HÁLÓZATI ESZKÖZÖK ESETFELVETÉS MUNKAHELYZET SZAKMAI INFORMÁCIÓTARTALOM MIT NEVEZÜNK SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATNAK ÉS MI AZ ELŐNYE!

Átírás

1 1

2 HÁLÓZATI ESZKÖZÖK ESETFELVETÉS MUNKAHELYZET 1. Ön egy oktatási cég alkalmazottja, ahol azt a feladatot kapja, hogy tervezzen meg egy hálózatot és a kért tervet részletesen írja le és mutassa be főnökének. A hálózat tervezésénél, illetve leírásánál figyeljen a következőkre: - Határozza mag a hálózat típusát és elrendezési módját; - Határozza meg a hálózati eszközöket és az átviteli közeget, amelyeket a hálózat építésnél szeretne használni. SZAKMAI INFORMÁCIÓTARTALOM Ebben a fejezetben a számítógép hálózattal kapcsolatos alapinformációkat beszéljük meg. Ezekre az ismeretekre szükségünk van ahhoz, hogy tudjuk, mikor kell, és mikor érdemes hálózat kialakításáról gondolkoznunk. De ha már rendelkezünk hálózattal, akkor is fontosak ezek az információk, hogy a hálózat nyújtotta plusz lehetőségeket ki tudjuk használni. MIT NEVEZÜNK SZÁMÍTÓGÉP HÁLÓZATNAK ÉS MI AZ ELŐNYE! A hálózatok önállóan is működőképes számítógépek elektronikus összekapcsolása, ahol az egyes gépek képesek kommunikációra külső beavatkozás nélkül. A számítógép hálózat olyan függőségben lévő vagy független számítógépek egymással összekapcsolt együttese, amelyek abból a célból kommunikálnak egymással, hogy bizonyos erőforrásokon osztozkodhassanak, egymásnak üzeneteket küldhessenek, illetve terhelésmegosztást vagy megbízhatóság növekedést érjenek el. Információcsere: elektronikus üzenetek, levelek, fájlok küldése Ha például egy vállalatnál az egyik osztályon dolgozója levelet szeretne küldeni egy másik osztályon dolgozónak, akkor ezt hálózatba kötött számítógép segítségével pillanatok alatt megteheti. Ez gép nélkül sokkal gyorsabb és bonyolultabb lenne. Ráadásul az elektronikus levélhez különféle fájlokat lehet csatolni, ami még hatékonyabbá teszi a levelezésünket. További előnyként egy ilyen elektronikus hálózattal kapcsolódhatunk az internethez is, azaz gyakorlatilag az egész világgal levelezhetünk. Erőforrás megosztás: például közösen használható nyomtató, szkenner stb. 2

3 Habár a mai világban olcsók a kisebb teljesítményű nyomtatók, de azért egy nagyobb cégnél mégiscsak meggondolandó, hogy az összes számítógéphez vegyünk-e nyomtatót. Hiszen azon kívül, hogy a sok olcsó nyomtató összesen már nem is olyan olcsó, azért ezek kis teljesítményűek és lassabbak is. Sokkal célszerűbb egy drágább nagy teljesítményű nyomtatót vásárolni és ehhez hálózatba kötni a számítógépeket, illetve a mai eszközökkel a nyomtatás felügyelete sokkal egyszerűbb. Ugyanez érvényes a szkennerre is, illetve a többi eszközre. Közös adatok használata Ma már alapvető igényként lépet fel, hogy bizonyos információk egyszerűen elérhetőek legyenek, illetve az egyszer már lerögzített adatokat még egyszer ne kelljen gépre vinni. Ennek könnyebb megértéséhez nézzünk egy példát: Egy áruházban több számítógép segítségével készítenek számlát, ezekkel a számlákkal a könyvelés fog dolgozni, de ehhez az összes számítógépen elkészült számlára szükség van. Tehát csak egyszer kerüljön rögzítésre, amikor elkészül. Vagy nézzük a készletet, amiből dolgoznak, minden számítógépen elérhetőnek kell lennie, hogy melyik áruból hány darab van készleten, illetve amikor azt eladják, le kell vonni a készletből. Ennek fontosságát még ragozhatnánk tovább, de a lényeg megértéséhez ennyi is elég. Feladatok megosztása Az előző példára visszatérve, amikor számlázunk több pénztár is használja azt a bizonyos raktárnyilvántartó rendszert, hogy ebből ne legyen kavarodás, a hozzáférést meg kell osztani. Vagy vegyük a nyomtatós példát egyszerre csak egy ember nyomtathat, viszont az lehetetlen, hogy a vállalatnál valaki mindig körbefut megkérdezni, hogy nyomtat valaki vagy sem. Ezt a problémát a hálózat megoldja, tehát a végrehajtandó feladatok beosztja, anélkül, hogy azt észrevennénk. Adatbiztonság Szintén minden hálózatba kötött számítógépek alap követelménye, hogy az adatok csak az arra illetékes személy férhessen hozzá. További igény, hogy az adatok megsérülésének a veszélye minimális legyen. Programok futtatása egy központi számítógépen Ez egy kisebb hálózat esetén ritkábban alkalmazott eljárás, de bizonyos esetekben kulcsjelentősége van. Nem célszerű, ha több számítógépen dolgozunk hasonló adatokkal, majd ezeket az adatokat feltöltjük arra a gépre, ahol feldolgozzák egy nagy adatállománnyá, majd a központi gépre helyezzük. A megoldás az, hogy az adatokat a központi számítógépre felvisszük hálózaton keresztül, itt feldolgozzuk. Ehhez természetesen speciális szoftverek szükségesek. 3

4 Néhány definíció Mielőtt rátérnénk a hálózatok konkrét tárgyalására szükségét érzem néhány alapdefiníció tisztázására. Szerver A szerver (kiszolgáló) gépek általában nagy teljesítmény és tárolókapacitású, folyamatos üzem számítógépek, amelyek a hálózatba kapcsolt többi gép számára szolgáltatásokat nyújtanak. A hálózat sebessége A különböző hálózatok adatátviteli sebessége eltérő, amit az adott hálózati struktúra, topológia határoz meg. Nagy szerepet játszik a számítógéphálózatok átviteli képességének az alakulásában a hálózat topológiája, az adatátvitelt vezérlő protokoll típusa, a hálózat strukturális kialakítása, és az aktív, passzív eszközök sebessége is. E paraméterek határozzák meg a hálózat maximális átviteli sebességét. A számítógép-hálózatok sebességének a mértékegysége bit/sec. Ez az egy másodperc alatt átvitt bitek számát határozza meg. Ez egy elméleti érték, mellyel a hálózat maximális átviteli képessége határozható meg. Hoszt Számítógépes hálózaton lévő "munkaállomás", amely valamilyen szolgáltatást is nyújt egy hálózatba építve. Itt futnak a felhasználói programok, helyezkednek el az adatbázisok. Ezeket a gépeket kommunikációs alhálózatok kötik össze, amelyek feladata a hosztok közötti kommunikáció megvalósítása, azaz az üzenetek továbbítása. HÁLÓZATOK OSZTÁLYOZÁSA 1. Földrajzi elhelyezkedésük, topográfia alapján Helyi hálózat (LAN, Local Area Network) Kis kiterjedés, egyszerű szervezéssel meghatározott kis távolságon belül (nyílván a hardver eszközök szabják meg), azaz egyetlen épületen belül teszi lehetővé az információ és az erőforrások megosztását a felhasználók számára. A helyi hálózatban az eszközök a hálózat fizikai kialakítására telepített kábelen, vagy más átvivő közegen keresztül közvetlenül kapcsolódnak egymáshoz. Sebességük általában 10 Mb/s és 100 Mb/s között mozog. Városi hálózat (MAN, Metropolitan Area Network) Nagyobb távolságra lévő gépek, LAN hálózatok összeköttetéséből alakul ki. Felépítése a LAN-okhoz hasonlít. Összeköt egymáshoz közel fekvő vállalati irodákat vagy akár egy egész várost. Hatótávolsága 1 és 50 km között van. 4

