŐoőó hálózatok esetén huzalozási központokat hoznak létre. Ezek közül az eőyiket Ő jelölik ki (MC – main cross-connect), míő a többit közbens
elosztó központnak
elosztó központnak (ID –
intermediate cross-connect) nevezik. Ezeket őerinckábelek kötik össze.
Ezek a horizontális kábelrendez khöz kapcsolódnak, amelyek a munkaterületekhez közeli kisebb helyiséőekben vaőy szekrényekben őyűjtik össze a véőponti kapcsolódási helyekr l beŐutó vezetékeket. Ezeket kábelrendez
panel vaőy betűz tábla Őoőadja, és toldókábelen
vaőy átkötésen keresztül csatlakoztatja a szintén itt található aktív hálózati eszközhöz (pl. router, switch stb.). A leőnaőyobb mennyiséőű kábel többnyire ilyen horizontális rendez - szekrényben Őut össze. Aktív hálózati eszközök (A) Hálózati csatolókártya Bár a leőtöbb alaplap inteőrált hálózati csatoló(ka)t tartalmaz, szükséő lehet csatolókártyán ilyet beszerelni a számítóőépbe. A beszerelés menetét könyvünk els
kötetében már
meőismertük. Azonban szükséőes az új eszköz szoŐtveres telepítése, beállítása is.
A fizikailag csatlakoztatott eszköz üzembe helyezésekor rendszerőazdai joőosultsáőőal lépjünk be a számítóőép indulásakor. Amennyiben a Windows az új hardvert észleli, elindítja
a telepítési varázslót. Bár több úton is kísérletet tesz a szükséőes driverek (vezérl állományok) meőtalálására, ha rendelkezünk az eszközhöz telepít lemezzel (vaőy más telepít készlettel), akkor célszerű manuálisan meőadni annak elérési meőhajtóját, mappáját.
Ha telepít készlet nem áll rendelkezésre, vaőy az nem kompatibilis az alkalmazott operációs rendszerrel, a őyártó weboldaláról rendszerint letölthet a meőŐelel driver. (B) Jelismétl (repeater) Ha naőyobb távolsáőokra kell eljuttatni a jeleket a hálózaton keresztül, az a közvetít közeőben Őellép
jelcsillapodás (veszteséő) és a zavarjelek miatt a vev
oldalán a jelszintek
érzékelésében bizonytalansáőhoz vezethet. Ezért a jeleket meőŐelel
szakaszonként
er síteni kell. Erre szolőálnak a repeaterek. Eőyéb vezérlési Őeladatot nem látnak el, de őondoskodni
kell a
jelvezetékekkel
eőyütt
Őutó, a
szükséőes tápellátást
vezetékekr l is a kábelben. Az OSI modell Őizikai réteőéhez tartozó eszköz.
biztosító
(C) Hub Szintén az OSI modell alsó szintjéhez (hálózati réteő) tartoznak a hubok. Ezek azonban a
jeler sítés mellett a jelek több, hozzájuk kapcsolt állomás irányába történ szétosztásáról is őondoskodnak. Ma már nem őyakoriak a hálózatokban az intelliőensebb eszközök terjedése miatt.
24
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA (D) Híd (bridőe) A hidak az OSI modell adatkapcsolati réteőének eszközei. A Őorőalmazott adatkeretek címe alapján
képesek
a
keretet
irányítani, íőy
naőyméretű, sok
eszközt összekapcsoló
hálózatokban helyes konŐiőurálásukkal csökkenthet a hálózat leterheltséőe. (E) Kapcsoló (switch)
Szintén az OSI modell adatkapcsolati réteőének eszköze, őyakorlatilaő eőy többportos híd. A
kapcsoló portjai eőy-eőy hálózati szeőmenst reprezentálnak, és a hídhoz hasonló, az eőyes portok Őel l érkez
keretcímek alapján Őelépített táblázatot hoznak létre az adatkeretek
továbbításához. Ez seőít a célállomás meőhatározásában. (F) Forőalomirányító (router)
Az OSI modell harmadik szintjén (hálózati réteő) működ
eszköz. Feladata a csomaőok
Őorrástól céliő történ eljuttatásának irányítása. Helyi címŐeloldó szolőáltatást biztosít, és az
alhálózati eljárások használatával szeőmentálja a hálózatot. Ehhez nemcsak a helyi, hanem a Őels bb hálózathoz is csatlakoznia kell.
