KÖZLEKEDÉSI MANAGER GAZDASÁGI MÉRNÖKI SZAK

BUDA APESTI MŰSZA AKI ÉS GAZDAS G SÁGTUD DOMÁN NYI EGYET TEM Közllekedésméérnöki Kar

KÖZLEKEDÉSI MA ANAGER GAZZDASÁGI MÉÉRNÖKI SZAK K 

Alkalmazottt szám mításttechniika  számítáástechnikai alapok, hállózat, internnet, e-busineess seggédlet – előad dás kivonat

Nagy Zo oltán 2013.

Haardver, szoftver s r, operáációs reendszer A számító s gép mű űködési elve A száámítógépekk működésénnek elve a kettes k számrrendszer seggítségével ffogalmazhattó meg. Kétfé féle állapotúú egységek működtetésé m én alapul a legbonyoluultabb eljáráások elvégzéése, szöveeges és képpi információk tárolása.. A működéés legkisebbb egységeit bbiteknek (biinary digit, binárris számjegyy; egy, az addott áramkööri állapotnaak megfelelltetett 2-es sszámrendszer-béli szám m, értéke 0 vagy v 1.) nevvezzük. Az információt i tárolás egyssége a 8 bitbből álló bájtt. (byte).   

1 kB (killobyte) = 10024 byte 1 MB (m megabyte) = 1024 kB 1 GB (giigabyte) = 1024 1 MB

Az innformációkaat kódrendsszer segítséggével tároljaa a számítóggép. A kódrrendszer a karakkterekhez szzámokat renndel, a legellterjedtebb (ASCII) kódrendszer 2256 (28) elem mű. A haardver (harddware) a számítógép működését m leehetővé tevőő elektromoos, elektrom mágneses egyséégek összesssége. A száámítástechnnikában hard dvernek hívj vják magát a számítógép pet és mindden megfoghható tartozéékát.

A számító s gép feléépítése Mindden számítóógép két alappvető funkccionális egy ységre oszthható: az ún. központi eg gységre és a perrifériákra. A központi egység e a gépp "agya", am mely az összes tevékennységét irán nyítja. A periffériák a szám mítógép azoon részei, am melyek a kö özponti egysség számáraa lehetővé teeszik, hogy a körrnyezettel kapcsolatot k t tartson. A perifériákon p keresztül tuudunk komm munikálni a szám mítógéppel, vagyis v a központi egysséggel.

Az ábbra a közpoonti egység és a számítóógépnél leg ggyakrabbann előfordulóó perifériák sematikus ábrájját mutatja. A nyilak azz adatáramláás irányát jeelzik. A közzponti egysééget az ango ol nevének (Cenntral Processsor Unit) röövidítésébőll CPU-nak is i nevezik. Ez tulajdonnképpen a 2

mikrroprocesszorr, amelynekk típusa a szzámítógép egyik e legfonntosabb megghatározója. (pl. 386, 486, Pentium, Core C 2 Duo) A CP PU (angol: Central Proocessing Unnit – közpon nti feldolgozzóegység) m más néven processzor, p a száámítógép „aagya”, azon egysége, mely m az utasíítások értelm mezését és vvégrehajtásáát vezérli, félveezetős kiviteelezésű, összetett elektrronikus áram mkör. Egy szilícium s krristályra inteegrált, sok tízmiillió tranziszztort tartalm mazó digitállis egység. A bemeneti eszközök ssegítségévell kódolt inforrmációkat feeldolgozza, majd az ereedményt a kimeneti k eszzközök feléé továbbítja,, melyek ezekeet az adatokkat informáccióvá alakítj tják vissza. A PC-be heelyezett proccesszort az Intel fejlessztette ki. A processzorr alatt általáában mikrop processzort értünk, régeebben a pro ocesszor sok különálló k árramkör volt, ám a mikrroprocesszorral sikerültt a legfontosabb dolgok kat egyetlen szilíciuumlapkára inntegrálni.

A processz p zorok töörténete Az első mikroprrocesszor azz 1971-ben megjelent 4 bites szóhosszúságú IIntel 4004 volt. v Későőbb több sikkeres 8 bitess sorozat jellent meg töb bb gyártó réészéről (Inteel 8008, 808 80, 8085, Zilogg Z80, Motoorola 6800, MOS Techhnology 650 02). A 800-as évektől kezdve meegnőtt a proccesszorok szóhossza (IIntel 8086 (aaz IBM PC és PC/XT proceesszora): 166 bit (20-bittes címtartom mány), Inteel 80286 (a PC/AT P proccesszora): 16 bit (24 bites címtartomáány) – 19822, Intel 803886: 32 bit – 1985) az órrajel folyam matos növek kedése melleett.

A processz p zor főbb b részeii

Intel Pentium 1000 MHz-es processzor 



ALU: (A Arithmetic and a Logicall Unit – Arittmetikai és Logikai Eggység). Ez a processzorr „számolóógépe”, alappvető matem matikai és logikai művveleteket hajjt végre. Azz ALU végrehajjtási sebesséége növelheető egy koprrocesszor (F FPU, Floatiing Point Unit, U lebegőpoontos művelleteket végzző egység) beépítésével b l, ami egyess feladatokaat gyorsabbban hajt véggre, mint az ALU. Az ALU A mindeen mikroproocesszor alap pvető részegysségévé vált, a mai proceesszorok mindegyike tartalmaz lebbegőpontos végrehajjtóegységet is. CU: (Coontrol Unit a.m. a vezérlőőegység vag gy vezérlőárramkör). Ezz szervezi, ütemezi ü a processzzor egész muunkáját. Pélldául lehívjaa a memóriából a soronn következő ő utasítást, értelmezzi és végrehaajtatja azt, majd m meghaatározza a következő k uttasítás címéét. 3



 

Regiszter (Register): A regiszter a processzorba beépített nagyon gyors elérésű, kis méretű memória. A regiszterek addig (ideiglenesen) tárolják az információkat, utasításokat, amíg a processzor dolgozik velük. A mai gépekben 32/64 bit méretű regiszterek vannak. A processzor adatbuszai mindig akkorák, amekkora a regiszterének a mérete, így egyszerre tudja az adatot betölteni ide. Például egy 32 bites regisztert egy 32 bites busz kapcsol össze a RAM-al. A regiszterek között nem csak adattároló elemek vannak (bár végső soron mindegyik az), hanem a processzor működéséhez elengedhetetlenül szükséges számlálók, és jelzők is. Ilyen pl. : o utasításszámláló, ami mindig a következő végrehajtandó utasítás címét, o flagregiszter, amely a processzor működése közben létrejött állapotok jelzőit (igaz, vagy hamis), o és az akkumulátor, amely pedig a logikai és aritmetikai műveletek egyik operandusát, majd az utasítás végrehajtása után az eredményt tartalmazza. Buszvezérlő: A regisztert és más adattárolókat összekötő buszrendszert irányítja. A busz továbbítja az adatokat. Cache: A modern processzorok fontos része a cache (gyorsítótár). A cache a processzorba, vagy a processzor környezetébe integrált memória, ami a viszonylag lassú rendszermemória-elérést hivatott kiváltani azoknak a programrészeknek és adatoknak előzetes beolvasásával, amikre a végrehajtásnak közvetlenül szüksége lehet. A mai PC processzorok általában két gyorsítótárat használnak, egy kisebb (és gyorsabb) elsőszintű (L1) és egy nagyobb másodszintű (L2) cache-t. A gyorsítótár mérete ma már megabyte-os nagyságrendű.

Az óra és az órajel

A négyszögjel alakú órajel Az óra az egész számítógép működéséhez szükséges ütemet biztosítja. Az óra magában foglal egy kvarckristályt, ami az órajel előállításához szükséges rezgést adja. Sebességét Hertzben (Megahertzben) mérjük, egy óra körülbelül 100 MHz-es rezgést ad, ezért a mai nagysebességű processzorokban egy szorzót alkalmaznak, hogy magasabb órajelet, ezáltal gyorsabb processzort kapjanak. A processzor részegységei (Itt a legalapvetőbb műveleteket végző részegységekre kell gondolni, tehát nem egy olyan nagy egységre, mint például az ALU.), tehát a processzor részegységei az órajel ütemére végzik feladataikat; amikor egy részegység megkapja az órajelet egy elektronikus jel formájában, akkor elvégzi a soron következő műveletet, amikor megkapja a következő jelet, akkor a következő műveletet végzi el. Egy másodperc alatt egy mai processzor egysége több milliószor kap jelet. Az órajel sebességének így ahhoz az időhöz kell alkalmazkodnia, amennyi időbe telik egy részegységnek a rá kijelölt művelet elvégzése (Különben akkor jönne a következő művelet, amikor az előző még feldolgozás alatt van, és ez 4

érthetően problémákat okozna). Ez lényegében azt eredményezheti, hogy a processzor egységeinek a leglassúbb elem miatt kell várakozniuk. Ezt persze különféle megoldásokkal orvosolják. Ám a műveletet nem szabad összetéveszteni az utasítással, ezek bonyolultsága miatt egy utasítás végrehajtása több órajelciklust is igénybe vehet. Az is lassító tényező, hogy a processzor az adatokat lassabban kapja, mint ahogy fel tudná dolgozni őket, ilyenkor pedig várakoznia kell. Gépi ciklusnak nevezzük azt az időt, amely alatt a számítógép egy gépi műveletet végre tud hajtani. Egy gépi ciklus általában több órajelütemből áll, az egyes utasítások végrehajtásához szükséges gépi ciklusok száma utasításonként más és más lehet.

A processzor utasításkészlete A processzor által ismert műveletek és utasítások összességét értjük a processzor utasításkészlete alatt. Legelőször a RISC (Reduced Instructions Set Computer) utasításkészletet használták, ez leegyszerűsített, rövid utasításokat tartalmazott. Elsődlegesnek tekintette a sebességet, és az egyszerűséget. Később a CISC-et (Complex Instructions Set Computer) alkalmazták, ez már több, hosszabb utasítást tartalmazott, ám a túl sok, bonyolult utasítás nem bizonyult célravezetőnek, ezért visszatértek a RISC-hez. Ma már persze rengeteg utasításkészlet van, melyben keverednek a RISC, és a CISC irányelvei (Pentium, ARM).

Alaplap A gép a működéséhez szükséges adatokat, programokat is a memóriából olvassa ki. A memória hátránya, hogy tartalmát csak felszültség alatt őrzi meg, így ha kikapcsoljuk a gépet, akkor az adatok törlődnek a memóriából. Ezen adatok megőrzéséről ezért mágneses elven működő perifériák segítségével gondoskodunk. Ilyen periféria például a winchester. A PC sikerét jórészt az átgondolt, modulrendszerű felépítésének köszönheti. A modulfelépítés azt jelenti, hogy a gép - bizonyos határok között - rugalmasan bővíthető, és a részegységek cseréjénél nem kell az eredeti gyártó - ha az egyáltalán azonosítható - alkatrészeire támaszkodni, hanem minden kompatibilis egység – elvileg - megfelelő. A ház formája és nagysága - mivel ezt elsősorban a processzor és az alaplap határozza meg - önmagában semmiféle információt nem ad a gép teljesítményéről. A házban különálló, zárt modul a tápegység. A floppy-egység úgy helyezkedik el, hogy a floppylemez a gép előlapjáról behelyezhető legyen. A winchester szinte bárhol lehet a házon belül. Az alaplap asztali háznál alul, álló, torony formájú háznál pedig oldalt helyezkedik el. A rajta lévő buszcsatlakozókban vannak az adapterkártyák, amelyek vége a gép hátoldalához illeszkedik. Az egyes adapterekhez így a házon kívülről is lehet csatlakozni. Így illeszkedik a géphez a monitor, az egér, a nyomtató stb.

5

Az elmúlt években a hardverek hatalmas mértékben változtak. Aki számítógépet vásárol, vagy bővít, mindenképpen tekintettel kell legyen az alaplap tíusára, mert az alaplap megszabja a felhasználható processzor(ok) típusát és sebességét, a bővítőkártyahelyek számát és fajtáját, a felhasználható memória típusát, az adott gép által kezelhető maximális memóriaméretet, a használható számítógépházat és tápegységet. Méretét legtöbbször az ATX (régebben az AT) szabvány szerint alakítják ki. Az alaplapok fő elemei: Alaplapi lapkakészlet (chipset) Az alaplap és a számítógép képességeit döntően meghatározza az alkalmazott lapkakészlet. A lapkakészletek sok különböző feladatot látnak el, jellemzően az alábbiakat:          

Memóriavezérlés: a memóriafrissítés, memóriához való hozzáférés kezelése (E)IDE-, SATA-vezérlő: a háttértárak illesztését és kezelését végzi valós idejű óra, RTC (Real Time Clock) DMA-vezérlő: a közvetlen memória-hozzáférést vezérlő áramkör. Segítségével egyes eszközök a processzor terhelése nélkül képesek elérni a fizikai memóriát. IrDA-vezérlő: infravörös átvitelre szolgáló vezérlő Billentyűzetvezérlő, PS/2-es egérvezérlő, USB-portok ACPI-vezérlő az energiatakarékos üzemmódok kezelésére AGP illesztő vezérlése, PCI express PCI bridge CMOS memória kezelése

Hasonlóan a processzorokhoz, a chipkészleteknél is az Intel az uralkodó, de jelen van a piacon a Via, a SiS és az nVIDIA is. Az alaplapi lapkakészlet tartalamzhat további beépített elemeket is. Nem ritka például, hogy az alaplapra van integrálva a grafikus rendszer, illetve a hangrendszer, a hálózati kártya, vagy a RAID vezérlő is. Bővítőkártya-helyek A mai alaplapok legnagyobb részét elfoglalják a bővítőkártyáknak szánt foglalatok. A mostanában gyártott alaplapokhoz alapvetően három típusú kártya használható: PCI, AGP, PCIe. Mára az újabb alaplapokban már szinte teljesen eltűntek a korábbi szabványok: az EISA, VL és MCA kártyák. Némelyik alaplap több, némelyik kevesebb bővítőkártyát tud fogadni: egyes alaplapok akár nyolc, míg mások csak egy-két bővítőkártya fogadására alkalmasak. Memóriafoglalatok A fizikai memória modulok fogadására szolgálnak. CPU-foglalat A processzorok fejlődése eredményeképpen az eltérő típusú processzorok más-más foglalatban kapcsolódhatnak az alaplaphoz pl: Socket7, Socket370, SocketA. Külső csatlakozók Az alaplaphoz szabványos csatolókon kapcsolódik a billentyűzet és az egér, valamint más perifériák (nyomtató, modem, scanner, hangszóró, stb.). A mára elterjedté vált ATX alaplapokon a billentyűzet és az egér ellemzően PS/2-es vagy USB porton csatlakozik az 6

alaplaphoz. Infravörös, USB, soros és párhuzamos kapukból egy vagy több is előfordulhat az alaplapokon.