5 Nagy kiterjedésű hálózat (WAN, Wide Area Network) Egymástól nagy távolságra elhelyezkedő hálózatokat köt össze, akár az egész világot behálózhatja. Ennek a fő jellemzője, hogy nagy területet fednek le, és hogy többnyire különböző szervezetek gépei alkotják. Az egyes szervezetek saját helyi hálózatai akár teljesen eltérő technológiákat is alkalmazhatnak. 2. A hálózat elrendezési módjai, topológia A számítógépek összekapcsolását néhány jellegzetes mértani formával szokás jellemezni. Ezek alapján beszélhetünk csillag, sín, gyűrű, fa topológiákról. Ha a felsorolt elrendezési módú hálózatok közös hálózati kialakításban szerepelnek, hibrid hálózatról beszélhetünk. Topológián a hálózat alkotórészeinek összekapcsolási módját, fizikai elrendezését, a hálózati eszközök összeköttetésének rendszerét értjük. Csillag topológia A csillag topológia esetén a munkaállomások közvetlenül tartanak kapcsolatot a szerverrel, így a központi erőforrások gyorsan és egyszerűen elérhetők. Ha az egyik számítógép kapcsolatba szeretne lépni a hálózat egy másik számítógéppel, akkor a központi vezérlőn keresztül teheti meg, létrehozza az összeköttetést, kijelöli a másik berendezés elérési útvonalát. Az összeköttetés után az információcsere úgy bonyolódik le, mintha közvetlen kapcsolatban állnának egymással. Ezt a központi vezérlő berendezést nevezzük HUB-nak. A hálózat egyes számítógépeit csatlakozási pontnak, vagy angolul node-nak nevezzük. A csillag topológia esetén nincs közvetlen összeköttetés a számítógépek között, hanem az összes számítógép a hub-on keresztül kapcsolódik egymáshoz. Minden node egyetlen kábelen csatlakozik a hub-hoz. Ezek a kábelek lehetnek UTP vagy STP kábel. A csillag elrendezés egy összetettebb változata a hópehely topológia, amely nagyobb kiterjedés hálózatok esetén több csillag topográfiájú hálózat kapcsolatát biztosítja. úgy, hogy a hálózatok közé egy közös csomópontot, egy újabb központi vezérlőt iktatunk. A csillag topológia legfőbb előnye az, hogy ha megszakad a kapcsolat a hub és bármelyik számítógép között, ez nem befolyásolja a hálózat többi csomópontját. A topológia hátránya az, ha a központi gép meghibásodik az egész hálózat működésképtelenné válik. Hátránya még, az ha az egyik gép üzen a másiknak, előbb a központi gép kapja meg a csomagot, majd azt a célállomásnak továbbítja. Emiatt a központi gép gyakran túlterhelt. 5

6 Csillag topológia Gyűrű topológia Minden állomás, beleértve a szervert is, két szomszédos állomással áll közvetlen kapcsolatban. Az összeköttetés körkörös, folyamatos gyűrű alakú, ebből következően a hálózatnak nincs végcsatlakozása. Ebben a topológiában az adat csak egy irányban halad. Az üzeneteket a gépek mindig a szomszédjuknak adják át, s ha az nem a szomszédnak szólt, akkor az is továbbítja. Addig vándorol gépről gépre az üzenet, amíg el nem érkezik a címzetthez. Az adatfeldolgozás cím alapján történik, azaz csak a címzett dolgozza fel az adatot, a többiek csak továbbítják. Legnagyobb hátránya, ha a gyűrű bármely részén meghibásodás lép fel, akkor a teljes adatátvitel leáll. Ennek kiküszöbölésére néha tartalék útvonalat alakítanak ki. Ezenkívül hátránya még az is, hogy az adat a hálózat minden számítógépén keresztülhalad, és a felhasználók illetéktelenül is hozzájuthatnak az adatokhoz. Gyűrű topológia 6

7 Sín, busz topológia Ez a legegyszerűbb hálózati elrendezés. Ez az elrendezés egyetlen, busznak nevezett átviteli közeget használ. Itt minden számítógépnek egyedi címe van, ez azonosítja a hálózaton. Ebben a topológiában a számítógépeket az esetek többségében koaxiális kábellel csatlakoztatják egymáshoz. Nem egyetlen hosszú kábellel, hanem sok rövid szakaszból áll, amelyeket T-csatlakozók segítségével kötünk össze. Ez a T-csatlakozó lehetővé teszi a kábel leágazását, hogy más számítógépek is csatlakozhassanak a hálózathoz. Az adat végighalad a buszon, mindegyik számítógép megvizsgálja, majd eldönti, hogy melyik számítógépnek szól az üzenet. Az adat vizsgálata után a számítógép vagy fogadja az adatot, vagy figyelmen kívül hagyja. Legfőbb problémája, ha a buszkábel bárhol megszakad, a szakadás egyik oldalán lévő számítógépek nem csak az összeköttetést veszítik el a másik oldalon lévőkkel, hanem a szakadás következtében mindkét oldalon megszűnik a lezárás. A lezárás megszűnésének hatására a jel visszaverődik és meghamisítja a buszon lévő adatokat. Nem előnyös ebben a topológiában a sok gép összekötése, mert a T-dugók illesztésénél szakadás lehet, illetve megnő az ellenállás és gyengébb lesz a jel. Ezért, ha több számítógépet csatlakoztatnunk a hálózathoz, akkor használnunk kell egy jelerősítőt, amely a busz mentén meghatározott helyeken felerősíti a jeleket. Sín topológia A fahálózatban kiemelt szerepkört tölt be a központi számítógép. Ez a munkaállomásokkal van összekötve. Van egy gyökér, amelyre rákapcsolódnak a kisebb központok. Azután ezekre a kisebb központokra kapcsolódnak a kliens gépek vagy még kisebb szerverek. Tehát a munkaállomások hierarchikus rendben kapcsolódnak egymáshoz. Minden összekötött gép között csak egyetlen út van. Előnye a kis kábelezési költség, valamint, hogy nagyobb hálózatok is kialakíthatók. Hátránya viszont, hogy egy kábel kiesése egy egész alhálózatot tönkretehet. 7

