Számítógép hálózatok I. Bevezetés

Tartalom Definíció, a hálózatok célja

Számítógép hálózatok I. Bevezetés

Hálózatok kialakulásának története Számítógép-hálózatok osztályozása A szabványok szükségessége A számítógép-hálózatok különféle alkalmazásai Az adatkommunikációs hálózatok különbözı típusai Az ISO OSI Referencia Modell A TCP/IP protokoll készlet

Készítette: Schubert Tamás (BMF)

Schubert Tamás

Bevezetés/1

Alapvetı hálózati fogalmak Irodalom

Számítógép hálózatok I.

Schubert Tamás

Számítógép-hálózatok

Bevezetés/2



Definíció

Takarékosság

Autonóm számítógépek összekapcsolt rendszere, amelyben a számítógépek valamilyen közös alkalmazásban vesznek részt. Célja Erıforrás-megosztás. A számítógépek kölcsönösen használják egymás erıforrásait: • Adataikat • Perifériáikat • Processzoraikat • Programjaikat

A kis számítógépek olcsóbbak, mint a nagyobbak. Önállóan is képesek feladatok megoldására, más alkalmazásokban együtt tudnak mőködni más számítógépekkel, pl. szerverekkel. Ezekkel ún. kliens-szerver modellben dolgoznak. A kliens gép valamely feladat elvégzését kéri a szervertıl, a szerver a feladat elvégzése után a feladat eredményének visszaküldésével válaszol. Skálázhatóság A rendszer teljesítménye újabb szerverek és kliensek beállításával, esetleg az átviteli kapacitás növelésével növelhetı.

Ezek az erıforrások a földrajzi helytıl függetlenül elérhetık. Kommunikációs eszköz Nagyobb megbízhatóság elérése, alternatív erıforrások igénybe vételével.

Schubert Tamás

Bevezetés/3


E-mail, csevegés, telefon, videó konferencia

Schubert Tamás

Bevezetés/4


Hálózatok kialakulásának története

Schubert Tamás

Bevezetés/5



Schubert Tamás


Bevezetés/6


Számítógép-hálózatok Számítógép-hálózatok osztályozása Kiterjedés • Helyi (Local Area Networks = LAN) • Városi (Metropolitan Area Networks = MAN) • Nagy kiterjedéső (Wide Area Networks = WAN) Sebesség • N x 10 kbps (analóg modem, bérelt vonal, stb.) • N x 1 Mbps (helyi hálózatok: Ethernet, Token Ring, Frame-Relay) • N x 10 Mbps (helyi hálózatok: Ethernet) • N x 100 Mbps (helyi hálózatok: Fast Ethernet) • N x 1000 Mbps (helyi hálózatok: Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet) Tulajdonlás • Magán (Private) • Nyilvános (Public)

Schubert Tamás

Bevezetés/7


Schubert Tamás

Bevezetés/8




Helyi hálózatok (LAN)

Helyi hálózatok (LAN)

• Egymással adatkommunikációs kapcsolatban lévı számítógépek együttese. • Kiterjedésük viszonylag kicsi (néhány km2), egy-egy intézményre terjednek ki. • Állandó hozzáférés a hálózati szolgáltatásokhoz • A LAN kiépítését, menedzselését maga az intézmény végzi. • A LAN-ok átviteli sebessége viszonylag nagy lehet (10 - 100(00) Mbps) a rövid távolságok miatt. • Az adatátvitel biztonsága a rövid távolságok és a technológiából eredıen magas. LAN típusok: • Összeköttetéssel mőködı (huzalozott, pl. csavart érpár, koaxiális kábel, optikai szál) • Összeköttetés nélküli (nem huzalozott, pl. rádió hullámok)

Schubert Tamás

Bevezetés/9


Tipikus LAN összetevık: • Számítógépek • Hálózati interfész kártyák • Hálózati média (csavart érpár, koaxiális kábel, optikai szál, rádió hullámok) • Hálózati eszközök: Ismétlı (Hub), Híd (Bridge), Kapcsoló (Switch), Forgalomirányító (Router) Néhány általánosan használt LAN technológia: • Ethernet • Token Ring • FDDI

