8.1 Hálózati alapelvek

Átírás

1 8.1 Hálózati alapelvek A hálózatok olyan rendszerek, melyek összeköttetésekből állnak. Az olyan webhelyeket, melyek mindenki számára lehetővé teszik mások oldalaira való hivatkozást, közösségi hálózati oldalaknak nevezzük. Egymáshoz kapcsolódó fogalmak halmazát fogalmi hálózatnak hívhatjuk. A kapcsolatokat, melyekkel a barátaink felé rendelkezünk, hívhatjuk személyes hálózatnak. Az emberek a következő hálózatokat használják nap mint nap: * Posta rendszer * Telefonhálózat * Tömegközlekedési hálózat * Ipari számítógépes hálózat * Internet A számítógépeket hálózatokba lehet kötni, az adatok és erőforrások megosztásához. Egy hálózat lehet olyan egyszerű, hogy csak két számítógép van összekötve egy kábellel, vagy lehet olyan összetett, hogy számítógépek százait köti olyan eszközökhöz, melyek vezérlik az információk áramlását. A konvergált adathálózatok tartalmazhatnak általános felhasználású számítógépeket, mint a PC-k és a kiszolgálók, csak úgy, mint konkrétabb felhasználású eszközök, beleértve a nyomtatókat, telefonokat, televíziókat és játék konzolokat. Minden adat-, hang-, kép-, átviteli- és konvergált hálózat információt oszt meg és különféle eljárásokat használ az információk áramlásának irányításához. Az információ úgy jut el a hálózatban egyik helyről a másikra, hogy a célállomást sokszor eltérő útvonalakon közelíti meg. A tömegközlekedési hálózat hasonló az adathálózathoz. Az autók, teherjárművek és más járművek olyanok, mint a hálózatban áramló üzenetek. Minden járművezető meghatároz egy elindulási pontot (forrás) és egy végpontot (célállomás). Ezen rendszeren belül vannak olyan szabályok, mint a Stop táblák vagy közlekedési lámpák, amelyek irányítják a forrástól a célig áramló forgalmat. A lecke elvégzése után a következő témakörökkel leszünk tisztában: * A számítógép-hálózatok fogalmai * Számítógépek hálózatba kapcsolásának előnyei 8.1 Hálózati alapelvek A számítógép-hálózatok fogalmai A számítógép-hálózat hálózati eszközökkel összekapcsolt állomások együttese. Az állomás egy olyan eszköz, mely adatokat küld és fogad a hálózaton keresztül. A perifériák olyan eszközök, melyek az állomásokhoz kapcsolódnak. Néhány eszköz állomásként és perifériaként is képes működni. Például, egy nyomtató, ami egy hálózatra kötött laptophoz csatlakozik, perifériaként működik. Viszont, ha a nyomtatót közvetlenül egy hálózati eszközhöz például hub, kapcsoló vagy forgalomirányító csatlakoztatjuk, akkor állomásként működik. A számítógép-hálózatokat világszerte használják az üzleti életben, otthonokban, iskolákban, és állami szervezeteknél. Az egyes hálózatok az interneten keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Számos különböző eszköz kapcsolódhat egy hálózathoz:

2 * Asztali számítógépek * Hordozható számítógépek * Nyomtatók * Lapolvasók * PDA-k (Személyes adat asszisztens) * Okos telefonok * Fájl/nyomtató kiszolgálók Egy hálózat több különböző erőforrás típust képes megosztani: * Szolgáltatások, úgy, mint nyomtatás vagy lapolvasás * Tárhely eltávolítható eszközökön, például merevlemezek vagy optikai meghajtók * Alkalmazások, mint például adatbázisok A hálózatokat használhatjuk más számítógépeken tárolt információk elérésére, dokumentumok nyomtatására megosztott nyomtatókon, vagy akár a naptár szinkronizálására a számítógépünk és az okos telefonunk között. Az eszközök csatlakoztatására különböző megoldáspkat használhatunk: * Réz kábelezés Elektromos jeleket használ az adatok átviteléhez az eszközök között * Optikai kábelezés Üveg vagy műanyag kábelt (szál, üvegszál) használ az információk átviteléhez fény impulzusok formájában. * Vezeték nélküli kapcsolat Rádiójeleket, infravörös technológiát (lézer) vagy műholdas átvitelt használ Számítógépek hálózatba kötésének előnyei A hálózatba kapcsoltszámítógépek és eszközök előnyei: az alacsony ár és a megnövelt termelékenység. A hálózatok segítségével az erőforrások megoszthatók, és igy kevésbé duplikálódnak vagy sérülnek az adatok. Kevesebb periféria szükséges Az 1. ábrán láthatjuk, milyen sok eszközt lehet hálózatra csatlakoztatni. Nem minden hálózati számítógépnek van szüksége saját nyomtatóra, lapolvasóra, vagy adatmentő eszközre. A központi helyen beüzemelt nyomtatót megoszthatjuk a hálózati felhasználók között. Minden hálózati felhasználó elküldi a nyomtatandó munkát a központi nyomtató kiszolgálónak, amely a nyomtatási kérelmeket kezeli. A nyomtató- kiszolgáló eloszthatja a nyomtatási feladatokat akár több nyomtató között, vagy várólistára állítja azokat a munkákat, melyekhez egy bizonyos nyomtató szükséges. Megnövelt kommunikációs lehetőségek A hálózatok több különböző együttműködési eszközt biztosítanaka hálózati felhasználók közötti kommunikációra. Az on-line együttműködési eszközök közé tartoznak az rendszerek, a fórumok, a csevegő szobák, a hang- és képküldés, és az azonnali üzenetküldő programok. Ezekkel az eszközökkel a felhasználók kapcsolatba léphetnek barátaikkal, családtagjaikkal és kollégáikkal.

3 Fájl többszöröződés és sérülés elkerülése A kiszolgáló a hálózati erőforrásokat vezérli. A kiszolgálók adatokat tárolnak és osztanak meg felhasználókkal a hálózaton. Bizalmas és kényes adatokis megoszthatók és megvédhetők az engedéllyel rendelkező felhasználók között. Használhatunk dokumentum nyomkövető rendszereket, hogy megakadályozzuk, hogy a felhasználók olyan állományokat módosítsanak, vagy írjanak felül, melyekkel éppen akkor más felhasználók dolgoznak. A licencelési árak csökkentése Az alkalmazások gépenkénti licencelése drága lehet. Több szoftver terjesztő lehetőséget ad hálózatokhoz való telephely licenc vásárlására, mely a szoftver árát drámaian képes csökkenteni. A telephely licenc lehetővé teszi emberek csoportja vagy egy egész szervezet számára, hogy egyszeri díjfizetés után használja az alkalmazást. Központosított adminisztráció A központosított felügyelet csökkenti a hálózati eszközök és adatok menedzseléséhez szükséges emberek számát, ezzel csökkentve a szükséges időt és költségeket a vállalat számára. Az egyéni hálózati felhasználóknak nem kell a saját eszközeik és adataik üzemeltetési kérdéseivel foglalkozniuk. Egy adminisztrátor képes kezelni az adatokat, eszközöket és a felhasználók jogosultságait a hálózaton. Az adatok biztonsági mentése is könnyebb, mivel az adatokat egy központi helyen tárolják. Kíméli az erőforrásokat Az adatfeldolgozást el lehet osztani több számítógép között, így elkerülhető, hogy az egyes számítógépek túlterhelté váljanak a feladatok feldolgozása miatt. 8.2 Számítógép-hálózatok típusai Az adathálózatok folytatják fejlődésüket komplexitásukban, felhasználásukban és kivitelükben. Ahhoz, hogy beszélni tudjunk a hálózatokról, a különböző típusú hálózatoknak különböző nevük kell legyen. Egy számítógépes hálózatot a következő sajátos tulajdonságokkal azonosíthatunk: * A felhasználási terület * Az adatok tárolási módja * Az erőforrások kezelésének módja * A hálózat szervezésének módja * A felhasznált hálózati eszközök típusa * Az eszközök összeköttetéséhez használt közeg típusa Az alfejezet elvégzése a következőkkel ismertet meg: * A helyi hálózatok (LAN) *A nagytávolságú hálózatok (WAN) *A vezeték nélküli hálózatok (WLAN) * Az egyenrangú hálózatok