8 Fa topológia HÁLÓZATI ESZKÖZÖK Ebben a részben a hálózathoz szükséges fizikai eszközöket mutatjuk be. Ezek lehetnek az átviteli közeg, melynek feladata, hogy bitfolyamokat szállítson egyik géptől a másikhoz. A fizikai közeg a jelek hordozója, fémvezeték, fényvezeték vagy a puszta "éter". Attól függően, hogy vezetékes, ill. vezeték nélküli átvitelmódról beszélünk. Ezen kívül beszélünk még az átvitelben részt vevő egyéb elemeket, így pl. erősítőket, jelismétlőket, sugárzókat, kapcsolókat stb. is. Hub (elosztó) A hub a strukturált számítógép-hálózatok alapköve. Feladata a munkaállomások, szerverek és egyéb hálózati eszközök közti adatforgalom biztosítása. A csillag topológiájú hálózatok esetén használunk az útvonal elosztására hub-okat, melyek meghatározott számú port-tal rendelkeznek. Három nagy csoportjuk létezik: A hub egy olyan doboz, amelyen port-oknak nevezett csatlakozó aljzatok találhatók. Minden port egy munkaállomástól, szervertől vagy egyéb hálózati egységtől érkező kábelt fogad. A hub-ok 4 portosotól egészen a 124 portosig kaphatók. Általában a hubok "buták", amely azt jelenti, hogy a működésüket nem lehet felügyelni, önállóan működnek, csupán a hálózati forgalmat engedik át magukon, és ha hiba történik, akkor esetleg kijavítják. Ezzel szemben a felügyelhető hub-ok lehetővé teszik, hogy a rendszergazda távolról figyelemmel kísérje és konfigurálja, módosítsa a működésüket. 8

9 Ha esetleg bővül a hálózat, akkor az eredetileg használt hub-okat kinőheti. Ekkor megoldásként használhatjuk, hogy a hub-okat összekötjük. Nem gond, hogy különböző gyártótól van,csak arra kell figyelnünk, hogy azonos sebességen működjön. Illetve a szabványos Ethernet hub-ok csak maximum négy szintig köthetjük össze. Ahol nem tudjuk biztosan, hogy fogjuk-e a hálózatot bővíteni, érdemesebb összefűzhető hub-ot alkalmazni. Ennél az eszköznél egy speciális összefűző kábelekkel köthetők össze a hub-ok. Ebben az esetben fontos, hogy minden összekötendő hub azonos gyártótól származzon. Ennél csavart érpáras kábelezést használunk. A csavart kábel a telefonkábelhez hasonlít, kivéve hogy 8 vezetéket tartalmaz a telefonkábel 4 vezetéke helyett. A kábelek végén RJ45-ös csatlakozó van. A kábel egyik végét bekötjük a hub portjába, a másik végét a munkaállomásba, vagy más hálózati eszközbe. A fordítós kábeleket a hub-ok összeköttetésére használják. Ezekben a két végponti csatlakozó érintkezői ellentétesen vannak bekötve. Ethernet hub Bridge (híd) Feladata az egyes hálózati részek forgalmának elválasztása. Amikor ezt az eszközt a hálózatba kapcsolják, a címeket rögtön tanulni kezdi és ezek után már önállóan végzi a forgalomirányítást. Minden bridge-ben van egy adatbázis, ami a MAC címek elhelyezkedését adja meg. A bridge bemenetként egy keretet kap, ebből a híd kiolvassa a forrás- és célcímeket, majd ezeket a címeket kikeresi a forgalomirányítási táblájából és meghatározza, hogy melyik LAN-on helyezkedik el a célgép és a forrásgép. A hidak végezhetnek apróbb változtatásokat a kereteken a továbbításuk előtt. Mivel ez az eszköz a fizikai réteg felett dolgozik, ezért képes arra, hogy eltérő fizikai szegmenseket összekössön. 9

10 Repeater (jelismétlő) A már említett azonos típusú sínhálózatok egyszer jelismétlőkkel kapcsolhatók össze nagyobb hálózattá. Ez a megoldás elterjedten a busz topológiájú LAN-oknál használatos. A jelismétlők a jelalak helyreállításán kívül semmi más feladatot nem végeznek. Ez az eszköz a protokoll fizikai szintjén működik, ezért csak a minden rétegében azonos felépítés hálózatok összekötésére szolgál. Switch (kapcsoló) Ha egy Ethernet LAN-ban a nagy adatforgalom miatt fellépő ütközések következtében lecsökken a sebesség, a probléma megoldható azzal, hogy a HUB helyére egy switch-et építünk be. A switch ugyan külsőre nagyon hasonlít a HUB-ra, de működésükben jelentős különbség van. Míg a HUB az adatcsomagokat mindenhová kiküldte, a switch csak oda küldi a csomagot, amelyikre a címzett gép csatlakozik, sőt átvizsgálja a csomagot és ha az sérült, akkor nem kerül továbbításra.. Ezzel a módszerrel sok gépet lehet összekapcsolni, úgy hogy ütközések lépnek fel. switch Router (forgalomirányító) A hálózatokban a forgalomirányító két fő feladatot lát el: meghatározza az elérési útvonalakat és továbbítja a csomagokat. Célja a csomagok több rendszeren keresztül történő eljuttatása a feladótól a címzettig, de ez csak abban az esetben sikeres, ha minden router el tudja dönteni, hogy melyik portján továbbítsa az adott csomagot. A routing protokollok feladata az, hogy előállítsák minden egyes routerben a forgalomirányítási táblákat. A router olyan forgalomirányító eszköz, amely lehetővé teszi, hogy egymással közvetlen módon nem összekötött számítógépek kommunikálni tudjanak egymással. A routerek is hasonlóságot mutatnak a bridge-ekhez, de azokkal ellentétben nem az adatkapcsolati, hanem a hálózati rétegben helyezkednek el. 10

11 router Gateway (átjáró) Ez a legbonyolultabb hálózat összekapcsolási módszer. Akkor alkalmaznak átjárót, ha egymástól teljesen különböző hálózatot akarnak összekapcsolni. Mivel eltérő architektúrát használnak, a protokollok minden hálózati rétegben különbözhetnek. Az átjáró minden átalakítást elvégez, ami az egyik protokollkészletből a másikba való átmenet során szükséges. Ezek a következők: - Üzenetformátum átalakítása - Címátalakítás - Protokoll-átalakítás 3. Vezetékes átviteli közegek Csavart érpár (UTP, STP) Ez a vezetéktípus két szigetelt, egymásra spirálisan felcsavart rézvezeték. Ha ezt a sodrott érpárat (Unshielded Twisted Pair = UTP) kívülről egy árnyékoló fémszövet burokkal is körbeveszik, akkor árnyékolt sodrott érpár-ról (Shielded Twisted Pair = STP) beszélhetünk. A ma használatos kábelek több, általában 4 érpárból állnak, amelyek spirális formában meg vannak csavarva. A sávszélesség a huzalok vastagságától és az áthidalni kívánt távolságtól függ. A legtöbb telefonkészüléket sodrott érpár köti össze a telefonközponttal. Analóg és digitális átvitelre egyaránt alkalmas. Manapság a LAN hálózatban is ez a vezetékfajtát használjuk. A sodrott érpáras kábel nem lépheti túl a 100 méteres hosszúságot a hub és a számítógép között. 11

12 Strukturált hálózat építéséhez UTP, FTP, S-FTP kábel használható. Az UTP olcsóbb, mint az FTP, S-FTP, viszont nem rendelkezik zavarvédelemmel. Egy irodában rengeteg berendezés kelthet zavart. Például a legelterjedtebb eszköz a mobiltelefon. Szerencsés esetben ez csak a rendszer sebességére van rossz hatással, rosszabb esetben hibás adattovábbítást, adatvesztést okoz. UTP kábel STP kábel RJ45 csatlakozó 12

