HÁLÓZATOK I. Fogalmak besorolása rétegekbe Rétegek Hibrid referenciamodell APDU, DNS, RR, IN, CH, CNAME, HINFO, MX, NS, PTR, SOA, RDATA, tartománynév, névszerver, OPCODE, QNAME, RA, RD, 5. Applikációs resolver, SMTP, http, IMAP, SSH, MIME, POP3, FTP, HTTPS, NFS, RPC, SQL, ASCII TPDU, átjáró (gateway), UDP, TCP, szegmens, portszám, SPX 4. Transzport csomag, router, IP, TCP/IP, IHL, TTL, DF, MF, MTU, darabolás, netmaszk, prefix hossz, Loopback, Broadcast, ICMP, routing, routing table, routed protocol, IP, IPX, routing protocol, RIP, OSPF, BGP, CIDR, kettős címrendszer, ARP, RARP, BOOTP, 3. Hálózati DHCP, AS, metrika, IGP, EGP, DVR (távolságvektor alapú forgalomirányítás), végtelenig számlálás, RIP, EIGRP, LSR, Dijkstra IEEE, MAC, LLC, CSMA/CD, Token bus, Token ring, FDM, TDM, WDM, ALOHA, réselt ALOHA, Ethernet, keret, Fast Ethernet, duplexitás, FDDI, 4B/5B bit kódolás, CDMA, híd (bridge), switch, DLE, STX, ETX, LAN, WAN, SLIP, PPP, LCP, 1. Adatkapcsolati NCP, PAP, CHAP, N-ISDN, B-ISDN, ATM protokoll, AAL, VC, PVC, SVC, NNI cella, VPI, VCI, PTI, UNI cella, GFC, ADSL, LCI, DLCI, FrameRelay bit, jelismétlő (repeater), HUB, csatorna, adatátviteli sebesség, vonali zaj (noise), csillapítás, csavart érpár, UTP, FTP, STP, 1. Fizikai koaxiális kábel, optikai szál, több módusú, egy módusú, NRZ, RZ, NRZI, Manchester (PE) kódolás, topológiák, II. Fogalmak 1. Bárki cím (anycast): Interfészek egy halmazát (tipikusan különböző csomópontokon található hálózati interfészek halmazát) azonosító cím. Ha egy csomagot egy anycast címre küldünk, akkor a halmazból egy interfészre (célszerűen a legközelebbire) kell eljuttatni. 2. Mindenki cím (broadcast): Speciális többes cím. Tipikusan fizikai környezeten belül az összes csomópontot egy halmazba tartozónak tekintjük. Egy tartományon belül (ez a broadcast domain) elhelyezkedő valamennyi csomópontot (ill csomópont interfészét) azonosító cím. 3. Többes cím (multicast): Interfészek egy halmazát, vagy csoportját (tipikusan különböző csomópontokon található interfészek csoportját) azonosító cím. Ha egy csomagot egy multicast címre küldünk, akkor azt a csoport minden elemére el kell juttatni. 4. Protokoll: Az a szabályrendszer, amely alapján kommunikálunk. Szabályok és konvenciók összességének egy formális leírása, mellyel meghatározzák a hálózati eszközök (csomópontok) kommunikációját. A protokoll a kommunikáció nyelvi specifikációjának tekinthető.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
PDU (Protocol Data Unit): Az adott protokoll által kezelt fejlécből és adatból álló információs egység. Gyakran használt másik megnevezése a csomag. PU = fejrész + adat + farokrész (ha van), DU = adat Ütközési tartomány (Bandwith domain): Az a hálózatrész, amelyben az ütközés érzékelhető. Az ütközési tartományban egy időpillanatban csak egy információátvitel folyhat, különben ütközés következik be, s az átvitel ekkor tipikusan sikertelen. Üzenetszórási tartomány (Broadcast domain): Az a hálózatrész, ahol az üzenetszórás célcímmel feladott csomag (PDU) megjelenik, érzékelhető. Kapcsoló (switch): Az adatkapcsolati rétegben működik. Intelligensebb eszköz, mint a repeater, HUB, elkülöníti a hálózati réteg kommunikációját. Olyan többportos eszköz, amelynek bármely két pontja között híd funkcionalitás működik. Az üzenetszórást általában minden hálózatrészre átviszi. FDM (Frekvenciaosztásos multiplexelés): A frekvenciatartományt logikai csatornákra osztják fel, és minden felhasználónak kizárólagos joga van valamelyik csatorna használatára. Analóg áramköröket igényel. Kérdés, hogy hány alcsatornára osszuk a csatornát? Megoldási filozófiák: - ütközés teljes kizárása - átlagos válaszidő (átviteli idő) minimalizálása TDM (Időosztásos multiplexelés): A felhasználók periodikusan egymás után (körforgó prioritással) adhatnak, és minden felhasználó a teljes sávszélességet kihasználhatja a ráeső igen rövid idő alatt. A TDM teljes egészét kezelheti digitális elektronika, de sajnos csak digitális adatok továbbításához használható. 