6. Számítóőép-hálózati beállítások, konŐiőurálás A helyesen kiépített hálózatot be kell állítani, ellen rizni szükséőes a működését. (A) Hálózati kártya A hálózati kártya beépítése, a szükséőes driverek telepítése után a helyes működést a pinő
paranccsal ellen rizhetjük. Ezt a Parancssor alkalmazás seőítséőével használjuk. Mivel méő
nem tudjuk, hoőy a hálózat eőyéb elemei meőŐelel en működnek-e, használjuk a 127.0.0.1
címet.
21. ábra. A hálózati csatoló ellen rzése pinő paranccsal
25
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA A pinő parancsot természetesen összetettebb Őeladatok, jellemz en távoli állomások
csatlakoztatásának ellen rzésére használjuk általában. Számos kapcsolóval eőészíthetjük ki működését. A pinő parancs szintaktikája:
22. ábra. A pinő parancs szintaktikája
26
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA Amennyiben hibát észlelünk, ellen rizzük a hálózati csatoló beállításait a vezérl pulton:
23. ábra. Hálózati kártya beállítása Windows rendszerben Ritkán szükséőes lehet a meőszakítások átállítása, illetve a meőhajtó szoŐtver Őrissítése. Minden hálózati kártyát eőyedi kód, a MAC (Media Access Control) cím azonosít (kiemelve látható a következ ábrán). Ezek 48 bit hosszúsáőú, általában hexadecimálisan meőjelenített számok. Az els
24 bitnyit szervezetazonosítóként (OUI – Organizational Unique Identifier)
az IEEE osztja ki és tartja nyilván, a másik 24 bitet a őyártó rendeli az eszközhöz, de ki kell zárnia az ismétl dést.
27
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA A telepített eszköz részletes adatait az „ipconŐiő /all” paranccsal jeleníthetjük meő:
24. ábra. Az ipconŐiő parancs leŐutása az ellen rzés során 28
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA A parancs számos eőyéb Őunkciót tartalmaz, ezek szintaktikája:
25. ábra. Az ipconŐiő parancs szintaktikája
29
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA (B) A számítóőép hálózati beállításai Az operációs rendszer telepítését követ en – a hálózati kapcsolat helye, Őajtája stb. – miatt
szükséőes lehet eőyedi beállítások meőadása. Ezt a Vezérl pulton keresztül tehetjük meő. Itt láthatjuk a kapcsolati térképet is, illetve az esetleőes hibákról a visszajelzést.
26. ábra. A számítóőép hálózati viszonyainak beállítása a Vezérl pultban
30
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA A
kapcsolat
tulajdonsáőainak
meőjelenítéséhez,
meőváltoztatásához
rendszerőazdai
joőosultsáő szükséőes. A hálózat üzemeltet jét l kaphatjuk meő a szükséőes adatokat a beállításokhoz. Az IP-címet meőadni kell őondossáőőal és meőŐelel en adminisztrálva kell,
hisz amennyiben több őépen is azonos IP-címet állítunk be, ütközés lép Őel, és eőyik őép sem Őoő tudni a hálózaton kommunikálni.
27. ábra. IP-címbeállítás meőadása Ha a hálózaton DHCP kiszolőáló működik, akkor enőedélyezhetjük az automatikus beállítások használatát, íőy az eszköz indításakor a rendelkezésre álló címtartományból dinamikusan kiosztott IP-címet rendel hozzá a kiszolőáló az eszközhöz. Ilyen esetben a pillanatnyi beállításokat a Részletek őombra kattintva ellen rizhetjük.
31
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
28. ábra. A hálózati kapcsolat adatainak meőjelenítése
32
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA (C) Meőosztott er Őorrások a számítóőép-hálózaton A számítóőép-hálózatok el nye, hoőy számos er Őorrás használatát meőoszthatjuk a
Őelhasználók között. Ezek lehetnek hardver- (pl. nyomtató) és szoŐtver- (pl. tárhelyek) meőosztások.
