Számitógépes hálózatok

Átírás

1 Számitógépes hálózatok

2 Kialakulás okai: Költséges erőforrások megosztása felhasználók között 1 város = 1 számitógép. Összes bankfiók erre van kötve. Csoportmunka (játék) Távolságok áthidalása. Soros terminál ->adathálózat Kommunikációs lehetőség Elektronikus levél ->Online üzenetküldő, kép/hangátvivő

3 Hálózati alkalmazások Mire használjuk a hálózatot? Kezdetben számítógépes tevékenységek (terminál, filemozgatás,cluster stb) Manapság mindennapi élet területei (fizetés, vásárlás, szórakoztatás, oktatás stb) Újabban a háztartási gépek is (porszivó, hűtőszekrény, (ip)tv, autószerviz) vt100-as terminál

4 Hálózatok kialakulásának története Katonai alkalmazások titkosítva (később internet) Banki alkalmazások 1 város egy gép, telefonhálózaton Ethernet GM/Boeing gyártásautomatizálási protokoll (MAP & TOP, 1980-ban) Akusztikus modem - Béka

5 Hálózatok szabványosítása Hálózati elemek (hardver+szoftver) gyártóspecifikusak, konkurrenciaharc megoldás Hálózatok szabványosítására törekvés, nyílt rendszerek státusz OSI/ISO modell ajánlás: szabványos rétegek kommunikálnak Bal oldalon lefele parancs+adat, felfele státuszinformáció (siker/hiba) Mutassa meg a gépteremben az 5. rétegbeli berendezést 1.Fizikai:összeköttetés, adatáramkörök 2.Adatkapcsolati: hibajavítás, forgalomvezérlés 3.Hálózati:ismétlés,darabolás, blokk, hálózati cím 4.Szállítási: topológiamentes adatszállítás címpár közt 5.Együttműködési: párbeszéd, kommun. fel és újraépítése 6.Ábrázolási: szintakszis alkalmazások fele 7.Alkalmazási: a felhasználó programja (pl. msn) Internet protokollja nem ilyen rétegeződésű. Rétegek + információt raknak hozzá, a másik oldali pár ezt lebontja (hibajavítás)

6 LAN/WAN LAN: helyi hálózat / local area network WAN: széles hálózat / wide area network Többféle definició létezik, talán ez a legjobb: LAN-nak azt a hálózatot nevezzük, amelynek a tulajdonunkban van, használatáért (az üzemeltetési költségeken kivül) nem kell fizetnünk. Pl. LAN az egyetem több épületben jelenlévő hálózata. Biztonság Elérési jogok a hálózatokon: engedélyezett hozzáférés, usernevek, jelszavak, adatbiztonság, hackerek, fizikai biztonság. Nem a hálózatot törik fel, hanem a rákötött gépeket. Buffer túltöltéses támadás

7 Hálózati topológiák (logikai elrendezés) busz/sín (pl. koax kábeles ethernet) olcsó, kicsi üzembiztonságú, könnyebb bővíteni Csillag: (pl. utp ethernet) drágább, de jobb üzembiztonság Node = csomópont. Bármi a hálózaton, aminek címe van Gyűrű: (pl. FDDI, Token ring) redundáns

8 (Ethernet) hálózat elemei Repeater (2 port, koax) / hub (multiport repeater, utp) : jelerősitő, OSI/ISO 1. réteg. Egyik porton be, többin ki. Busznál hálózat bővitésére használják, csillag topológia közepén. Bridge (2 port)/switch (több port): megtanulja, a cim/port párositásokat, és irányitja a forgalmat. OSI/ISO 2. rétegben található. Ma főleg a switch kapható. Router: útvonalválasztó, 3. rétegben. Cimváltoztatás is történik. Háló(zati illesztő)kártya: pc buszt a hálózathoz csatlakoztatja. Tartalmazza a MAC cimet, amely minden kártyára más. 6 jegyű hexa szám. Bme-s wlan-hoz ezt kell megadni. Sebességek, átvivő közegek: Elnevezés eredeti Ethernet Gyors ethernet Gigabit ethernet 10 gigabit eth 100 gigabit Sebesség 2 Mbit/s 10 Mbit/s 100 Mbit/s 1 Gbit/s 10 Gbit/s 100Gb/s közeg 10base5 (yellow cable) 10base5, 10base2(koax), 10base-t(utp), 10base-f(optikai) 100base-tx(utp cat 5), 100base-fx 1000base-t(utp cat5e, cat6), 1000base-sx Főleg optikai, 10gbase-t (utp), még nem letisztult Fejlesztés alatt. Asszimetrikus 100/40 gb.