4 * Az ügyfél-kiszolgáló modell A helyi hálózatok (LAN) A helyi hálózat (LAN Local Area Network) kifejezés olyan egymással összekapcsolt eszközök csoportját azonosítja, melyek ugyanazon adminisztrációs irányítás alá esnek. Régebben, a helyi hálózatokat kicsi, behatárolt fizikai helyen létező hálózatoknak tekintették. Bár a helyi hálózatok olyan kicsik is lehetnek, mint az otthonokban vagy kisvállalkozásokban telepített egyedi hálózatok, az idő elteltével, a LAN-ok fogalma fejlődött, így ma már beletartoznak az egymással összekapcsolt, több száz eszközből álló, több épületben és helyszínen telepített helyi hálózatok is. Azt érdemes tehát megjegyezni, hogy a LAN-on belüli összes helyi hálózatot egy adminisztrációs csoport felügyelete alatt áll, amely irányítja a biztonsági és hozzáférés szabályozási házirendeket a hálózaton. Ebben a szövegkörnyezetben, a helyi szó a helyi hálózatokban inkább jelent helyi konzisztens szabályozást, mint egymáshoz való fizikai közelséget. A LAN-ok eszközei közel lehetnek egymáshoz, de ez nem követelmény A nagytávolságú hálózatok (WAN) A nagytávolságú hálózatok (WAN Wide Area Network) földrajzilag elkülönülő helyi hálózatokat kötnek össze. A legjobb példa rá az Internet. Az Internet egy óriási WAN, mely milliónyi összekötött LAN-ból áll. Távközlési szolgáltatók (TSP Telecommunications Service Provider) segítségével kötik össze a különböző helyszínen lévő LAN-okat A vezeték nélküli hálózatok (WLAN) A hagyományos helyi hálózatokban az eszközök rézkábelek segítségével kapcsolódnak egymáshoz. Néhány környezetben a réz kábelezés nem lenne megvalósítható, kívánatos vagy éppen lehetséges. Ezekben az esetekben, rádióhullámokat használó vezeték nélküli egységek küldik és fogadják az adatokat. Ezeket vezeték nélküli hálózatoknak, vagy WLAN-oknak nevezzük. Mint a LAN-ok esetében, a WLAN-oknál is megoszthatunk erőforrásokat, mint például fájlok és nyomtatók, és az Internet hozzáférést is. Egy WLAN-ban adott területen belül a vezeték nélküli eszközök hozzáférési pontokhoz kapcsolódnak. A hozzáférési pontok általában réz kábellel csatlakoznak a hálózathoz. Ahelyett, hogy minden állomás számára részkábelezést biztosítanánk, csak a vezeték nélküli hozzáférési pontok vannak rézkábellel a hálózathoz csatlakoztatva. A WLAN lefedettség lehet olyan kicsi, mint egy szoba területe, vagy lehet jóval nagyobb Az egyenrangú hálózatok Az egyenrangú hálózatokban (peer-to-peer) az eszközök közvetlenül egymáshoz kapcsolódnak, bármilyen közöttük lévő további hálózati eszköz jelenléte nélkül. Ebben a hálózattípusban minden eszköznek azonos lehetősége és felelőssége van. Az egyéni felhasználók felelősek a saját erőforrásaikért, és eldönthetik mely adatokat és eszközöket osztják meg. Mivel az egyéni felhasználók felelősek a saját számítógépük erőforrásaiért, ezért a hálózatban nincs központi irányítás vagy adminisztráció. Az egyenrangú hálózatok 10 vagy ennél kevesebb számítógépet tartalmazó környezetekben működnek a legjobban. Mivel a felhasználók egyénileg irányítják számítógépeiket, ezért nincs hálózati rendszergazdára. Az egyenrangú hálózatok hátrányai:

5 * Nincs központosított hálózati adminisztráció, mely bonyolulttá teszi az erőforrásokkal gazdálkodók munkáját. * Nincs központosított védelem. Minden számítógépnek külön biztonsági intézkedéséket kell használnia az adatok védelmére. * A hálózaton lévő számítógépek számának növekedésével a hálózat egyre bonyolultabbá válik, és egyre nehezebb lesz kezelni. * Valószínűleg nincs központi adattárolás sem. Különálló biztonsági másolatokat kell kezelni. Ez is az egyéni felhasználók felelőssége. Egyenrangú hálózatok ma is léteznek a nagyobb hálózatok részeként. A felhasználók, még egy nagy ügyfélhálózatban is, megoszthatják közvetlenül erőforrásaikat más felhasználókkal hálózati kiszolgáló közbeiktatása nélkül. Otthonunkba, ha több számítógéppel rendelkezünk, felállíthatunk egy egyenrangú hálózatot. Megoszthatunk fájlokat más számítógépekkel, üzeneteket küldhetünk a számítógépek között és egy megosztott nyomtatóra nyomtathatunk Az ügyfél-kiszolgáló modell A kliens-kiszolgáló hálózatokban, az ügyfelek információkat vagy szolgáltatásokat igényelnek a kiszolgálótól. A kiszolgáló biztosítja a kért információt vagy erőforrást az ügyfelek számára. A kiszolgálók ezekben a hálózatokban gyakran végeznek valamilyen adatfeldolgozó feladatot az ügyfél gépek számára. Például lefuttat egy szűrést az adatbázison, mielőtt a kért bejegyzéseket eljuttatná a klienseknek. Egy nagyvállalati környezet jó példa az ügyfél-kiszolgáló hálózatokra, melyben az alkalmazottak a vállalati kiszolgálót használják leveleik küldéséhez, fogadásához és tárolásához. Egy alkalmazott számítógépének levelező ügyfélprogramja kérést küld a kiszolgálónak az új levelek lekéréséhez. A kiszolgáló a kért levél elküldésével válaszol az ügyfélnek. Az ügyfél-kiszolgáló hálózatokban a kiszolgálókat hálózati adminisztrátorok tartják karban. A hálózati adminisztrátorok biztonsági mentéseket és védelmi intézkedéseket valósítanak meg. Ugyancsak hálózati adminisztrátor kezeli a felhasználói hozzáférést a hálózati erőforrásokhoz. A hálózat adatait központi fájl kiszolgálón tárolják. Központi nyomtató kiszolgáló kezeli a hálózat megosztott nyomtatóit. Csak a megfelelő jogokkal rendelkező felhasználók érhetik el a fájlokat és a megosztott nyomtatókat. A felhasználók érvényes felhasználói nevüket és jelszavukat használva férhetnek hozzá a számukra engedélyezett hálózati erőforrásokhoz. Az adatvédelem érdekében, egy adminisztrátor rendszeres biztonsági mentést készít a kiszolgáló minden állományáról. Ha egy számítógép meghibásodik, vagy elvesznek az adatok, a rendszergazda könnyedén helyreállítja azokat a legfrissebb biztonsági mentésből. 8.3 Hálózati alapfogalmak és technológiák A számítógépes szakembertől joggal várható el, hogy képes legyen a hálózati számítógépek megfelelő beállítását és hibaelhárítását elvégezni. A hálózati számítógépekkel való sikeres munka érdekében ismernünk kell az IP címzési rendszert, a különböző hálózati protokollokat és elveket. A lecke elvégzése után a következő témakörökkel leszünk tisztában: * Sávszélesség és adatátvitel * IP-címzés