4B/5B bitkódolás: (FDDI hálózatra kiterjesztett, a Fast Ethernet is ezt használja) Az adat minden 4 bitjét (nibble) 5 biten kódoljuk. Csak olyan 5 bites szimbólumokat használunk, amelyben egymás mellett legfeljebb két „0” bit van, így már biztosan van szinkronizáció. Az adat kódolásra nem használt 16 5 bites szimbólum közül 2-2 a keret elejét és végét határolja. Ez nem 25%-kal nagyobb sávszélességet igényel, ami lényegesen jobb, mint a dupla sávszélesség igényű Manchester-kódolás. Forgalomirányítási táblázat (routing table): A forgalomirányításhoz szükséges információkat tartalmazó táblázat. Legfontosabb mezői: Célhálózat | Netmaszk | Kimenő interfész | Következő ugrás | Metrika Forgalomirányítási protokoll (routing protocol): A forgalomirányítási táblázat(ok) felépítéséhez szükséges információk továbbítását (routerek közötti cseréjét) leíró protokoll. Pl.: RIP, OSPF, BGP Autonóm rendszer (AS): Az Internet mérete miatt mindenképpen szükséges darabolni. Az AS a hálózatok forgalomirányítási adminisztrációs egysége, amelyben egy közös forgalomirányítási stratégia érvényesül (lehet többféle forgalomirányítási protokollt alkalmazni). DNS zóna – a tartománynév tér darabolásának egyik módja Ha a tartománynevek terében bizonyos éleket „átvágunk”, akkor a maximálisan összefüggő részgráfok fa struktúrájúak. Egy ilyen maximálisan összefüggő részgráfot zónának nevezünk. Egy zóna reprezentálható a gyökérhez legközelebbi csúcsának
tartománynevével. A zónák közötti „átvágásokat” nyilván kell tartanunk. Az egyik zóna a másik zóna szülője lesz. A szülő ismeri összes gyermekét, míg a gyermekben elegendő egy őst ismerni. A zóna nem egy gráf csúcs, hanem egy maximálisan összefüggő részgráf, egy csúcsból álló zóna igen ritka. A zóna gyökere bármely szinten lehet, nemcsak az első, vagy második szinten. 16. Cella Az ATM alapötlete az, hogy minden információ kicsi, rögzített mérető csomagokban utazik, amelyeket celláknak nevezünk. A cellák hossza 53 bájt (5 bájt a fej, 48 bájt jut az adatoknak). A fejrészben foglal helyet az összeköttetés azonosítója is, hogy a küldő és a vevő hosztok, valamint a közbülső routerek is tudják, melyik kapcsolat cellájáról van szó. Ez az információ teszi lehetővé azt is, hogy a routerek megfelelően tudják irányítani az egyes bejövő cellákat. A rögzített cellaméret bevezetésének fő oka az, hogy könnyű olyan hardveres forgalomirányítót építeni, amely rövid, rögzített mérető csomagokat kezel. 17. számítógép hálózat: Számítógéprendszerek valamilyen információátvitellel megvalósítható cél érdekében történő (hardveres és szoftveres) összekapcsolása. Önállóan működni képes számítógép rendszereket kapcsolunk össze. Célok: - erőforrás megosztás: hardver, szoftver, nagyteljesítményű periféria, háttértár megosztása, adatbázisok, programok - megbízhatóság növelése: Nem azt jelenti, hogy az egyes számítógép rendszerek megbízhatóbban működnek így. Nagy feladatoknál redundanciát viszünk a rendszerbe, így egy eszköz funkcionalitását át tudja venni egy másik eszköz. - sebességnövelés - emberi kommunikáció: Az utóbbi időben a legfontosabb. 18. csomópont (node): Az a számítógép rendszer, amelyet a hálózati környezetbe bekapcsolva önálló kommunikációra képes, saját hálózati címmel rendelkező eszköz. Leggyakoribb a számítógép, de ilyen például a hálózati nyomtató és a router is. Egy kommunikációban egy csomópont működhet adó (forrás) illetve vevő (nyelő) funkcióval. Egy csomópont képes kommunikációt kezdeményezni egy másik csomóponttal és képes kommunikációt fogadni. Ezzel a definícióval kizárjuk azokat az eszközöket, melyek csak a kommunikációs jelek továbbítását végzik, de önállóan nem kommunikálnak. 19. Jel: Helytől és időtől fügő, információt hordozó fizikai mennyiség(ek). Információt hordoz a kommunikációs csatornán. Lehet analóg, vagy digitális. Számítógép hálózat környezetben a digitális jelekkel foglalkozunk. 20. Jelkódolás: A digitális információ leképezése digitális vivőjelre, például feszültségszintekre, feszültségszint váltásokra. A fizikai rétegben megjelenő bitsorozatot az alkalmazott (digitális) csatorna jelkészletére, jelzésrendszerére (feszültségszintekre, feszültségszint váltásokra) képezzük le. 21. Moduláció: Analóg vivőjelre történő leképezés (pl telefonos környezet). A csatornába kerülő modulált jel előállítása a forrásból érkező moduláló jelből és az analóg vivőjelből. Inverz folyamata a demoduláció. A modem a modulációt és demodulációt végző berendezés.