13 Koaxiális kábel Ez a széles körben használt átviteli közeg egy tömör rézhuzalból áll, amely körül szigetelő van. Felépítésének köszönhetően nagyon védett zajokkal szemben, és hosszú távú átvitelre is alkalmas. Könnyen meghosszabbítható, a különféle kábeltoldók, szétválasztók, csatolók és jelismétlők segítségével. Két fajta koaxiális kábel létezik: - Alapsávú: 50 ohm -os kábel, digitális átvitelt tesz lehetővé - Szélessávú: 75 ohm -os kábel, analóg átvitelt tesz lehetővé Alapsávú koaxiális kábelek Ezeket a kábeleket elterjedten használjuk lokális hálózatokban, valamint távbeszélőrendszerekben is nagytávolságú átvitelre. Szélessávú koaxiális kábel Ezt a fajta kábelrendszer a kábeltelevíziózás szabványos kábelein keresztüli analóg átvitelt teszi lehetővé. Koaxiális kábel Üvegszálas kábel A jelenlegi legkorszerűbb vezetékes adatátviteli módszer az üvegszál vagy más néven optikai kábel alkalmazása. Üvegszálas hálózat kiépítésére akkor kerül sor, ha különösen nagy elektromágneses hatások érik a vezetékeket vagy nagy távolságokat kell áthidalni. Itt a fényáteresztő anyagból készült optikai szálon tovahaladó fényimpulzusok szállítják a jeleket. Az optikai kábel egy olyan vezeték, amelynek közepén üvegszál fut. Ezt az üvegszálat gondosan kiválasztott anyagú burkolat veszi körül. A különleges anyag tulajdonsága, hogy a fény sohasem tudja elhagyni a kábelt. Ezért a fény a vezeték elején lép be és a végén lép ki belőle. Két fajtája ismert: a multimódusú és a monomodusú szál. 13

14 Üvegszálas kábel felépítése 4. Vezeték nélküli átviteli közegek A mai fejlődő világban egyre nagyobb teret hódít a kábel nélküli digitális adatátvitel, melynek oka leggyakrabban, hogy a vezetékes összeköttetés lehetetlen kialakítani. Ehhez az átviteli közegek a következők lehetnek: Infravörös átvitel Ez az átviteli technika alkalmas arra, hogy egy épületen belüli vezeték nélküli lokális hálózatok átviteli rendszerének szerepét betöltse. Általában ezt kistávolságú adatátvitel során használjuk. Ez megtalálható a televíziók, videomagnók és hifik távirányítóiban. Mára már megjelent a számítógépes hálózati csomópontokban, s ezen túlmenően a kézi mobileszközökben, asztali PC-kben, laptopokban, nyomtatókban és telefonokban. Jellemzője, hogy viszonylag jól irányítható, olcsó és könnyen előállítható. Hátránya, hogy szilárd testeken nem képes áthatolni. Lézeres átvitel A mikrohullámú adatátvitel alkalmazásának egyik legnagyobb hátránya a lehallgathatósága. Ezt a problémát lézeres adatátvitel használatával ki lehet küszöbölni. A lézersugár szűk szögben terjed, ezért az adó- és vevőberendezéseket nagyon pontosan kell beállítani, ugyanakkor ez biztosítja, hogy az adatforgalmat ne lehessen lehallgatni. Előnye, hogy a lézer működését nem zavarják más technológiájú eszközök, tehát a két egymáshoz közeli lézernyaláb csak kivételes esetekben hat egymásra, még a nyalábok kereszteződéséből sem származik baj, gyors adatátvitel, szinte nincs működtetési és karbantartási költsége, környezetbarát és takarékos. Hátránya, hogy az időjárási körülmények zavarhatják az adatátvitelt, az eső nem zavarja, de a köd már igen és az ára nem függ a sebességtől, hanem csak az áthidalandó távolságtól. 14

15 Rádiófrekvenciás átvitel Rádiófrekvenciás átvitelt akkor érdemes használni, ha az infravörös átvitel hátrányát akarjuk kiküszöbölni, azaz az információkat nagy távolságra kell eljuttatnunk. A rádióhullámok egyszerűen előállíthatók, könnyen áthatolnak az épületek falain és minden irányba terjednek. Hátrányai, hogy terjedési tulajdonságai frekvenciafüggőek, azaz alacsony frekvencián a rádióhullámok minden akadályon áthatolnak, viszont teljesítményük a forrástól távolodva fokozatosan csökken. A magas frekvenciás rádióhullámok egyenes vonal mentén terjednek, és a tárgyakról visszaverődnek. Mikrohullámú átvitel Az adatátvitelben a nagyobb sávszélességet kívánó vezeték nélküli helyeken alkalmazzák. Az optikai kábelek megjelenése előtt évtizedeken keresztül ilyen mikrohullámú rendszerek jelentették a nagytávolságú távbeszélőrendszerek alapját. Előnye, hogy 100 MHz felett az elektromágneses hullámok egyenes vonal mentén terjednek, és jól fókuszálhatók, illetve az optikai kábelekkel szemben az olcsósága. Hátránya viszont, hogy a földfelszín görbülete problémát jelent, ha az adótornyok túlságosan messze vannak egymástól, ezért meghatározott távolságonként jelismétlők alkalmazására van szükség. Műholdas átvitel A műhold alapvetően és eredendően kommunikációs eszköz, de arra is jó, hogy átjátszóállomásként vegye a Föld egyik pontjáról kiinduló rádióadást, felerősítse, majd adóként tovább sugározza a Földnek egy másik helyére. Ezen a felismerésen alapul a műholdas adattovábbítás, a műholdas műsorszórás és a műholdas telefonálás. A VSAT (Very Small Aperture Terminal) egy speciális űrtávközlési rendszer, amelynél a földi pontok között műholdon keresztül létesül egy vagy kétirányú kapcsolat. A távközlési műholdakat űrtávközlési szervezetek üzemeltetik, és tőlük lehet csatornakapacitást bérelni. A földi terminálok (vevők) az alábbi csoportokba sorolhatók: Csak vételre szolgáló terminálok: - egyirányú összeköttetésre, vételre alkalmas rendszerek, - egy központi állomásból és csillagalakzatban elhelyezett vevőterminálokból állnak, Adó-vevő terminálok - kétirányú összeköttetésre alkalmazzák. 15

16 5. Analóg átvitel A számítástechnika fejlődésével előtérbe került annak szükséglete, hogy a számítógépek telefonos szolgáltatáson keresztül kommunikáljanak vagy kapcsolódjanak az internethez. Emlékszünk még az úgynevezett "betárcsázós" internetre. Ezzel a telefonos internetezéssel az a baj, hogy közbe minket nem tudnak hívni, mert foglaljuk a vonalat, lassú és igen költséges. Ez a kapcsolat modemen keresztül történik. Modem A modem egy olyan eszköz, amely a számítógépek digitális jeleit analóg jelekké alakítja, és ezeket már tovább tudja küldeni a telefonvonalon keresztül. A fogadó modem visszaalakítja az analóg jeleket digitálissá, így ezekkel a számítógép már tud dolgozni. Két fajtáját ismerjük: - A belső modem, amely a házon belül helyezkedik el, ez egy kártya, amelyet beépítenek a gépbe, ezáltal nincs szükség áramforrásra és csatlakozóra. - A külső modem, ez soros porton keresztül csatlakozik a géphez. A hátránya hogy külső áramforrás kell hozzá, így túl sok kábel lóg mindenfelé és nehéz frissíteni. A modemek sebességét többnyire bps vagy Kbps-ben mérik. Az átviteli sebesség vagy a modem sebessége a másodpercenként átvitt bitek számával adható meg. Mobiltelefonok A mai világban egyre elterjedtebb a mobil szolgáltatók által kínált internetezési lehetőségek. Ennek előnye, hogy bárhol és bármikor használni tudjuk az internetet. A hagyományos telefon kapcsolathoz hasonlóan egy úgynevezett mobil stick segítségével csatlakozhatunk számítógéppel az internetre. De ne feledkezzünk meg az új úgynevezett "okos" telefonokról, amelyek mindazok mellett, hogy mobil telefonként használhatjuk, az internetezés teljes skáláját nyújtja számunkra (böngészés, küldés stb.). 6. Digitális átvitel ISDN (Integrated Services Digital Networks Ennek segítségével lehetőségünk van, hogy egy vagy több digitális összeköttetésen keresztül nagy sebességgel és kiváló minőségben tudunk küldeni és fogadni hang-, adat-, szöveg- és képinformációkat ugyanolyan könnyen és egyszerűen, mint az a távbeszélő-szolgáltatás esetében történik. A hálózat digitalizálása javítja az átvitel minőségét, és csökkenti a fenntartási költségeket. De a legfontosabb előnye, hogy egy hálózaton belül nyújtja a legfontosabb távközlési szolgáltatásokat, és a hagyományos hálózatokhoz képest több szolgáltatást nyújt, ugyanakkor a havi előfizetési díjat csak egy hálózatra kell kifizetni. 16