6 * Dinamikus állomáskonfigurálási protokoll (DHCP) * Alapvető hálózati protokollok és alkalmazások * Internet vezérlőüzenet protokoll (ICMP) Sávszélesség és adatátvitel A sávszélesség adott idő alatt küldhető adatmennyiséget jelöl. Amikor az adatot számítógépes hálózaton elküldjük, kis darabokra tördelik, melyeket csomagoknak hívnak. Minden csomag tartalmaz egy fejrészt. A fejrész a csomagokhoz hozzáadott információkat tartalmazza, beleértve a forrás és a cél meghatározását. Ezenfelül tartalmaz olyan információkat, melyek segítségével a célállomáson megfelelő sorrendbe lehet rendezni a csomagokat. A sávszélesség nagysága határozza meg az időegység alatt továbbítható információ mennyiségét. A sávszélességet bit / másodpercben mérik és általában a következő mennyiségi egységekkel jelzik: * bps bit / másodperc * Kbps kilobit / másodperc * Mbps megabit / másodperc MEGJEGYZÉS: Egy bájt 8 bitnek felel meg, jelölése nagy B betű. 1 MBps hozzávetőlegesen 8 Mbps. Az 1. ábrán láthatjuk, hogyan hasonlítható össze a hálózati sávszélesség egy autópályával. Az autópályán például, az autók és a teherautók jelentik az adatokat. Az autópálya forgalmi sávjainak száma meghatározza, hogy egyidejűleg mennyi jármű közlekedhet az autópályán. Egy nyolcsávos autópálya négyszer annyi autót képes fogadni, mint amennyit egy kétsávos autópálya. A hálózaton továbbított adat háromféle módon áramolhat: szimplex, fél-duplex, duplex. Szimplex A szimplex más néven egyirányú továbbítás egyszerre egy irányú átvitelt jelent. Jó példa a szimplex átvitelre az a jel, amit a TV adóállomás otthonunk televíziójára küld. Fél-duplex A fél-duplex átvitel segítségével az adatok váltakozva egyik vagy másik irányba áramolhatnak a kommunikációs csatornán, viszont egyszerre mindig csak az egyik irányba. Az olyan adó-vevő rádiók, mint a rendőrség vagy a mentők által használt rádiók fél-duplex átvitelt használnak. Amikor megnyomjuk a mikrofonnál lévő gombot az adáshoz, nem halljuk a másik végen lévő embert. Ha mindkét ember egyszerre próbál beszélni, egyik átvitel sem érkezik meg a másikhoz. Duplex Amikor az adatok egy időben mindkét irányba áramlanak, azt duplex átvitelnek hívjuk. Bár az adatok mindkét irányba áramlanak, a sávszélességet csak egy irányban mérik. Egy 100 Mbps hálózati kábel duplex módban 100Mbps sávszélességgel rendelkezik. A telefonbeszélgetés a duplex kommunikáció egyik példája. Mindkét ember beszélhet egyszerre és mindkettőjük hangja hallható. A duplex hálózati technológia növeli a hálózati teljesítményt, mert az adatokat egyszerre küldhetjük és fogadhatjuk. A szélessávú technológia lehetővé teszi egyidejűleg több jel terjedését ugyanazon a

7 kábelen. A szélessávú technológiák, mint a digitális előfizető vonal (DSL) vagy a kábeles előfizetés, duplex módban működnek. Például egy DSL kapcsolat segítségével, a felhasználók egyszerre tölthetnek le adatokat a számítógépre és beszélhetnek telefonon IP-címzés Az IP cím egy olyan szám, melyet eszközök azonosítására használnak a hálózaton. Minden eszköznek egyedi IP címmel kell rendelkeznie a hálózaton, hogy más hálózati eszközökkel kommunikálhasson. A korábbi meghatározásunk szerint, az állomás olyan eszköz, mely információkat küld vagy fogad a hálózaton. A hálózati eszközök olyan eszközök, melyek adatokat mozgatnak a hálózaton, ideértve a hub-okat, kapcsolókat és forgalomirányítókat. Egy LAN-ban, az egyes állomásoknak és hálózati eszközöknek ugyanazon alhálózatba tartozó IP címmel kell rendelkezniük, hogy egymással kommunikálni tudjanak. Az ember neve és ujjlenyomata többnyire nem változik meg. Ezek a tulajdonságok címkével vagy címmel látják el az ember fizikai mivoltát a testét. Egy személy levelezési címe, ezzel szemben, lakhelyével, vagy azzal a postával van összefüggésben, ahol a leveleit felveszi. Ez a cím változhat. Egy hálózati állomáson a közeghozzáférés vezérlési (MAC Media Access Control) cím (lásd lentebb) az állomás hálózati csatolójához (NIC Network Interface Card) van hozzárendelve, és fizikai címként ismert. A fizikai cím változatlan marad, tekintet nélkül arra, hogy az állomást hová helyezik el a hálózatban, hasonlóan az ujjlenyomathoz, mely a személynél marad függetlenül attól, hová is megy. Az IP cím hasonló az emberek levelezési címéhez. Logikai címként ismert, mert logikailag rendelődik az állomáshoz, elhelyezésétől függően. Az IP vagy hálózati cím a helyi hálózaton alapszik, és a hálózati rendszergazda rendeli hozzá a munkaállomásokhoz. Ez a folyamat hasonló ahhoz, ahogy a helyi önkormányzat a város vagy falu és környékének logikai jellemzői alapján osztja ki az utcaneveket. Az IP cím 32 bináris számjegy (egyesek és nullák) sorozatából áll. Az emberek számára elég nehéz a címek bináris alakjának olvasása. Emiatt, a 32 bitet négy 8-bites egységbe (oktett) csoportosítjuk. Az IP címet emberileg, még ebben a csoportosított formában sem könnyű elolvasni, leírni és megjegyezni; éppen ezért minden nyolcbites egységet decimális számértékként jelenítünk meg, az oktettek számértékét ponttal elválasztva. Ezt a formátumot pontozott decimális jelölésnek hívják. Mikor egy állomásnak IP címet állítanak be, pontozott decimális számként állítják be, úgymint Képzeljük el, ha a 32 bites bináris megfelelőjét kellene begépelnünk: Ha csak egy bitet is félreütünk, a cím már más lenne, és az állomás lehet, hogy nem lenne képes kommunikálni a hálózaton. A logikai 32-bites IP cím hierarchikus és két részből áll. Az első rész azonosítja a hálózatot, a második azonosítja az állomást az adott hálózaton. Mindkét részre szükség van az IP címben. Például, ha egy állomás IP-címe a és az első három oktett, , jelenti a hálózati azonosító részét a címnek, akkor az utolsó oktett, az 57 azonosítja a hálózaton belül az állomást. Ez megoldás hierarchikus címzési módként ismert, mert a hálózati rész azonosítja azt a hálózatot, melyben az egyes egyedi állomáscímek találhatók. A forgalomirányítóknak csak azt kell tudniuk, hogyan lehet elérni az egyes hálózatokat, nem kell ismerniük minden különálló állomás helyét. Az IP-címeket a követező öt csoportra osztották: * A osztályú címek Nagy hálózatok, egyes nagyvállalatok és néhány ország birtokában vannak * B osztályú címek Közepes méretű hálózatok, többnyire egyetemek birtokolják őket * C osztályú címek Kis hálózatok, Internet szolgáltatók (ISP) tulajdonában vannak, akik az előfizetőik számára biztosítják őket