9 Átvivő közegek-1 Hálózatot használó eszközök elektronikusak: elektromos jel vagy azzá alakított. Rézdrót: lehetőleg leválasztott. Két huzal egymás mellett (telefonkábel). Koaxiális kábel, árnyélokással. Vastag és vékony ethernet, tv kábel. UTP, STP: csavart érpár. Zavaró jel és ellentettje kioltják egymást. Max hosszúság két végpont közt: 100m Cat 5: 100 mbit/s, narancs+zöld érpáron Cat5e: 1 gbit összes érpáron Cat6: 1 gbit, 10 gbit. Half duplex: csak egyirányú átvitel, mint cb-rádió Full duplex: kétirányú átvitel, mint mobiltelefon. Struktúrált hálózat: UTP kábelen ethernet, telefon, riasztó stb is működtethető. Az összes helyiségben lévő aljzatot egy központi patch-panelre vezetik ki, és a megfelelő eszközzel (switch, telefonközpont, riasztóközpont) összekötik. Könnyen átkonfigurálható.

10 Átvivő közegek-2 Optikai kábel/üvegszál/optika: 100 m utp nem mindig elég. Az elektomos jeleket fényimpulzusokká alakítjuk az adóban (tx) normál vagy lézer led-del, üvegszálban továbbitjuk, majd a vevőben (rx) visszalakitjuk. Külön üvegszál mindkét irányban. Hosszúság több km is lehet, 0.3dB/km csillapítás: 50 km=15 db, több, mint 10% odaért. Hosszú hullámok használata ( nm). Üvegszál vastagsága 50 μm körüli. Monomódusú: csak egy fénysugár (jelsorozat) megy az optikai szálban. Nagy távolságokra, effektív kisebb sebesség. Multimódusú: több fénysugár halad ugyanabban a szálban. Nagyobb kapacitás. Fény az üvegszálban Kis távolságokra: laser-link levegőben.

11 Átvivő közegek-3 Rádióhullámok. Lehet földfelszíni vagy műholdas átvitel. Mindig nagyfrekvencia (mikrohullám). Műholdas átvitel kontinensek közt, geostacionárius műholddal. GPS rendszer: időmérésen alapul. Wlan, wifi, wireless: drótnélüli ethernet, a 2.4 Ghz-es frekvencián. Alsó két réteget definiálja. IEEE es szabvány írja le: : 1-2 Mb/s elavult a: 54 Mb/s, 5 ghz-es frekvencia (fizetős) b: 11 Mb/s g: 54 Mb/s n: Mb/s. Szabványos 2009-sept-11. Több csatornát használ: több antenna. Csatornák: zavarás elkerülésére. Routerben beállítani országot. Autentikáció: bejelentkezés a wlan-ra, pl. jelszóval. BME-n mac cím alapú autentikáció. Kriptográfia: titkosítás. Az átküldött adatokat egy algoritmus bekódolja, másik oldal a kulcs ismeretében visszafejti.

12 Kábelparádé

13 Hálózati elsőbbség Egy hálózaton több gép is található. El kell dönteni, hogy ki kapcsolhat adásra. 1. megoldás: minden node kaphat időszeletet, ha szabad a csatorna. Foglalt csatornánál (csomag ütközés: -collosion) véletlenszerű ideig vár, majd újra megvizsgálja. Kis terhelésnél (max 5-10%) hatékony. Ethernet ezt használja (CSMA/CD). 2. megoldás: fix időszelet áll rendelkezésre az adáshoz. Az időszelet lehet azonos az összes node-ra (Token-ring), vagy változtatható (ATM: asynchronous Transfer Mode): sok kis cella közlekedik, ebből néhány a node-é). QOS: mindig megvan a sávszélesség. Nemzetközi vonalakhoz.