Schubert Tamás

Bevezetés/10



Számítógép-hálózatok Városi hálózatok (MAN) • Kiterjedése egy város vagy néhány kerület • Két vagy több LAN-t kapcsolnak össze • Például egy bank, utazási iroda vagy egyetem több telephellyel, irodával • Tipikusan egy szolgáltató bérelt vonalait veszik igénybe • Technológiájuk leggyakrabban a LAN-okéval azonos • Egyes esetekben vezeték nélküli híd technológiát alkalmaznak az összekapcsolásra

Nagy kiterjedéső hálózatok (WAN) • Nagy, földrajzilag elkülönített területen mőködnek • A felhasználók együttmőködhetnek valós idejő alkalmazásokban • Távoli erıforrások igénybevétele • E-mail, World Wide Web, fájlátvitel és e-commerce szolgáltatások igénybevétele Néhány általánosan használt WAN technológia: • Modem • Integrated Services Digital Network (ISDN) • Digital Subscriber Line (DSL) • Frame Relay • US (T) és Europe (E) Carrier Series – T1, E1, T3, E3 • Synchronous Optical Network (SONET) Néhány WAN eszközök: • Forgalomirányító (router) • Hozzáférési kiszolgáló (Access server) • Modem, CSU/DSU, TA/NT1

Schubert Tamás

Bevezetés/11


Schubert Tamás

Bevezetés/12




A számítógép-hálózatok különféle alkalmazásai • • • • • • • • •

Különbözı típusú kommunikációs szolgáltatások léteznek különbözı jellegő alkalmazásokra.

adatcsere számítógépek között fájl átvitel adatelérés távoli adatbázisból kapcsolt telefon hálózaton keresztül elektronikus levelezés cégen belül vagy cégek között banki tranzakciók helyfoglalás repülıgép járatokra számítógép erıforrásainak megosztása (diszk, nyomtató) nagygépek igénybevétele, tervezés, gyártás irányítása …

Schubert Tamás

Bevezetés/13


Választás a hálózatok között az alábbiak függvénye: • • • •

Az adatkommunikációs hálózatok különbözı típusai:

Schubert Tamás

Számítógép-hálózatok A számítógép

B számítógép

Számítógép-számítógép kommunikáció


Az alkalmazói folyamat (process) és a kommunikációs alrendszer közötti interfész különbözı lehet a két gépben a két gép eltérı sajátosságai (karakter készlet, stb.) miatt.

AP

kommunikáció

Kommunikációs alrendszer

Bevezetés/14


Felhsználó-felhasználó

AP

az alkalmazás jellege a számítógépek száma a távolság költségek


Számítógép-hálózat kommunikáció

Adatkommunikációs hálózat AP alkalmazói process Számítógépek közötti kommunikáció vázlata Schubert Tamás

Bevezetés/15


Schubert Tamás

Bevezetés/16



Számítógép-hálózatok PSTN + modem kapcsolat

Huzalozott pont-pont összeköttetés A számítógép

A számítógép

B számítógép

AP

AP



B számítógép

AP

AP



Modem

PSTN

AP alkalmazói process

Modem Szabványos interfész PSTN = Public Switched Telephone Network

Számítógépek közötti kommunikáció vázlata Számítógépek közötti kommunikáció vázlata Schubert Tamás

Bevezetés/17


Schubert Tamás

Bevezetés/18



Számítógép-hálózatok Több gép érdekelt az alkalmazásban: Local Area Network (LAN)

Wide Area Network (WAN) • Közszolgáltatást kell igénybe venni: • Bérelt vonalakkal felépített privát hálózat (nagy cégek, nagy forgalom) • Public Switched Data Network (PSDN) • Integrated Serviced Digital Network (ISDN): teljesen digitális, modemek használata nem szükséges

Schubert Tamás

Bevezetés/19


Schubert Tamás

Bevezetés/20




Public carrier data network Közszolgáltatást igénybe vevı adathálózat Schubert Tamás

Bevezetés/21

Public carrier data network Közszolgáltatást igénybe vevı adathálózat Számítógép hálózatok I.