8 * D osztályú címek Csoportcímzésre fenntartott címek (multicast) * E osztályú címek Kísérleti tesztelésre használják Hálózati maszk A hálózati maszkot egy IP cím hálózati azonosító részének kijelölésére használják. Hasonlóan az IP címhez, az alhálózati maszk is egy pontozott decimális alakú szám. Általában az azonos helyi hálózatban lévő állomások egyforma hálózati maszkot használnak. Az 1. ábrán a három állomás IP címzéséhez használható címosztály alapértelmezett hálózati maszkja látható. * A osztály, azt jelenti, hogy az IP cím első nyolcbites egysége azonosítja a hálózatot. * B osztály, azt jelenti, hogy az IP cím első két nyolcbites egysége azonosítja a hálózatot * C osztály, azt jelenti, hogy az IP-cím első három nyolcbites egysége azonosítja a hálózatot Ha egy szervezet egy B osztályú címtartományt birtokol, de négy LAN számára kell IP-címeket biztosítania, akkor négy kisebb részre kell osztania a B osztályú címet. Az alhálózatok létrehozása a hálózat logikai felosztását jelenti. Alhálózatokra osztással felosztható a hálózat, az alhálózati maszk, pedig pontosan meghatározza a felosztást. A tapasztalt hálózati rendszergazda jellemző tevékenységeihez hozzátartozik az alhálózatok létrehozása. Miután az alhálózati séma elkészült, a megfelelő IP-címeket és alhálózati maszkokat be lehet állítani a LAN alhálózatainak állomásain. Ezen

9 ismereteket a Cisco Hálózati Akadémia kurzusainak részét képezik a CCNA szintű hálózatépítési ismeretek keretében. Kézi beállítás Kis méretű, kevés gépből álló hálózatban könnyű kézzel beállítani az egyes eszközök megfelelő IPcímét. A hálózati rendszergazdának, aki tisztában van az IP-címzéssel, ki kell tudnia osztani a címeket, illetve tisztában kell lennie azzal, hogy egy adott hálózatban melyek az érvényes, kiosztható címek. Az egyes gépeken beállított IP-címeknek az adott hálózaton, illetve alhálózaton belül egyedieknek kell lenniük. Az IP-cím kézi beállításához, válasszuk ki a hálózati kártya (NIC) Tulajdonságok ablakának TCP/IP protokoll tulajdonságai részét. A hálózati csatoló (NIC) az a hardverelem, ami lehetővé teszi a számítógép számára a hálózathoz való csatlakozást. A csatoló közeghozzáférés-vezérlési (MAC) címmel rendelkezik. Míg az IP-cím logikai cím, amit a hálózati rendszergazda állít be, addig a MAC címet beleégetik vagy véglegesen beprogramozzák a hálózati csatolóba a gyártás során. A hálózati csatoló IP-címét meg lehet változtatni, de a MAC címe sohasem változik. Az IP-címek és MAC címek közötti fő különbség az, hogy a MAC címeket a keretek LAN-on belüli kézbesítéséhez használják, míg az IP-címet a keretek LAN-on kívülre való szállításhoz használják. A keret egy olyan adat egység, mely a hálózaton való átvitel előtt hozzáadott cím információkkal lett ellátva az elején és végén. A cél LAN-ban a, a célállomás MAC címét használják fel a LAN-on belüli, végállomáshoz való kézbesítéséhez. Ha néhány számítógépnél több alkot egy LAN-t, az IP-címek kézi beállítása a hálózat minden állomásán időigényes lenne, és nagyobb lenne a hibalehetőség. Ebben az esetben egy DHCP (DHCP Dynamic Host Configuration Protocol) kiszolgáló használata segít az IP-címek automatikus kiosztásában, illetve nagyban leegyszerűsíti a címzési folyamatot Dinamikus állomáskonfigurálási protokoll (DHCP) A dinamikus állomáskonfigurálási protokoll (DHCP) egy olyan segédprogram, melyet hálózati eszközök dinamikus IP-cím hozzárendeléséhez használnak. Ennek a dinamikus folyamatnak köszönhetően nem szükséges az IP-címeket kézzel beállítani. Csak üzembe kell állítani egy DHCP kiszolgálót, és az állomásokat automatikus IP-cím lekérésre állítani. Amikor egy számítógépet automatikus IP-cím lekérésre van beállítva, minden más IP beállítási mező inaktív, ahogy az az 1. ábrán látható. A kiszolgáló kezeli a kiosztható IP-címek listáját, és irányítja a folyamatot, így minden eszköz a hálózaton egyedi IP-címet kap. A címet előre meghatározott ideig tarthatják meg az eszközök. Mikor ez az idő lejár, a DHCP kiszolgáló újra felhasználhatja a címeket a hálózathoz újonnan csatlakozó számítógép részére. A DHCP kiszolgáló a következő IP-címzéssel kapcsolatos információkat szolgáltathatja az állomások számára: * IP-cím * Hálózati maszk * Alapértelmezett átjáró * Opcionális értékek, például: DNS kiszolgáló címe (DNS Domain Name System: Tartomány Vezérlő Rendszer). A DHCP kiszolgáló fogadja az állomás kérését. A kiszolgáló kiválaszt egy IP-cím bejegyzést az IP-címek egy előre meghatározott halmazából, melyet egy adatbázisban tárol. Miután az IP-címet