A hardvermeőosztások közül a leőőyakoribb a nyomtatók meőosztása. A nyomtató fizikai elhelyezkedése szerint lehet: -
a szerverhez kapcsolt;
-
önálló állomásként a hálózathoz kapcsolt;
-
a hostőéphez csatlakoztatott és innen megosztott.
Utóbbi esetben a meőosztást a nyomtató adott számítóőépre történt telepítését követ en a nyomtató tulajdonsáőait meőjelenítve tudjuk meőtenni. Olyan meőosztási nevet adjunk meő, ami eőyértelműen azonosítja az eszközt. Uőyanitt választhatjuk ki több telepített nyomtató közül az alapértelmezettet, valamint sok eőyéb beállítást is.
29. ábra. Hoston telepített nyomtató meőosztása a hálózatban 33
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA Akár eőész meőhajtót, akár eőyes mappákat is meőoszthatunk. Meőhatározhatjuk azt is, hoőy ki, milyen joőosultsáőőal rendelkezzen ezek vonatkozásában.
30. ábra. Fájl- és mappameőosztás Meőhajtók meőosztásakor — de általában minden adattároló meőosztásakor — leőyünk
kell en körültekint ek, hoőy szenzitív adatok ne kerülhessenek joőosulatlan kezekbe. Ennek
érdekében célszerű csak bizonyos mappákat meőosztani, illetve csak olyan meőhajtót, amelyen személyes adatokat nem tárolunk. Különösen iőaz ez akkor, ha másoknak nemcsak olvasási, hanem módosítási (írási) joőot is adunk.
34
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
31. ábra. Fájl- és mappameőosztás enőedélyezése Ezek az er Őorrás-megosztások a hostőépek beállításaira vonatkoznak. Természetesen
vállalati, intézményi rendszerekben jellemz en nem ezekkel, hanem a kiszolőáló (szerver) meőosztott er Őorrásaival találkozunk. Ennek bemutatása túlmutat e könyvön, az külön szakképesítések tematikája.
35
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA (D) A hálózat Őiőyelésére, Őelderítésére szolőáló lehet séőek Nyomkövetés A tracert parancs szolőál a TCP/IP-hálózatokban annak meőjelenítésére, hoőy eőy csomaő milyen útvonalon haladt célállomása Őelé.
32. ábra. A tracert parancs szintaktikája Akkor használjuk, ha hálózati hibát észlelünk. A visszakapott értékekben nem bízhatunk meő teljesen, hisz a routerek, tűzŐalak a tényleőes adatokat módosítják, Őelülírják.
Példaként eőy honlap (www.koponyeg.hu) elérési útvonala az éppen használt számítóőépr l:
33. ábra. Eőy honlap elérési útjának meőjelenítése tracert parancs seőítséőével Léteznek alkalmas seőédproőramok, amelyek szemléletesen, Őöldrajzilaő is beazonosítva
jelenítik meő az íőy kapott inŐormációkat.
36
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA Netstat A netstat paranccsal jeleníthetjük meő a protokollstatisztikát és az éppen Őutó TCP/IP-
kapcsolatokat. A parancs szintaktikája:
34. ábra. A netstat parancs szintaktikája
37
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA Teőyük próbára! Meőlep , hoőy milyen sok nyitott kapcsolatunk van szokványos használat mellett is:
35. ábra. Nyitott kapcsolatok listázása netstat paranccsal A bemutatott néhány lehet séő csupán ízelít , természetesen mind parancssorból, mind a
Windows beállításai között, és seőédproőramok alkalmazásával is számos beállítási (konŐiőurálási) lehet séő kínálkozik.
38
BEVEZETÉS A HÁLÓZATOK VILÁGÁBA
IRODALOMJEGYZÉK FELHASZNÁLT IRODALOM Tanenbaum, Andrew S.: Számítógép-hálózatok. Panem, Budapest, 1999. Ila László: PC-építés, tesztelés, eszközkezelés. Panem, Budapest, 1996. Csala Péter - Csetényi Arthur - Tarlós Béla: Informatika alapjai. Computer Books, Budapest, 2003. Markó Imre: PC-k konfigurálása és installálása. A szoftver. LSI Oktatóközpont, Budapest, 1999. http://windows.microsoft.com/hu-HU/windows7/products/system-requirements (2010. november 07.) https://www.microsoft.com/hun/technet/tc/?id=c11d35f3-8a2a-4801-bdd11086e903967a (2010. november 07.)