Schubert Tamás




Vállalati LAN

Vállalati LAN

Bevezetés/22

Az adatkommunikációs szolgáltatástól függetlenül a következı problémákkal kell szembenéznünk: • bit-soros átvitel (párhuzamos-soros átalakítás) • hibakezelés (error control): az átvitel során fellépı hibák észlelése, javítása, az adatok újra adása • az adattovábbítás ütemezése, az átviteli sebesség megválasztása (flow control) • adatútvonal létesítése (ha közbensı adathálózat is van)

Nemzeti PSDN

Mőhold Vállalati LAN

Nemzeti PSDN Vállalati LAN

= Gateway Schubert Tamás

Az egész világot átfogó hálózat; World wide internetwork Bevezetés/23


Schubert Tamás

Bevezetés/24




Szabványok

Szabványosítási szervezetek

Gyári szabványok (proprietary standarts): zárt rendszerek Ajánlások a hálózatra kapcsolódásra: V - sorozat: DTE - PSTN X - sorozat: DTE - PSDN I - sorozat: DTE - ISDN

(DTE : Data Terminal Equipment)

Magasabb szintő szabványok foglalkoznak az adatok szintaxisával és a vezérlı információk cseréjével. Így különbözı HW és SW gyártók rendszerei alkalmazhatók a szolgáltatások igénybevételére. A szabványosítás eredménye: Open Systems - Nyitott Rendszerek

Schubert Tamás

Bevezetés/25


• ITU = International Telecommunications Union (korábban: Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique (CCITT)) • ITU-T = International Telecommunications Union Telecommunication Sector • ECMA = European Computer Manufacturer Association • EIA = Electrical Industries Association • TIA = Telecommunications Industry Association • IEEE = Institution of Electrical and Electronics Engineers • ISO = International Standards Organization • CEPT = Conference European of Post and Telecommunications • ANSI = American National Standards Institute

Schubert Tamás

Számítógép-hálózatok ECMA EIA IEEE

Bevezetés/26


ISO OSI Referencia Modell

ITU-T CEPT ANSI

A nyitott rendszerek szabványai közül az elsı az összes számítógépen belül egy teljes kommunikációs alrendszer: ISO Reference Model for Open System Interconnection (OSI)

Számítógép ipar

Gyári szabványok Zárt rendszerek

ISO ITU-T

Integrált számítógép és távközlési ipar Schubert Tamás

Távközlési ipar

Interfész szabványok Sok gyártó

ECMA = European Computer Manufacturer Association EIA = Electrical Industries Association IEEE = Institution of Electrical and Electronics Engineers ISO = International Standards Organization ITU-T = International Telecommunications Union Telecommunication Sector CEPT = Conference European of Post and Telecommunications ANSI = American National Standards Institute Nemzetközi szabványok Nyílt rendszerek együttmőködése Bevezetés/27

Az ISO RM egy keret rendszer a szabványok fejlesztéséhez, amely lehetıvé teszi a már létezı és az új szabványok fejlesztésének egységes keretbe foglalását. A cél, hogy egy számítógépen futó alkalmazás, amely eleget tesz bizonyos szabványoknak, szabadon kommunikálhasson egy másikkal gyártótól függetlenül.

A szabványok fejlıdése és a fıbb szabványosítási szervezetek Számítógép hálózatok I.