10 kiválasztotta, a DHCP kiszolgáló felkínálja ezt az értéket az igénylő állomás számára. Ha az állomás elfogadja az ajánlatot, a DHCP kiszolgáló meghatározott ideig bérbe adja az IP-címet. A DHCP kiszolgáló használata leegyszerűsíti a hálózat adminisztrációját, mert a szoftver nyomon követi az IP-címek kiosztását. A TCP/IP beállítások automatikus konfigurálása egyszersmind csökkenti az ismétlődő vagy hibás IP-címek kiosztásának lehetőségét. Mielőtt egy hálózati számítógép kihasználhatná a DHCP kiszolgáló szolgáltatásait, tudnia kell azonosítani azt a helyi hálózaton. A hálózati kártya beállítási ablakában az IP-cím automatikus kérése lehetőség bejelölésével állíthatjuk be, hogy a számítógép egy DHCP kiszolgálótól szerezze be az IP-címét, lásd az 2. ábrát. Ha a számítógépünk nem tud kommunikálni a DHCP kiszolgálóval, s így nem kap IP-címet, akkor a Windows operációs rendszer automatikusan ki fog osztani egy automatikus magánhálózati IP címet. Ha számítógépünk kiosztott IP-címe a és tartományba esik, csak az ugyanebbe a tartományba eső számítógépekkel tud majd kommunikálni. Például ezen IP-címek hasznosak lehetnek egy tantermi laborban, ahol meg akarjuk akadályozni a külső hozzáférést hálózatunkhoz. Ezt az operációs rendszer jellemzőt automatikus magánhálózati IP-cím szolgáltatásnak (APIPA Automatic Private IP Addressing) nevezzük. Az APIPA folyamatosan próbál IP-címet lekérni egy DHCP kiszolgálótól a számítógépünkhöz Alapvető hálózati protokollok Egy protokoll meghatározott szabályok készlete. Az Internet protokollok olyan szabályok készletei, melyek egy hálózaton lévő számítógépek közötti kommunikációt szabályozzák. A protokoll leírások meghatározzák a továbbított üzenetek formátumát. Egy postai hálózaton keresztül küldött levél is protokollokat használ. A protokoll egy része határozza meg a kézbesítési cím szabványos helyét a borítékon. Ha a kézbesítési címet rossz helyre írják, a levelet nem lehet kézbesíteni. Az időzítés kritikus a hálózat működése szempontjából. A protokollok mindig meghatározzák, hogy mennyi időn belül kell megérkeznie az üzeneteknek, így a számítógépek nem várnak a végtelenségig egy esetleg elveszett üzenetre. Következésképpen a rendszerek egy vagy több időzítőt tartanak fenn az adatátvitel ideje alatt. Ezenfelül a protokollok meghatározott eljárásokat inditanak, ha a hálózat nem felel meg az időzítési előírásoknak. Számos protokoll több, rétegekre tagozódó protokoll együtteséből épül fel. A protokollok fő rendeltetései a következők: * Hibák felismerése * Adatokat tömörítése * Meghatározzák az adatok küldésének módját * Adatok címzése * Meghatározzák, miként kell az elküldött és az érkezett adatokat jelenteni.

11 Bár számos más protokoll is létezik, az 1. ábra az Interneten és a hálózatokban használt leggyakoribb protokollokat összegzi. A hálózatok és az Internet működésének megértéséhez tisztában kell lennünk a gyakran használt protokollokkal. Ezeket a protokollokat használják a web böngészésekor, ek küldésekor és fogadásakor és adatállományok átvitelekor. Ahogy bővülnek az IT világában szerzett tapasztalataink nyilván további protokollokkal is találkozunk majd, de azokat ritkábban használják, mint az itt ismertetésre kerülő protokollokat.

12 További információkért kattintsunk a 2. ábrán a protokollok nevére.

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22 Minél többet megértünk ezen protokollokból, annál jobban fogjuk érteni a hálózatok és az Internet működését Internet vezérlőüzenet protokoll (ICMP) Az Internet vezérlőüzenet protokollt (ICMP Internet Control Message Protocol) az eszközök arra használják a hálózaton, hogy vezérlési- és hibaüzeneteket küldjenek más számítógépeknek és kiszolgálóknak. Számos különböző alkalmazása van az ICMP-nek, mint például hálózati hibák, hálózati torlódás jelzése és a hibaelhárítás. A ping (packet internet groper) programot gyakran használják számítógépek közötti kapcsolat tesztelésére. A ping egy egyszerű, de nagyon hasznos parancssori segédprogram, melyet egy bizonyos IP cím elérhetőségének ellenőrzésére lehet használni. Egy adott IP cím pinggelésével ellenőrizhető az IP kapcsolat. A ping ICMP visszhang-kérés (echo request) üzeneteket küld egy célszámítógépnek vagy egy másik hálózati eszköznek. A fogadó eszköz ennek hatására visszaküld egy ICMP visszahang-válasz üzenetet, ezzel jelezve, hogy az összeköttetés él. A ping egy olyan hibaelhárítási eszköz, mellyel az alapvető összeköttetés ellenőrizhető. A ping paranccsal együtt használható parancssori kapcsolók az 1. ábrán láthatók. A cél számítógéphez négy ICMP visszhang-kérés érkezik. Amennyiben létrehozható a kapcsolat, a célszámítógép négy ICMP visszhang-válasszal felel. A sikeres válaszok aránya segít meghatározni a célszámítógéphez vezető kapcsolat megbízhatóságát.

23 A pinget arra is használhatjuk, hogy megállapítsuk egy állomás IP-címét, ha a neve ismert. Ha egy weboldal nevét pingeljük, például a címet, ahogy azt a 2. ábrán láthatjuk, a kiszolgáló IP-címe is megjelenik. Más ICMP üzenetek segítségével a kézbesítetlen csomagokról (IP hálózaton továbbított adatok, melyek tartalmazzák a forrás és a cél IP-címét) küldhető jelentés. Az is jelenthető, ha egy adott eszköz túl elfoglalt a csomag kezeléséhez. Az adatok csomag formájában érkeznek meg a forgalomirányítóhoz, ami egy olyan hálózati eszköz, ami adatcsomagokat továbbít a hálózaton a célhelyeik felé. Ha a forgalomirányító nem tudja, merre küldje a csomagot, akkor eldobja azt. Ezután a forgalomirányító ICMP üzenetben értesíti a küldő számítógépet az adat törléséről. Amikor egy forgalomirányító túlterheltté válik, akkor egy másik típusú ICMP üzenettel szólítja fel a küldő számítógépet, hogy lassabban küldje az adatokat, mert torlódás van a hálózaton. 8.4 A hálózat fizikai összetevői Számos eszköz létezik, melyet hálózati kapcsolat kialakításához használhatunk. A használni kívánt eszköz típusa függ a csatlakoztatott eszközök számától, az általuk használt kapcsolat típusától, és a működési sebességüktől. A leggyakoribb hálózati eszközök a következők: * Számítógépek * Hub-ok * Kapcsolók * Forgalomirányítók * Vezeték nélküli hozzáférési pontok A hálózat fizikai alkotóelemei biztosítják az adatok hálózati eszközök közötti továbbítását. A közeg jellemzői meghatározzák, hogy hol és hogyan kell az összetevőket alkalmazni. A leggyakoribb hálózati közegek a következők: * Csavart érpár * Optikai kábel * Rádióhullámok A lecke elvégzése a következőkkel ismertet meg: * Hálózati eszközök elnevezései, funkciói és főbb jellemzői * Hálózati kábelek elnevezései, funkciói és főbb jellemzői Hálózati eszközök elnevezései, funkciói és főbb jellemzői Ahhoz, hogy az adatátvitelt rugalmasabbá és hatékonyabbá tehessük, mint az egyenrangú hálózatoknál, a hálózattervezők különféle hálózati eszközöket használnak az eszközök közötti adatküldéséhez, mint például hub-ok, kapcsolók, forgalomirányítók és vezeték nélküli hozzáférési pontok. Hub-ok Az 1. ábrán látható hub-ok olyan eszközök, melyek kibővítik egy hálózat hatótávolságát azáltal, hogy az egyik portjukon érkező adatokat, regenerálják, és az össze többi portjukon továbbítják. Ez azt

