Andrew S.Tanenbaum. Számítógéphálózatok. Második, bővített, átdolgozott kiadás. Panem

Átírás

1 Andrew S.Tanenbaum Számítógéphálózatok Második, bővített, átdolgozott kiadás Panem

2 A mű eredeti címe: Computer Networks. Fourth Edition. Copyright 2003, 1996 Pearson Education, Inc. Publishing as Prentice Hall PTR Upper Saddle River, New Jersey Ali rights reserved! Hungárián Language Edition Copyright Panem Könyvkiadó Kft A kiadásért felel a Panem Könyvkiadó Kft. ügyvezetője, Budapest, 2004 Ez a könyv a Művelődési és Közoktatási Minisztérium támogatásával a Felsőoktatási Pályázatok Irodája által lebonyolított felsőoktatási tankönyvtámogatási program keretében jelent meg. Második, bővített, átdolgozott kiadás ISBN Lektorálta és szerkesztette: Dr. Harangozó József Fordította: Balogh Zoltán, Bámer Balázs, Harangozó Gábor, Körössy Khayll Balázs, Orvos Péter, Sági Péter, Szakhmáry Balázs, Vajda Szabolcs, Völgyesi Péter Szerkesztő: Dávid Krisztina Borítóterv: Édelkraut Róbert panem@panem.hu Minden jog fenntartva. Jelen könyvet, illetve annak részeit tilos reprodukálni, adatrögzítő rendszerben tárolni, bármilyen formában vagy eszközzel - elektronikus úton vagy más módon - közölni a kiadók engedélye nélkül.

3 Tartalomj egy zék Előszó a magyar kiadáshoz 15 Előszó fejezet. Bevezetés A számítógép-hálózatok használata Üzleti alkalmazások Otthoni alkalmazások Mozgó felhasználók Társadalmi vonatkozások Hálózati hardver Lokális hálózatok Nagyvárosi hálózatok Nagy kiterjedésű hálózatok Vezeték nélküli hálózatok Otthoni hálózatok Összekapcsolt hálózatok Hálózati szoftver Protokollhierarchiák A rétegek tervezési kérdései Összeköttetés alapú és összeköttetés nélküli szolgálatok Szolgálatprimitívek A szolgálatok kapcsolata a protokollokkal Hivatkozási modellek Az OSI hivatkozási modell A TCP/IP hivatkozási modell Az OSI és a TCP/IP hivatkozási modell összehasonlítása Az OSI hivatkozási modell és protokolljainak értékelése A TCP/IP hivatkozási modell értékelése Hálózati példák Az Internet '. 73

4 6 TARTALOMJEGYZÉK Összeköttetés alapú hálózatok: az X.25, a kerettovábbító és az ATM Az Ethernet Vezeték nélküli LAN-ok: A hálózatok szabványosítása Ki kicsoda a távközlés világában? Ki kicsoda a nemzetközi szabványosítás világában? Ki kicsoda az Internet szabványosítási világában? Mértékegységek Röviden a továbbiakról Összefoglalás 105 Feladatok fejezet. A fizikai réteg Az adatátvitel elméleti alapjai Fourier-analízis Sávkorlátozott, jelek LB A csatorna maximális adatátviteli sebessége Vezetékes átviteli közegek Mágneses hordozó Sodrott érpár Koaxiális kábel Fényvezető szálak Vezeték nélküli adatátvitel Az elektromágneses spektrum Rádiófrekvenciás átvitel Mikrohullámú átvitel Infravörös és milliméteres hullámú átvitel Látható fényhullámú átvitel Kommunikációs műholdak Geoszinkron műholdak Közepes röppályás műholdak Alacsony röppályás műholdak A műholdak és a fényvezető szálak összehasonlítása A nyilvános kapcsolt telefonhálózat A távbeszélőrendszer felépítése Távközlési politika Az előfizetői hurok: modemek, ADSL- és vezeték nélküli megoldások Trönkök és multiplexelés Kapcsolási módok A mobiltelefon-rendszer Első generációs mobiltelefonok: analóg beszédátvitel Második generációs mobiltelefonok: digitális beszédátvitel Harmadik generációs mobiltelefonok: digitális beszéd- és adattovábbítás 198