Szoftver, operációs rendszer A szoftver (software) a hardver egységeket működtető, vezérlő programok összessége. A szoftver mesterséges szó, azokat a szellemi javakat hívják összefoglalóan így, amelyekkel kihasználhatjuk a hardverben rejlő teljesítményt és lehetőségeket. A szoftvert egyrészt a gépet működtető programok, másrészt a számítógéppel való feldolgozásra előkészített adatok alkotják. A program a számítógépnek szóló utasítások sorozata, amely egy kidolgozott algoritmus alapján meghatározza, hogy a számítógép milyen módon végezzen el egy adott feladatot. Egyaránt programnak nevezzük a programozók által készített forrásprogramot, amely az ember által olvasható formában tárolja a feladat leírását, és azt a kódot, amelyet a számítógép ténylegesen végrehajt: a futtatható programot, amely a forrásprogramból speciális programok - fordítóprogramok - közreműködésével jön létre. A programokat valamilyen háttértárolón tároljuk, ha éppen nem futnak. Ha egy programot elindítunk, az operációs rendszer a háttértárolóról betölti a memóriába, a CPU számára átadja a program kezdetének címét, majd a program ezután átveszi a számítógép vezérlését és futni, működni kezd. Az operációs rendszer a számítógépet működtető szoftver, amely a számítógép indulásakor azonnal betöltődik a számítógép memóriájába. Az operációs rendszer tölti be a számítógép működéséhez szükséges programokat, vezérli, összehangolja, ellenőrzi a programok működését. Az operációs rendszer feladata az, hogy az ember és számítógép közötti kommunikációt biztosítsa, a számítógép erőforrásait és perifériáit kezelje, a számítógép működését ellenőrizze és vezérelje; és végrehajtsa a neki szóló parancsokat.

Kernel

Rendszermag (angolul kernel): az operációs rendszer alapja (magja), amely felelős a hardvererőforrásainak kezeléséért (beleértve a memóriát és a processzort is). 7

A többfeladatos rendszerekben – ahol egyszerre több program is futhat – a kernel felelős azért, hogy megszabja, hogy melyik program és mennyi ideig használhatja a hardver egy adott részét (ezen módszer neve a multiplexálás). A hardver elemek használata gyakran bonyolult programrészeket igényel, ezért ezt a feladatot gyakran egységes, absztrakt hardverelérést biztosító részekkel támogatja. Ezek a részek elrejtik a bonyolult módszereket és egy tiszta, egyszerű felületet biztosítanak, amivel megkönnyítik a hardverelemeket használó programozók munkáját. A rendszermag nem „látható” program, hanem a háttérben futó, a legalapvetőbb feladatokat ellátó program. Egy számítógép működéséhez nem feltétlenül szükséges operációs rendszer és annak magja: az egyes programok közvetlenül betölthetőek és használhatóak a „csupasz vason”, feltéve, hogy a programozó vállalja azt, hogy mindent közvetlenül, operációs rendszeri segítség nélkül fog kezelni. A kezdeti számítógépek esetén ez volt a normális működési mód: minden egyes új program elindításához a gépet újra kellett indítani. Az idő előrehaladtával apró segédprogramok, rutinok állandósulni kezdtek, azokat több programhoz is használták, és kialakultak azok a szokásos programrészek, melyeket újraindítás után újra használni szerettek volna, mint például egyes betöltő (indító, boot) programok vagy hibakeresők. Ezekből alakultak ki a kezdeti operációs rendszerek. A kerneleknek négy fő kategóriáját különböztethetjük meg (eltekintve azon programkörnyezetektől, melyek kernel nélkül futnak):  





a monolitikus kernelek gazdag és hatékony absztrakciókat biztosítanak az alattuk található hardware elemekhez; a mikrokernelek egy kis méretű alapkészletet biztosítanak a hardware kezeléséhez, és számos alkalmazással – amiket „servereknek” nevezünk – biztosítja a további, részletesebb funkcionalitást; a hibrid vagy módosított mikrokernelek hasonlóak a színtiszta mikrokernelekhez de több, részletesebb kódot tartalmaznak a kernelmagban, hogy nagyobb sebességet érjenek el; az exokernelek (vagy rendszer rutinkönyvtárak) nem biztosítanak absztrakciókat vagy állandó rendszermagot, hanem egy programokban használható rutinkönyvtárból állnak, ami a hardver közvetlen vagy közvetett elérését biztosítja.

Monolit kernel

A monolitikus kernel, a számítógépes operációs rendszerek között, az egyetlen nagy programból álló rendszermag, nem pedig különálló, egymással különböző interfészeken 8

keresztül kommunikáló programok összessége, mint napjaink mikrokernelei. A Linux rendszer magja még kifejlesztése után 15 év elteltével is monolitikus felépítésű, noha Andrew S. Tannenbaum professzor már kezdetben elavultnak nevezte a monolitikus struktúra miatt. Az operációs rendszerek kutatói manapság már inkább mikrokernellel működő rendszereket javasolnak, hiszen így könnyebb fejleszteni, és a rendszer funkcionalitása is gazdagabb lehet. Példák monolitikus kernelre:  

tradicionális UNIX kernelek, pl. BSD-k, a Linux kernel is lehet ilye

Mikro kernel

A mikrokernelek azáltal, hogy az általuk nyújtott funkciók nagy részét felhasználói szintre (userspace) helyezték egy plusz absztrakciós szintet biztosítanak. Ennek előnye, hogy a felhasználói szinten futó programrészek hibáinak vagy működési zavarainak esetén azok nem veszélyeztetik magának a rendszermagnak a működését, és így a rendszer stabilitása nagy mértékben nő. Hátránya azonban, hogy – mint minden új absztrakciós szint bevezetésének – ezzel csökken a rendszer teljesítménye, és így esetleg egyes kritikus feladatokat (nagyon gyors és pontos elérést igénylő hardware elemek kezelését) nem tudja hatékonyan megoldani. Példák monolitikus kernelre: 

QNX

Hibridkernel

A hibrid kernelek alapjában véve olyan mikrokernelek, amelyekben néhány „nem létfontosságú” kódrészletet átmozgattak a felhasználói szintről (userspace) a kernel szintre (kernelspace) azért, hogy az kevesebb absztrakciót használva, gyorsabban fusson. 9

Néhányan összetévesztik a „hibrid kerneleket” az olyan monolitikus kernelekkel, amik indulásuk után modulokat képesek betölteni. Ez helytelen: a „hibrid” kifejezés utal arra, hogy a kérdéses kernelnek mind a monolitikus, mind a mikrokernelek elveit és mechanizmusait alkalmazza; különösen az üzenetcserét (messagepassing) és a „nem létfontosságú” kódok felhasználói szintre való áthelyezését amellett, hogy néhány ilyen kód teljesítményi okoból a kernelmagba kerül. Példa hibrid kernelekre   

A Linux lehet ilyen is Windows NT, Win 7 Mac OS kernel

Exokernelek Az exokernelek radikálisan új megközelítést jelentenek, és az eredmény egy nagyon kis méretű rendszermag. Gyakorlatilag a programozó tudja eldönteni, hogy a kernel mely részeit kívánja alkalmazni, és így a lehető legpontosabban szabályozhatja a hardware hozzáférések módját, és nem alkalmaz olyan rendszermag–részeket, melyekre nincs szüksége. Az exokernelek elve legalább 1995 óta létezik, de még mindig inkább csak fejlesztési és kutatási stádiumról beszélhetünk, és jelenleg még ritkán használják kereskedelmi forgalomban levő vagy elterjedt rendszerekben.

Operációs rendszerek, OS (Operating System) Az operációs rendszer a számítógépet működtető szoftver, amely a számítógép indulásakor azonnal betöltődik a számítógép memóriájába: Nélküle a gép - még ha fizikailag hibátlan is működésképtelen. Az operációs rendszer tölti be a számítógép működéséhez szükséges programokat, vezérli, összehangolja, ellenőrzi a programok működését. Az operációs rendszer általában semmilyen, a felhasználó számára közvetlenül hasznos feladatot (szövegszerkesztés, könyvelés stb.) nem végez, hanem lehetővé teszi az ilyen feladatokat ellátó, felhasználói programok futtatását. Az operációs rendszer feladata az, hogy az ember és számítógép közötti kommunikációt biztosítsa, a számítógép erőforrásait sokoldalúan, gazdaságosan és a lehető legoptimálisabban kihasználja, illetve a számítógép működését ellenőrizze és vezérelje; kezeli a gép különböző perifériáit - monitor, floppy, merevlemez, nyomtató stb. - és végrehajtja a neki szóló parancsokat. A különböző számítógéptípusokhoz nagyon sokféle operációs rendszer létezik, mivel felépítésük és megvalósításuk nagyban függ attól a hardvertől, amelyhez készültek; a több ezer felhasználót kiszolgáló nagyszámítógépes hálózati operációs rendszerektől (Windows NT, Novell, UNIX, VMS) egészen az egyfelhasználós személyi számítógépekéig. Az IBM PC-hez a legelterjedtebbek a DOS és a Microsoft Windows (MSWindows vagy egyszerűen csak Windows) különböző változatai. Az operációs rendszer képességei és szolgáltatásai alapvetően meghatározzák egy gép használhatóságát. Ezért a felhasználói programok nemcsak adott géptípushoz, hanem adott operációs rendszerhez is készülnek.

10

Parancsvezérelt operációs rendszerek Parancsvezérlés: az operációs rendszer   

parancsot hajt végre, kötegelt (batch) üzemmódban egymás után több egyszerű parancsot hajt végre programot futtat

Felhasználói felület: karakteres Prompt jelzés: a rendszer készenléti jelzése: az előző parancsot végrehajtotta, és új utasításra vár.

Grafikus felületet használó operációs rendszerek A személyi számítógépek történetében a felhasználói felület fejlődésének következő lépését a Xerox által kifejlesztett, 1981-ben piaci forgalomba került, grafikus felületet használó Xerox Star operációs rendszere jelentette, elterjedését a Macintosh számítógépeknek köszönheti. A Microsoft 1985-ben bocsátotta útjára a Windows 1.0-s , 1987-ben 2.0-s verzióját. (A Windows egészen a Windows 95-ig - mivel a hardvereszközök kezelését a háttérben futó DOS végezte - igazából nem tekinthető a szó szoros értelmében operációs rendszernek, hanem egy, a DOS-ra épülő rendszer közeli programnak, ablakkezelő rendszernek.) A grafikus felhasználói felület (graphical user interface, GUI) jellemzői: felhasználóbarát kezelhetőség, több program egyidejű futtatása (multitasking). A futtatott programok egy-egy téglalap alakú felületet foglalnak el a képernyőn (ablak). Példák: Microsoft operációs rendszerek (Windows 95, 98, Me; Windows NT, 2000, XP; a UNIX és Linux rendszerek XWindow ablakkezelői, MacOS operációs rendszerek.

Apple Mac OS X

11

KDE - SuSE Linux 8

Microsoft Windows XP

Adat és információ Az adat és információ az informatika világában a két rokon, de nem azonos fogalom. Ugyanakkor a köznyelv sokszor nem tesz különbséget köztük, ezért érdemes tisztázni, hogy melyek a lényegi eltérések. Az adat egy jelsorozat, ami sokszor csak megfelelő eszközökkel érzékelhető. Mivel közege, formája változó, így lehet egy kiejtett szó, egy leírt szám vagy akár egy bitsorozat is. Az adatok az esetek döntő többségében rögzíthetők, elraktározhatók és sokszorozhatók, aminek eredményeként eltérő helyen és időben többek számára válnak hozzáférhetővé. Az információ az adat(ok) egyéni értelmezése, amit az adat(ok)ból a felhasználó megért, amit az adat számára jelent. 12

Az adat és az információ tehát különbözik egymástól. Úgy is fogalmazhatunk, hogy az adatok objektíven létező dolgok, amelyekből a személyek - ismereteik, képességeik alapján - szubjektív információt képeznek. Rendszerint ugyanazt az adatot többféleképpen lehet értelmezni, mindenki más információt szűrhet le belőle. Teljes iparágak - hírszerzők, régészek, pszichológusok és persze informatikusok - dolgoznak azon, hogy választ találjanak arra a kérdésre, hogy hogyan lehet a rendelkezésre álló adatokból helyes információkat kinyerni. Manapság, amikor szinte minden technikai feltétel adott a kommunikációhoz, az emberiség egyik legégetőbb gondja, hogy tudunk-e egymással kommunikálni. Az ember szeretne valakivel valamit közölni, van tehát egy átadásra váró információja. De csak adatokat (hangokat vagy írásjeleket) tud közölni, ezért a továbbítandó információt jelsorozattá (szavakká, mondatokká) alakítja. A jeleket a másik fél felfogja, majd egy újabb transzformációs lépéssel információvá alakítja át. Gyakorlat és tapasztalat kell, hogy a kapott adatot jól értelmezzük, ugyanarra gondoljunk, amit a másik fél közölni akart velünk. Mindkét átalakítási folyamatban rengeteg egyedi és megismételhetetlen tényező játszik szerepet, így a kommunikációs folyamatban részt vevők előélete, iskolázottsága, korábbi és aktuális helyzete, körülményei, egymáshoz való viszonyuk, és még sorolhatnánk. Ebből adódóan látszik, hogy a sikeres kommunikáláshoz törekednünk kell az egyértelműségre.