22. Adatátviteli közeg (média, vonal): Olyan eszköz, anyag, közeg melyen keresztül az információ (jel) továbbítása történik. Pl.: csavart érpár, koaxiális kábel, optikai szál, levegő 23. Adatátviteli csatorna: Jelek továbbítására szolgáló adatút, jól specifikált frekvenciasáv. Gyakran az adatátviteli közegen több csatornát építenek ki. 24. Ütközés: Egy közös átviteli csatornán két, vagy több csomópont egy időpillanatban továbbít információt. Ekkor tipikusan sikertelen a kommunikáció. 25. Adatátviteli sebesség (hálózati sebesség, bit ráta): Időegység alatt átvitt információ mennyisége (bitben mérjük). Mértékegysége a bit/másodperc (b/s, bps), bájtokra nem szokás átszámolni. Nagyobb egységek (tízes alapú hatványkitevők): Kbps, Mbps, Gbps. 26. Moduláció sebesség (jelváltás sebesség): Jól elkülöníthető az adatátviteli sebességtől. Időegység alatt bekövetkező jelváltások száma. Mértékegysége a jelváltás/másodperc (band). A moduláció sebesség és az adatátviteli sebesség különböző mennyiségek mérésére szolgál (elvi síkon). Attól függően, hogy 1 bit információ hány jelváltással jelenik meg a csatornán: - 1 bit – 1 jelváltás adatátviteli seb. = moduláció seb. - 1 bit – több jelváltás adatátviteli seb. < moduláció seb. - több bit – 1 jelváltás adatátviteli seb. > moduláció seb. 27. Pont-pont kapcsolat: Az információközlés csak két pont között zajlik (egy adó és egy vevő), csak két kommunikációs pont vesz részt a kommunikációban. Pl.: szóbeli vizsga 28. Többpontos kapcsolat, üzenetszórás: Egy adó egyszerre több vevőt lát el információval. Pl.: előadás. Az üzenetszórás olyan többpontos kapcsolat, ahol az adótól egy bizonyos hatósugáron belül minden vevő megkapja az információt. Pl: rádiós műsorszórás 29. Egyirányú (szimplex) összeköttetés: Rögzített az adó és a vevő entitás, tehát két kommunikációs pont között az információközlés csak egy irányban lehetséges. Számítógép-hálózati környezetben tipikusan nem jelenik meg, de ilyen pl a rádiós műsorszórás. 30. Váltakozó irányú (half duplex) összeköttetés: Az információátvitel mindkét irányban lehetséges, de egy időpillanatban csak az egyik irányban, vagy egy időpillantban rögzített a kommunikáció iránya, de ez időről-időre változhat. Pl.: CB rádió 31. Kétirányú (full duplex) összeköttetés: Az információátvitel egy időpillanatban mindkét irányban lehetséges, kétirányú az átvitel, mindkét oldal adó és vevő is. Pl.: telefon 32. Vonalkapcsolt (áramkörkapcsolt) technológia: A kommunikáció megkezdése előtt kiépül egy kommunikációs összeköttetés, ezen történik maga a kommunikáció, mely a komm. befejezésével lebontható. A kiépített összeköttetésen egy csatorna kizárólagosan használt. Hátránya, hogy az összeköttetés kiépítése időt igényel és a csatornák kizárólagosan használhatók (erőforrásigényes). Előnye, hogy a csatorna kiépítése után jó paraméterekkel biztosítható a komm.
33. Üzenetkapcsolt (store-and-forward) technológia: Nem épül ki áramkör a két végpont között, hanem a teljes üzenet kapcsolóközponttól kapcsolóközpontig halad, mindig csak egy összeköttetést terhelve. A küldő előállítja a teljes küldendő információt és elküldi azt az első komm. csomópontnak, amely letárolja azt, majd továbbküldi. Egy időpillanatban csak egy csatornarész foglalt. Hátránya, hogy nehéz meghatározni mekkora tárolóterület legyen a kapcsolóelemekben. 34. Csomagkapcsolt technológia: Az információt daraboljuk előre meghatározott maximált méretű részekre. Az egyes részeket, mint önálló egységeket üzenetkapcsolt elven továbbítjuk. A darabolás megoldja a tárhely méret problémát és adott időpillanatban csak egy csatornarészt használunk. 35. Egyedi cím (unicast): Klasszikus címzési fogalom. Olyan anycast, ahol a halmaz egyelemű. Egy csomópont (kommunikációs entitás) egy hálózati csatlakozójára (interfészre) vonatkozó azonosító. Ha egy hálózati csomópontnak több interfésze van, akkor mindegyikre kaphat azonosítót (tehát a csatlakozót címzi). 36. Beágyazás (enkapszuláció): A felsőbb szintről érkező információ egy bizonyos protokoll fejléccel, esetleg protokoll farokrésszel is történő becsomagolása. Pl.: levél küldésekor a borítékba helyezés és a boríték címzés. 37. Jelismétlő (repeater): A fizikai rétegben végez összekapcsolást. Az átviteli közegben továbbított jeleket ismétli, erősíti, de nem értelmezi azokat. Az összekapcsolt részhálózatokat nem választja el, azaz ezen hálózatrészek közös ütközési és üzenetszórási tartományt alkotnak. Többportos változatát szokás HUB-nak nevezni. 38. Híd (bridge): Az adatkapcsolati rétegben működve szelektív összekapcsolást végez. (Csak az megy át a hídon, aki a túloldalra tart.) Az összekapcsolt részhálózatok külön ütközési tartományt alkotnak. Az üzenetszórást általában minden összekapcsolt részhálózat felé továbbítja (közös szórási tartomány). 39. Forgalomirányító (router): A hálózati rétegben működve szelektív összekapcsolást, útvonalválasztást, forgalomirányítást végez valamilyen döntés alapján. Nagyobb egységben kell gondolkodni, nem lehet egyéni döntés, a forgalomirányítóknak egyeztetniük kell. A forgalomirányító tehát saját hálózati címmel rendelkezik, így hálózati csomópont. Az összekapcsolt részhálózatok külön ütközési tartományt és külön szórási tartományt alkotnak (teljes leválasztás). 40. Bipoláris kódolás: A csatornán két jelet (feszültségszintet) különítünk el és az egyszerűség kedvéért (+1) és (-1) szimbólumokkal jelöljük őket. Nem a konkrét feszültségszinteket tekintjük, ez majd az adott technológiában lényeges. 41. NRZ: A (+1) feszültségszintet tartjuk az „1” bitérték átviteli idejében és a (-1) feszültségszintet pedig a „0” bitérték átviteli idejében. Könnyen implementálható, de nem biztosít szinkronizációt több azonos bitérték átvitele során, mert jelváltás csak bithatárokon lehetséges. NRZ kódolás akkor alkalmazható, ha az adó és a vevő órája teljesen azonosan jár, ilyen pedig nem nagyon van. Nagy sebesség esetén nem alkalmazható. Bitidő: amíg tartjuk az adott feszültségszintet.