5 TARTALOMJEGYZÉK ' 2.7. Kábeltelevízió Közösségi antennás televízió Internet a kábelhálózaton A spektrum kiosztása Kábelmodemek A kábeles és az ADSL összeköttetések összehasonlítása Összefoglalás 210 Feladatok fejezet. Az adatkapcsolati réteg Az adatkapcsolati réteg tervezési szempontjai A hálózati rétegnek nyújtott szolgálatok Keretezés Hibakezelés Forgalomszabályozás Hibajelzés és -javítás Hibajavító kódok Hibajelző kódok Elemi adatkapcsolati protokollok Korlátozás nélküli szimplex protokoll Szimplex megáll-és-vár protokoll Szimplex protokoll zajos csatornához Csúszóablakos protokollok Egybites csúszóablakos protokoll Az n visszalépést alkalmazó protokoll Szelektív ismétlést alkalmazó protokoll Protokollok helyességvizsgálata Véges állapotú automata modellek Petri-háló modellek Példák adatkapcsolati protokollokra HDLC - magas szintű adatkapcsolat-vezérlés Az Internet adatkapcsolati rétege Összefoglalás 277 Feladatok fejezet. A közegelérési alréteg A csatornakiosztás problémája Statikus csatornakiosztás LAN-ok és MAN-ok esetén Dinamikus csatornakiosztás LAN-ok és MAN-ok esetén Többszörös hozzáférésű protokollok ALOHA Vivőjel-érzékeléses többszörös hozzáférésű protokollok Ütközésmentes protokollok 295

6 8 TARTALOMJEGYZÉK Korlátozott versenyes protokollok Hullámhosszosztásos többszörös hozzáférési protokollok Vezeték nélküli LAN-protokollok Ethernet Ethernet-kábelezés Manchester-kódolás Az Ethernet MAC-protokollja A kettes exponenciális visszalépéses algoritmus Az Ethernet teljesítménye Kapcsolt Ethernet Gyors Ethernet Gigabites Ethernet Az IEEE szabvány: logikai kapcsolatvezérlés Visszatekintés az Ethernetre Vezeték nélküli LAN-ok A protokollkészlete A802.ll fizikai rétege A802.ll MAC alrétegének protokollja A keretszerkezete Szolgálatok Szélessávú vezeték nélküli hálózatok A és a összehasonlítása A protokollkészlete A fizikai rétege A MAC alrétegének protokollja A keretszerkezete BLUETOOTH A Bluetooth felépítése Bluetooth-alkalmazások A Bluetooth protokollkészlete A Bluetooth rádiós rétege A Bluetooth alapsávi rétege A Bluetooth L2CAP rétege A Bluetooth keretszerkezete Kapcsolás az adatkapcsolati rétegben Hidak 802.x és 802.y hálózatok között Helyi hálózatok összekapcsolása Feszító'fás hidak Távoli hidak Ismétlőit, elosztók, hidak, kapcsolók, routerek és átjárók Virtuális LAN-ok Összefoglalás 376 Feladatok 378

7 TARTALOMJEGYZÉK " 5. fejezet. A hálózati réteg A hálózati réteg tervezési kérdései Tárol-és-továbbít típusú csomagkapcsolás A szállítási rétegnek nyújtott szolgálatok Az összeköttetés nélküli szolgálat megvalósítása Az összeköttetés alapú szolgálat megvalósítása A virtuális áramkör és a datagram alapú alhálózatok összehasonlítása Forgalomirányító algoritmusok Az optimalitási elv Legrövidebb útvonal alapú forgalomirányítás Elárasztás Távolság vektor alapú forgalomirányítás Kapcsolatállapot alapú forgalomirányítás Hierarchikus forgalomirányítás Adatszóró forgalomirányítás Többesküldéses forgalomirányítás Forgalomirányítás mozgó hosztok esetében Forgalomirányítás ad hoc hálózatokban Csomópontkeresés egyenrangú (peer-to-peer) hálózatokban Torlódásvédelmi algoritmusok A torlódásvédelem alapelvei Torlódásmegelőző módszerek Torlódás védelem virtuális áramkör alapú alhálózatokban Torlódásvédelem datagram alapú alhálózatokban Terhelés eltávolítása Dzsitterszabályozás A szolgálat minősége Követelmények Jó szolgálatminőséget biztosító megoldások Integrált szolgáltatások Differenciált szolgáltatások Címkekapcsolás és MPLS Hálózatok összekapcsolása Miben különböznek a hálózatok? Hogyan lehet összekapcsolni a hálózatokat? Egymás után kapcsolt virtuális áramkörök Összeköttetés nélküli hálózatok kapcsolódása Alagút típusú átvitel Forgalomirányítás összekapcsolt hálózatokban Darabokra tördelés Hálózati réteg az Interneten Az IP-protokoll IP-címek 480