Schubert Tamás

Bevezetés/28



ISO OSI Referencia Modell Néhány példa olyan alkalmazásokra, amelyek nyitott rendszerben kommunikálnak: • • • • •

•

•

Schubert Tamás

program, amely távoli file rendszert használ; program (folyamat), amely központi file szolgáltatást biztosít (szerver) elosztott közösség számára (kliens); folyamat, amely elektronikus levelezést vesz igénybe; folyamat, amely elektronikus levelezést szolgáltat egy elszórtan elhelyezkedı közösség számára; egy felügyelı számítógépen futó folyamat, amely elszórtan elhelyezkedı számítógép alapú eszközöket (robot, gyártósor) irányít; egy berendezésen vagy robotvezérlın futó folyamat, amely parancsokat fogad és eredményeket továbbít a felügyelı rendszernek; folyamat egy bank számítógépén, amely banki tranzakciót kezdeményez egy távoli rendszerben

Bevezetés/29


A nyílt rendszerek összekapcsolása lehetıvé teszi ilyen folyamatok információcseréjét. Alkalmazói folyamatok együttmőködnek és bizonyos feladatot elvégeznek függetlenül attól, hogy milyen számítógépen futnak.

ISO Referencia Modell Ez egy bonyolult kommunikációs alrendszer, amely rétegekre (layer) van felosztva Az egyes rétegek jól definiált feladatot hajtanak végre. Meghatározott protokoll szerint mőködnek és cserélnek adat- és vezérlı információt a neki megfelelı peer réteggel. A rétegek közötti interfész jól definiált, így azok megvalósítása független a többi rétegtıl.

Schubert Tamás


Bevezetés/30


ISO OSI Referencia Modell Az ISO Referencia Modell 7 rétegő: 1. - 3. 5. - 7. 4.

hálózat függı alkalmazás függı a fenti két csoport közötti kapcsolatot teremti meg

Az egyes rétegek protokollokként vannak specifikálva, amelyek egy csomó szabályt, konvenciót tartalmaznak, hogy a megfelelı peer réteggel kommunikálhassanak. Minden réteg egy szolgáltatáshalmazt biztosít, a fölötte lévı rétegnek, és felhasználja az alatta lévı réteg szolgáltatásait.

Schubert Tamás

Bevezetés/31


Schubert Tamás

Bevezetés/32



ISO OSI Referencia Modell 7. Alkalmazói réteg Az alkalmazások számára biztosít elosztott hálózati szolgáltatásokhoz megfelelı interfészt • • • • • •

Schubert Tamás

Bevezetés/33


Schubert Tamás


Bevezetés/34



6. Megjelenítési réteg

5. Viszony réteg

Az átviendı adat szintaktikájával és szemantikájával is foglalkozik. A karaktereket, numerikus értékeket szabványos módon ábrázolja. Elvégzi az oda - vissza konvertálást. Ide tartozik az adattömörítés, hitelesítés, titkosítás.

Schubert Tamás

Hálózati virtuális terminál kezelése Állomány továbbítás Elektronikus posta Távoli munka bevitel Katalógus kikeresés stb.

Bevezetés/35


Lehetıvé teszi, hogy különbözı gépek felhasználói viszonyt létesítsenek egymással. A szállítási réteghez hasonlóan közönséges adatátvitelt tesz lehetıvé kiegészítve néhány szolgáltatással pl. távoli bejelentkezés vagy állomány továbbítás. Párbeszéd szervezése: egyszerre egy vagy kétirányú összeköttetés. Ha csak egyirányú, nyomon követi, hogy melyik fél következik.

Schubert Tamás

Bevezetés/36




4. Szállítási réteg

4. Szállítási réteg (folytatás)

Adatokat fogad a viszony rétegtıl, kisebb darabokra tördeli (ha kell), majd továbbadja a hálózati rétegnek, és biztosítja, hogy minden darab hibátlanul megérkezzék a másik oldalra. Elfedi a hardver technikában bekövetkezı változásokat. A szállítási réteg - a viszony réteg kérésére - létrehozza a hálózati összeköttetést. A szállítási összeköttetés 3 típusa: • hibamentes csatorna két pont között (pl. TCP protokoll) • az üzenetek továbbítása nem sorrendhelyes (pl. UDP protokoll) • célállomás csoportnak küldenek üzenetet

Schubert Tamás

Bevezetés/37


Ez egy valódi End to End réteg. Közvetlenül a partner számítógép szállítási rétegével társalog. Az alatta lévı rétegek még közbensı eszközöknek küldenek üzenetet. A szállítási réteg az összeköttetés létrehozásán kívül valamilyen névadási mechanizmussal is rendelkezik. Az egyik gépen futó folyamat megnevezi azt a folyamatot a másik gépen, amellyel társalogni kíván (folyamat-folyamat összekapcsolás). Információ áramlási mechanizmussal is rendelkezik.