Hálózatok felépítése és típusai A számítógép hálózat egymással összekapcsolt számítógépek rendszere. Ez az összekapcsolás valamilyen hálózati kábelen keresztül vagy rádiócsatorna (mikrohullámú, műholdas kapcsolat) segítségével történhet. Ma divatos szlogen szerint „a HÁLÓZAT maga a számítógép”. A számítógép hálózatok létrejöttének legfőbb céljai az erőforrások megosztása, az üzembiztonság fokozása, valamint a takarékoskodás volt. Az erőforrás megosztás azt jelenti, hogy a hálózatba kapcsolt számítógépeken tárolt programok, adatok a hálózatból bárhonnan elérhetők, a háttértárolókhoz, nyomtatókhoz, egyéb berendezésekhez távolról is hozzáférhetünk. Az üzembiztonságot egy számítógép hálózat megléte azáltal növelheti, hogy valamely egység meghibásodásakor annak kieső funkcióit egy - a hálózatba kapcsolt másik számítógép veheti át. Számítógép hálózat alkalmazása azáltal lehet takarékos, hogy az egyenként viszonylag olcsó egységek összekapcsolásával létrehozott rendszer olcsóbb sokszor lényegesen olcsóbb - lehet, mint egy hasonló teljesítményű (szuper)nagyszámítógép. Ebből a megközelítésből adódik az a jelenleg általános és elsősorban a fejlett információtechnológiával rendelkező országokban megfigyelhető gyakorlat, miszerint a jelentős hardvergyártók nem is készítenek olyan PC-t, amelyikbe valamilyen hálózati kapcsolatot biztosító eszközt ne építenének be. Így jött létre a NetPC, amely az előbb említett követelményeket elégíti ki, ugyanakkor megmarad teljes értékű, önállóan is funkcionáló PCnek. Ettől elvi megközelítésében teljesen eltérő koncepció a Network Computer (NC), amely csak a hálózatra kapcsolva funkcionál, ilyenkor viszont felhasználói szemszögből megítélve pont ugyanazon feladatok elvégzésére alkalmas, mint egy átlagos PC, de alacsonyabb becsült költséggel. A számítógépek összekötése iránti igény akkor vált széleskörűvé, amikor egyre többen és egyre több PC-t kezdtek a mindennapi munkában használni, ahol ennek eredményeként mind hardver, mind szoftver tekintetében bizonyos meghatározott igények kielégítése, feladatok elvégzése szükségessé tette a gépek specializálódását. Egyes csoportok némely számítógép13

erőforrást azaz háttértárolót, adatbázist vagy programot, nyomtatót, újabban kommunikációs kapcsolatot (pl. fax) közösen kívántak használni, amihez az érintett gépek fizikai összekapcsolására volt szükség. Napjainkra egyre inkább megfigyelhetővé vált a hagyományos értelemben vett számítástechnika és a korszerű távközlésben alkalmazott eszközök, eljárások közeledése, összeolvadása. Ennek tipikus példája a GSM telefonkészülék és a „zseb-PC” egyetlen eszközbe történő egyesítéseként széles körben elterjedt „okostelefon” vagy „smart phone” kategória.

Hálózatok általános felépítése / OSI modell / Ahhoz, hogy egy hálózat bármely két tetszőleges gépe az említett cél(ok)ból kommunikálni tudjon egymással, az érintett számítógépek és a hálózat egyéb elemeinek bonyolult együttműködésére van szükség. Ha különböző gyártótól származó vagy más okból eltérő rendszerek között szeretnénk kapcsolatot létrehozni, akkor ezeknek egységesen, más szóval szabványosan kell működniük. Ennek révén biztosítható, hogy a megfelelő szabványoknak eleget tevő termékek megértik egymást, azonos nyelvet beszélnek. A hetvenes évek végén kezdődött az a munka, amelynek révén a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) elfogadta az un. OSI (Open System Interconnection - nyílt rendszerek összekapcsolása) referenciamodellt. Ez a modell nem egy hagyományos értelemben vett szabvány, ahol konkrét megvalósításokat definiálnak. Inkább tekinthető egyfajta ajánlásnak, ahol a folyamat elvi keretrendszerét írták le. Minthogy az OSI modell rendszerek összekapcsolását tárgyalja, így a számítógépek közötti adatkommunikációval szélesebb értelemben foglalkozik. Itt rendszer alatt annak az egy vagy több számítógépnek és az ezekhez kötődő programoknak, perifériáknak, termináloknak, operátoroknak, fizikai folyamatoknak, átviteli eszközöknek stb., az együttesét értjük, amely önálló módon képes az információ feldolgozására és/vagy átvitelére. Annak érdekében, hogy különböző gyártók különböző típusú berendezései együttműködhessenek, közösen elfogadott szabványokra és/vagy ajánlásokra van szükségünk. Ha két gyártó eszközei azonos szabvány/ajánlás előírásokat figyelembe véve készülnek, akkor ezek az eszközök - szerencsés esetben - képesek az együttműködésre. Amennyiben egy szabványt vagy ajánlást annak kidolgozói szabaddá tesznek - vagyis publikálják, és alkalmazásáért nem vagy csak minimális licensz-díjat kérnek -, akkor nyílt szabványról beszélünk. Ha az alkalmazott eszközök együttműködése csupán ilyen nyílt szabványok betartását igényli, akkor az adott eszközt nyílt rendszerű berendezésnek tekintjük. Nyílt rendszerű szabványokat gyakran nemzetközi, non-profit intézmények dolgoztak és még ma is dolgoznak ki. A hálózati szabványosításban jelentős szerepet játszik a már említett ISO, valamint az ENSZ keretei között létrejött CCITT (Consultative Committee on International Telephony and Telegraphy). Ugyancsak fontos szabványosítási feladatokat lát el az amerikai IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) szervezet.

Az ISO által ajánlott OSI modell hét rétegből épül fel, amelyet az alábbiakban ismertetünk (terjedelmi okok miatt) természetesen csak vázlatosan. 1. Fizikai továbbítás /physical layer/ A számítógépeket összekötő fizikai csatorna (vezeték, rádiócsatorna), másnéven az átviteli közeg, valamint azon illesztők összessége, amelyek a számítógép által bitfolyam formájában küldött információkat ezen a csatornán továbbítható jelekké alakítják. Ilyen eszközök a 14

különböző vezetékek, kapcsoló berendezések, hálózati kártyák, modemek, ISDN- vagy X.25. illesztők. 2. Adatkapcsolati réteg /datalink control layer/ A megbízható átvitel érdekében a „küldő” felől érkező bitfolyamot célszerű egyforma hosszúságú (inkább rövid) adatkeretekre /data frame/ tördelni, amelyek hibajavító információt is tartalmaznak. A kommunikáció során egyszerre egy adatkerettel történik az átvitel, amelyet a címzett érkezéskor meghatározott üzenettel és időn belül nyugtáz. Ha ez nem történik meg az adatkeret újra elküldésre kerül. 3. Hálózati réteg /network layer/ Két számítógép között a kapcsolat létrehozható közvetlen (direkt) módon ill. több közbeeső kapcsoló-berendezésen keresztül is. Ezek a kapcsolók is számítógépek, mégpedig olyan üzenet-továbbító célszámítógépek, amelyek az üzenet szempontjából a hálózat csomópontjai vagy állomásai. Azon állomások összességét, melyet egy üzenet érint az indulástól a célig, útvonalnak /route/ nevezzük. A hálózati réteg feladata az útvonal kiválasztás biztosítása. 4. Végpontok közötti átvitel, szállítási réteg /transport layer/ Ennek a rétegnek a feladata, hogy az adatátvitel során a megbízható kapcsolat jöjjön létre a két végpont között. Erre azért van szükség, mert több lehetséges útvonal esetén az egymásután indított adatcsomagok hibás sorrendben is megérkezhetnek, amelyeket megfelelően rendezni kell. Ugyanakkor esetleges adatvesztés esetén a küldő féltől az adott csomag ismételt elküldését kell kezdeményezni. Ez a réteg határozza meg a szolgáltatás jellegét és minőségét. A szállítási réteg a hálózati réteg szolgáltatásait kihasználva két végpont között egyszerre több útvonalat is létrehozhat, miáltal nő az átbocsátóképesség. 5. Kapcsolatfelépítés /session layer/ Ezt a réteget viszonyrétegnek is szokták nevezni, mivel ez biztosítja a felhasználói programok számára a hálózat láthatóságát. Ezen funkció segítségével kezdeményezheti egy program az előző négy réteg általi szolgáltatások elérését, a hálózati kommunikáció létrejöttét, a kapcsolat felépítését és a megbízható adatforgalmat. 6. Megjelenítési réteg /presentation layer/ A kommunikáció során az átvitt adatokat a felhasználó számára is megfelelő módon - szabványos kódolással - kell előállítani, annak érdekében, a felhasználói programok azonnal értelmezni tudják azokat. Esetlegesen egyéb kódolási feladatot is elláthat ez a réteg, mint pl. titkosítás. Ennek szerepe egyre jelentősebb a nyilvános hálózatok esetén. 7. Alkalmazási réteg /application layer/ Az ide sorolható programok, amelyek gyakran beépülnek a különböző operációs rendszerekbe is, teszik lehetővé, hogy a felhasználó igénybevehesse más számítógépek erőforrásait ill. kommunikálhasson más számítógépek felhasználóival. 15

OSI modell felépítése ADÓ

VEVŐ Adat Alkalmazás 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1.

Adat Alkalmazás R É T E G E K

7. 6. 5. 4. 3. 2. 1.

adatátviteli közeg

Minden hálózatba kötött számítógép hálózati felépítésének meg kell valósítania mind a hét réteghez rendelt funkciókat. A modell filozófiája szerint az egyes gépek azonos rétegei kommunikálnak egymással, ugyanakkor amíg az egyik gép felhasználói szintjétől kiindulva egy információ eljut a másik gép felhasználójához, addig áthalad az összes többi rétegen is. Ennek eredményeként a megfelelő programrészek között egy virtuális csatorna alakul ki, amelyben az egyes rétegek funkciói az alacsonyabb rétegek szolgáltatásain keresztül érhetők el. Az adó oldalon minden réteg a továbbítandó adat elejére helyez egy fejlécet. Az ebben lévő információ kimondottan az adatkapcsolatban részt vevő másik fél azonos rétegének szól. E folyamat során egy adatcsomag akár a négy-ötszörösére is meghízhat, mire a hálózatba kerül. Fordított az eljárás a vevő oldalon a vett adatcsomagokkal. Az egyes rétegek értelmezik a nekik szóló fejlécet és a felsőbb réteg felé már ezt levágva, e nélkül továbbítják a „maradékot”. A fejléc megvizsgálásakor dől el az is, hogy egyáltalán szükséges-e a továbbküldés. Ahogy az információ áthalad a rétegeken, más-más néven szoktak rá hivatkozni. A fizikai réteg kimenetét bitsorozatnak, az adatkapcsolati réteg által szolgáltatott adatot pedig keretnek (frame) nevezik. Az egyes rétegek funkcióit megvalósító szabályrendszert ill. a konkrét programelemeket együttesen protokolloknak nevezzük.

Hálózatok osztályozása A hálózatokat különböző szempontok szerint osztályozhatjuk, mi ezek közül hét fő jellemzőt emelünk ki.

1. Hálózatok kiterjedése A számítógép hálózatokat különböző csoportokba sorolhatjuk. A legegyszerűbb, könnyen értelmezhető csoportosítási alap a fizikai kiterjedés. A hálózat fizikai kiterjedése ugyanakkor erősen befolyásolja az alkalmazott adatátviteli technológiát is. A csoportok, és főbb jellemzőik a következők: 16

 Helyi hálózat - Local Area Network: LAN - Az átívelt távolság tipikusan 101000m, az adatátvitel sebessége 10-1000 Mbit/sec. Egy LAN többnyire teljes terjedelmében egyetlen tulajdonos fennhatósága alá tartozik, tipikusan homogén adatátviteli technológiát alkalmaz. Teljes értékű hálózati operációs rendszerrel és általában széles körű védelmi szerkezettel rendelkezik. A PC hálózatok legjellemzőbb típusa.  Városi hálózat - Metropolitan Area Network: MAN - E csoportba tartozó hálózatok tipikus kiterjedése az 1-100 km tartományba esik, sokszor egyetlen városra korlátozódik, azon belül néhány intézményt kapcsol össze. Az összekapcsolt számítógépek gyakran eltérő adatátviteli technológiát alkalmaznak. Tipikus adatátviteli sebességnek a 1155 Mbit/sec tekinthető. Egyre inkább eltűnő kategória, határai összemosódnak az egyre nagyobb távolságokat áthidalni képes LAN-nal.  Nagyterületű (-kiterjedésű) hálózat - Wide Area Network: WAN - WAN-nak nevezzük az országokon belül, illetve országokat (kontinenseket) összekötő hálózatokat. Tipikusan több tulajdonos/szolgáltató felügyelete alá tartozik, gyakran nagymértékben különböző, teljesen eltérő adatátviteli technológiák együttműködését igényli. Jellemző adatátviteli sebessége, elsősorban a kontinensek közti nagykapacitású gerincvezetékek esetében a 2-600 Mbit/sec.  Internet - világhálózat - Különleges nagy kiterjedésű hálózat, amely azonos technológián (szabványokon) alapszik. Jellemzőit külön fejezetben mutatjuk be.  Intranet - Az Internet technológián alapuló „belső” hálózat.  Extranet - Olyan Intranet, amelynek szolgáltatásit engedély alapján külső felhasználók is igénybe vehetik.

2. Hálózati kapcsolat fajtái, topológia A számítógép hálózatokban számítógépeket - más néven hosztokat (host) - kapcsolunk össze. A hosztokat összekötő rendszert gyakran alhálózatnak is nevezik. Egy-egy alhálózat adatátviteli csatornákból és az ezeket kezelő speciális egységekből áll. Egy hálózaton belül a számítógépek különféle módon kapcsolódhatnak egymáshoz. Alapvetően kétféle hálózati kapcsolat-típust különböztetünk meg: a pont-pont kapcsolatú illetve az üzenetszórásos hálózatot. A pont-pont kapcsolatú hálózatban egy hoszt egy másik hoszttal közvetlen összeköttetésben áll (természetesen egy hoszt egy időben több pont-pont kapcsolatot is fenntarthat). Az hálózatot alkotó pont-pont kapcsolatok topológiája (a lehetséges összekötési módok) alapján az hálózatot tovább csoportosíthatjuk. Csillag, gyűrű, teljes, fa, illetve szabálytalan hálózatokról beszélhetünk.

csillag

gyűrű

teljes

fa

szabálytalan

Az üzenetszórásos hálózatban valamennyi számítógép egyetlen adatátviteli csatornára kapcsolódik. Ilyenkor az adást minden hoszt egyszerre hall(hat)ja. A jellemző kapcsolati kialakításokat mutatja a következő három ábra. 17

Busz (sín vagy soros) elrendezés

Gyűrű topológia

Csillag topológia

Az utolsó ábrán bemutatott csillag kialakítású hálózatban látható egy olyan kitüntetett pont, amelyhez az összes többi elem kapcsolódik. Minden adatforgalom áthalad ezen a központon amit hub-nak nevezünk. Ez a hub lehet aktív vagy passzív. Utóbbi esetben pusztán az egyes ágak közti elektromos összeköttetést biztosítja, amikor is az egyes csomópontoknak kell a kapott üzeneteket feldolgozniuk. A csillag topológiájú hálózat csak ebben az esetben sorolható az üzenetszórásos típusba. Ha ez a központi eszköz intelligensebb - jellemzően aktív elem esetén -, akkor a kapott üzenetet csak a szükséges irányba továbbítja és esetleg egyéb hálózat felügyelő funkciót is ellát. Ilyenkor természetesen csak a megfelelő pontok között jön létre adatkapcsolat. Az ilyen intelligens hub-ot kapcsolónak (switch) nevezzük. A csillag topológia fontosabb jellemzői: a hálózati hibák egyszerűen felkutathatók



18





az egyes végpontok vagy a kábelek hibája miatt nem áll le a teljes hálózat, a központi vezérlő meghibásodása viszont az egész hálózat üzemképtelenségét jelenti általában a legtöbb kábelezést igényli

A busz (sín, soros) felépítésű hálózat állomásai egy közös kommunikációs csatornához kapcsolódnak. A csatornán áthaladó jelet minden eszköz érzékeli és maga dönti el, hogy felhasználja azokat vagy sem. A busz topológia fontosabb jellemzői:  a hibák megkeresése, kijavítása nehézkes (nem lévén központi eszköz) 

a hálózat teljes adatforgalma a kábel bármely pontjáról megfigyelhető



vezetékszakadás esetén a teljes hálózat leáll



kiépítése a leggazdaságosabb

Ha a soros felépítésű hálózat két végét összekötjük, akkor kapjuk a gyűrű elrendezést. A gyűrűn haladó jeleket az állomások mindegyike veszi, majd eldönti, hogy neki szól-e a küldött információ. Ha nem, akkor a vett jelet frissítés után továbbadja. Egy gyűrű topológiájú hálózatban az egyes elemek pont-pont kapcsolatban álló jelismétlők zárt köre. A gyűrű topológia fontosabb jellemzői:  egy állomás kiesése vagy a gyűrű szakadása a hálózat leállásához vezet 

költséges a kiépítése az alkalmazott hibamegelőző és -kezelő eljárások miatt

A nagyobb, több LAN-t egybefogó hálózatoknál egyre inkább terjed a vegyes felépítés.