17 ATM (Asynchronous Transfer Mode) A jövő telekommunikációjában a jelenlegi adatátvitelen túl olyan új szolgáltatásokra is igény jelentkezik, mint amilyen a képtelefon, videokönyvtár, multimédiaanyagok hálózati terjesztése és nagy sebesség adatátvitel. Az ATM olyan nemzetközileg szabványosított multiplexelési és kapcsolási technológia, amely a felhasználók számára a jövőben akár gigabit/másodperc nagyságrendbe tartozó áteresztőképességű hálózat megvalósítását teszi lehetővé. 17

18 TANULÁSIRÁNYÍTÓ Az Ön irodájában nincs lehetőség vezetékes hálózat kiépítésére. Milyen megoldás talál erre, fejtse ki! Megoldás: Először az első gondolatunk az lehet, hogy új irodát kellene keresnünk, de gondoljunk arra, ez mekkora költséggel és idővel járna, ennél sokkal egyszerűbb megoldás is van A mai fejlődő világban egyre nagyobb teret hódít a vezeték nélküli adatátvitel, ez alapján több lehetőség közül is választhatunk: Infravörös átvitel Ezt kistávolságú adatátvitel során használjuk. Jellemzője, hogy viszonylag jól irányítható, olcsó és könnyen előállítható. Hátránya viszont, hogy csak egy adott helyiségben használható, mert szilárd testen nem képes áthatolni. Lézeres átvitel A lézersugár szűk szögben terjed, ezért az adó- és vevőberendezéseket nagyon pontosan kell beállítani, ezt az adatátvitelt nem lehet lehallgatni. Előnye, hogy gyors az adatátvitel, szinte nincs működtetési és karbantartási költsége, környezetbarát és takarékos. Hátránya, hogy az időjárási körülmények zavarhatják az adatátvitelt. De ez egy zárt helyiségben nem okoz problémát. Rádiófrekvenciás átvitel Rádiófrekvenciás átvitelt akkor érdemes használni, ha az infravörös átvitel hátrányát akarjuk kiküszöbölni, azaz az információkat nagy távolságra kell eljuttatnunk. A rádióhullámok egyszerűen előállíthatók, könnyen áthatolnak az épületek falain és minden irányba terjednek. Hátránya, hogy teljesítménye a forrástól távolodva fokozatosan csökken. Mobiltelefonok, mobil stick Ennek előnye, hogy bárhol és bármikor használni tudjuk az internetet. A hagyományos telefon kapcsolathoz hasonlóan egy úgynevezett mobil stick segítségével csatlakozhatunk számítógéppel az internetre. Az előzőek alapján el tudjuk dönteni, mely hálózati kiépítésre van szükségünk. Az infravörös átvitelt csak, akkor használjuk, ha csak egy helyiségből áll az irodánk. A lézeres adatátvitel pontos beállítást igényel, a rádiófrekvenciás átvitelnél, használjunk jó minőségű eszközöket, mert ellenkező esetben előfordulhat, hogy a hatótávolság kicsi. A mobil stick csak egy gépen használható egyszerre, viszont ha rendelkezünk laptoppal, akkor ezt bárhol és bármikor használhatjuk. 18

19 ÖNELLENŐRZŐ FELADATOK 1. feladat Mit nevezünk számítógépes hálózatnak? 2. feladat Milyen hálózati osztályokat ismer, földrajzi elhelyezkedésük szerint? Írja le néhány mondatban azok jellemzőit! 19

20 3. feladat Az Ön irodájában nincs lehetőség vezetékes hálózat kiépítésére. Milyen kiépítési 20

21 MEGOLDÁSOK 1. feladat Mit nevezünk számítógépes hálózatnak? A hálózatok önállóan is működőképes számítógépek elektronikus összekapcsolása, ahol az egyes gépek képesek kommunikációra külső beavatkozás nélkül. A számítógép hálózat olyan függőségben lévő vagy független számítógépek egymással összekapcsolt együttese, amelyek abból a célból kommunikálnak egymással, hogy bizonyos erőforrásokon osztozkodhassanak, egymásnak üzeneteket küldhessenek, illetve terhelésmegosztást vagy megbízhatóság növekedést érjenek el. Nézzünk néhány előnyét: - Információcsere: elektronikus üzenetek, levelek, fájlok küldése; - Erőforrás megosztás: például közösen használható nyomtató, szkenner; - Közös adatok használata; - Feladatok megosztása; - Adatbiztonság; - Programok futtatása egy központi számítógépen; 2. feladat Milyen hálózati osztályokat ismer, földrajzi elhelyezkedésük szerint? Írja le néhány mondatban azok jellemzőit! Helyi hálózat: Kis távolságon belül elhelyezkedők hálózati eszközök kiépítésére szolgál. Városi hálózat: Nagyobb távolságra lévő gépek, LAN hálózatok összeköttetésére szolgál. Összeköthet egymáshoz közel fekvő vállalati irodákat vagy akár egy egész várost. Hatótávolsága 1 és 50 km között van. Nagy kiterjedésű hálózat Egymástól nagy távolságra elhelyezkedő hálózatokat köt össze, akár az egész világot behálózhatja. 21

22 3. feladat Sorolja fel a vezetékes átviteli közegeket! - Csavart érpár, UTP, STP; - Koaxális kábel - Üvegszálas kábel 22