Schubert Tamás


Bevezetés/38



3. Hálózati réteg

2. Adatkapcsolati réteg

A kommunikációs alrendszer mőködését vezérli. A csomagok útvonalának meghatározása a forrástól a célig. Az útvonal lehet: • behuzalozott, • a kapcsolat felépülésekor jön létre, • minden csomagra külön-külön lesz meghatározva További feladatok: • torlódások elkerülése, • Számlázás a forgalmazott csomagok, karakterek, bitek száma szerint

A hálózati réteg számára hibamentesnek tőnı vonalat mutat. A küldı az adatokat adatkeretekké tördeli, sorrendhelyesen továbbítja, végül a vevı nyugta keretét feldolgozza. Felismeri az adatkeretek határait. Hibás keret esetén újra adás. Sérült, elveszett, kettızött keretek miatt bekövetkezı problémák megoldása. Forgalom szabályozási mechanizmust biztosít (flow control) (gyors adó - lassú vevı probléma megoldása).

Ha több, heterogén hálózaton megy keresztül az adat, eltérı lehet a hálózatok címzési módszere, maximális csomagmérete, protokolljai.

Schubert Tamás

Bevezetés/39


Schubert Tamás

Bevezetés/40




1. Fizikai réteg

Nyitott rendszerek szabványai

A bit kommunikációért felelıs. Feszültség szintek, bithossz, egyszerre egyirányú vagy kétirányú átvitel. A kapcsolat hogyan épüljön föl és bomoljon le. Csatlakozók típusa, a tüskék funkciója, stb. Mechanikai és elektromos interfész, amelyek az átviteli közeggel is kapcsolatosak.

Az ISO Referencia Modell egy keret rendszer. Nincs egyetlen szabványos protokoll hozzárendelve minden egyes réteghez, hanem több is van, mindegyik más-más szintő funkcionalitással. Egy bizonyos nyílt rendszerő környezetben egy sorozat protokollt valósítanak meg az összes rendszerben, pl. automatizált gyártásnál. Az OSI elıtt, illetve vele párhuzamosan jött létre az US Department of Defense kezdeményezésére a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) révén az ARPANET internetwork. Késıbb kormányhivatalokkal, egyetemekkel kiegészülve létrejött az Internet A protokoll készlet (protocol suite, protocol stack) neve: Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)

Schubert Tamás

Bevezetés/41


Schubert Tamás

Bevezetés/42

A TCP/IP protokoll készlet


ISO OSI Referencia Modell Lényegében két gyártó független nyílt rendszerő szabvány létezik: • •

TCP/IP protokol suite ISO szabványok

Adott feladatra kiválasztott protokol stack: open system interconnection profile Pl. : TOP: Technical and Office Environment MAP: Manufacturing Automation

Schubert Tamás

Bevezetés/43


Schubert Tamás

Bevezetés/44


Alapvetı hálózati fogalmak

Alapvetı hálózati fogalmak Sávszélesség

Fogalmak • • • • • • • • •

Sávszélesség Protokoll készlet, protokoll Soros/párhuzamos átvitel Szimplex/duplex/félduplex átvitel Szinkron/aszinkron átvitel Hálózati készülék Topológia Vonal/csomag/cellakapcsolás Egyes küldés/többesküldés/adatszórás (Unicast/multicast/brodcast)

Analóg Az átviteli közeg vagy csatorna analóg átviteli kapacitását fejezi ki frekvenciában kifejezve. Mértékegysége: Hz, KHz, MHz, GHz, … Digitális Az átviteli közeg vagy csatorna digitális átviteli kapacitását fejezi ki bit/s-ban kifejezve. Mértékegysége: bit/s, Kbit/s, Mbit/s, Gbit/s (bps, kbps, mbps, gbps) Baud: A másodpercenkénti jelváltások száma. Egy-egy jelváltással gyakran több bit információt kódolnak. Ebben az esetben a bit/s-ban kifejezett sávszélesség többszöröse a baudban kifejezett sávszélességnek. Pl. amplitúdó moduláció esetén 8 jelszintet alkalmazva egy jelváltással 3 bit információt vihetünk át.