3. Adatátvitel jellemzői Két pont között adatokat sokféleképpen továbbíthatunk. Beszélhetünk párhuzamos (parallel) átvitelről, amikor egy-egy elemi adatcsoportot - több vezeték felhasználásával egy időben továbbítunk. Ez a fajta adatátvitel költségessége és gyakorlati korlátai miatt a számítógép hálózatokban nem terjedt el, felhasználására tipikus példa a számítógép és nyomtató közötti kapcsolat. Számítógép hálózatokban kizárólag soros (serial) átvitelt alkalmaznak, amikor a továbbítandó digitális adat bitjeit az egyetlen csatornán időben egymás után továbbítják. A soros adatátvitelt tovább bonthatjuk szinkron (syncronous) és aszinkron (asyncronous) típusúra. Szinkron átvitel esetén az adó és vevőáramkörök a kapcsolat teljes ideje alatt összehangoltan működnek. Ehhez az időzítések igen szigorú betartása szükséges. Ez csak úgy biztosítható, ha az adatátvitel során alkalmanként úgynevezett szinkron karakterek átvitele is megtörténik. Aszinkron adatátvitelnél az adó- és vevőáramkörök időbeli stabilitása csak rövid időre - csak egy-egy karakter átvitelére - biztosítható. De ehhez is az szükséges, hogy az átvitel során úgynevezett start/stop biteket alkalmazzanak, amelyek átvitele viszont csökkenti az átvitt hasznos információ mennyiségét.

19

Az adatátviteli csatornákat osztályozhatjuk annak alapján is, hogy a csatorna végpontjain elhelyezkedő berendezések egyszerre adhatnak és vehetnek-e adatokat, vagy sem. E csoportosítás alapján három kategóriát különböztethetünk meg:  Szimplex adatátvitelről beszélünk, ha adatok csak az egyik végpontból a másikba áramolhatnak.  Félduplex (half-duplex) adatátvitel során az adatok az egyik végpontról a másikra és viszont is áramolhatnak, de egy adott időpontban csak az egyik irányba.  Duplex (full-duplex) adatátvitelről akkor beszélünk, ha az adatok mindkét irányban egyszerre haladhatnak az adatátviteli csatornában. 

4. Átviteli közeg Osztályozhatjuk az adatátviteli csatornát a fizikai közeg típusa szerint is, mely lehet vezetékes vagy vezeték nélküli.

Vezetékes A legtipikusabb átviteli mód, mely legtöbbször sodrott vagy csavart érpár illetve koaxiális kábel révén valósul meg. Mind gyakrabban találkozhatunk üvegszálas hálózatokkal is. A csavart érpár - más néven UTP (Unshielded Twisted Pair) - első megközelítésben két szigetelt rézdrót, egymásra sodorva, teljesen olyan, mint amilyet a telefonhoz is használnak. A csavart érpár általában nem árnyékolt, ezért érzékeny a zavarokra. Az érpárokat többszörözik és oly módon sodorják, fonják össze, hogy zavarérzékenységük és kisugárzásuk jelentős mértékben csökkenjen. Ma már 100 Mbit/sec adatátviteli sebességig alkalmazható a csavart érpáras kábelezés, amely irodai környezetben, néhányszor száz méteres, kis területre kiterjedő hálózatokban jól használható. A koaxiális kábel drágább, mint a csavart érpár, viszont mentes annak hátrányaitól. Koaxiális kábel esetén egy rézhuzalt szigetelőréteg fog körbe, azt az árnyékolás (fólia vagy fémszálból font szövet) burkolja, kívülről pedig egy műanyag szigetelőréteg fedi az egészet. Koaxiális kábelt sok más helyen is használnak, így több fajtája létezik. Hullámellenállásuk alapján osztályozzák őket, a számítógépes hálózatokban az 50, 75 és 93 ohmos kábeleket használják. A leggyakoribb, 50 ohmos kábellel építik ki az un. Ethernet hálózatokat (a vékony kivitelű kábel jele RG-58, a 75 ohmos koaxiális kábelt elsősorban a kábeltelevíziókhoz használják). Előnyei közül kiemelhető, hogy fizikailag lényegesen ellenállóbb, mint a csavart érpár. A külső zavarokra kevésbé érzékeny és hétköznapi módszerekkel valamivel nehezebben hallgatható le. Koaxiális kábelen 100 Mbit/sec adatátviteli sebesség érhető el; a hálózat hossza ezer méteres nagyságrendű. Jelenleg a legdrágább, de a legjobb kábel az optikai szál. Hasonlóan a koaxiális kábelhez, itt is van egy középső vezető szál, de ez fényt vezető üveg vagy műanyag. Az optikai szálat fényvisszaverő burkolat veszi körül, legkívül pedig egy védőhuzat burkolja. A kábel önmagában is nagyon drága, még költségesebbek azonban a hozzátartozó kiegészítő eszközök. A szerelése közel sem olyan egyszerű, mint az előzőekben ismertetett kábeleké. Az említetteket leszámítva azonban csak előnyöket kínál az optikai kábel. Az átviteli sebesség alsó határa 100 Mbit/sec, a felső határa pedig jóval 100 Gbit/sec felett van. Hatótávolsága is messze a legnagyobb, akár 100 kilométer hosszú hálózat is építhető belőle, több száz csomóponttal. Adatbiztonsága mind közül az optikai kábelnek a legjobb: sem lehallgatni, sem zavarni nem lehet. A kábelek közül ennek a sávszélessége kiemelkedően a legnagyobb. 20

Egy hálózat vegyes kábelezéssel is kiépíthető. A nagyobb terhelésű vagy biztonsági szempontból kényesebb részeket építhetjük optikai kábellel, míg a kisebb igényű munkaállomásokat a legolcsóbb módon köthetjük be a hálózatba. A különböző hálózatokban a hosztok valamilyen illesztőegységgel csatlakoznak a kábelre, az adatátviteli csatornára. Ezeket sokszor az un. hálózati kártyára szerelik.

Vezeték nélküli Vezeték nélküli hálózatok esetén fény (lézer), illetve rádiós átvitelt használnak. Ez utóbbi esetben nagy(obb) távolságra mikrohullámú, illetve műholdas megoldásokat, rendszereket alkalmaznak.

5. Átvitelvezérlés A bemutatott különböző topológiájú hálózatok speciális probléma megoldását igénylik; nevezetesen annak vezérlését, hogy az egyes hosztok közül egy adott pillanatban melyik használhatja adásra a közös adatátviteli csatornát. A csatornaelérésnek három alapvető módszerét különböztetik meg. Létezik a véletlenalapú, az osztott, valamint a központosított vezérlés. Egy másik lehetséges felosztás (az előbbi analógiáján) megkülönböztet versenyeztető, lekérdezős és vezérjel-továbbításos eljárást. Mindegyik eljárásnak megvannak a maga sajátos előnyei és hátrányai, az alkalmazás helyétől, a felhasználás céljától függ, hogy melyiket érdemes, illetve lehet használni. A kábelezés, a hálózat topológiája pedig befolyásolja, olykor pedig meg is határozza, hogy melyik alkalmazható.

Véletlenen alapuló átvitelvezérlés Ebben a rendszerben az egyes állomások bármikor adhatnak - legfeljebb nincs szerencséjük. Egyik megvalósítása hosszú névvel bír: ütközést jelző, vivőérzékeléses, többszörös hozzáférés (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD). Egy CSMA/CD rendszerben az adni kívánó állomás „belehallgat” az átviteli közegbe, ez a vivőérzékelés. Ha éppen ad „valaki”, akkor vár, ha pedig csend van, akkor elkezdi adni az üzenetet. Ez utóbbi a kábelen keresztül minden állomáshoz eljut, a címzett átveszi és feldolgozza azt. Előfordul, hogy egyszerre több állomás kezd el adni, ekkor jön létre az ütközés. Az állomások ilyenkor abbahagyják az adást. Az ütközés észlelését követően az adni próbáló állomás egy véletlenszerűen meghatározott időtartam után kezdi el ismét az adást. Ez a módszer a legegyszerűbb vezérlőszoftverrel is megelégszik, olyannal, amelynek kevés adminisztrálási feladata van, s így meglehetősen gyors. Ha a hálózat forgalma kicsi, meglepően nagy adatátviteli sebesség érhető el, nagy forgalom esetén azonban exponenciálisan nő a hozzáférési idő. A hálózati forgalom nem tervezhető előre, legfeljebb becsülhető. Ennélfogva olyan eszközök, amelyek meghatározott időtartamonként igényelnek információt, vagy szolgáltatnak adatot, nem köthetők be az ilyen típusú hálózatba. Nincsenek kitüntetett állomások, nem lehet sürgős, más üzenetet megelőző információkat küldeni, nincsenek elsőbbséget biztosító lehetőségek.

21

Osztott átvitelvezérlés Ez megfelel a vezérjel-továbbításos módszernek. Lényege, hogy van egy vezérjel (token), amely állomásról állomásra szabályosan körbehalad a gyűrűn. Ezt a jelet minden állomásnak meghatározott határidőn belül továbbítania kell. A vezérjel jelentése lehet szabad vagy foglalt; az utóbbi információt is tartalmaz. Ha egy állomás szabad vezérjelet vesz és van valami üzennivalója, akkor a jelzőt foglaltra állítja, a vezérjelhez hozzáragasztja az üzenetét és úgy küldi azt tovább. Ha pedig nincs küldenivalója, akkor az üres, szabad vezérjel megy tovább. Az adattal felszerelt, foglalt vezérjelet keretnek nevezik. A hálózat állomásai logikailag gyűrűt alkotnak, minden állomás tudja az őt megelőző és követő címet. A hálózati adatforgalom nagyon jól tervezhető, meg lehet határozni, hogy mikor kerül egy-egy állomáshoz üzenet, így automata eszközök is beköthetők a hálózatba. Nem véletlen, hogy több automatizált gyártó sorhoz kifejlesztett eszköz a vezérjeltovábbításos módszert használja. Ez a módszer mind a hardver, mind pedig a szoftver vonatkozásában intelligens eszközöket igényel, amelyek általában magas árfekvésűek. A nagy hálózati adatforgalom nem lassítja komoly mértékben az egyes állomások működését. Az osztott átvitelvezérlések közé tartozik még az ütközést elkerülő, vivőérzékeléses, többszörös hozzáférés (CSMA/CA), bár besorolható a versenyeztetéses eljárások közé is. Ennél az állomások belehallgatnak a kábelbe és adás után egy meghatározott ideig várnak. Minden állomásnak van egy saját várakozási ideje, amelyet a hálózat állomásainak logikai listáján elfoglalt helye szab meg. Ha egy adott állomás az előző adás befejezése után a saját várakozási ideje alatt nem észlelt adást, akkor rajta a sor. A hálózati forgalom növekedése nem okoz olyan sebességcsökkenést, mint a CSMA/CD eljárásnál, de nagyon kicsi forgalom esetén lassabb a működés és több a holtidő.

Központosított vezérlés Alkalmazása nagyobb hálózatokban gyakoribb, mint a kisebb LAN-okban. Ebbe a kategóriába tartoznak a lekérdezéses módszerek, valamint az időosztásos és a vonalkapcsolásos eljárások. Az ilyen vezérlésű hálózatokban mindig van egy központi eszköz, ennek megfelelően a leggyakoribb kiépítési mód a csillag alakzat. A lekérdezéses eljárás során a vezérlőállomás sorban kérdést intéz mindegyik állomáshoz. Ha a megszólított állomásnak van üzenete, akkor azt elküldi a főállomásnak, amely továbbítja az üzenetet a címzettnek. A vonalkapcsolásos eljárás esetében az állomás a vezérlőhöz kérést intéz, amelyben közli, hogy melyik másik állomással szeretne üzenetet váltani. A vezérlő fizikai összeköttetést hoz létre a két állomás között, amelyek ezáltal pont-pont kapcsolatba kerülnek, és közvetlenül, nagy sebességgel képesek egymással kommunikálni. (Így működik a telefonhálózat is.) Az időosztásos hozzáférést (Time-Division Multiple Access, TDMA) soros felépítésű hálózatoknál alkalmazzák. Minden állomás a hálózatban egy meghatározott időszelettel rendelkezik, és csak abban az időben adhat. Kezdéskor a főállomás kibocsát egy szinkronizáló jelet (időzítő üzenetet), amelyhez az egyes állomások igazodni tudnak. Ha a hálózati forgalom kicsi, az átviteli csatorna az idő java részében kihasználatlan, nagyon nagy hálózati forgalomnál viszont nem észlelhető olyan kapacitáscsökkenés, mint a versenyeztetéses eljárásoknál. Pontos vezérlést igénylő eszközök úgyszintén beköthetőek a hálózatba. A főállomás nem csupán az időzítő üzenet kiküldésére szolgál, hanem ez kezeli a prioritásokat, a hibákat és lépteti ki-be az állomásokat. Az állomások felépítése viszonylag egyszerű, a hálózat menedzselése a főállomásra hárul. Gyakran szükséges olyan vegyes hálózatot kiépíteni, amelyben az egyik rész az egyik megoldás előnyeit használja ki, a másik szegmens pedig a másik megoldásét, például egy 22

üzemben a gyártó gépek vezérlését végző hálózatrészt más módon célszerű kiépíteni, mint az irodaépületbe tervezettet.

6. Kapcsolási módok Egy adatátviteli csatorna létrehozása és üzemeltetése gyakran jelentős költséggel jár. A kiadások csökkentése érdekében igyekeznek ezt maximálisan kihasználni, ezért a nagyobb hálózatoknál meg kell határozni, hogy milyen úton történjen két állomás közötti kommunikáció. Ebből a szempontból három alapvető megoldást használnak. Léteznek vonalkapcsolt, üzenetkapcsolt és csomagkapcsolt hálózatok.