23 HÁLÓZATI, ÁTVITELI ÉS ALKALMAZÁSI PROTOKOLLOK ESETFELVETÉS MUNKAHELYZET 1 Ön egy közjegyzői irodahálózatnál dolgozik, ennek a hálózatnak az ország minden pontján találhatók irodái. Feladata egy olyan hálózat kiépítése, amelyen keresztül az irodák között gyorsan és megbízhatóan történik az adatforgalom. Az adatok jellegénél fogva, mivel azok titkosak és bizalmasak a biztonság kiemelten fontos, de a gyorsaságot is figyelembe kell venni, mert az ügyfelek nem várakozhatnak sokat az átküldött iratokra. Határozza meg, hogy a hálózatot mely protokollok használatával kell kiépíteni. SZAKMAI INFORMÁCIÓTARTALOM A számítógépes hálózatok közös adatátviteli csatornát használnak. Ez annyit jelent, hogy minden, az adott hálózatban lévő számítógép elvileg az összes géppel kapcsolatban áll. Ha valamelyik gép adatot akar továbbítani egy másik gépnek, akkor azt kis csomagokra bontja, és megpróbálja a hálózatra küldeni. A csomag tartalmazza a küldendő adatokon kívül a címzett és a feladó összes fontos paraméterét. Az, hogy egy ilyen adatcsomag pontosan, hogyan épül fel, hogyan kerül megadásra a címzett és feladó adatai, azt szabályozzák a hálózati protokollok. Ahhoz, hogy a számítógépek tudjanak egymással "beszélgetni", ismerniük kell egymás kommunikációs protokolljait. Tehát a csomagokat router-ek adják egymásnak és juttatják el a rendeltetési helyükre. A router-ek egymás között kicserélik információikat, nevezetesen azt, hogy melyik címzett merre található és ennek segítségével építik fel azokat a táblázatokat, melyek csomagok továbbítási irányát tartalmazzák. Ezen információcsere zajlik a routing protokollok segítségével. Minden hálózati protokoll rendelkezik a saját címzési rendszerével, ami független az alsóbb rétegek címzési rendszereitől, míg a hálózati réteg címei az egész hálózaton egyedien azonosítanak egy-egy állomást. Ezek a címek legtöbbször hierarchikus felépítésűek, azaz tartalmaznak a csomag továbbításához segítő információt. Például az IP címek két részből állnak, az egyik rész a hálózat száma, a másik rész az adott hálózaton belül azonosítja az állomást. Így egy címre ránézve csupán a hálózat száma alapján történik a route-olás, majd az adott hálózaton belül az állomás száma alapján. Ez lényegesen egyszerűsíti a router-ek feladatát, mert nem minden állomást, csak a hálózatokat kell nyilvántartani, a hálózaton belüli továbbítás már lokális probléma. 23

24 Nézzünk néhány fontos protokollt. TCP/IP (TRANSMISSION CONTROL PROTOKOLL / INTERNET PROTOKOLL) A protokollok egy gazdagépen egymás fölött elhelyezkedő szintekként képzelhetők el. A szintek mindegyike a hálózaton keresztüli biztonságos adatátvitel valamely részterületéért felelős, és feladatuk még, hogy a megfelelően megformázott adatokat elküldjék a közvetlenül alattuk, illetve felettük elhelyezkedő rétegeknek. A legfelső szint az alkalmazási szint és a hálózati szoftver közötti csatolási felületet jelenti. A legalsó szint a hálózati szoftver és a hálózat fizikai, azaz hardverelemei közötti felületet jelenti. A hálózattal történő kommunikáció céljából az alkalmazásunk lefelé átküldi az információkat a protokollkészleten. A hálózat ugyanezt fordítva teszi meg: az adatokat alulról felfelé küldi át a protokollkészleten, hogy kommunikálni tudjon az alkalmazásunkkal. Az Interneten keresztül történő adatáramlást 3 szakaszra bonthatjuk: 1. Az adatoknak először az alkalmazási programtól el kell jutniuk a hálózatra. Ehhez az adatoknak felülről lefelé végig kell haladni a protokollokon. 2. A hálózatnak meg kell állapítania, hogy hová kell az adatoknak eljutniuk. 3. A hálózatnak a megfelelő irányban kell továbbítania az adatokat, egészen a rendeltetési címig, amelyen az adatoknak alulról felfelé ismét végig kell haladniuk a protokollokon, egészen az alkalmazási szintig. A TCP/IP összeköttetés mentes hálózati protokollokat tartalmaz, amely adatokat továbbít a hálózaton. A TCP/IP protokollcsalád néhány tagja sok alkalmazás számára biztosítja a szükséges alacsony szintű szolgáltatásokat. Ilyen például az IP, a TCP és az UDP, vagy vannak olyanok, amelyek meghatározott feladatokat látnak el, mint például a számítógépek közötti állománytovábbítás, az üzenetküldés, vagy éppen egy adott gépre bejelentkezett felhasználók lekérdezése. 7. Kapcsolati réteg Ez a fizikai és a hálózati szint között helyezkedik el. A kapcsolati réteg azokat az alapvető funkciókat nyújtja, amelyek az adatcsomagok hálózatra történő küldéséért felelősek. Ez a szint adatokat küld és fogad a hálózati szint IP moduljára, vagy moduljáról. Ez a réteg két protokollt is tartalma: az ARP-t és a RARP-t. ARP (Address Resolution Protocol) Feladata a hálózati szinten lévő (IP) címeket a kapcsolati szint megfelelő címeivé alakítja át. A hálózati szinten IP-címet használ, de a kapcsolati és fizikai rétegben fizikai címet használ. Jelenleg a legtöbb hálózat fizikai és adatkapcsolati szinten Ethernet kártyákat használunk. Ennek az Ethernet keretnek saját fejléce van, és figyelik a hálózaton továbbított kereteket és keresik a saját Ethernet címüket. A csatolókártyák nem ismerik az IP-címeket, és arra szolgálnak, hogy meg lehessen találni egy csatolókártyát és az azt tartalmazó számítógépet. Ezért az IP-címeket Ethernet címekké kell alakítani és erre szolgál az ARP protokoll. 24

25 RARP (Reverse Address Resolution Protocol) Az előzővel ellentétes folyamatot végez, vagyis a kapcsolati címeket, mint pl. egy Ethernet címet IP-címmé alakít át. A RARP protokollt sok hiányossága miatt ma már nem használjuk. A legfőbb probléma, hogy csak az adatkapcsolati rétegben működik, a hálózati rétegbeli eszközök nem továbbítják az adatkereteit, így minden hálózathoz szükséges egy szerver üzemeltetése. Ezért a RARP protokoll helyett ma már inkább a BOOTP és a DHCP protokollokat használunk. 8. Hálózati réteg Ezen a szinten három protokoll helyezkedik el: az IP, az IGMP és az ICMP protokoll. A feladatok legnagyobb részét az IP protokoll végzi el. Az ICMP és az IGMP protokoll az IP-t segíti. IP (Internet Protocol) Ez a protokoll gondoskodik a csomagok átviteléről a hálózaton. Az összes kommunikáció a hosztok között IP csomagok formájában történik. Ez egy kapcsolat nélküli protokoll, azaz a kommunikációhoz nem szükséges előzetes kapcsolatfelvétel. Ebből adódik, hogy tartalmaznia kell a kézbesítéssel összefüggő információkat, a teljes és pontos címet. Adatátvitel szempontjából viszont nem megbízható, a csomagokkal bármi történhet: elveszhetnek, megsérülhetnek, sorrendjük összekeveredhet, de a legnagyobb gond, hogy ha nem sikerült az adatok továbbítása, akkor nem küld értesítést. Ennek ellenére mégis az egyik legelterjedtebb, ez magyarázható azzal, hogy gyors a csomagok átvitele, egyszerű a megtervezése, megvalósítása és használata. Azonban a nem megbízható protokollok is tudnak megbízhatóan továbbítani adatokat. A megbízhatósági jellemzőket ekkor nem magába a protokollba, hanem az alkalmazásokba építik be. A TCP, egy megbízható protokoll, az IP-t használja az adatok továbbításához. Tehát a protokollok tervezői a TCP-be építik be azokat a megbízhatósági jellemzőket, amelyek az IP-ből hiányoznak. Címzés A TCP/IP hálózatokban a számítógépeket egységes címzés alapján azonosítjuk. Minden gép egyedi hálózati címmel, az úgynevezett IP-címmel rendelkezik. A címek 32 bitesek, amelyek felírás 4 darab 8 bites decimális szám formájában történik, amelyeket pontokkal választunk el (például: ). Az egyes elemek értéke ig terjedhet. Az IP címeknél a következő szabályokra kell figyelnünk: nem kezdődhetnek 0-val, 127-tel, és 223-nál nagyobb számmal. A címeket egy amerikai szervezet, az úgynevezett NIC (Network Information Center) osztja ki, területi megbízottjain keresztül. Egy szervezet Internetszolgáltatójától mindig címtartományt kap, amelyen belül szabadon jelölheti ki gépeinek címét. 25