Schubert Tamás

Bevezetés/45


Schubert Tamás


Bevezetés/46



Protokoll készlet, protokoll

Protokoll készlet, protokoll

Egy protokoll készlet protokollok győjteménye, amelyek lehetıvé teszik a hálózati kommunikációt két számítógép között a hálózaton keresztül.

A protokollok az adatkommunikáció minden részletét átfogják. Ilyenek például:

A protokoll egy sor szabály és konvenció formális leírása, amely meghatározza azt a módot, ahogyan a hálózati eszközök kommunikálnak a hálózaton keresztül. A protokollok meghatározzák az adatok formáját, a jelek idızítését, sorrendjét, a hibák kezelését.

• • • • • •

A fizikai hálózat felépítése A számítógépek hálózatra kapcsolásának módja Az adatok formája az adatátvitel idején Az adatok továbbításának módja A hibák kezelésének módja Stb.

Protokollok nélkül nem lehetne kinyerni és értelmezni a küldı számítógép által továbbított információt a vételi oldalon.

Schubert Tamás

Bevezetés/47


Schubert Tamás

Bevezetés/48




Soros/párhuzamos átvitel

Szimplex/duplex/félduplex átvitel

A számítógépen belül az adatok átvitele az egyes részegységek között többnyire párhuzamos. N x 8 jelvezetéken egyszerre egy vagy több bájt átvitele lehetséges.

• A duplex átvitel egyszerre kétirányú kommunikációt tesz lehetıvé.

A számítógép-hálózatokban az adatok átvitele kizárólag bit-sorosan történik.

• A fél-duplex átvitel a kétirányú kommunikációt felváltva teszi lehetıvé.

Schubert Tamás

Bevezetés/49


• Szimplex átvitelnek az egyirányú adatátvitelt nevezzük.

Schubert Tamás




Szinkron/aszinkron átvitel

Szinkron/aszinkron átvitel

Az adatátvitel egysége a keletkezésének helyén a bájt (karakter). Az adatátvitel során a bájtokat egyenként vagy többet összefogva ún. keretbe foglalva visszük át. • Aszinkron átvitel esetén a bájtokat (karaktereket) külön-külön visszük át. A karakterek tetszıleges idıközönként követik egymást. A bit és karakter szinkronizációt kell végezni. Fel kell ismerni a karakterek kezdetét, és meg kell különböztetni a karakter egyes bitjeit. • Szinkron átvitel esetén a bájtok egy technológiafüggı nagyobb sorozatát visszük át. Ezt keretnek nevezzük. A keret egyes bit/bájt csoportjai a protokolltól függı jelentéssel bírnak. A keret hossza általában változó lehet. Az átvitel során bit, bájt és keret szinkronizációt kell végezni, a vételi oldalon fel kell tudni ismerni ezek határait.

Schubert Tamás

Bevezetés/50

Bevezetés/51


Szinkron átvitel (folytatás) • A keretek szintén protokolltól függıen folyamatosan követik egymást, vagy tetszıleges idıközönként haladnak. A számítógép-hálózatok általában szinkron adatátvitelt használnak. A hasznos adattartalom a keretek adatrészében (payload) utazik, és szerkezetében szintén valamilyen protokoll szabályait követi. A keretek a hálózatban az adatátviteli közegnek megfelelı kódolással haladnak csomópontról csomópontra, míg el nem érik úti céljukat.