Vonalkapcsolt hálózatok A vonalkapcsolt hálózat két állomása közt egy számukra dedikált vonal jön létre. A vonalkapcsolás során az összekapcsolt hosztok fix sávszélességű csatornát kapnak még akkor is, ha azt nem tudják teljesen kihasználni. Az adó kibocsát egy kérést, megnevezve a másik felet. Ha a kapcsolat létrejött, a vevő egy üzenettel jelzi ezt, amely után az adó elkezdheti az üzenet küldését. Az adatátvitel nagyon gyors lehet (a két felet pont-pont kapcsolat köti össze), de a kapcsolat létrejöttére esetleg hosszasan kell várakozni. (A telefonhálózat is vonalkapcsolt hálózat, úgyhogy a várakozásról mindenkinek vannak tapasztalatai.) Ha a vonal megszakad, akkor újra kell kezdeni a kapcsolat kiépítését.

Üzenetkapcsolt hálózatok Két kommunikáló állomás között nem szükséges megadni valamely kitüntetett útvonalat, a küldő egyszerűen leadja az üzenetét a legközelebbi csomópontnak. A címzett azonosítóját tartalmazó üzenet ezután a hálózatban csomópontról csomópontra utazik. Az átvitelben nagy késleltetés is lehet, hiszen minden csomópont feldolgozza a címet, tárolja és továbbküldi az üzenetet. Ezzel szemben a vonalak kihasználtsága jó és egy-egy szakasz kiesése nem vezet a kapcsolat megszakadásához. A hálózat forgalma szabályozható, nagy terhelés esetén egyes üzenetek akár vissza is tarthatók. Hasonlóképpen, az üzeneteknek, állomásoknak elsőbbségi szintek adhatók és egy üzenet egyszerre több állomásnak is elküldhető. Az ilyen hálózat a késleltetés miatt valós idejű alkalmazásokhoz nem használható. Jellemzően az egyes csomópontoknak komoly intelligenciával kell rendelkezniük, hogy képesek legyenek az üzenetet a megfelelő irányba továbbítani. Az egyes állomásoknál nagymértékű a tárolókapacitások igénybevétele, hiszen nem pusztán egyetlen üzenetet kell tárolni, hanem a valami oknál fogva visszatartott üzeneteket is.

Csomagkapcsolt hálózatok A csomagkapcsolt hálózatok a két előző megoldás előnyeit próbálják egyesíteni. Két változatuk létezik, a datagram és a látszólagos (virtuális) áramkör. Mindkét megvalósításnál a küldő az üzenetet kisebb részekre, úgynevezett csomagokra (packet) bontja. Minden csomag tartalmazza a küldő- és a végállomás címét. Méretük meglehetősen korlátozott, így több is elfér belőlük a csomópontok memóriájában, nem szükséges a drága és lassú háttértárhoz fordulni. Így a késleltetés is csökken, hiszen a memória gyorsabban elérhető. A csomagkapcsolás jól alkalmazkodik a változó adatátviteli igényekhez, ezért a korszerű számítógép hálózatokban manapság egyeduralkodónak tekinthető. A datagram rendszerű átvitelnél az egyes csomagokat a csomópontok az éppen legmegfelelőbb úton továbbítják. Így előfordulhat, hogy a címzetthez a csomagok (vagy datagram-ok) nem a küldés eredeti sorrendjében érkeznek. Ezért minden csomag tartalmaz 23

egy sorszámot, amely azt mutatja, hogy az eredetileg az üzenet hányadik tagja. Az üzenet csomagokra szabdalását és a csomagok helyes sorrendben való összerakását egy PAD (Packet Assembly and Disassembly) nevű eszköz végzi, amely lehet szoftver és hardver is, de a hálózat minden állomásának rendelkeznie kell vele. A látszólagos áramkör rendszerű átviteli módnál, a két, egymással kapcsolatba lépő állomás között logikai összeköttetés épül fel. Az adó és a vevő a tényleges adatcsere előtt párbeszédet folytat, amelynek során a két fél megállapodik az üzenetek méretében, valamint abban, hogy melyik útvonalat használják. Ez után kerül sor a tényleges kapcsolatfelvételre. Ez a fajta átviteli mód bizonyos mértékű folyamatvezérlésre, közvetlen visszajelzésekre is lehetőséget ad, a késleltetés pedig kicsi. A látszólagos áramkörök létezhetnek egy-egy üzenetváltás idejéig, de a kommunikációs partnerek (a két számítógép) teljes üzemidején át is fennmaradhatnak.

Több hálózat összekapcsolásánál alkalmazott eszközök A felhasználók előbb-utóbb kinövik az aktuálisan kiépített hálózataik lehetőségét. Ilyenkor a bővítés egyik lehetséges módja, hogy össze kell kötni két (vagy több) hálózatot. 

A több, egymással összekötött hálózatból kialakított egységet az angol szakirodalom internetwork-nek, a hálózatok összekötésére szolgáló eszközöket pedig internetworking device-nak nevezi - ez utóbbi némileg csalóka elnevezés, mert ezek szoftverek is lehetnek.

Egy olyan hálózatnak, amelyik kapcsoló eszközt nem tartalmaz, szegmens a neve. Ebből következik, hogy az egymással összekapcsolt hálózatok szegmensekből és az összekapcsolásukat megvalósító eszközökből állnak (ezt mutatja a következő ábra). Tovább bonyolítja a dolgot, hogy a hálózatok összekötését biztosító eszköz többnyire nem független egység, hanem az egyik hálózat valamelyik munkaállomásának része. Az egyes szegmensek a legkülönfélébb hálózatok lehetnek, amelyek eltérő hálózati operációs rendszereket futtathatnak, változatos kategóriájú gépekből állhatnak és különböző protokollokat használhatnak.

24

jelismétlő (repeater)

 

 

hálózati híd (bridge)



szegmens hub







forgalomirányító (router)

 

 

zsilip/átjáró (gateway)





 terminálok

kiszolgáló (server)

Több hálózat összekapcsolásánál alkalmazott eszközök

Különálló számítógépek összekötése sem magától értetődő dolog, de két eltérő felépítésű számítógép-hálózat közötti kapcsolat megteremtése azonban még ennél is sokkal bonyolultabb. A helyi hálózatok többféleképpen kapcsolhatók össze. Régebben ilyen célra egyedi eszközt (hardvert és/vagy szoftvert) fejlesztettek ki. Ma a hálózatok összekötésére szabványosított eszközök kaphatók, igen gazdag választékban.

Jelismétlő /repeater/ Hálózatok összekötésére az OSI modell fizikai szintjén működő repeater a legegyszerűbb eszköz, amely csak a leghétköznapibb esetekben alkalmazható. Amint azt a neve is sugallja, a vett jeleket ismétli. Két ugyanolyan típusú hálózati szegmens köthető vele össze és mindkét szegmensnek valamennyi rétegszinten ugyanazt a hálózati protokollt kell használnia. Mivel a jelismétlő teljesen „átlátszó” a két (vagy több) összekötött szegmens számára, ezért a szegmensekben nem lehet két azonos cím. Minthogy ez az eszköz az egyik szegmensben terjedő jeleket egyszerűen átvezeti a másik szegmensbe, az így összekötött hálózatoknak azonos típusúaknak kell lenniük. Tipikusan soros topológiájú hálózatban alkalmazzák, hiszen gyűrű felépítés esetén minden állomás eleve jelismétlőként működik: fogadja a jelet, majd helyreállítva, erősítve küldi tovább azt. Csillag topológiájú hálózatban az aktív hub-ok végzik a jelek regenerálását.

Hálózati híd /bridge/ A LAN-ok komolyabb igényeket kielégítő összekötésére szolgál a hálózati híd. Mivel az adatkapcsolati rétegben működik, némileg belelát az üzenetekbe, éppen annyira, hogy képes 25

kiolvasni az állomások fizikai címét - azaz minden csomagról meg tudja állapítani, hogy melyik gépnek megy, és melyik küldte. Miután megállapította a címzett kilétét, el tudja dönteni, hogy melyik szegmensbe kell továbbítania az üzenetet. Ha a cím nem létezik, mert például a gépet kikapcsolták, akkor nem továbbítja az üzenetet. Ily módon két szegmens között a hálózati híd szűrőként működik. Ha a tervezett hálózat előreláthatólag nagy forgalmú lesz, de a forgalom több, jól elhatárolható részre bontható, akkor érdemes eleve több, híddal összekötött szegmenst tervezni. Ez esetben az egyes szegmenseken belüli nagyon nagy forgalom nem adódik össze az egész hálózatban, a szegmensek közötti gyérebb forgalmat pedig a hidak gond nélkül lebonyolítják. Ehhez az kell, hogy a szegmensek közötti adatforgalom sokkal (nagyságrendekkel) kisebb legyen az egyes szegmenseken belülinél, amit megfelelő szervezéssel el is lehet érni. Lévén, hogy a hálózati híd a fizikai réteg felett működik, fizikailag eltérő szegmensek összekötésére is alkalmas. Ennek következtében a fent vázolt megoldás azzal is szépíthető, hogy az igen nagy forgalmú szegmenseket optikai kábellel, a többit pedig csavart érpárral vagy koaxiális kábellel építik ki. A hálózati híddal összekötött szegmensekben minden állomáshoz egyedi címet kell rendelni. A hálózati hidak tisztán szoftverrel megvalósíthatók, a szükséges hardvert a meglévő hálózati eszközök adják. Az egyik számítógépbe két (vagy több) hálózati kártyát helyezünk (mindegyikük egy-egy szegmenst fog ellátni), és a gépen a hálózati híd programját futtatjuk, amely vezérli a kártyákat. Hogy aztán ez a gép kizárólag a bridge szerepét játssza-e (ha nyolctíz szegmens lóg rajta, akkor nem is igen marad másra ereje), vagy munkaállomásként is üzemel, azt az üzemeltető (a felhasználó) dönti el. Létezik olyan hálózati híd, amely nem más, mint egy háttérben meghúzódó tárrezidens program, de van olyan is, amelyik egy teljes gépet lefoglal. Persze léteznek kifejezetten hálózati híd céljára épített hardvereszközök, amelyeket nagy forgalom, nagyszámú szegmens esetén érdemes alkalmazni.

Forgalomirányító /router/ Komolyabb igények esetén használják a forgalomirányítókat, amelyeket néha közvetítő rendszereknek (intermediate system) is neveznek. A rajta áthaladó üzenetet az OSI modell alsó három rétegéig tudja elemezni vagyis az állomások fizikai címén túl a logikai címet is kiolvashatja. Alkalmazásával logikailag fel lehet osztani a hálózatot. (Az ilyen alhálózatokat nevezik angolul subnetwork-nek vagy röviden subnet-nek.) Egy alhálózat leggyakrabban egy fizikai szegmensnek felel meg, de több fizikai szegmens is bevehető egy logikai alhálózatba, illetve egy fizikai szegmens több alhálózatra bontható. Az üzenet a végállomás logikai címe mellett tartalmazza a következő közvetítő csomópont (router) fizikai címét is. Ezt a címet a router a kapott üzenetben a következő forgalomirányító címére cseréli le. Hogy melyik legyen a következő cím, azt a forgalomirányító határozza meg, dinamikus vagy statikus módszerrel. Előbbi esetben akkor kezdi felderíteni a legjobb utat, amikor kap egy csomagot, így a legjobb út mindenkor a hálózat pillanatnyi állapotától fog függeni. Az utóbbi módszer alkalmazásakor egy térkép alapján jelölődik ki az út, miáltal adott helyre mindig ugyanazon az úton továbbítódik az üzenet, függetlenül a zsúfoltságtól, a kihasználtságtól. Sejthető, hogy a forgalomirányítók sokkal nagyobb feldolgozási teljesítményt igényelnek, mint a hálózati hidak, ezért aztán lényegesen lassabbak is. (Az átviteli sebességet az időegység alatt továbbított adatcsomagok számával mérik.) Általában az adott helyzet dönti el, hogy hidat avagy forgalomirányítót érdemes-e üzembe állítani, hiszen a router sokkal intelligensebb adatirányításra képes. A forgalomirányítók többnyire szoftverek, amelyek jellemzően több szegmenshez kapcsolódó számítógépen futnak. Nagyobb hálózatokhoz, nagy sebességű átvitelhez készülnek 26

kifejezetten forgalomirányító célszámítógépek, a helyi hálózatoknak azonban ma még nincs szükségük ilyenekre. Forgalomirányítóval olyan szegmensek köthetőek össze, amelyeknek a hálózati réteg feletti rétegei ugyanazt a protokollt használják, azaz az átviteli szinten és a felett kompatíbilisek. Ily módon meglepően sokféle hálózat (pl. Ethernet és ARCnet) között teremthető kapcsolat.

Hálózati zsilip, átjáró /gateway/ Ha két hálózat az OSI szerinti hálózati réteg feletti szinteken is eltérő protokollokat használ, akkor szükséges a hálózati átjáró alkalmazása. Komoly feladatot lát el a gateway, hiszen gyökeresen eltérő filozófiájú hálózatok között kell biztosítania az egyértelmű tolmácsolást. A kapott csomagot teljesen visszafejti és a felhasználói szintű utasításokat, kéréseket lefordítja a célhálózat nyelvére. A fordítás lényeges elemei a következők:  Üzenetformátum átalakítása. Az üzenetek hossza, maximális hossza, kódolása eltérő; ezeket a címzett által ismert formátumúra kell átalakítani. 



Címkialakítás. Minthogy a hálózatok címzési szabályai eltérőek lehetnek, a címeket a célállomás hálózata által ismert formátumúra kell átalakítani. Protokoll átalakítás. Az OSI modellnél láttuk, ahogy egy üzenet egyre mélyebbre merül az OSI rétegekben, úgy hízik, mivel minden réteg hozzáteszi a maga vezérlőinformációját. A hálózati átjáró ezeket a vezérlőinformációkat lecseréli a címzett által használt típusúakra. Ez azért igen komoly feladat, mert a két hálózatban az egyes rétegek a legritkább esetben feleltethetőek meg pontosan egymásnak.

Rendkívül nagy rugalmasságot kínál a hálózatok összekötésében, hiszen gyökeresen eltérő hálózatokat is összekapcsolhatunk a segítségével. Ehhez mérten a gateway rendkívül bonyolult és drága eszköz, amely csupán az általa ismert két hálózat közötti forgalmat képes lebonyolítani. Léteznek olyan hálózati zsilipek, amelyek a hálózati forgalomnak csak egy meghatározott részét képesek átengedni a két, kapcsolódó szegmens között. A drágább és gyorsabb hálózati zsilipek önálló célszámítógépek (kisebb-nagyobb dobozok), míg a kisebb tudású és olcsóbb típusok bővítőkártya formájában vásárolhatók meg. Az összekapcsolást végző eszközök felosztása az OSI modell alapján történik, aszerint, hogy az OSI modell melyik szintjén dolgoznak.