42. RZ: A (+1) feszültségszintet tartjuk az „1” bitérték átviteli idejének első felében és a (-1)-et a második felében. A „0” bitérték esetén a teljes bit időtartamban a (-1) feszültségszintet tartjuk. Jelentős sebesség duplikáció és szinkronizálatlan „0” bitsorozat átvitel jellemzi, az „1”-es bitek átvitele szinkronizált. Hátránya, hogy dupla sávszélesség szükséges, mert két jelváltás is történhet egy bitidő alatt. 43. NRZI: Az „1” bitérték átviteli idejében a megelőző időtartamban alkalmazott feszültségszint ellentettjét alkalmazzuk, a „0” bitérték átviteli idejében pedig tovább tartjuk a megelőző bit időtartamban alkalmazott feszültség szintet. Egymás után sok „0” bit átvitele során nem biztosít szinkronizációt. A jelszintek különbözősége hordozza az információt. Jelváltás csak bithatáron következhet be. Nagyobb sebességeken is használják. 44. Manchester (Phase Encoding - fáziskódolás): Az „1” bitértéket az átviteli idejének közepén bekövetkező (+1) (-1) feszültségszint váltás reprezentálja. A „0” bitértéket pedig az átviteli idejének közepén bekövetkező (-1) (+1) feszültségszint váltás reprezentálja. Előny, hogy biztosított a folyamatos szinkronizáció, azonban ez dupla jelváltás sebességet igényel, a bitidő alatt két jelváltás is lehetséges. Réz alapú média esetén ez komoly korlátot jelent. A bitidőben mindenképpen van jelváltás, melynek iránya hordozza az információt. 45. Hálózati maszk: Egy olyan 32 bites maszk, mely 1-es bitértékeket tartalmaz a hálózat és alhálózat azonosításában résztvevő bithelyeken és 0-s bit értékeket tartalmaz a csomópont azonosítására szolgáló bithelyeken. Segítségével az eredetileg az osztályba sorolás által (statikusan) meghatározott hálózat-gép határ módosítható. 46. Prefix hossz: A hálózati maszkban szereplő 1-es értékek darabszáma, a hálózat azonosító bithelyek darabszáma. 47. Forgalomirányítás (routing): Csomagok (IP Datagramok) továbbítási irányának meghatározásával kapcsolatos döntések meghozatala. 48. Forgalomirányított protokoll (routed protocol): Olyan hálózati réteghez kötődő általános adatszállító protokoll, melyet a forgalomirányító irányítani képes. Pl.: IP, IPX, AppleTalk 49. Metrika: Egy adott forgalomirányítás eredményeként előálló útvonal minőségének mérése módja. Alapvetően két, egymásba transzformálható kategória van: - távolság alapú (költség alapú): minél kisebb a késleltetés annál jobb - jóság alapú: minél kisebb a sávszélesség, annál jobb Összetett metrika is használatos. Átalakítási transzformáció: x a/x, ahol „x” jóság, „a/x” távolság, „a” pedig skálázás. 50. Minimális routing: Teljesen izolált (router nélküli) hálózati konfiguráció. Minden csomópont végez forgalomirányítást. 51. Statikus routing: A forgalomirányítási táblázatot a rendszeradminisztrátor tartja karban. (Nem szükséges további információszerzés a hálózaton, nem kell routing protokollt üzemeltetni, nehézkesebb a módosítás)
52. Dinamikus routing: A forgalomirányítási táblázat(ok) valamilyen routing protocol segítségével kerül(nek) karbantartásra. A változásokra automatikusan reagál. - Belső forgalomirányítási protokollok (IGP): Egy autonóm rendszeren belül. Legfőbb alapelv a legjobb útvonal meghatározása ún. távolságvektor alapú, vagy link állapot alapú módszerrel. Pl.: RIP, OSPF - Külső forgalomirányítási protokollok (EGP): Autonóm rendszerek közötti. Nem feltétlenül a legjobb útvonal meghatározása a cél. Politika alapú forgalomirányítás. BGP. Szétválasztás politikai okokból, nem szeretjük, nem fizet.
III. Kifejtős feladatok 1. ALOHA és réselt ALOHA közötti különbségek A különbség az, hogy az időt felosztjuk-e diszkrét időszeletekre, amelyekben minden keretnek el kell férnie, vagy sem. Az egyszerű ALOHA nem igényel globális időszinkronizálást, míg a réselt ALOHA igen. Egyszerű ALOHA: - A továbbítandó keret azonnal a csatornára kerül, így sok ütközés lehet. - Ha sikeresen átment a keret, arról a felhasználó visszajelzést kap, egyébként addig küldi a rendszer újra a keretet, amíg sikeresen át nem megy, addig a felhasználó várakozik. - A teljes és a részleges ütközés nincsen megkülönböztetve, egyformán hibásak a csomagok, mindkettőt újra kell küldeni. - Az ütközések miatt a csatorna maximális kihasználtsága legfeljebb 18%-os lehet. Időréselt ALOHA: - A továbbítandó keret a következő időrés elején kerül a csatornára. - Mivel itt meg kell várni az időrés elejét, ezért a folyamatos egyszerű ALOHA diszkrétté alakul. - A csatornakihasználtság a duplája az egyszerűnek, vagyis 36%-os lehet. 2. OSPF protocol, LCP protocol általános müködése OSPF protocol (Open Shortest Path First): Ez egy link állapot alapú belső átjáró protokoll (IGP), mely egy AS-en belüli forgalomirányítást vezérel. Az OSPF úgy működik, hogy a valódi hálózatok, routerek és vonalak összességét egy irányított gráfba képezi le, ahol minden élhez tartozik egy költség. Ezután az élek súlyaira alapozva kiszámítja a legrövidebb utat.Két router közötti soros kapcsolatot egy élpár jelképez, egy többszörös hozzáférésű hálózatot pedig egy csomópont. Minden routernek megfelel egy további csomópont. Alapjában véve az OSPF a valódi hálózatot egy ilyen gráfra képezi le, majd kiszámítja a legrövidebb utat minden routertől minden más routerig. Az OSPF lehetővé teszi, hogy az AS-eket megszámozott területekre osszuk fel, ahol egy terület egy hálózat, vagy hálózatok összefüggő halmaza. Minden ASnek van egy gerinchálózati területe. Rendes működés közben háromfajta útvonalra lehet szükség: területen belülire, területek közöttire és AS-ek közöttire. A területek közötti forgalomirányítás három lépésben megy végbe: menjünk a forrástól a gerinchálózatig; menjünk a gerinchálózaton keresztül a célterületig; menjünk a célig. LCP (Link Control Protocol): Kapcsolatvezérlő protokoll, melynek feladata a pont-pont összeköttetés biztosítása. A vonalak felélesztésére, tesztelésére, az opciók megbeszélésére és a vonalak elegáns elengedésére használjuk, amikor már nincs rájuk szükség.