14 Hálózaton továbbított adat 1. lépés: az adatot kis blokkokra bontjuk (atm: 53 byte/cella fix, ethernet: max 1518 byte/cella, változó), hibajavítás miatt. 2. lépés: az adat elé fejlécet, utána ellenőrző összeget helyezünk, majd átküldjük a rétegpárunknak, az alattunk lévő rétegen keresztül, aki adatként kezeli, és fejlécet rakhat eléje. Pl: TCP/IP etherneten keresztül. Payload: hasznos átvitt adat. Mindig kevesebb, mint a hálózat elméleti sebessége, fejléc miatt. Sebesség mindig bit/secben adott, mert: 1. a hálózat soros, 2: ez a szám nagyobb, mint a byte/sec. Marketinges mega/gigabyte.

15 Logikai elrendezések Kliens/szerver modell: központi erőforrású informatikai rendszer. A szerver hálózaton keresztül megosztja erőforrásait (pl. háttértároló tartalma (fileok), cpu feldolgozási idő, adatbázisrekordok stb.) a kliensekkel, akik ezt igénylik. Egyszerre több kliens kiszolgálása ->csoportmunka. Distributed (elosztott) processing. Pl: web szerver és böngésző Peer-to-peer modell: minden node rendelkezhet megosztott erőforrással. Pl: filecserélő hálózat. Mindig van központi adminisztrációs címtár. Filecserélő alkalmazások használata a BME hálózatában TILOS.

16 Hálózati rendszerek fejlődése Novell: ibm pc-n működő file és printer szerver. IPX/SPX protokoll (csak lan), arcnet, ethernet. Manapság TCP/IP protokoll, SUSE linux (unix irány) supporttal. Decnet: nagygép (vax) és mac/pc-s kliens használata. A kliensről fileszerverként és interaktivan is lehet használni a digital gépet. Csak ethernet, decnet ptotokoll, lan. RSX-11, Vms majd ultrix (unix) operációs rendszer. 88-ban oprendszer fejlesztés vezetője Microsoft-hoz kerül. VMS+1=WNT, 98-ban céget eladják Compaq-nak, végén tcp/ip-n is. Microsoft Network: file és print szerver. NetBEUI-n (lan), és tcp/ip-n (wan). SMB protokoll. XP-ben már 3rd partyként kell netbeui-t telepiteni. Unix(like)-on SaMBa program: windows szerver és kliens. UNIX-oknál tcp/ip alapprotokoll. Interaktiv bejelentkezéshez telnet/ssh. Nyomtatószerverhez: lpd. File szerverhez: sun nfs, majd afs. Ma nfs nyilt forráskódú

17 Multimédia a hálózaton A folyamatos kép/hangátvitelhez garantált sávszélességű hálózatra és megfelelő rtp (real time transport)csomag-definicióra van szükség. IP-tv: tv adás az interneten, VoD: internetes videókölcsönző, VoIP: hangátvitel IP-n. Last mile: a szolgáltatók hálózatának utolsó része, amely az előfizetőhöz vezet. Telefonkábel (adsl:asszimetrikus), koax tv kábel (visszirány, upstream/downstream), üvegszál (fth-még nem), rádióhullám (wifi/gsm). Multilink/bonding: több fizikai vagy átviteli csatorna összefogása. Vdsl: 50 mb/s, wideband docis 100 mbit.

18 vámpír transciever Sárga ethernet kábel

19 Az előbbi kábel üzemen kívül.

20 Struktúrált kábelezés a zsenik átlátják a káoszt.

21 Jumper átállításhoz Kvarc oszcillátor Aui trasceiverhez Bnc koax kábelhez Régi ethernet kártya Mac cím prom Dc-dc átalakító

22 4 bnc+1 aui hub Aui-utp transceiver

23 Mac cím eeprom Kvarc oszcillátor Network interface chip (NIC) Újabb ethernet kártya Cserélhető phy modul

24 Bekötött erek led-jei Jó a kábel! lezáró Utp-koax-telefon-usb kábeltesztelő