24 jelenti, hogy egy hubra csatlakoztatott eszköztől származó minden forgalom mindig továbbítódik a hubra kötött összes többi eszköz felé, ha a hub adatokat forgalmaz. Ez hatalmas hálózati adatforgalmat eredményez. A hubokat más néven koncentrátoroknak nevezzük, mert egy LAN központi csatlakozási pontjaként szolgálnak. Hidak és kapcsolók Az állományokat kisebb darabokra, úgynevezett csomagokra tördelik, mielőtt továbbításra kerülnek a hálózaton. Ez a folyamat lehetővé teszi a hibaellenőrzést és a könnyebb újraküldést, ha a csomag elveszik vagy megsérül. A csomagok elejéhez és végéhez, továbbítás előtt, további információk (például címinformációk) adódnak. A címinformációt is tartalmazó csomagot keretnek nevezzük. A LAN-okat gyakran szegmenseknek nevezett kisebb hálózatrészekre osztják, hasonlóan ahhoz, ahogy egy céget részlegekre szoktak bontani. Az egyes szegmensek határait a hidak jelölik ki. A híd egy olyan eszköz, melyet a LAN szegmensek közötti hálózati forgalom szűrésére használnak. A híd az összes hozzá csatlakozó szegmens minden eszközét nyomon követi. Amikor a híd fogad egy keretet, megvizsgálja a célcímét, hogy el tudja dönteni, hogy továbbítania kell-e azt egy másik szegmensbe, vagy el kell dobnia. A hidak ezenfelül segítenek jobbá tenni az adatok áramlását, azáltal, hogy a kereteket a megfelelő szegmenseken belül tartják. A 2. ábrán látható kapcsolókat néha több portos hidaknak is nevezik. Egy átlagos hídnak csak 2 portja van, összekötve ezzel két szegmenst egyazon hálózaton. Egy kapcsolónak az összekapcsolandó hálózati szegmensek számától függően számos portja lehet. A kapcsoló sokkal kifinomultabb eszköz, mint a híd. A kapcsoló MAC cím táblázatot tart fenn az egyes portjaihoz kapcsolódó számítógépekről. Amikor egy beérkező keret megjelenik az egyik porton, a kapcsoló összehasonlítja a keret célcím információit a MAC-cím táblájával. Ezután a kapcsoló meghatározza, melyik portot használja a keret továbbításához. Forgalomirányítók A kapcsolókkal ellentétben, melyek hálózati szegmenseket kötnek össze, a 3. ábrán látható forgalomirányítók olyan eszközök, melyek egész hálózatokat kötnek össze egymással. A kapcsolók a MAC címek alapján továbbítják a kereteket egy adott hálózaton belül. A forgalomirányítók az IPcímeket használják a keretek hálózatok közötti továbbításához. A forgalomirányító lehet egy speciális szoftverrel telepített számítógép, vagy egy hálózati berendezéseket gyártó által készített céleszköz. A forgalomirányítók az IP-címeket a célhálózathoz vezető legjobb útvonalakkal együtt táblázatban tárolják. Vezeték nélküli hozzáférési pontok A 4. ábrán látható vezeték nélküli hozzáférési pontok vezeték nélküli eszközök, mint a laptopok vagy a PDA-k számára biztosítanak hálózati elérést. A vezeték nélküli hozzáférési pont rádióhullámok segítségével kommunikál a számítógépek, PDA-k és más vezeték nélküli hozzáférési pontok beépített rádióegységeivel. A hozzáférési pontok lefedettségi területe korlátozott. A nagyméretű hálózatok számos elérési pontot igényelnek a megfelelő lefedettség biztosításához. Multifunkciós eszközök Léteznek olyan hálózati eszközök, melyek egynél több funkciót töltenek be. Sokkal kényelmesebb egyetlen eszköz megvásárlásával és telepítésével megvalósítani minden elvárásunkat, mint mindegy egyes funkcióhoz külön eszközt vásárolni. Ez különösen igaz az otthoni felhasználókra. Otthonra inkább veszünk egy multifunkciós eszközt, mint külön-külön egy kapcsolót, egy forgalomirányítót és egy vezeték nélküli hozzáférési pontot. Az 5. ábrán látható Linksys 300N jó példája a multifunkciós eszközöknek.

25 8.4.2 Hálózati kábelek elnevezései, funkciói és főbb jellemzői Nemrég még a kábel volt az egyetlen közeg, melyet hálózaton lévő eszközök összeköttetésére használtak. A hálózati kábelek széles választéka érhető el. A koaxiális és csavart érpáras kábelek rézszálat használnak az adatok továbbításához. Az optikai kábelek üvegszálat vagy műanyagot használnak az adattovábbításhoz. Az egyes kábelek sávszélességben, méretben és árukban különböznek. Tudnunk kell, milyen típusú kábelt használjunk a különböző helyzetekben, hogy mindig a feladathoz legmegfelelőbb kábelt alkalmazzuk. Ugyancsak tudnunk kell, hogyan hárítsuk el és javítsuk ki a felmerülő problémákat. Csavart érpár A csavart érpár egy rézkábel-típus, mely a telefonos hírközlésnek és a legtöbb Ethernet hálózatnak is az alapja. Egy vezetékpár alkot egy áramkört, mely adatot tud továbbítani. Az érpárokat megcsavarják, ezáltal biztosítva védelmet az áthallás ellen, ami nem más, mint az egymás melletti érpárak közötti zaj. A rézvezeték párokat színkóddal ellátott műanyag szigetelővel burkolják be, és összecsavarják. Végül az egész kábelköteget egy külső burkolat védi. Amikor áram halad át a rézkábelen, mágneses mező képződik a vezeték körül. Egy áramkör két vezetékből áll, a két vezeték körül kialakuló mágneses tér iránya ellentétes. Amikor az áramkör két vezetéke közel van egymáshoz, a mágneses mezők kioltják egymást. Ezt kioltási effektusnak nevezzük. A kioltási effektus nélkül hálózatunk kapcsolatai lassúvá válnának, köszönhetően a mágneses mezők okozta interferenciának. Két alapvető típusú csavart érpáras kábel létezik: * Árnyékolatlan csavart érpár (UTP Unshielded Twisted Pair) Kettő vagy négy pár vezetékből álló kábel. Ez a kábel csupán a csavart érpárak okozta kioltási effektusra hagyatkozik, az elektromágneses (EMI Electromagnetic Interference) és rádiófrekvenciák okozta interferencia (RFI Radi Frequency Interference) jeltorzító hatásának csökkentésében. Az UTP a hálózatokban leggyakrabban használt kábeltípus. Az UTP kábeleknek 100 méter (328 láb) lehet a maximális hosszuk. * Árnyékolt csavart érpár (STP Shielded Twisted Pair) Minden érpár fém fóliával van beburkolva. Ez az árnyékolás jobban védi a vezetékeket a zajtól. Végül a teljes, négy érpárból álló vezetéket is körülveszi egy fémháló vagy fólia. Az STP kábelek csökkentik a kábelen belüli zajokat, valamint a kábelt kívülről érő EMI és RFI interferenciákat is. Bár az STP jobban véd az interferenciákkal szemben, mint az UTP, ugyanakkor az STP kábelek sokkal drágábbak a többletárnyékolás miatt, és jóval nehezebb telepíteni őket a vastagságuk miatt. Ezenfelül a fém árnyékolást mindkét végen le kell földelni. Ha nem megfelelően van leföldelve, az árnyékoló anyag antennaként működve összegyűjti a nemkívánatos jeleket. Az STP kábelt főleg Észak-Amerikán kívül használják. Kategória-besorolás Az UTP kábeleket különböző kategóriákba sorolják a következő két tényező alapján: * A kábelben lévő vezetékek száma * A vezetékek csavarásainak száma A 3-as kategóriájú kábelezést telefon rendszerekhez és 10 Mbps sebességű Ethernet LAN hálózatokhoz használják. A 3-as kategóriájú kábelben négy pár vezeték van.