3. ATM cellakapcsolás Az ATM az állandó sávszélesség igényű média típusok átvitelére alkalmas összeköttetés alapú hálózat. Alapja a cellakapcsolás. A cellák szabálytalan időközönként érkeznek meg. A forrás által generált adatokat rögzített méretű cellákra tördelik. A különböző média típusok celláit pedig statisztikai alapon közös folyamba illesztik (multiplexing). A rögzített méretű cellák kapcsolása nagy sebességgel végezhető. Az ATM három réteggel rendelkezik: Fizikai, ATM, ATM adaptációs réteg (AAL). Az ATM adaptációs réteg kínálja a szolgáltatásokat az alkalmazások számára, és fedi el a cellakapcsolást, amellyel az átvitelt az alsó két réteg lebonyolítja. Mielőtt két állomás kommunikálna egymással, a kapcsolókon keresztül egy útvonalat kell felépíteniük. Minden cella, amely az adott híváshoz tartozik, ezen az útvonalon halad keresztül. Az útvonalat virtuális összeköttetésnek nevezzük (Virtual connection: VC). Két VC típust különböztetünk meg: - PVC (Permanent VC): Az ember kézzel állítja be a VC-ket. A kommunikáció permanens módon, állandóan biztosítva van. Gyorsabb megvalósítás, drágább, de állandó kapcsolatot jelent két (távoli) hoszt között. - SVC (Switched VC – Kapcsolt VC): Az adatbefolyás után a kapcsolatot bontják, felszabadul az erőforrás. Minden cella, haladása során kapcsolóról kapcsolóra, követi a kapcsolat felépítésekor létrehozott virtuális összeköttetést. Az útvonalat az útvonal azonosító határozza meg, amelyet minden cella a fejrészében tartalmaz. Az útvonal azonosító két részből áll: - virtuális útvonal azonosító (virtual path identifier: VPI) és - virtuális csatornaazonosító (virtual channel identifier: VCI) Az út meghatározás elvégezhető csak az egyikkel, vagy a kettővel együtt. A cellák megérkezése nem garantált, de sorrendjük igen. Az elveszett cellák által okozott hibák elhárítása a magasabb szintű protokollok feladatkörébe tartozik. Tehát rögzített hosszúságú keretekkel (cellákkal dolgozunk). Van NNI típusú ATM cella, melybe a VPI (virtuális út azonosító) és a VCI (virtuális csatorna azonosító) együtt adja az azonosítót. Valamint vannak UNI (User Network Interface) típusú ATM cellák. A VPI+VCI azonosító lokális hatáskörű. Ahogy halad előre a kapcsolóközpontokon az adat, mindig más és más azonosító szerepelhet (Ethernetnél nem így van). ATM-nél a keretek sorrendisége biztosított a virtuális áramkörön belül.