Schubert Tamás

Bevezetés/52



Alapvetı hálózati fogalmak Topológiák

Hálózati készülékek A hálózati készülékek, eszközök az adatkeretek továbbításában résztvevı elektronikus berendezések. Az adatkeretek a hálózatban csomópontról csomópontra haladnak, amíg elérnek a célállomásig. A hálózati eszközök lehetnek számítógépek, ismétlık, hidak, kapcsolók, forgalomirányítók, stb. A fenti készülékek különbözı szerepet játszanak a hálózatban, de közöz feladatuk a keretek továbbítása. Többségük kapcsolási vagy irányítási döntést hoz a keret következı csomópontjának kiválasztásához.

Csillag

Teljesen összekötött (Mesh) Schubert Tamás

Bevezetés/53


Schubert Tamás


Győrő

Részlegesen összekötött (Partial Mesh)

Fa

Sín (Bus)

Bevezetés/54



Topológiák (folytatás)

Topológiák (folytatás)

Az ábra a leggyakrabban használt hálózati topológiák láthatók. A csomópontok hálózati készülékeket jelentenek, függetlenül a hálózatban betöltött szerepüktıl. A hálózati eszközök lehetnek számítógépek, ismétlık, hidak, kapcsolók, forgalomirányítók, stb.

Sín (Bus) Az állomások egy közös sínre kapcsolódnak. Minden eszköz „látja” a többi eszköz által a közös médiára küldött kereteket. Az állomások versengenek a közös átviteli közegért.

Csilag Az eszközök csak a csillag középpontjában lévı eszközön keresztül kommunikálhatnak.

Teljesen összekötött (Full mesh) Minden eszköz minden másik eszközzel kapcsolatban van. Ez a topológia biztosítja a leghatékonyabb adattovábbítást, de ritkán alkalmazzák, mivel az összeköttetések száma a csomópontok számával négyzetesen növekszik (n * (n-1)/2).

Győrő A keretek a győrőn körben haladnak. Minden csomópont részt vesz a keretek továbbításában. Fa (kiterjesztett csillag) Bármely két eszköz között csak egyetlen út lehetséges.

Schubert Tamás

Bevezetés/55


Részlegesen összekötött (Partial Mesh) Nincs minden csomópont mindegyik másikkal összekötve, de hurkok vannak a hálózatban. Ez a topológia a (fa) kiterjesztett csillag és a teljesen összekötött hálózati topológia között helyezkedik el. Redundáns útvonalak vannak a hálózatban.

Schubert Tamás

Bevezetés/56




Vonal/csomag/cellakapcsolás


A hálózatokban az információs egységek többnyire rögzített vagy maximált mérető keretekben utaznak a forrás állomástól a célállomásig. Eközben számtalan csomóponton haladhatnak keresztül.

A csomópontokban lévı eszközök a továbbítás irányára vonatkozó döntést hoznak, és esetleg protokoll és technológia függı átalakítást végeznek a kereten.

? Célállomás Forrásállomás

Schubert Tamás

Bevezetés/57


Vonalkapcsolás Vonalkapcsolás esetén a kommunikáció megkezdése elıtt a hálózat a célállomás címe alapján elıre felépíti az összeköttetést. Keretek továbbításakor a csomópontokban lévı kapcsoló eszközök tudni fogják, hogy a keretet melyik másik eszköznek továbbítsák. A keretek meghatározott útvonalon haladnak, és az úton haladva dedikált sávszélesség áll rendelkezésre. Az átviteli csatornán csak a két végpont közötti forgalom halad. Ha éppen nincs továbbítandó adat, akkor a csatorna kihasználatlan. Az ISDN hálózat vonalkapcsolással mőködik. A kommunikáció befejezésekor a kapcsolatot le kell bontani.