26 A 5-ös és 5e kategóriájú kábeleknek négy érpárjuk van, és 100 Mbps átviteli sebességre képes. Az 5- ös és az 5e kategóriájú kábelek a leggyakoribb hálózati kábelek. Az 5e kategóriájú kábel több csavarást tartalmaz adott hosszon, mint az 5-ös kategóriájú. A többlet csavarások tovább csökkentik a külső forrásból és a kábelen belüli más vezetékekből származó interferenciát. Egyes 6-os kategóriájú kábelek műanyag távtartóval különíti el az érpárakat, ami csökkenti az interferenciát, az érpárak több csavarással rendelkeznek, mint az 5e kategória esetében. Az 1. ábrán egy csavart érpáras kábel látható. Koaxiális kábel A koaxiális kábelek egy réz magot tartalmaznak, melyet erős árnyékolás vesz körbe. A koaxiális kábelt számítógépek csatlakoztatására használják egy hálózatban. Többféle koaxiális kábel létezik. * Vastag Ethernet vagy 10BASE5 A hálózatokban régebben használt koaxiális kábeltípus,10 Mbps sebességen működött, hossza maximum 500 méter lehetett. * Vékony Ethernet vagy 10BASE2 A hálózatokban régebben használt koaxiális kábeltípus, 10 Mbps sebességen működött, hossza maximum 185 méter lehetett. * RG-59 Jellemzően az Egyesült Államok kábeltelevízió rendszereiben használt kábeltípus * RG-6 Az RG-59-nél jobb minőségű kábel, nagyobb sávszélességgel rendelkezik és kevésbé érzékeny az interferenciára. A 2. ábrán egy koaxiális kábel látható. Optikai kábel Az optikai szál olyan üveg vagy műanyag vezető, amely fényt használ az információ továbbításához. Az3. ábrán látható üvegszálas kábel egy vagy több üvegszállal rendelkezik egy védőszigetelésen vagy burkon belül. Mivel üvegből készült, az üvegszálas kábelre nem hat az elektromágneses és a rádió frekvenciás interferencia. Minden jelet fényimpulzusokká alakítanak továbbítás előtt, és elektromos jelekké alakítják vissza, amikor elhagyja a kábelt. Ez azt jelenti, hogy egy üvegszálas kábel tisztábban, messzebbre és nagyobb sávszélességgel továbbíthatja az adatokat, mint a rézből vagy más fémből készült kábelek. Az optikai kábelek elérhetik a több mérföldes vagy kilométeres hosszt, mielőtt a jelet regenerálni kell. Az optikai kábel használata gyakran drágább, mint a rézkábeleké, és a csatlakozók is költségesebbek és nehezebben szerelhetők. Az optikai kábelek gyakori csatlakozói az SC, ST és LC csatlakozók. E három optikai-szálas csatlakozótípus mindegyike fél-duplex, vagyis csak egy irányban teszik lehetővé az adatáramlást. Következésképpen egy kétirányú kapcsolathoz két kábelre van szükség. Az optikai kábelek két alaptípusa a következők: * Többmódusú A kábel vastagabb maggal rendelkezik, mint az egymódosú. Könnyebb előállítani, és egyszerűbb fényforrásokat (LED) tud használni. Jól működik néhány kilométeres távolságokban. * Egymódusú Ennek a kábelnek nagyon vékony magja van. Nehezebb gyártani, és lézert használ fényforrásként, cserébe könnyedén képes több tucat kilométerre továbbítani a jeleket. A 3. ábrán látható üvegszálas kábel egy vagy több optikai szálat jelent, melyeket védőköpeny vagy burok fog egybe. 8.5 LAN topológiák és architektúrák

27 A legtöbb számítógép manapság, valamilyen hálózat része. A topológiák és architektúrák a számítógépes hálózatok tervezésének építőelemei. Még, ha nem is várható, hogy egyedül kelljen számítógépes hálózatot építenünk, akkor is meg kell értenünk, a hálózattervezési elveket, hogy hatékonyan tudjunk a hálózat részét képező számítógépekkel foglalkozni. Két fajta LAN topológiát különböztetünk meg: fizikai és logikai topológiát. A fizikai topológia 1. ábra a komponensek fizikai elhelyezkedése a hálózatban. A logikai topológia 2. ábra pedig azt határozza meg, hogyan kommunikálnak az állomások az adatátviteli közegen, mint pl. a kábelen vagy a rádióhullámokon. A topológiákat általában hálózati diagramon ábrázoljuk. A LAN architektúra a topológia köré épül. A LAN architektúra magában foglalja mindazokat a komponenseket, amelyek kialakítják a kommunikációs rendszer struktúráját. Ilyen komponensek a hardverek, a szoftverek, a protokollok és a műveletek sorozatai. A lecke elvégzése a következő témakörökkel ismertet meg: * Topológiák bemutatása * LAN architektúrák Topológiák bemutatása A fizikai topológia határozza meg a számítógépek, nyomtatók és egyéb eszközök hálózathoz való kapcsolódásának módját. A logikai topológia pedig leírja, hogy az állomás hogyan fér hozzá a közeghez, és hogyan kommunikál a hálózaton. A topológia típusa alapvetően meghatározza a hálózat képességeit, így pl. az üzembe helyezés bonyolultságát, a hálózat sebességét és a kábelhosszúságokat. Fizikai topológiák Az 1. ábrán gyakori fizikai LAN topológiák láthatóak: * Busz * Gyűrű * Csillag * Hierarchikus vagy kiterjesztett csillag * Háló vagy teljesen összefüggő Busz topológia A busz topológiában minden számítógép egy közös kábelre csatlakozik. A kábel egyik gépből a másikba csatlakozik, csakúgy ahogy egy buszvonal megy végig a városon. A kábel végére egy kis sapka van szerelve, amelyet lezárónak vagy végellenállásnak hívnak. A végellenállás megakadályozza a jel visszaverődését, ezáltal a hálózati hibák kialakulását. Gyűrű topológia A gyűrű topológiában az állomások fizikailag gyűrűbe vagy körbe kapcsolódnak. Mivel a gyűrű topológiában nincs kezdőpont vagy végpont a kábelt nem szükséges lezárni. A gyűrűben egy speciális keret, úgynevezett token kering, és megáll minden állomásnál. Amennyiben az adott állomás adatot akar küldeni, a kerethez adja az adatokat és a célállomás címét. A keret ezután továbbhalad a