Több hálózat összekapcsolásánál alkalmazott eszközök Összekötő OSI réteg Fizikai

Adatkapcsolati

Hálózati (vagy felette)

Jelismétlő (repeater)

azonos

azonos

azonos

Hálózati híd (bridge)

eltérő is lehet

azonos

azonos

Forgalomirányító (router)

eltérő is lehet

eltérő is lehet

azonos

Hálózati átjáró (gateway)

eltérő is lehet

eltérő is lehet

eltérő is lehet

Mint láttuk, a helyi hálózatok sokféleképpen köthetők össze. A kiépítést megelőző gondos tervezés a bővítést is segíti, később ugyanis visszaüthet, ha túl olcsó hálózati megoldást választunk. A nagyobb információs rendszerek, ha egyszerre nem valósíthatóak meg, mert 27

nincs meg a szükséges pénz, szegmensenként is kiépíthetőek, ez esetben előre gondolni kell azok későbbi összekapcsolására.

7. Protokollok A protokollok a hálózat különböző rétegeire vonatkozó szabványok, amelyek megszabják, hogy miként lehet és érdemes kialakítani a hálózatot. Néhány közülük csak az OSI modell alsó két rétegének megfelelő szabályokat valósítja meg, a többi pedig ezekre épülve, ezek felett működik.

Ethernet Napjainkban Magyarországon és világszerte is a LAN-ok döntő többsége Ethernet protokollon alapul. Az Ethernet név alatt tulajdonképpen két protokollcsalád rejtőzik. Az eredeti Ethernet-et a Xerox fejlesztette ki a hetvenes években. Az IEEE ezután bocsátotta ki a 802.3 leírást, amely lényegében megegyezett az Ethernet-tel. Az Ethernet - miként a 802.3 és 802.2 leírás együttesen az OSI modell alsó két rétegét fedi le. Az Ethernet hálózat versenyeztetéses, ütközésérzékeléses közeghozzáférést használ. A munkaállomás belehallgat a vezetékbe, és ha üresnek találja, akkor elküldi a csomagját. Az eredeti Ethernet szabvány vastag koaxiális kábelt, soros topológiát és 10 Mbit/sec átviteli sebességet írt elő. Az IEEE 802.3 több változatot is lehetővé tesz a fizikai kapcsolatra vonatkozóan. Kiépíthető vékony koaxiális kábellel, soros topológiával és 10 Mbit/sec átviteli sebességgel, ezenkívül lehetséges a csillag topológiával kialakított csavart érpáros megoldás is. Utóbbi esetben a sávszélesség kábelezéstől függően akár a Mbit/sec is lehet. A háromféle felépítés közül a csavart érpáros a legkorszerűbb, de egyszerűségének köszönhetően a vékony koaxiális kábellel telepített hálózat is közkedvelt. A vékony koaxiális változatnál (10Base-2 jelölés is alkalmazott) a szegmenseket mindkét végükön le kell zárnunk egy-egy 50 ohmos ellenállással, és az egyik végüket földelnünk is kell, mert különben hálózati hibák léphetnek fel. Legkönnyebben a vékony koaxiális kábelezéssel valósítható meg, ahol a kábel egy T dugóval csatlakozik a hálózati kártyára. A rendszer felépítésénél fogva igen sérülékeny, szakadás esetén a hálózat részben vagy egészen működésképtelenné válik. A kábelezés kialakításakor a legfontosabb szabályok a következők:  egy szegmens hossza nem haladhatja meg a 185 métert 

két állomás közé maximum két jelismétlőt iktathatunk



az állomásokat nem tehetjük fél méternél közelebb egymáshoz



egy szegmensen belül maximált az állomások száma

A legkorszerűbb Ethernet hálózatok csavart érpárosak (10Base-T). Kábelezésük többfajta lehet, a csúcsot manapság a Category 5 előírás jelenti, ennek átviteli sebessége megfelelő kábel és gondos szerelés esetén a 100 Mbit/sec-t is elérheti. A rendkívüli sebesség kihasználásához azonban ugyanilyen gyors hálózati elemek (kártyák, forgalomirányítók) kellenek. A hálózat csillag kiépítésű, a vezetékek egy hub-ból ágaznak ki, és végükön egy-egy munkaállomás vagy egy újabb hub található. Az ágak hosszúsága maximum 100 méter lehet, vagyis a teljes hálózat egy hub-bal 200 métert ívelhet át. A rendszer hibatűrő, hiszen ha valahol megsérül a kábel, legfeljebb egy számítógép esik ki. A hálózat könnyen alakítható és az üzemeltetést rengeteg eszköz segíti. Ethernet hálózatban a jel átvitele alapsávú, a kódolás típusa Manchester. 28

NetBIOS, NETBEUI A NetBIOS (Network Basic Input Output System) egy szabványszerű, sokak által tiszteletben tartott eljárásgyűjtemény. Hasonló a BIOS megszakításokhoz vagy a modemek által használt Hayes AT-parancsokhoz, amelyek esetében mindaddig fennáll a kompatibilitás, amíg valaki el nem tér a közmegegyezéstől. Másként fogalmazva, a NetBIOS egy alkalmazásprogramozói felület (API), melyen keresztül jól szabályozott módon érhetők el és kezelhetők a hálózat többi elemei is. A NetBIOS azonosítja és nyilvántartja a hálózat gépeit, felépíti két gép között a kapcsolatot, fenntartja, majd a munka végeztével bontja azt. Összeállítja a továbbítandó adatokat a hálózati kártya számára, illetve nyugtázza az átvett adatot a hálózati kártya felé. Ebből látható, hogy a NetBIOS két gép közötti, pont-pont típusú kapcsolatra készült. Mivel a kapcsolat felépítésén és az adatok küldésén-fogadásán túl mást nem tesz, az állománykezelést (megnyitást, olvasást, lezárást stb.) és a nyomtatási műveleteket egyéb módon kell megoldani, rendszerint az egyes számítógépek erőforrásainak kezelését az operációs rendszerre hárítják. Emiatt a NetBIOS-ra épülő hálózati szoftverek kicsik, gyorsak, egyszerűek, mivel azonban kötődnek az őket futtató operációs rendszerhez, annak korlátait is öröklik. Az egyik elterjedt NetBIOS megvalósítás a Microsoft féle NETBEUI, amelyet a különböző Microsoft operációs rendszerek hálózatos kiterjesztéséhez terveztek. Előnye, hogy a legelterjedtebb PC-s operációs rendszerekkel (Windows változatok) „ingyen” kapjuk, hátránya viszont, hogy más gyártók nem támogatják.

IPX/SPX Az IPX/SPX a magasabb rétegek protokolljainak egyik nagy családja. Az OSI modell hálózati és szállítási rétegének funkciót valósítják meg. Hosszú ideig a különböző Novell (NetWare) hálózatok alapprotokolljának számítottak, ugyanakkor más gyártók által is támogatott protokollok. Az IPX előzetes kapcsolat létrehozása nélküli adatforgalmazást valósít meg, elsődleges feladata az adatok hálózatok közötti irányítása, a routing. Az SPX protokoll a kapcsolatorientált adatforgalom létrehozására szolgál, működése során ráépül az IPX-re. Az IPX protokoll minden hálózati kérést nyugtáz és ez az adminisztrációs többlet a hálózati terhelésben is jelentkezik.

TCP/IP A TCP/IP az Internet protokollok készlete. Több tucat protokollt foglal magába, mégis csak a rövid TCP/IP néven szoktak rá hivatkozni, amely a család két legismertebb tagjára utal. 1975ben kezdték el fejleszteni, azóta az egymástól különböző rendszerek összekötésére ez a leggyakrabban használt protokoll. Az IP a hálózati réteg protokollja, a hálózatok összekötésénél van szerepe. Az IP a kapcsolat előzetes felépítése nélküli adattovábbítást teszi lehetővé, továbbá gondoskodik a rossz sorrendben érkezett csomagok helyes sorrendbe állításáról. Csak akkor válaszol a küldőnek (nem úgy, mint az IPX), ha valami hiba történt. Így jóval hatékonyabban használható ki a hálózat kapacitása. A TCP az elsődleges Internet protokoll, amely teljes duplex kapcsolatkiépítéssel létrehozott, nyugtázásos kommunikációt tesz lehetővé. A TCP is az IP protokollra ráépülve, annak szolgáltatásait használja fel működése során.

29

Protokollok OSI modell szerinti megfeleltetése OSI réteg

NETBEUI

IPX/SPX

alkalmazói

Internet protokollok SMTP

megjelenítési

FTP

kapcsolati szállítási

Telnet NETBEUI

hálózati adatkapcsolati

SPX

TCP

IPX

IP

ARCnet, Ethernet, FDDI

fizikai

TCP/IP protokollhierarchia Alkalmazási FTP, HTTP, IMAP, IRC, POP3, SIP, SMTP, SNMP, SSH, Telnet, Bittorrent Szállítási SCTP, TCP, RTP, UDP, IL, RUDP, … Hálózati IPv4, IPv6, … Adatkapcsolati Ethernet, Wi-Fi, Token ring, FDDI, PPP, … RS-232, 100Base-TX, 1000Base-TX, 10Base2, 10Base-T, Fizikai

IP-cím Az IP-ben a forrás- és célállomásokat (az úgynevezett hostokat) címekkel (IP-címek) azonosítja, amelyek 32 biten ábrázolt egész számok; azonban ezt hagyományosan négy darab 8 bites (azaz 1 byte-os, vagyis 0 és 255 közé eső), ponttal elválasztott számmal írjuk le a könnyebb olvashatóság miatt (pl: 192.168.42.1). A címek felépítése hierarchikus: a szám bal oldala (vagy szakmai nevén a legnagyobb helyiértékű bitek felől indulva) a legfelső szintet jelenti, és jobbra haladva az ez alatti szinteket kapjuk meg, például egy szolgáltatót, a szolgáltató alatti ügyfeleket, és az ügyfelek alatti egyes számítógépeket. A teljes IP cím két részre osztható: egy hálózati és egy hoszt azonosítókból áll. A hálózati azonosító hossza változó méretű lehet, azt a teljes cím első bitjei határozzák meg, az IP címeket ez alapján címosztályokba soroljuk.

Címosztály

Cím bitjei

Hálózati + Osztály azonosító hossza

A osztály B osztály

0...x 10...x

8 bit 16 bit

C osztály

110...x 24 bit

Hálózatok száma 27-2 = 126 214 = 16384 221 = 2097152

Hoszt azonosító hossza 24 bit 16 bit

224=16777216 216=65536

8 bit

28=256

Kiosztható hosztok száma

30

A címosztályok alkalmazása lehetővé teszi a címek optimálisabb kiosztását, azáltal, hogy egy intézmény, szervezet stb. számára egy alacsonyabb osztályú cím is kiosztható adott esetben (kevés hosztja van) így nem foglal le felesleges - fel nem használt, ki nem osztott - címeket, ha nincs rájuk szüksége. Az IPv6 esetében a címzésre 128 bit áll rendelkezésre. Ugyanakkor ellentétben az IPv4 hálózatokkal, ahol a hálózati maszk változó méretű, az IPv6 esetében a hálózatok fixen 64 bites (/64) prefixeket használnak. Háromféle egyedi (unicast)[9] cím típust lehet megkülönböztetni:   

link lokális cím (link local address, FE80::/10), globális unicast cím (GUA: global unicast address) és egyedi lokális cím (ULA: unique local address, FC00::/7).

Minden végberendezésnek (host) rendelkeznie kell link lokális címmel és legalább egy GUA címmel az IPv6 Internet eléréséhez. Egy IPv6-os cím 8 db 4 hexadecimális számjegyből álló csoportból áll, kettőspontokkal elválasztva. Egy érvényes cím a következőképp nézhet ki: 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334 Négy 0-ból álló négyes (0000) elhagyható, és helyére négyespont írható (::).

Kiszolgálók (server) - kliensek A kiszolgáló vagy szerver (angolul server) olyan (általában nagyteljesítményű) számítógépet, illetve szoftvert jelent, ami más gépek számára a rajta tárolt vagy előállított adatok felhasználását, a kiszolgáló hardver erőforrásainak (például nyomtató, háttértárolók, processzor) kihasználását, illetve más szolgáltatások elérését teszi lehetővé Jellemzői    

Passzív, a kliensektől várja a kéréseket. A kéréseket, lekérdezéseket feldolgozza, majd visszaküldi a választ. Általában nagyszámú klienshez kapcsolódik egyszerre. Általában nem áll közvetlen kapcsolatban a felhasználóval.

A kiszolgálókat többféleképpen csoportosíthatjuk, például:   

a funkciójuk szerint, például webkiszolgálók, FTP-kiszolgálók, adatbázis-kiszolgálók; a kiszolgált kör alapján, például internetes kiszolgálók, intranetes kiszolgálók; a teljesítményük alapján.

A kliens-szerver olyan architektúra amely elválasztja egymástól a klienst és a szervert, és az esetek nagy többségében egy számítógép hálózaton alakítják ki. A hálózat klienseit és szervereit más néven csomópontnak (angolul node) is nevezhetjük. A kliens-szerver 31

archiitektúra legaalapvetőbb formájábann mindösszee kétfajta csoomópont vaan, a kliens és a szervver. Ezt az egyszerű e arcchitektúrát két k szintűn nek (angolull two-tier) hhívják. Bonyyolultabb arrchitektúrákk is léteznekk amelyek 3 különbözőő típusú csom mópontból állnak: á kliennsből, alkalm mazás szervverből (application serv ver) valaminnt adatbáziss szerverből (database serveer). Ezt három szintű (three-tier) ( architektúráának hívjákk, és a leggyyakrabban allkalmazott a klieens-szerver megoldásook közül. Am melyek kettőnél több szzintet tartalm maznak töb bbszintű (multi-tiered) éss n-szintű (nn-tiered) arcchitektúránaak is nevezzzük. 1 éveekben hasznnálták olyann számítógép pekre (PCA kliiens-szerverr kifejezést először az 1980-as kre) amelyek háálózatban működtek. m A ma ismert modell m a 800-as évek véégén vált elffogadottá. A kliiens-szerverr szoftver arrchitektúra egy sokoldaalú modulááris infrastrruktúra am mely azért alakuult ki, hogy a használhaatóságot, ruugalmasságo ot, együttműűködési leheetőségeket és é bővítthetőséget megnövelje m a centralizáált, nagygép pes, időosztáásos rendszzerekhez kép pest.