4. DHCP működése: A DHCP (Dynamic Host Configuration Protocoll) dinamikusan rendel fizikai címekhez hálózati címet. Egy IP címtartomány dinamikus kiosztását teszi lehetővé. A kliensek egy megújítandó időszakra (leasing time) kapják az IP címet. A leasing time a szerveren beállítható. Az egyes csomópontok más-más címeket kaphatnak más-más időpillanatban. A lejárat előtt a kliensnek frissítenie kell (DHCPREQUEST) az IP címet. Ha nem sikerül, akkor a kliensnek el kell engednie az IP címet (DHCPRELEASE). DHCP működése részletesen: 1. DHCP kérdés: Ki tud adni egy IP címet? (DHCPDISCOVER) 2. A kérdés keretét üzenetszórásos küldéssel az alhálózat összes csomópontja megkapja (DHCP relay agent). 3. A DHCP szerverek feldolgozzák a kérdést. Ha a kezelt címtartományban még van szabad IP cím, akkor azzal megválaszolják a DHCP kérdést (DHCPOFFER felajánlás) 4. A kliens a hozzá érkező DHCP válaszokból (felajánlásokból) választ egyet (leggyakrabban az elsőt), és visszajelzi választását a megfelelő DHCP szervernek (vagy üzenetszórással az összesnek). (DHCPREQUEST) 5. A DHCP szerver könyveli a címválasztást (foglalt lett a cím), és a könyvelésről megerősítést küld a kliensnek (DHCPACK: pozitív visszajelezés, DHCPNAK: negatív visszajelzés, már érvénytelen a felajánlás). Kliens: DHCPDECLINE: A szervertől kapott IP cím érvénytelen (használt). DHCPRELEASE: A kliensnek nincs tovább szüksége az IP címre (de a leasing time még nem járt le)
5. Egy DNS kérdés iteratív megválaszolása hogyan zajlik? Az abszolút tartománynév alapján keressük az IP címet. A névszerver megvizsgálja, hogy hozzá tartozik-e a kérdés (saját adminisztrációs egységében van-e a keresett név, illesztést kell végezni az összes gyermekzónára is.) - Igen, a névszerverhez tartozik a kérdés. o Létezik-e a keresett rekord? Igen: hiteles információt tud nyújtani (hiteles sikeres válasz). Nem: hiteles sikertelen válasz (a keresett információ nem létezik) - Nem. A válaszban visszaadja a kérdezőnek, hogy melyik névszerverhez kell fordulnia ugyanezen kérdéssel (tehát a kliens keres tovább)
6. DNS kérdés rekurzív megválaszolása. Az abszolút tartománynév alapján keressük az IP címet. A névszerver megvizsgálja, hogy hozzá tartozik-e a kérdés (saját adminisztrációs egységében van-e a keresett név, illesztést kell végezni az összes gyermekzónára is.) - Igen, a névszerverhez tartozik a kérdés. o Létezik-e a keresett rekord? Igen: hiteles sikeres válasz küldése a kliensnek. Nem: hiteles sikertelen válasz (a keresett információ nem létezik) - Nem hozzá tartozik a kérdés o Létezik-e a keresett rekord a gyorsítótárban (cache-ben)? Igen, és a használati ideje még nem járt le (Nem hiteles infót tud nyújtani) Nem. Tovább kell keresni ős vagy gyermek felé. Tehát a szerver keres tovább és a választ adja vissza a kliensnek. 7. A forgalomirányítók tevékenysége. A forgalomirányító (ROUTER) a hálózati rétegben működve szelektív összekapcsolást, útvonalválasztást, forgalomirányítást végez (valamilyen döntés alapján) A forgalomirányítók alapvető működése: 1. A ROUTER az input interfészen érkező csomagot fogadja. 2. A ROUTER a csomag célcímét illeszti a routing tábla soraira. Ha a célcím több sorra illeszkedik, akkor a leghosszabb prefixű sort tekintjük illeszthetőnek (legtöbb bináris 1-t tartalmazó netmaszk) 3. Ha nem létezik illeszkedő sor, akkor a cél elérhetetlen, a csomag nem továbbítható. A csomagot a ROUTER eldobja és ICMP hibajelzést küld a feladónak és vége. 4. Ha létezik illeszkedő sor, akkor a csomagot az ebben szereplő kimeneti interfészen továbbítja (adatkapcsolati rétegbeli beágyazással) a következő ugrásként megadott szomszédhoz, illetve a célállomáshoz, ha már nincs több ugrás (hop). megjegyzés: A tábla utolsó sorában általában megtalálható a default gateway. Mivel itt a maszk és a célcím csupa nullákból áll, ezért itt minden (eddig nem illeszkedő) cím illeszkedni fog, azaz ezek a csomagok ide továbbítódnak, ennek a gépnek a routing táblája alapján pedig tovább. Az IP cím illeszkedés algoritmusa: A ROUTER minden bejövő csomagra végrehajtja az illeszkedést. 1. A routing tábla sorait prefix hossz szerint csökkenő sorrendbe rendezzük. N = 1 (N jelöli hogy hányadik sor vizsgálatánál járunk) Ezzel biztosítjuk, hogy több illeszkedő sor esetén a leghosszabb prefixűt fogjuk eredményül kapni. 2. Ha nem létezik a táblázatban az N. sor, akkor nincs illeszkedő sor a végén. 3. A csomag célcíme és az N. sor hálózati maszkja között bitenkénti ÉS művelet hajtódik végre (1 & x = x; 0 & x = 0) Megtartjuk a hálózat azonosítót, kinullázzuk a csomópont azonosítót. 4. Ha a bitenként És művelet eredménye megegyezik az N. sor célhálózat értékével, akkor a cím az N. sorra illeszkedik és vége. 5. N = N + 1, és folytassuk a 2. pontnál (azaz vegyük a routing tábla következő sorát).
8. Ethernet közeghozzáférés. Az adó az adás előtt belehallgat a csatornába (CSMA elv) Ha a csatorna szabad, akkor az adó elküldi a keretet (miután kivárta a keretek közötti kötelező szünetet). Ha nincs ütközés más kerettel, akkor az átvitel sikeres. Ha azonban az adóval egy időpillanatban egy másik állomás is adni kezd akkor ütközés következik be. Ekkor az átvitel sikertelen. A második adó emelt energiájú zavaró jeleket küld (48 bit hosszú zajlöketet), hogy a többi állomást is figyelmeztesse az ütközésre (beleértve az eredeti adót is). Amint az eredeti adó érzékeli az ütközést, leáll az adással, és ezután véletlenszerű ideig vár, majd újból próbálkozik. Ahhoz, hogy a zavaró jelek még ugyanannak a keretnek az adásával foglalkozó állományhoz jusson, a keretméret alsó határát rögzíteni kell (64 bájt). A keret átvitelét legfeljebb 15-ször kísérli meg az adó, ezután nem próbálkozik tovább, hanem jelzi a sikertelen átvitelt (magasabb rétegeknek). 9. Távolságvektor alapú forgalomirányítás (Distance Vector Routing ~ DV routing) működése és problémái Távolságvektor alapú forgalomirányítás működési alapelve: A routerek minden elérhető célra (gép vagy hálózat) nyilvántartják, hogy a legjobb úton milyen irányban milyen távolsággal érhető el az adott cél (távolságvektor). A routerek ezen információkat meghatározott időközönként kicserélik egymással. Az új információk birtokában a routerek ellenőrzik, hogy szükséges-e változatatás valamelyik eddig ismert legjobb úttal kapcsolatban. Ha egy router közvetlenül csatlakozik egy hálózathoz, akkor ezen hálózat definíció szerint nulla költséggel elérhető. A célspecifikációt és metrikát gyűjtik az összes szomszédtól. A metrikához hozzá kell adni a szomszédba jutás költségét, mert nem a szomszédtól indulunk. Problémák: - túl kicsi kezdőérték probléma: ha az optimális út megsérül, akkor nagyobb költségű (hosszabb) út nem léphet a helyébe (csak egyszer találja meg az optimális utat). megoldás: Az optimális út irányából érkező nagyobb költség kötelezően felülírja a kisebb költséget. Ezután újra optimális utat keresünk az új optimális állapotban - végtelen számolás (count to infinity) probléma:Az eljárás bizonyos esetekben igen lassan reagál a topológia változására, azaz nagyon lassan konvergál, sok hirdetési ciklus alatt. Nem találtak teljes megoldást erre a problémára. Javítások: 1. nem küldjük vissza az információt oda, ahonnan kaptuk. 2. változtatás esetén azonnali információküldés.