28 gyűrűben, amíg meg nem érkezik a keret címében szereplő állomáshoz. A célállomás kiolvassa az adatot a keretből. Csillag topológia A csillag topológia lényege a központi csatlakozási pont, amely általában egy céleszköz, például egy hub, egy kapcsoló vagy egy forgalomirányító. Az egyes hálózati állomásokat külön kábelszakasz csatlakoztatja közvetlenül a csatlakozási ponthoz. A csillag topológia fő előnye, hogy könnyen lehet hibaelhárítást végezni benne. Minden állomás saját vezetéken keresztül csatlakozik a központi eszközhöz, így egy adott kábel meghibásodása csak azt az egy állomást érinti, A hálózat többi része működőképes marad. Hierarchikus vagy kiterjesztett csillag topológia A hierarchikus vagy kiterjesztett csillag topológia valójában egy csillag topológia, melyben további hálózati eszközök csatlakoznak a központi hálózati eszközhöz. Jellemzően a hálózati kábel egy hubhoz csatlakozik, melyhez aztán további hubok csatlakoznak. A nagyobb hálózatok, mint például a nagyobb vállalatok vagy egyetemek hálózatai, a hierarchikus csillag topológiát használják. Háló- vagy teljesen összekapcsolt topológia A háló-topológiában minden eszköz csatlakozik minden eszközhöz. Mikor minden eszköz csatlakozik minden más eszközhöz egyetlen kábel meghibásodása nem hat a hálózat egészének működésére. A háló topológiát WAN-okban használják, amelyek LAN-okat kötnek össze. Logikai topológiák A két legelterjedtebb logikai topológia a szórásos és a vezérjeles topológia. A szórásos topológia esetében az állomások vagy egy konkrét állomásnak, vagy a hálózathoz csatlakozó összes állomásnak tudják címezni az adatokat. Az állomásoknak semmilyen sorrendet sem kell betartaniuk a hálózat használatában ez az először jött, először kiszolgált (FCFS first come, first served) elv a hálózati adatküldésében. A vezérjeles topológiában sorban minden állomás megkapja az elektronikus vezérjelet. Amikor egy állomás megkapja a vezérjelet, megkapja a jogot arra, hogy adatokat küldjön a hálózatban. Ha az adott állomásnak éppen nincs elküldendő adata, átadja a vezérjelet a következő állomásnak, a folyamat pedig megismétlődik LAN architektúrák

29 A LAN architektúrák mind a fizikai, mind a logikai topológiát leírják. Az 1. ábrán a három leggyakoribb LAN architektúra látható. Ethernet Az Ethernet architektúra alapja az IEEE szabvány. Az IEEE szabvány előírja, hogy a hálózat a vivőérzékeléses többszörös hozzáférés ütközésfigyeléssel (CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) közeg-hozzáférési metódust használja. A CSMA/CD technológiát használó hálózat állomásai az először jött-először kiszolgált üzenetszórásos elvet követik az adatok továbbításakor. Az Ethernet logikailag busz vagy szórásos topológiát alkalmaz, valamint busz vagy csillag fizikai topológiát. Amint a hálózatok növekednek a legtöbb Ethernet hálózatot kiterjesztett csillag vagy hierarchikus csillag topológia használatával implementálják, ahogy azt az 1. ábrán láthatjuk. A szabványos átviteli sebesség 10 Mbps és 100Mbps, de az új szabványok a Gigabit Ethernetet körvonalazzák, amely képes az 1000 Mbps (1 Gbps) sebességet elérni. Vezérjeles gyűrű (token ring) A Token Ring hálózatot az IBM eredetileg azért fejlesztette ki, hogy egy megbízható hálózati architektúrát kapjon, amely a vezérjel-továbbításos hozzáférési metóduson alapul. A Token Ring gyakran IBM mainframe rendszerekbe van integrálva. Token Ring hálózatok számítógépekkel és mainframe-ekkel is használhatók.

30 A Token Ring hálózat jó példája annak, hogy a fizikai topológia különbözhet a logikai topológiától. A Token Ring topológiát csillag-vezetékezésű gyűrű topológiának szokták nevezni, mert a hálózat külső megjelenésében egy csillag. A számítógépeket egy központi hub köti össze, melyet több állomásos hozzáférési egységnek nevezünk (MSAU multistation access unit). A készüléken belül egy logikai gyűrű keletkezik, vagyis az adatok útja gyűrűs elrendezést követ. A logikai gyűrű úgy jön létre, hogy a vezérjel mindig az MSAU egy portján távozva elérkezik egy számítógéphez. Ha az adott számítógépnek nincs elküldendő adata, a vezérjelet visszaküldi az MSAU ugyanazon portján, ami ezután a következő porton eljut a következő számítógéphez. Ez a folyamat ismétlődik az összes számítógép esetében, kialakítva a fizikai gyűrűre emlékeztető topológiát. FDDI Az FDDI a Token Ring típusú hálózatok egy típusa. Az FDDI implementációja és topológiája különbözik az eredeti IBM Token Ring LAN architektúrától. Az FDDI-t gyakran egy irodaház-komplexum vagy egy egyetemi campus épületeinek összekötésére használják. Az FDDI optikai kábelt használ. Az FDDI a nagysebességű teljesítményt a vezérjel-továbbításos gyűrű topológia előnyeivel ötvözi. Az FDDI 100 Mbps sebesség elérésére képes, kettős-gyűrű topológián. A külső gyűrűt elsődleges a belső gyűrűt másodlagos gyűrűnek nevezik. Általában csak az elsődleges gyűrűn van forgalom. Az elsődleges gyűrű meghibásodása esetén, az adatforgalom automatikusan az ellenkező irányba haladó másodlagos gyűrűre tevődik át,. Az FDDI kettős-gyűrűje maximum 500 számítógépet támogat gyűrűnként. Az egyes kábel-gyűrűk maximális hossza 100 km (62 mérföld). Minden 2 km után egy ismétlőt kell beiktatni, ami egy olyan eszköz mely újragenerálja a jeleket. Az elmúlt években számos token ring hálózatot gyorsabb Fast Ethernet hálózatra cseréltek. 8.6 Szabványügyi szervezetek Számos, az egész világra kiterjedő szabványügyi szervezet felel a hálózati szabványokért. A szabványokat az egyes gyártók használják, technológiai fejlesztések alapjaiként, különösen a kommunikációs és hálózati technológiák esetében. A technológia szabványosítása biztosít minket arról, hogy az az eszköz melyet használunk, kompatibilis lesz a többi azonos technológiát használó eszközzel. A szabványokért felelős csoportok hozzák létre, ellenőrzik és frissítik a szabványokat. Ezeket a szabványokat a technológia fejlesztés során alkalmazzák, hogy megfeleljenek a nagyobb sávszélesség, a hatékony kommunikáció és a megbízható szolgáltatások követelményeinek.

31 További információért kattintsunk az 1. ábrán látható szabványokra.

32

33

34

35

36

37 8.7 Ethernet szabványok Az Ethernet protokollok magukba foglalják mindazokat a szabályokat, melyek az Ethernet hálózaton való kommunikációt szabályozzák. Az IEEE által a gyártóknak és programozóknak kidogozott szabványok gondoskodnak arról, hogy minden Ethernet eszköz kompatibilis legyen egymással. A lecke elvégzése az alábbi témakörökkel ismertet meg: * Vezetékes Ethernet szabványok * Vezeték nélküli Ethernet szabványok Vezetékes Ethernet szabványok