A peeer-to-peer vagy P2P paradigma p l lényege, hog gy az inform matikai hálóózat végpon ntjai közvvetlenül egymással kom mmunikálnaak, központii kitüntetett csomópontt nélkül. A peer-top peer fogalom kéét hasonló, de d célját tekkintve mégiss eltérő fogaalomkört is takar: a száámítógépek egyenrangú techhnológiai szzintű kapcsoolódási mód dját egy helyyi hálózatonn, valamint valamilyen célbóól közvetlennül kapcsolóódó szoftverr megoldáso ok működéssi elvét. A k közvetlen kapcsolat k hibatűrőbb feléépítést, skáálázhatósággot jelent. Hátrányai: H a nehezebb b adminiszttráció, az nálata. erőfoorrások pazarló haszn

322

WLAN (wireless network) Legelterjedtebb szabványok Típus Maximális sebesség Frekvencia Megjegyzés 802.11a 54 Mbit/s 5 GHz 802.11b 11 Mbit/s 2,4 GHz 802.11g 54 Mbit/s 2,4 GHz 802.11n 300 Mbit/s 2,4 GHz 





802.11a: 5 GHz-es frekvenciasávban működő eszközök; előnye a nagy távolság és sávszélesség, viszont jellemzően csak pont-pont kapcsolatra használják és az ehhez használható eszközök általában drágábbak. Különösen fontos az optikai rálátás a két pont között. 802.11b: 2,4 GHz-es tartományban működő eszközök; hatótávolsága a terepviszonyoktól függően széles skálán mozoghat, lényegesen kisebb, mint a 802.11a, pont-multipont kapcsolatoknál 1 km-es sugarú körön belülre szokták tervezni. Átviteli sebessége max. 11 Mbit/s 802.11g: 2,4 GHz-en működő eszközök, a 802.11b-vel sok tekintetben megegyezik, a routerek nagy része mindkettőt támogatja. Előnye, hogy nagyobb sávszélességet képes átvinni, hátránya pedig, hogy a távolság növekedésével lényegesen romlik a hatásfoka és érzékenyebb az interferenciára. Átviteli sebessége max. 54 Mbit/s.

Felhasználási területek Irodákban, nyilvános helyeken (repülőtér, étterem, hotel, stb.) megvalósított vezeték nélküli helyi hálózat, aminek segítségével a látogatók saját számítógépükkel kapcsolódhatnak a világhálóra. Kialakítása a következő módokon történhet:   



Publikus, nyílt hálózat: bármely wi-fi routerrel kialakítható, az így létrehozott hálózathoz bárki csatlakozhat, mindenféle korlátozás nélkül Privát hálózat: a hálózat saját felhasználásra lett kialakítva, melyet egy titkos jelszó véd, így ahhoz csak a jelszó ismeretében lehet csatlakozni Publikus, zárt hálózat: egy speciális szoftver gondoskodik arról, hogy a hálózatot csak egy kód ismeretében, korlátozott ideig lehessen használni. Ezt a formát rendszerint éttermek, kávézók használják, ahol az internet elérés fogyasztáshoz van kötve Kereskedelmi HotSpot szolgáltatás: a vezeték nélküli hálózat csak díjfizetés ellenében, korlátozott ideig használható

33

Felhő alapú számítástechnika - cloud computing A felhő alapú számítástechnika hihetetlen méretű vitákat és izgalmat hozott a vállalati IT világába. A különböző méretű szervezetek folyamatosan növelik a hatékonyságot és csökkentik a költségeket, gyorsan átveszik a kihelyezett szoftver-, platform- és infrastruktúra megoldásokat. Most áttekintjük a felhő alapú IT trendjeit. Egy évszázaddal ezelőtt sok nagyvállalat rendelkezett saját elektromos ellátással, saját generátorokkal és saját infrastruktúrákkal. Manapság már ez a kivételes körülményektől eltekintve elképzelhetetlen. Pontosan ugyanez az alapelv terjeszti a felhőt – nagyságrendi megtakarítást jelent az IT-ben. Bár a definíciók eltérőek, a felhő alapú számítástechnika alapvetően az IT infrastruktúra, szolgáltatások és szoftver valós idejű biztosítását jelenti az interneten vagy egy belső, web alapú infrastruktúrán keresztül. A szakértők előrejelzése szerint néhány éven belül a legtöbb vállalat legalább néhány felhő alapú alkalmazást és szolgáltatást fog használni. Általában a felhő alapú megoldások három nagy kategóriába sorolhatók, ezek név szerint az SaaS, a PaaS és a IaaS. Az SaaS a Software-as-a-Service, azaz szoftver szolgáltatásként rövidítése. Az SaaS megoldások szoftveres alkalmazásokat kínálnak a felhőn keresztül. Közismert példák az SaaS-re a Google Apps web alapú irodai csomagja. A Platform-as-a-Service, PaaS, azaz platform szolgáltatásként megoldások internetes hozzáférést biztosítanak az informatikai erőforrásokhoz és a programozó eszközökhöz, melyeket a fejlesztők felhasználhatnak felhő alapú alkalmazások létrehozására és hosztolására. A Microsoft Windows Azure és a Salesforce.com Force.com szolgáltatása közismert PaaS megoldások. Végül, az Infrastructure-as-a-Service (IaaS), azaz infrastruktúra szolgáltatásként megoldások infrastrukturális erőforrásokat nyújt a weben keresztül, például tárterületet és számítási teljesítményt. A legismertebb IaaS szolgáltatók között található az Amazon Web Services. Függetlenül attól, hogy melyik kategóriába tartoznak, a felhő megoldások nyilvános felhőn és magán felhőn is nyújthatók. A nyilvános felhő megoldások az adatokat az interneten keresztül cserélik, és a felhasználó oldaláról csak egy webböngészőt és nagy sebességű internetkapcsolatot igényelnek. Ezeket tipikusan előfizetés alapján számlázzák, azaz csak a felhasznált erőforrásért kell fizetnie. A magán felhő megoldások ehelyett magántulajdonú vagy bérelt kiszolgálón, vállalati tűzfal mögött működnek. Sok IT-vezető szerint ezeket könnyebb megvédeni és kezelni. 34

Már látható, hogy a felhő alapú számítástechnika számos előnnyel jár a vállalatok számára. Például nem kell adatközpontot létrehozni a vállalat működtetéséhez, ezzel idő és pénz takarítható meg, továbbá önkiszolgáló módon a vállalati szolgáltatásokat gyorsabban lehet elindítani és biztosítani. A felhő alapú számítástechnika lassan már hatással van a vállalati üzleti modellekre, például az Apple egy teljesen új üzleti modellt hozott létre az iTunes zenelejátszó alkalmazással.

A végfelhasználók általában ismerik a Software-as-a-Service (SaaS) megoldásokat, mert ezekkel kerülnek kapcsolatba. A SaaS megoldások szoftveres alkalmazásokat biztosítanak a felhőn keresztül, ilyenek például a webáruház alkalmazások. A Platform-as-a-Service (PaaS), azaz Platform szolgáltatásként megoldások ehelyett internetes hozzáférést biztosítanak az informatikai erőforrásokhoz és a programozó eszközökhöz, melyeket a fejlesztők felhasználhatnak felhő alapú alkalmazások létrehozására és hosztolására. Az Infrastructureas- a-Service (IaaS), azaz Infrastruktúra szolgáltatásként megoldások infrastrukturális erőforrásokat nyújt a weben keresztül. Az Infrastructure as a Service (IaaS) lényege, hogy a felhasználó nem szoftvert vagy alkalmazásplatformot kap a felhőben, hanem egy olyan infrastruktúrát, amelyen saját (virtuális) szervereit futtathatja. A megközelítés előnye, hogy egy szolgáltatás elindításához nem szükséges hardvert vásárolni és üzemeltetni, a felhőben biztosított a magas rendelkezésre állás és a méretezhetőség, egy szervernek egyik pillanatról a másikra megduplázhatjuk a memóriáját vagy növelhetjük a rendelkezésre álló tárkapacitást, illetve igény esetén csökkenteni is lehet ezeket - a szolgáltató használat alapján számláz. Rugalmas és gyors IT környezet A felhő alapú számítástechnika és a virtualizáció gyakran kéz a kézben járnak. A virtualizáció során a valódi helyett virtuális verzióját hozzuk létre valaminek, például egy hardverplatformnak, operációs rendszernek, tárolóeszköznek vagy hálózati erőforrásnak. A legtöbb felhő infrastruktúra erőteljesen használja a kiszolgáló virtualizációt, egy technológiát, amely lehetővé teszi, hogy egy fizikai kiszolgáló több, saját operációs rendszerrel és alkalmazásokkal rendelkező virtuális kiszolgáló hosztja legyen. Egy alkalmazás csúcsterhelését is támogató egyetlen fizikai kiszolgáló elegendő tartalék – és gyakran használaton kívüli – kapacitással való beállítása helyett egy vagy több adatközpont számítási teljesítményét és tárolókapacitását lehet dinamikusan elosztani, hogy megfeleljen a különböző alkalmazási terhelések igényeinek. Ugyanazt a munkát jóval kevesebb használaton kívüli kapacitással lehet elvégezni. 35

A virtualizált környezetek jelentős üzleti és technológiai előnyökkel járnak a felhő alapú szolgáltatásokat nyújtó vállalat számára. A felhő alapú megoldások általában rugalmas, erőteljesen automatizált infrastruktúrák, melyeket egyszerűbb és olcsóbb menedzselni. A felhasználók szabadon használhatják az általuk választott webképes hardvert, beleértve az okostelefonokat és a tableteket is. Továbbá a nyilvános felhő megoldásoknak köszönhetően a vállalatoknak nem szükséges előre nagy befektetéseket eszközölni a hardverekbe és szoftverekbe, mivel nincs szükségük a helyi kiszolgáló erőforrásaira. Ha a vállalat nem rendelkezik saját kiszolgálóterülettel, akkor szabadon módosíthatja az általa elfoglalt területet az váltakozó igényeknek megfelelően. A módosítások gyorsak, mert a legtöbb felhő alapú megoldás lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy dinamikusan bővítsék vagy csökkentsék a számítási vagy tárolási kapacitást, köszönhetően a virtualizáció által biztosított rugalmasságnak. Mivel a virtuális kiszolgálók lényegében nem sokkal többek egy kifinomult számítógépes fájlnál, egy új létrehozása tipikusan töredéknyi időbe kerül egy új fizikai eszköz telepítéséhez képest. Ennek köszönhetően a felhő környezetek képessé teszik a vállalatokat, hogy az új alkalmazásokat és szolgáltatásokat a hagyományoshoz képest sokkal gyorsabban vezessenek be. A felhőbe integrálható szolgáltatások összetevőinek részletesebb elemeit és ezek kapcsolatát mutatja a következő ábra:

Virtulizáció A virtualizáció az elmúlt évek igen jelentős technológiája. Sokan sokféle képen határozzák meg, és a virtualizáció a növekvő vállalatok, felhasználók számára, sok előnyt kínál. Ma az IT-ben egy állandó van, a változás. Az új stratégiákkal, mint a konszolidáció, és a virtualizáció, a változás jól kiszolgálható. Egyszerűbb, jobban skálázható, költséghatékonyabb IT infrastruktúra érhető el, amely rugalmasabban követheti a változásokat. Az üzleti célok szempontjából ki kell emelni, hogy az energia, és a hely igénye kisebb. 36

A VIRTUALIZÁCIÓ FOGALMA A virtualizáció egy keret rendszer vagy módszer, a számítógép erőforrásainak felosztására, egy többszörös megvalósító környezetre, alkalmazva egy vagy több koncepciót vagy technológiát, mint a hw és sw felosztás, az időosztás, a részleges vagy teljes gép szimuláció, emuláció, minőségi szolgáltatás, konszolidáció, és sok más. A HP szerint a virtualizáció egy alkalmazkodó infrastruktúrának a létrehozásra alkalmas, az erőforrások szükség szerinti felhasználása, a szükségszerinti munkaterhelés erőforrások közötti elosztása, és a magas rendelkezésre állás területén, valamint elősegíti az erőforrásokkal való ellátás kiegyensúlyozottságának biztosítását, a túlzott vagy alábecsült ellátás elkerülését. Néhány további példa az ismert definíciók közül:  A virtualizáció, valaminek egy látszólagos verziója (sw-rel megosztott hw).  A folyamatok elválasztása az Operációs Rendszertől a fizikai gépen.  A virtualizáció számítógép a számítógépben, sw-t alkalmazva.  A virtualizáció egy hw megosztása, több virtuális, látszólagos részre.  A virtualizáció o több egységre bontja, ami egy, o egynek látatja, ami több részből áll. A virtualizáció paradigmaváltás a vállalati háttér iroda (backend) fejlesztési koncepciójában, és az architektúrájában. A Wikipedia szerint a virtualizáció egy tág szakkifejezés, amely valójában a számítógépes erőforrások absztrakciója. Igy az lehet:    

Platform virtualizáció, azaz az operációs rendszer szeparálása, az alárendelt platform erőforrásoktól. Erőforrás virtualizáció, azaz speciális erőforrások virtualizálása. Alkalmazás virtualizáció, azaz idegen hw/sw alkalmazás befogadása. Desktop virtualizáció, azaz a desktop távoli kezelése.

A virtualizáció a környezetet két részre bontja: 

A frontend, (előtér) a környezet azon része, amely közvetlenül kommunikál a felhasználóval, míg  A backend (háttér) tartalmazza a komponenseket, amelyek a frontend outputját dolgozzák fel. Ez, tehát egy absztrakció, amely a hagyományos környezet elemeinek szétválasztását valósítja meg. A virtualizáció a gyorsan növekvő IT szolgáltatások revíziója, adaptálása vagy fejlesztésé, amely sok fizikai szervert, sok logikai szerverré konszolidál kevesebb fizikai szerverrel. Mindez csökkenő költségeket, növekvő alkalmazkodó képességet, és rugalmasságot, egyszerűbb menedzsmentet, és az automatizálás következtében növelt erőt jelent.