10. DV alapú forgalomirányítás RIP (Routing Information Protocoll)-el A RIP az első. Távolságvektor alapú belső forgalomirányító protokoll. Nagyon könnyű implementálni. Régi, de folyamatosan fejlesztik, javítják. A RIPV1 még osztályos IP címekre készült. Metrika: ugrások száma (16 = végtelen távolság). Legfeljebb 15 router hosszúságú optimális útvonalak esetén használható. Ez az első korlát, mert az autonóm rendszerek (AS) átmérője legfeljebb 15 lehet. Emiatt a RIP nagyobb autonóm rendszerekben nem használható. A forgalomirányítási információkat 30 mp-ként küldi (eredeti RIP: 30 mp alatt a teljes routing tábla átmegy nagy hálózati forgalom). Triggelt update (azonnali információ küldés változás esetén) a végtelenig számolás idejének csökkentésére. A RIPV2 CIDR kompatibilis, a netmaszk is átvitelre kerül. Plusz szolgáltatás az authentikáció: hitelesítés, a routereknek be kell jelentkezniük más routerekre, hogy ne tudjon bárki hirdetési információkat elfogadni. A RIP hátránya a lassú linksérülés érzékelése: 6 hirdetési ciklus után sincs frissítés, valamint nem tesz különbséget a linkek között. Kisméretű környezetekben azonban még ma is használható. RIP forgalomirányítási táblázat (legfontosabb elemek): - a cél (gép v. hálózat) ip száma - a célhoz vezető optimális út hossza (routerek száma) - az optimális út szerint következő router ip száma - a következő routerhez vezető interfész azonosítója - időréssel kapcsol információk - különböző jelzőbeállítások (flag-ek) : pl: triggelt updat 11. DNS erőforrás rekordjai és funkciói A tartománynevek egy csomópontot specifikálnak. A csomópontokhoz egy erőforráshalmaz társítható. Az információs erőforrások úgynevezett erőforrás rekordokban (Resource Record ~ RR) tárolódnak. Az erőforrások sorrendje lényegtelen Az erőforrásrekordok szerkezete (jellemzői): - Tulajdonos: A tartománynév, amihez RR tartozik - Osztály: 16 bites érték. Egy protokollt, vagy egy protokoll-családot azonosít (ŐN, CH) - Élettartam: 32 bites érték: A RR max. felhasználhatósági ideje (sec.) - Típus: 16 bites érték a típus szerinti tagoláshoz. • A – A tulajdonos hálózati címe (32 bites IP cím) • CNAME – Egy alias névhez kanonikus név rendelése (Tartománynév) • HINFO – CPU, opr. infók meghatározása (Tetszőleges sztring) • MX – Mail exchange: levélforgalmazó magadása, ez kész a tartományhoz tartozó levelek fogadására. (16 bites prioritás érték és egy tartománynév) • NS – Névszerver rendelése a tartományhoz (Egy host tartományneve) • PTR – pointer a névtér egy másik területére (egyik gráf csúcsból tetszőleges más gráf csúcsba ugrás) (Egy tartománynév) • SOA – Hitelességi (authority) zóna specifikációja (Több mezőből álló rekord) - Érték (RDATA): Típustól függően értelmezendő bitsorozat
12. PPP (Point to Point Protocoll): Standard (többprotokollos) WAN adatkapcsolati réteg protokoll kialakítása a cél. A PPP kezeli a hibák felderítését, több protokollt is támogat, lehetővé teszi, hogy az IP-címekről a felek az összeköttetések kiépítésekor egyezkedjenek, megengedi a hitelesítést és még sok más lehetőséget is tartalmaz. Szinkron és aszinkron kommunikáció kezelésére és hibafelismerésre egyaránt képes. Legfontosabb jellemzője, hogy egy CHAP vagy PAP alapú hitelesítési eljárást is magában foglal. A PPP sokféle fizikai átviteli közegen használható, többek közt csavart érpáron, optikai kábelen vagy műholdas kapcsolaton. A WAN-technológiák a fizikai rétegben soros átvitelt alkalmaznak. Ez azt jelenti, hogy a keretek bitjei a fizikai átviteli közegen keresztül egymást követően kerülnek továbbításra. A PPP két alprotokollból áll: • Kapcsolatvezérlő protokoll (Link Control Protocol, LCP) – Feladata a pont-pont összeköttetés létrehozása. • Hálózatvezérlő protokoll (Network Control Protocol, NCP) – Feladata a különböző hálózati rétegbeli protokollok konfigurálása. A PPP 3 dolgot biztosít: 1. Olyan keretezési módszert, amely egyértelműen ábrázolja a keret végét és a következő keret kezdetét. A keretformátum megoldja a hibajelzést is. 2. Kapcsolatvezérlő protokollt a vonalak felélesztésére, tesztelésére, az opciók megbeszélésére és a vonalak elegáns elengedésére, amikor már nincs rájuk szükség. Ezt a protokollt LCP-nek (adatkapcsolat-vezérlő protokoll, Link Control Protocoll) nevezik. Támogatja a szinkron és aszinkron áramköröket, valamint a bájt és bit alapú kódolásokat. 