8 10 TARTALOMJEGYZÉK Az Internet vezérlő protokolljai OSPF-belső átjáró protokoll BGP - külső átjáró protokoll Többesküldés az Interneten Mobil IP IPvő Összefoglalás 517 Feladatok fejezet. A szállítási réteg A szállítási szolgálat A felső rétegeknek nyújtott szolgálatok Szállítási szolgálati primitívek Berkeley TCP-primitívek Csatlakozó-programozási példa: egy internetes állományszerver A szállítási protokollok elemei Címzés Összeköttetés létesítése Az összeköttetés bontása Forgalomszabályozás és pufferelés Nyalábolás Összeomlás utáni helyreállítás Egyszerű szállítási protokoll A példa szolgálati primitívjei A példa szállítási entitása A példa mint véges állapotú gép Az Internet szállítási protokolljai: az UDP Bevezetés az UDP-be Távoli eljáráshívás Valós idejű szállítási protokoll Az Internet szállítási protokollja: a TCP A TCP bemutatása A TCP szolgálati modell A TCP-protokoll A TCP-szegmens fejrésze TCP-összeköttetés létesítése TCP-összeköttetés lebontása TCP-összeköttetés-kezelés modellje TCP átviteli politika A TCP torlódáskezelése A TCP időzítéskezelése Vezeték nélküli TCP és UDP Tranzakciós TCP Teljesítőképesség 602

9 TARTALOMJEGYZÉK A számítógép-hálózatok teljesítőképesség-problémái A hálózati teljesítőképesség mérése Rendszertervezés a teljesítőképesség növelésére Gyors TPDU-feldolgozás Gigabites hálózatok protokolljai Összefoglalás 619 Feladatok fejezet. Az alkalmazási réteg DNS -a körzeti névkezelő rendszer ADNS-névtér Erőforrás-nyilvántartás Névszerverek Elektronikus levél Architektúra és szolgáltatások A felhasználói ügynök Üzenetformátumok Üzenettovábbítás Végső kézbesítés A Világháló (World Wide Web) A Web felépítésének áttekintése Statikus dokumentumok a Weben Dinamikus webdokumentumok HTTP - a hipertext átviteli protokoll Teljesítménynövelés A vezeték nélküli Web Multimédia Bevezetés a digitális hang világába Hangtömörítés Hangközvetítés Internetes rádió IP-n keresztül történő hangátvitel Bevezetés a mozgóképekhez Mozgókép-tömörítés Hálózati videózás MBone - Digitális adatszóró gerinchálózat Összefoglalás 764 Feladatok fejezet. Hálózati biztonság Kriptográfia Bevezetés a kriptográfiába Helyettesítő kódolók 778

10 \2 TARTALOMJEGYZÉK Keveró kódolók Egyszer használatos bitminta Két alapvető kriptográfiai elv Szimmetrikus kulcsú algoritmusok DES - az adattitkosítási szabvány AES - a fejlett titkosítási szabvány Titkosítási módok Egyéb kódolók Kriptoanalízis Nyilvános kulcsú algoritmusok RSA Más nyilvános kulcsú eljárások Digitális aláírások Szimmetrikus kulcsú aláírások Nyilvános kulcsú aláírások Üzenet pecsétek A születésnap támadás A nyilvános kulcsok kezelése Tanúsítványok X Nyilvános kulcs infrastruktúrák A kommunikáció biztonsága IPsec Tűzfalak Virtuális magánhálózatok Vezeték nélküli biztonság Hitelességvizsgáló protokollok Osztott titkos kulcson alapuló hitelességvizsgálat Osztott kulcs létesítése: A Diffie-Hellman-féle kulcscsere Hitelességvizsgálat kulcsszétosztó központ alkalmazásával Hitelességvizsgálat Kerberos alkalmazásával Hitelességvizsgálat nyilvános kulcsú titkosítással Az e-levelek biztonsága PGP - elég jól biztosított személyiségi jog PEM-megnövelt személyiségi jogokat biztosító levél S/MIME A Web biztonsága Fenyegetések Biztonságos névkezelés SSL-a biztonságos csatlakozóréteg A hordozható kódok biztonsága Társadalmi kérdések A személyiségi jogok védelme Szólásszabadság A szerzői jogok 880

11 TARTALOMJEGYZÉK Összefoglalás 883 Feladatok fejezet. Ajánlott olvasmányok és irodalomjegyzék Javaslatok a továbbolvasáshoz Bevezetés és általános művek A fizikai réteg Az adatkapcsolati réteg A közegelérési alréteg A hálózati réteg A szállítási réteg Az alkalmazási réteg Hálózati biztonság Irodalomjegyzék 904 Tárgymutató 921