26 A cím három részre osztható, amelynek hossza 32 bit: Előtag: Ez azonosítja a címosztályt. A címosztály mutatja meg, hogy az előtag után hány bitet kell hálózati címként, és hány bitet kell hosztcímként értelmezni. Hálózati cím: Az egyes hálózatok megkülönböztetésére szolgál, valamint a központi adminisztrációt segíti elő, tehát két gépnek ne lehessen azonos IP-címe. A hálózati címet központilag adják az igénylőnek. Host cím: Ez a 32 bit maradékát teszi ki. A vállalatok vagy szervezetek méretüknek megfelelően háromféle címtartomány-t (címtípust) kaphatnak. A címtartomány típusát az IP-cím első bitjei jelzik. Majd ezt követi a hálózat azonosítására szolgáló bitsor (NetID), majd a hálózaton belül a gépek azonosítására szolgáló szakasz (HostID. Alapvetően három féle címosztályt használunk, de 5-öt definiálunk. - A osztályú: Sok számítógépet üzemeltető szervezetek használják. Ekkor az első bit 0, a hálózat azonosítására az első byte fennmaradó részét használjuk. A hálózaton belüli gépek azonosítására a fennmaradó három byte-ot használjuk. - B osztályú: A közepes méretű cégek használják. Ekkor első bit 1, és a második 0. A céget ebben az esetben az első két byte azonosítja, a hálózat gépeit pedig az utolsó kettő byte. - C osztályú: Kevesebb gépet üzemeltető cégek használják. A cím első és második bitje 1, a harmadik 0. A hálózat azonosítására az első három byte-ot használjuk, a hálózaton belüli gépek azonosítására az utolsó byte szolgál. - D osztályú: Ezt abban az esetben használjuk, ha a négy elöl álló bit értéke 1110, és az első byte értéke 224 és 239 között van, ekkor multicast címzésről beszélünk. Ezt a címzést alkalmazzuk akkor, ha egyszerre több géppel akarunk kommunikálni. Az ilyen címzésben hiányzik az alhálózatra utaló rész, viszont az egész cím egy multicast csoportra utal. Erre egy jó példa a videokonferencia. - E osztályú: Ha az első négy bit értéke 1111, akkor speciális, fenntartott címekről van szó. Az ebből a tartományból származó címek nem valós hálózatokra utalnak. Nem a rendszeradminisztrátorok döntik el, hogy hány bit jelöli a hoszt címét és hány a hálózat címét. Ezért vezették be a hálózat és hoszt címének szétválasztására a címmaszkokat. Az alhálózati maszk határozza meg, hogy melyik bit mutat a hosztra és melyik a hálózati címre. Ezeket a maszkokat ugyanúgy tagolva írják, mint a címeket. Például az IP-címünk , és a hozzá tartozó maszk , ekkor a hálózati cím a , a hoszt címe pedig a 10. A számítógépekben ezt a számot "És" kapcsolat választja el. 26

27 Nyílván a számokkal a számítógép könnyel elboldogul, de az ember nehezen jegyzi meg. Ezért az Internet-címekhez hozzárendelünk egy nevet, az ún. domain-nevet.. Ezt úgy adjuk meg, hogy azok minél többet eláruljanak az adott számítógépről. A domain-nevek felépítése a következő: (pl. - Szolgáltatás neve (pl. www) - A számítógép neve, ill. azonosítója (host name; pl. fogalmak) - Legfelső szintű domain név országkód: (pl. Magyarország: hu, Ausztria: at), szervezet-azonosító kód: kereskedelmi, üzleti célú szervezet (com) oktatási intézmény (edu) állami szervezet (gov) egyéb, általában nonprofit szervezet (org) A számok nevekre való lefordítását az úgynevezett domain name szerverek (DNS) végzik. A név helyett mindig használhatjuk az IP-címet is, de ez fordítva nem feltétlenül igaz. Térjünk vissza az IP fogalmának tisztázásához. A TCP az általa feldolgozott adatokat átadja az IP-nek. Persze ezzel együtt közölnie kell a rendeltetési hely Internet címét is. Az IP feladata abban áll, hogy az adatok számára megkeresse a megfelelő útvonalat és azt a másik oldalhoz eljuttassa. Az útközben fellelhető átjárók és egyéb közbülső rendszereken való átjutás megkönnyítésére az IP az adatokhoz hozzáteszi a saját fejlécét. A fejléc fő részei a forrás, a rendeltetési hely Internet címe, a protokollszám és egy ellenőrző összeg. A forrás címe a küldő gép címét tartalmazza, ez azért fontos, hogy a vevő oldal tudja honnan érkezett az adat. A rendeltetési hely címe a vevő oldali gép címét jelenti, ez pedig azért szükséges, hogy a közbenső átjárók továbbítani tudják az adatot. A protokollszám kijelöli, hogy az adat a különböző szállítási folyamatok közül melyikhez tartozik. Végül az ellenőrző összeg segítségével bizonyosodik meg a vevő oldali IP arról, hogy a fejléc az átvitel során nem sérült-e meg. A TCP és az IP különböző ellenőrző összegeket használ. Ezért egy IP csomag két részből áll: - IP fejléc: Ez tartalmazza a csomagot azonosító információkat. - Szövegrész: Ebben a részben van az adat, amit ténylegesen át kell vinni. IGMP (Internet Group Management Protocol) Ez a protokoll lehetővé teszi, hogy egy hálózaton lévő számítógépek meghatározott csoportja valamilyen üzenetet kapjon. Ezek az üzenetek úgynevezett többszereplős üzenetek, amelyek a hálózatba kapcsolt gépek meghatározott csoportjához szólnak. Ehhez az szükséges, hogy a többszereplős csoport mindegyik gépe ugyanahhoz a csoporthoz kell tartoznia. Az IGMP közvetíti a tagságot a többszereplős gépek és a többszereplős útvonalválasztók felé. 27