3. Olyan módot a hálózati-réteg opciók megbeszélésére, amely független az alkalmazott hálózatiréteg-protokolltól. A választott módszer az, hogy különböző NCP (Hálózati vezérlő protokoll, Network Control Protocoll) van mindegyik támogatott hálózati réteghez. Tehát minden hálózati réteg protokollhoz kell egy azt támogató NCP. Többféle authentikáció: - PAP (Cleartext jelszóátvitel a kommunikáció kezdetén) - CHAP (Titkosított jelszóátvitel, bármikor kérhető) 13. Végtelen számlálás problémája, megoldások ismertetése: Távolságvektor alapú forgalomirányítás esetén lép fel. A forgalomirányítás bizonyos esetekben igen lassan reagál, a topológia változására (nagyon lassan konvergál: sok hirdetési ciklus alatt). A végtelen számlálás problémája azért lép fel, mert a DV routing ugyan gyorsan reagál a jó hírekre, ugyanakkor ráérősen a rosszakra. A probléma lényege az, hogy ha X elmondja Y-nak, hogy van egy valahová vezető útja, Y-nak sehogy sem áll módjában elmondani, hogy vajon ő maga rajta van-e ezen az úton. Történt már néhány kísérlet a probléma megoldására, de ezek egyike sem működik jól általános esetben. Léteznek javítások: - nem küldjük vissza az információt oda, ahonnan kaptuk: a körbe hivatkozás azonnal (egy hirdetési ciklus alatt) megszűnik. Probléma: nagyobb hurok is kialakulhat. - triggelt update: ha változás van, akkor azonnali információküldés történik. Ezzel csökken a konvergencia ideje, de jelentős hálózati terhelést okoz (sok forgalomirányítási információ küldése)
14. PPP PDU-ja, szerkezete, és müködése: A PPP keretszerkezetét a tervezők a HDLC keretszerkezetéhez nagyon hasonlónak választották. A legfőbb különbség a PPP és a HDLC között az, hogy a PPP karakter alapú, a HDLC pedig bit alapú. Ez például abban nyilvánul meg, hogy a PPP bájtbeszúrást használ a modemek betárcsázó telefonvonalain, így minden keret egész számú bájtot tartalmaz. PPP keretformátum: Flag 1 byte: ’01111110’ (Kezdethatároló) Address 1/0 byte: ’11111111’ (Broadcast) Control 1/0 byte: pl. keretszámozás kialakítása Protocol 2/1 byte: pl. LCP, NCP, IP, IPX Adat 0-1500 byte (tipikusan) Checksum 2 byte (Létezik 32 bites kiterjesztés is) Flag 1 byte: ’01111110’ (Véghatároló) Minden PPP-keret a szabványos jelző bájttal (01111110) kezdődik, és karakterbeszúrást alkalmazunk, ha ez előfordul az Adat mezőben. A Cím mező mindig a bináris 11111111 értékre van állítva, hogy jelezze, hogy minden állomásnak vennie kell a keretet. A PPP nem használ egyedi állomásazonosítókat. A vezérlő mező (Control) mező alapértéke 00000011. Ez az érték a számozatlan keretet jelzi. Alapértelmezésben a PPP nem biztosít megbízható átvitelt (nem alkalmaz sorszámokat és nyugtákat). A Protocol mező feladata, hogy megmutassa, hogy milyen csomag van az adat mezőben. A keret adat mezőjébe beágyazott protokollt azonosítja. 15. CIDR (Class InterDomain Routing): Osztálynélküli körzetek közötti forgalomirányítás. Az IP-t már évtizedek óta intenzíven használják, és ezért kezd kifogyni a címekből. Az IP címosztályok statikus hálózat-gép határa problémákat okoz. Szükség van egy dinamikus határ meghatározására (változó hosszúságú hálózati maszk). A router-táblázatok mérete a hálózatok számával arányos. Meg kell akadályozni a router-táblák robbanásszerő növekedését. Tehát a CIDR alapötlete az, hogy a maradék IP-címeket változó mérető blokkokban osszák ki, osztályokra való tekintet nélkül. A forgalomirányító táblázatok minden bejegyzést egy 32 bites maszk hozzáadásával egészítenék ki. Így most egyetlen forgalomirányító táblázat van az összes hálózathoz, melyeknek reprezentációja:
- Területi elrendeződés szerint címtartomány-zónák alakulnak ki - Összevont forgalomirányítási információk a hálózati maszkok segítségével. - A hálózat-gép határ változó hosszúságú hálózati maszk segítségével tetszőlegesen balra (supernetting) illetve jobbra (subnetting) tolható. A RIPV2 CIDR kompatibilis, a netmaszk is átvitelre kerül. EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol): A cisco saját távolságvektor alapú routing protokollja, a metrika összetett(5 változóból számított, súlyozható, alaphelyzetben Bandwith-re épül), sokcélú, flexibilis, skálázható, végtelenig számlálás kezelése pl: triggerelt update, integrált routing, update (nem teljes táblázat) küldése.