Schubert Tamás


Bevezetés/58





Csomagkapcsolás

Csomagkapcsolás (folytatás)

Csomagkapcsolás esetén a kapcsoló eszközök közötti összeköttetéseket a csomópontba statisztikusan érkezı keretek továbbítására használják. A vonalak nem dedikáltak. A hálózati protokolltól függıen a csomagkapcsolt hálózat mőködhet: • Összeköttetéssel • Összeköttetés nélkül

Összeköttetés nélkül mőködı hálózat esetén a kommunikáció megkezdése elıtt nem épül fel kapcsolat. A keret továbbításakor a csomópont minden egyes keretrıl eldönti, hogy melyik következı csomópontnak továbbítsa. A keretek nem meghatározott útvonalon haladnak, és nem áll rendelkezésre dedikált sávszélesség. Az IP alapú hálózat összeköttetés nélküli csomagkapcsolással mőködı hálózat.

Összeköttetéssel mőködı hálózat esetén a kommunikáció megkezdése elıtt a hálózat a célállomás címe alapján elıre felépíti az összeköttetést. Keretek továbbításakor a csomópontokban lévı kapcsolóeszközök tudni fogják, hogy a keretet melyik másik eszköznek továbbítsák. A keretek meghatározott útvonalon haladnak. Az úton haladva azonban nem áll rendelkezésre dedikált sávszélesség. Az Frame-Relay összeköttetés alapú csomagkapcsolással mőködı hálózat. Schubert Tamás

Bevezetés/59


Schubert Tamás

Bevezetés/60



Alapvetı hálózati fogalmak Egyes küldés/többesküldés/adatszórás (Unicast/multicast/brodcast)

Vonal/csomag/cellakapcsolás Cellakapcsolás A cellakapcsolású hálózat rögzített mérető, általában rövid kereteket alkalmazó, összeköttetés alapú csomagkapcsolt hálózat. Az ATM (Asyncronous Transfer Mode) cellakapcsolású hálózat. Az összeköttetés és a rögzített mérető, rövid cellák használata miatt az ilyen hálózat rögzített sávszélességet és szigorú minıségi paramétereket igénylı alkalmazások számára elınyös.

Egyes küldés Egyes küldés esetén egy állomás a keretet egy meghatározott címő állomásnak küldi. Többesküldés Többesküldés esetén a keret feladója meghatározott címő, valamilyen alkalmazásban együttmőködı több állomásnak küldi a keretet. Az erre képes hálózat maga többszörözi a kereteket megfelelı hálózati eszközökben, minimálisra szorítva a hálózat összes terhelését. Ilyen alkalmazás például a „video on demand” vagy a videó konferencia. A többesküldést a hálózat maga is alkalmazza belsı mőködésének adminisztrációjára (routing). Adatszórás

Schubert Tamás

Bevezetés/61


Schubert Tamás


• Dr. Schubert Tamás: Segédlet http://nik.bmf.hu/schubert.tamas/

Adatszórás Az eszköz által feladott keretet a hálózat valamennyi készüléke megkapja. Általában a hálózat belsı mőködésének adminisztrációjára használják. Példa az Internet ARP protokollja, vagy a Novell szolgáltatásokat hirdetı SAP protokoll. Gyakori alkalmazása nagy terhelést jelent a hálózatra. Bizonyos hálózati készülék típusok (pl. router) nem továbbítják a szórásokat. Ha nem korlátoznánk a szórások terjedését, az egyes készülékek által generált szórásos keretek az Internet valamennyi hálózatára átterjednének, és ezáltal a hálózat használhatatlanná válna.

Bevezetés/63


Ajánlott irodalom

Egyes küldés/többesküldés/adatszórás (Unicast/multicast/brodcast)

Schubert Tamás

Bevezetés/62


(Winword, PDF)

• Andrew S. Tanenbaum: Számítógép Hálózatok. 3. kiad. Pretice Hall-Panem, 1999 • Douglas E. Comer Internetworking With TCP/IP Volume I: principles, protocols and architectures. Third edition, 1995 Prentice-Hall Internationa, Inc. • Fred Halsall. Data Communications, Computer Networks and Open Systems, Fourth Edition. Addison-Wesley Publishers Ltd. 1996.

Schubert Tamás

Bevezetés/64


Számítógép hálózatok I. Bevezetés

Recommend Documents