28 A multicast egy kommunikációs forma, amelyben egy adó (jelforrás) és tetszőleges számú vevő egy közös csatornát használva információt cserél. A legfontosabb tulajdonsága, hogy az információmennyiség csak egy példányban áramlik át a hálózaton. Ezt például a videokonferenciáknál használják. Ez a protokoll manapság minden modern TCP/IP implementáció része, így csak konfiguráció kérdése annak használat. ICMP (Internet Control Message Protocol) Az ICMP az IP felügyeleti protokollja, úgy viselkedik, mintha magasabb szintű protokoll lenne, de az IP része. A két kommunikáló fél ennek segítségével küld egymásnak a beállítandó paramétereket, valamint hibajelzésre is szolgál. Természetesen ez is IP csomag formájában van jelen a hálózaton, az adatmezőbe találjuk az üzenetet. Az adatmezőben találhatunk két darab byte-ot, amely az üzenet azonosítására szolgál. Majd ezt követi az ellenőrzőösszeg, majd az egyéb paraméterek. Az ICMP üzeneteket típusuk szerint két csoportra oszthatjuk: - hibaüzenet - információs üzenet ICMP üzenetet a következő helyzetekben kerül elküldésre: - A címzett elérhetetlen. - Lejárt a csomag élettartama. - Hibás IP csomagot adnak fel. - Átirányítás. 9. Szállítási réteg TCP (Transmission Control Protocol) Az IP protokoll után ez a második legfontosabb protokoll. A TCP a hálózati és az alkalmazási szint között továbbítja az adatokat. Ez a protokoll az IPvel ellentétben megbízható és kapcsolatorientált. Tehát hibamentes az adattovábbítást nyújt. Az üzeneteket széttördeli, összeállítja, az elveszett részek újraadja, az adatok helyes sorrendjét visszaállítja. A TCP fogadja a tetszőleges hosszúságú üzeneteket a felhasználói folyamattól, és azokat maximum 64 kbyte-os darabokra szétvágja, ezekhez fejlécet fűz, majd ezeket a darabokat egymástól független adatokként küldi el. Mivel az előzőekben tisztáztuk, hogy a hálózati réteg nem garantálja, hogy az adatcsomagok helyesen lesznek kézbesítve, illetve megérkezett adatcsomagok helyes sorrendben lesznek. A TCP feladata az, hogy időzítéseket kezelje, szükség szerint újra indítja a küldést, illetve, hogy helyes sorrendben rakja. Minden TCP által elküldött byte-nak saját sorszáma van. 28

29 UDP (User Datagram Protocol) Ez a protokoll helyezkedik ela szállítási szinten a TCP protokoll mellett Viszont ez egy sokkal gyorsabb protokoll, viszont nem megbízható adatátvitel szempontjából. Nem kapcsolatorientált, nincs hibajavítás, nincs nyugtázás. Ez az IP szint által biztosított szolgáltatásokat nyújtja csak felfelé. Ez nagyon hasonlít az IP-re, viszont csak az UDP képes arra, hogy az adatokat a gazdagép több rendeltetési helyére irányítsa. Ezekhez a rendeltetési helyekhez a címeket rendel. Ezt a protokollt, akkor használjuk ha az adatátvitel sebessége fontosabb, mint a biztonság, ebben az esetben az egyéb feladatokat a felette elhelyezkedő réteg látja el. Például a DNS alkalmazásoknál vagy játékoknál találkozunk vele. Az UDP protokollt olyan alkalmazásokhoz találták ki, ahol nincs szükség az adatcsomagok sorozatba állítására. A hálózati szoftver az adatok elejére illeszti az UDP fejlécet, ahogy a TCP fejléc esetében. Majd ezek után az UDP továbbítja az adatot az IP-nek. Az IP hozzáteszi a saját fejlécét, amelybe a TCP helyett az UDP protokollszámát helyezi el a Protokoll mezőben. Viszont az UDP nem tördeli szét az üzenetet adatcsomagokra, nem figyeli a már elküldött adatokat. Az UDP csak portszámokat használ. 10. Alkalmazási réteg Ezen a szinten helyezkednek el az alkalmazások. Valójában amikor az internetet használjuk nem számítógépek kommunikálnak számítógéppel, hanem a rajtuk futó programok. Az Internet a kliens/szerver modell alapján működik. Tehát amikor az Internetet használjuk, akkor tulajdonképpen két programot veszünk igénybe: a klienst és a szervert. A kliensprogram az, amelyik a helyi gépünkön fut, ez a program jeleníti meg képernyőnkön az információkat, illetve fogadja a bemeneti perifériákon végrehajtott műveleteket, valamint visszakeresi az igényelt információkat a szerveren. A szerverprogram azon a számítógépes rendszeren fut, amelyik a szolgáltatást biztosítja. Várja a felhasználók igényeit, és a kliensek számára az információkat biztosítja. Az Internettel kapcsolatos feladatok végrehajtása során a háttérben valószínűleg több különböző szerver fogja az igényeinket kezelni. Telnet, SSH A hálózati terminál protokoll egy másik számítógép-rendszerhez való közvetlen csatlakozást tesz lehetővé a felhasználó számára. Amikor kapcsolatot szeretnénk létrehozni egy távoli rendszerrel, elsődleges feladatunk, hogy amelyik géphez csatlakozni szeretnénk, annak az egyedi domain nevét vagy IP-címét megadjuk. Amint létrejött ez a kapcsolat, onnantól kezdve amit begépelünk, minden adat a megadott géphez kerül egészen addig, amíg a kapcsolatot meg nem szüntetjük. 29

30 A telnet lényege, hogy minden alkalmazás a távoli gépen fut. Ez annyit jelent, hogy a kapcsolat megkezdése után a saját gépünk terminálként üzemel. A telnet program biztosítja, hogy ennek futása láthatatlan legyen a felhasználó számára. Tehát a telnet segítségével az Internet bármelyik szerveréhez csatlakozhatunk, ha az adott szerver használatához van engedélyünk. Ehhez egy azonosítóra és jelszóra lehet szükségünk, de van szabadon elérhető rendszerek is. Az ssh (Secure Shell) egy program, amely lehetővé teszi, hogy távoli gépekre jelentkezzünk be, illetve azokon parancsokat hajthassunk végre. Ez abban különbözik a telnettől, hogy biztonságosabb. Ez a következőben nyilvánul meg, előfordulhat, hogy közbülső gépet használunk az adatforgalomhoz, amelynek az a veszélye, hogy lehallgathatják az adatokat, beleértve a jelszót is. Az ssh megakadályozza ezt úgy, hogy titkosít minden adatforgalmat a terminál és a szerver között. Ezt RSA kód használatával éri el, amelynek segítségével azonosítja a felhasználót. Ezt hitelesítéssel oldja meg, ami annyit jelent, hogy bizonyítjuk, hogy azok vagyunk, aminek mondjuk magunkat, így ellenőrzött kapcsolatot biztosít két gép között. Nézzük, hogy az ssh milyen típusú támadások ellen véd: - IP-cím hamisítás, amikor egy távoli gép olyan IP csomagokat küld, mintha azok egy másik gép csomagjai lennének. - DNS hamisítás, amikor name szerver bejegyzéseket hamisítanak az adatforgalom közbülső gépek általi lehallgatása ellen. Ekkor az IP csomagok közbülső gépek általi megváltoztatása ellen és meghamisítása ellen. FTP (File Transfer Protocol,) Et egy állománytovábbítási protokoll, ennek célja fájlok mozgatása egyik számítógépről a másikra, függetlenül a számítógép típusától, földrajzi elhelyezkedésétől. Előfordul, hogy teljesen különböző operációs rendszerek, egymástól nagy távolságra lévő számítógépek közötti megbízható átvitelt tesz lehetővé. Ebben az esetben bármely számítógépen lévő felhasználó bármelyik másik gépre küldhet és onnan beszerezhet állományokat. Szinte minden fájltípus átvitele lehetséges. Egyetlen feltétel van, hogy tudjuk a fájl nevét és helyét. Amikor számítógépünkön az FTP programot futtatjuk, a kliens programmal lépünk kapcsolatba. A kliens értelmezi a parancsot, amely megmondja a távoli gépen lévő szervernek, mit is kell tennie. A kapott választ megjeleníti számunkra, majd továbbítja vagy fogadja, és tárolja a fájlokat a helyi számítógépen. Operációs rendszer felől közelítve a témát, a kliens a helyi, míg a szerver a távoli gép fájlkezelő rendszerével áll kapcsolatban, s ekkor a két operációs rendszer nem feltétlenül azonos. E két program közötti párbeszéd formáját rögzíti az FTP. 30