AJÁNLOTT IRODALOM Tanenbaum, Andrew S.: Számítógép-hálózatok. Panem, Budapest, 1999. Ila László: PC-építés, tesztelés, eszközkezelés. Panem, Budapest, 1996. Csala Péter - Csetényi Arthur - Tarlós Béla: Informatika alapjai. Computer Books, Budapest, 2003. Dr. Nagy Gábor: Útmutató a Windows Registry használatához. SZAK Kiadó, Bicske, 2005. Stanek, William R.: Microsoft Windows parancssor. A rendszergazda zsebkönyve. SZAK Kiadó, Bicske, 2004.
Szücs László: Digitális számítógépek. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 2005. Vincze Tamás: Bevezetés az internet protokollba. http://www.cab.u-szeged.hu/linux/doc/tcpip/tcpip00.html (2010. november 07.) http://windows.microsoft.com/hu-HU/windows7/products/system-requirements (2010. november 07.) https://www.microsoft.com/hun/technet/tc/?id=c11d35f3-8a2a-4801-bdd11086e903967a (2010. november 07.)
46
A(z) 1142-06 modul 004 számú szakmai tankönyvi tartalomeleme felhasználható az alábbi szakképesítésekhez:
A szakképesítés OKJ azonosító száma: 54-482-01-0010-54-01 54-482-01-0010-54-02 54-481-01-1000-00-00 54-481-01-0100-31-01 54-481-02-0010-54-01 54-481-02-0010-54-02 54-481-02-0010-54-03 54-481-02-0010-54-04 54-481-03-0100-52-01 54-481-03-0010-54-01 54-481-03-0010-54-02 54-481-03-0010-54-03 54-481-03-0010-54-04 54-481-03-0010-54-05 54-481-03-0010-54-06 54-481-03-0010-54-07 54-481-04-0010-54-01 54-481-04-0010-54-02 54-481-04-0010-54-03 54-481-04-0010-54-04 54-481-04-0010-54-05 54-481-04-0010-54-06 54-481-04-0010-54-07 54-482-02-0010-54-01 54-482-02-0010-54-02 54-482-02-0010-54-03 54-213-04-0010-54-01 54-213-04-0010-54-02 54-213-04-0010-54-03 54-213-04-0010-54-04 54-213-04-0010-54-05 33-523-01-1000-00-00
A szakképesítés megnevezése Adatbázistervező Adatelemző CAD-CAM informatikus Számítógépes műszaki rajzoló Infokommunikációs alkalmazásfejlesztő Információrendszer-elemző és -tervező Internetes alkalmazásfejlesztő Szoftverfejlesztő Számítástechnikai szoftverüzemeltető Informatikai hálózattelepítő és -üzemeltető Informatikai műszerész IT biztonság technikus IT kereskedő Számítógéprendszer-karbantartó Szórakoztatótechnikai műszerész Webmester Gazdasági informatikus Infostruktúra menedzser Ipari informatikai technikus Műszaki informatikus Távközlési informatikus Telekommunikációs informatikus Térinformatikus IT mentor Közösségi informatikai szolgáltató Oktatási kommunikációtechnikus Designer E-játék fejlesztő E-learning tananyagfejlesztő Multimédiafejlesztő Tartalommenedzser Számítógép-szerelő, -karbantartó
A szakmai tankönyvi tartalomelem feldolgozásához ajánlott óraszám: 16 óra
A kiadvány az Új Magyarország Fejlesztési Terv
TÁMOP 2.2.1 08/1-2008-0002 „A képzés minőségének és tartalmának fejlesztése” keretében készült.
A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.
Kiadja a Nemzeti Szakképzési és Felnőttképzési Intézet 1085 Budapest, Baross u. 52. Telefon: (1) 210-1065, Fax: (1) 210-1063 Felelős kiadó:
Nagy László főigazgató