37

Elektronikus kereskedelem Mi az e-kereskedelem? A magyar szóhasználatban gyakran keveredik az e-business és az elektronikus kereskedelem (e-commerce) fogalma, és helytelenül mindkettő alatt az e-business fogalomkörébe tartozó tartalmat értik. Az e-business része az e-commerce (e-kereskedelem), az Internet (online) marketing, a vevőtájékoztatás, az értékesítés, a logisztika, a vállalati költségek csökkentése, vagyis minden, ami kapcsolatba hozható a világhálóval és az azon keresztül történő pénzszerzéssel. Az e-commerce a weben keresztül biztosít kényelemes és gyors vásárlási lehetőséget, vagyis nem más, mint a számítógépes hálózatokon keresztüli kereskedés. Az Internet azonban nem mindenre jó, meg kell találni azokat a területeket, ahol hatékonyabb, mint a hagyományos kereskedelem. Ezen belül az e-business korlátlan lehetőséget kínál a vállalatok számára. Fontos, hogy a vállalkozás rendelkezzen üzleti stratégiával, és az, hogy az e-business a normál üzletmenet részévé váljon. Sokan, sokféle módon próbálták meghatározni a kifejezés mögött meghúzódó tartalmat, azonban egy általánosan elterjedt definíció még nem született meg. -

olyan üzleti környezet, ahol a szereplők működésük során az információs technológia eszközeit internetes környezetben használják

-

az e-business piacok, szervezetek, folyamatok és rendszerek integrációja internetes vagy ahhoz kapcsolódó technológiákkal

-

az e-business az üzleti folyamatok Internetes technológiákon alapuló támogatása

-

az e-business, azaz az elektronikus üzletvitel nem más, mint kereskedelmi, üzleti és adminisztratív tranzakciók megvalósítása az informatika és a telekommunikáció segítségével

Az elektronikus kereskedelem olyan üzleti tevékenység elektronikus lebonyolítását jelenti, amely adatok (szöveg, hang, kép) elektronikus feldolgozásán és átvitelén alapul. Az elektronikus kereskedelem számos különböző tevékenységet foglal magába, mint áruk és

38

szolgáltatások elektronikus forgalmazását, elektronikus pénzátutalást, elektronikus értékpapír kereskedelmet, elektronikus fuvarlevelek kiállítását, kereskedelmi árvarések bonyolítását, közbeszerzést direkt marketing és ügyfélszolgálati tevékenységet. Az elektronikus kereskedelem fogalomkörébe tartozó tevékenység végezhető az interneten, keskeny sávú alkalmazásokon (teletext) műsorszórással (teleshopping), off-line környezetben. Meghatározás azt sugallja, hogy az elektronikus kereskedelem tartalmában és technikai hátterében a gazdaság a közigazgatás szinte teljes egészét lassanként átszőheti, behálózhatja. Az e-business többről szól, mint csupán a technológiáról. A vállalat számára hasznot hozó világos stratégiai előny megalkotását jelenti, olyanokat, amelyek a munkavállalók, a vásárlók, a partnerek és a beszállítók területén jelentkezhetnek. Az e-business arról szól, hogy kifejlesztenek egy új munkastílust, ami magában foglalja az innovatív stratégia, a folyamatok, a szervezet és a rendszer integrációját. Egyszóval: értéket teremt. Az e-business tényleges fellendüléséhez egy szervezetnek integrálnia kell a vállalati és az Internetes stratégiát. Ehhez szükséges a beszállítói, vevői, partneri kapcsolatok hálózatának fejlesztése. Végső soron ez a kapcsolatrendszer fogja meghatározni, hogy az e-business sikeres lesz-e. E-kereskedelem típusai Az elektronikus kereskedelem fejlődésének történetével összhangban 3 nagy területre bontható. Először a vállalkozás és vállalkozás közötti információs és kommunikációs technológiákon alapuló üzleti tevékenységek alakultak ki. Business to business, e kifejezést használták az amerikaiak e tevékenységre, s az ott szokásos, gyorsan kialakuló szakzsargonnak megfelelően megjelent a B2B rövidítés. Ezt követte a vállalkozás és fogyasztó, azaz a kiskereskedelmi tevékenységek új elektronikus technológiákon megvalósuló formái a B2C, business to costumer. Ezzel párhuzamosan megjelentek a közigazgatás és vállalkozás vagy közigazgatás és állampolgár közötti információszolgáltatás, -gyűjtés esetenként ügyintézés lehetőségeit magába rejtő tevékenységek is (B2A, business to administration). Megjegyezzük, hogy szokás még costumer to administration, C2A kapcsolatról is beszélni, amibe például az elektronikus adóbehajtás, hatósági bizonyítvány kérése sorolható.

39

Business to Business (B2B) A B2B, azaz Business to Business - vállalatközi elektronikus piacterek - két vállalkozás közti üzleti kapcsolatot jelöl, amelynek színtere a világháló. Általában nem csak adás-vétel folyik itt, hanem például a vállalati rendszerek összekapcsolásával nyomon követhető a szállítások teljesítése is. Az információszerzéstől a megrendelésen át a teljesítésig az üzlet az Interneten bonyolódik. A beszerzés, a raktározás, a logisztika területén az elektronikus út alkalmazása költségcsökkenést eredményez, meggyorsítja az üzletkötést. A B2B forgalom teszi ki az e-kereskedelem legnagyobb hányadát. A B2B alkalmazása során elsősorban a meglévő üzleti kapcsolatok hatékonyabb, gyorsabb, költségkímélőbb technológiai megoldása a cél, azok megtartása mellett. A megoldás gyakran a beszállítói lánc kezelését, a partnerekkel a kapcsolattartást alakítja át. E megoldás bevezetésénél éppen az okoz gyakran gondot, hogy a termelés, szolgáltatás technológiájának illesztése az új formákhoz nem okozhat sem időbeli, sem tevékenységi 40

kiesést. A biztonság kérdéseit minden esetben kiemelt szerepet kap nagy értékű pénzmozgások és esetenként ennél is nagyobb értéket jelentő tervek, technológiai utasítások védelmét kell megoldani. Így ezek a rendszerek gyakran a külvilág kizárásával működnek. A B2B számos lehetőséget rejt magában, mind a szállító, mind az ügyfél számára. Szállító lehetőségei: globális jelenlét, javuló versenyképesség, tömeges testreszabás, beszállítói lánc rövidül, lényeges költségmegtakarítások, új üzleti lehetőségek. Az ügyfél lehetőségei: globális választék, minőségi szolgáltatás, személyes szolgáltatások és termékek, igények gyors kielégítése, lényeges árcsökkenés, új termékek és szolgáltatások. B2B szolgáltatások: -

Üzleti ajánlatok bekérése (purchasing)

-

Információk közvetítése (vállalati katalógusok begyűjtése)

-

Kapcsolatteremtési lehetőség az értéklánc szereplőinek (fórum, chat)

-

Üzleti kapcsolat egészének vagy egyes elemeinek bonyolítása (ajánlatok közvetítése, üzleti dokumentáció, aukciók, pénzforgalom, áruszállítás)

B2B előnyei: gyorsaság forgalomnövekedés, könnyebb hozzáférés jobb vevőkapcsolatok hatékonyságnövelés, költségcsökkentés ellenőrizhetőség B2B hátrányai: drága és bonyolult kiépíteni magas fenntartási költségek

41

Az elektronikus kereskedelem B2B szegmensének alakulása világviszonylatban, az amerikai felmérések alapján, folyamatosan növekszik.

Business to Customer (B2C) B2C leglátványosabb technikákra törekedő terület. Itt a fogyasztó a lakosság meggyőzése, megnyerése a hagyományos kereskedelemre is jellemző reklámok, csábítási trükkök

alkalmazásával

történik. Jelentése

Business-to-Costumer

azaz

elektronikus

kiskereskedelem. A végfelhasználók felé történő online eladás. A kereskedés online áruházakban folyik, ahol a fogyasztók a termékekkel kapcsolatos információkhoz jutnak hozzá, ami lehetőséget ad a termékek és azok árainak az összehasonlítására. Az áruházakban ma még leginkább elektronikai cikkeket lehet kapni, de népszerűek a könyvek, bútorok, háztartási gépek is. Elsősorban olyan termékek iránt van bizalom, ahol kevésbé fontos az, hogy a vevő megfoghassa, megszagolhassa, közelről megvizsgálhassa terméket, és az egyéni értékítélete alapján döntsön. B2C Előnyei: -

kényelem: utánjárás nélkül, időmegtakarítással zajlik a vásárlás

-

földrajzi határok megszűnése: a vevő saját otthonában válogathat bármely földrész kereskedőinek termékeiből

-

költségmegtakarítás: az Interneten keresztül olcsóbban vásárolhatunk

-

kínálat teljessége: nincsenek készletezési korlátok

-

non-stop nyitva tartás: az Internet a nap 24 órájában működik

-

új vásárlók elérése: elsősorban a fiatalabb generáció a célcsoport, akiket munkájuk egyébként is az Internethez köt

-

impulzusvásárlások: olyan vásárlásokat válthat ki, amelyek hagyományos értékesítési mód mellett nem következtek volna be

B2C hátrányai: -

a vásárló nem tudja megfogni, közvetlenül szemügyre venni a terméket

-

biztonsági problémák

-

meghatározott vásárlói kör

42

Az elektronikus kereskedelem B2C szegmensének hazai és világszintű bevételei folyamatosan növekedtek és növekednek, az amerikai és hazai felmérések alapján. Business to Administration (B2A) A B2A is üzletmenet, szolgáltatás, működési közigazgatás jogrendje határozza meg. E tevékenységek egyrészt lehetővé teszik az átlátható közbeszerzések bonyolítását, másrészt a demokratikus szavazás egyik technikai lehetőségét. A B2A jelentése Business to Administration, azaz a vállalkozás és a közigazgatás közötti online kapcsolatot jelöli. Itt még megemlíthető a C2A, ami pedig nem más, mint a Consumer to Administration, azaz az ügyfél és a közigazgatás közötti kapcsolat. Mindkét területen a folyamatok nagy százalékában jut kiemelkedő szerephez az információ. Az online kapcsolat a hatóságokkal lehetővé tenné a hivatali ügyek intézését. Be lehetne fizetni az adót, illetékeket, társadalombiztosítási járulékot, cégbírósági-, földhivatali bejegyzést intézni, az iskolások ebéd pénzét egyéb költségeit befizetni, és még sok egyéb hivatalos teendőt intézni gombnyomásra. Az állam is megjelenik a világhálón, szerepe megváltozik, funkciója erősödik. Az állampolgárok és az üzleti szféra felé információt nyújt, és szolgáltatást teljesít. Az Internetet felhasználva gyorsabbá és olcsóbbá teszi a közigazgatást, folyamatos hozzáférést biztosít az információkhoz (pályázatok, jogszabályok, ingatlan-nyilvántartás, stb.). Jövőbeni hatása: felgyorsulhat az ügyintézés és csökkenhetnek a hibalehetőségek.

E-commerce Az e-commerce, a tényleges e-kereskedelem, a számítógép hálózatok elsősorban az Internet alkalmazása, elosztásra és étékesítésre. Az e-kereskedelem a termelő/szolgáltató vállalat és a fogyasztó közötti, illetve a beszállító közötti kapcsolatra koncentrál és az árúk, szolgáltatások, információk kereskedelmét segítik elő. Az e-commerce legfontosabb előnyei: -

Magas szintű információ alacsony költséggel, mely az eladót és vevőt megismerhetőbbé teszi mintegy származtatott erőforrásául a költségek lefaragásához

-

Alacsony belépési költség növeli az információ megosztást

-

24 órás elérés, virtuálisan az egész világon, lehetővé téve a kényelmes üzletelést az érintettek számára

43

-

Az elérhetőség mind az eladó, mind a vevő számára kiterjeszti a piacot

-

Csökkenti ez előállítási, feldolgozási, értékesítési, raktározási költségeket

-

Csökkenti a kommunikációs költségeket

-

Gazdagabb kommunikáció, mint a hagyományos papír és telefonos forma, például a video klipek, hangok és demonstrációs anyagok miatt

-

Gyors termékértékesítési lehetőség dokumentumok és szoftverek tekintetében

-

Megnövelt helyrugalmasság. Azaz, néhány folyamatot az elektronikus kommunikáció miatt bárhova telepíthetek, így az emberek mind a vásárlást, mind a munkavégzést otthonról is végezhetik

Az e-commerce korlátai: -

A rendszer biztonságának, megbízhatóságának, és standardjainak hiánya

-

A személyesség hiánya. Azaz, annak követésének képessége, hogy az üzleti tranzakció túlsó végén ki is van tulajdonképpen

-

Elégtelen sávszélesség; néhány üzleti folyamat nagyon lelassul.

-

Az e-commerce szoftverek, már meglévő adatbázis és más jellegű szoftverekkel való integrálása még mindig nagy kihívás

-

A bizalom hiánya: 1. nem tudjuk, ki van a tranzakció túloldalán, 2. maga az üzleti folyamat egységessége, 3. az elektronikus pénz csak biteket és bájtokat jelent

Természetesen a fenti szempontok általános jellegűek és érvényűek, egy konkrét megvalósításban egyes előnyök, vagy hátrányok fokozottan érvényesülhetnek, illetve további itt nem felsorolt szempontok jelenhetnek meg.

Az e-business alakulása egyes iparágakban Az információ minden iparágban döntő szereppel bír, mégis más hatása van egyik vagy másik területen. Ez eltérő stratégiát, alkalmazási taktikát tesz szükségessé. A megfogható termékeket előállító cégek, mint például egy bútorgyár legnagyobb információfüggősége leginkább a beszerzési és az eladási oldalon tapasztalható, értéket teremteni leginkább itt tud az e-business segítségévek a kezdeti időszakban. Egy biztosító cég számára, amely az értéklánc elejétől a végéig információkkal dolgozik, az e-business csaknem mindenhol értéket tud létrehozni.

44

Az e-business alapvetően meghatározhatja a vállalatok stratégiáját, adott iparágban kiugrás érhető el vele, iparági elvárás lehet vagy marad kiegészítő jellegű. Az egyes típusok jellemzői a következők: 1. Stratégiai szegmens: az itt található iparágak életében már jelenleg is meghatározó az e-business, a jövőben ennek fokozódása várható. Ezért az iparág vállalatainak szükségszerűen e-businessben kell gondolkodniuk, a stratégiájuk alapvető elemévé válik az e-business. Természetesen óriási eltérések vannak azonos iparágon belül a fejlett és fejlődő országok között, éppen ezért a tulajdonosok a fejlett országokra jellemzőek, de mutatják a fejlődő országok tendenciáit is. 2. Kiugrási szegmens: iparágaiban még nem általánosan elterjedt az e-business, de várható, hogy a jövőben meghatározó hatása lesz az iparágra. A jelen vállalati számára az e-business megoldások alkalmazása kiugrási lehetőséget biztosít és így a versenytársak közül való kiemelkedéshez vezethet, ezért ebben a szegmensben is fontos az e- business szerepe. 3. Elvárás szegmens: ezen iparágakban az e-business már most meghatározó szerepet játszik. Az iparági szereplők számára az e-business elvárást, az új belépők felé belépési korlátot jelent. Bár jelentős fejlesztések, innovációk nem várhatók az ebusiness alkalmazása terén ezeken az iparágakban, a funkcionális stratégiáknak fontos eleme marad az e-business. 4. Kiegészítés szegmens: bizonyos iparágakban sem jelenleg sem középtávon nem tűnik kulcsfontosságúnak az e-business. Ezen iparágak vállalatinak tevékenysége, folyamatai egy-egy részterületén ugyan megjelenik az e-business, de ez a hatás mindenképpen kisebb, mint az előző három szegmens esetén. Az ilyen vállalatok esetében a beszerzési és eladási folyamatok is egy meghatározott, korlátozott körben zajlanak le, így ezen a téren sem várható támadás a versenytársaktól. E vállalatoknál inkább csak a stratégia implementációjánál kerül előtérbe az e-business.

45