Hálózatok felépítése, csoportosítása, topológiák, eszközök (pl. modem, hálókártya, router, hub 11. Tétel Hálózat: A hálózatok önállóan is működni képes 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. Az Erőforrás:A gyors adatátvitel, ill. a nagyobb teljesítmény elérése érdekében a számítógépeket egy közös kommunikációs rendszerben kapcsolják össze. Az összekapcsolt gépeket munkaállomásoknak (usereknek) nevezik. Ezeket a hálózatba kötött számítógépeket, egy speciális ún. hálózati operációs rendszer működteti. A számítógép-hálózat számítógépei a rendszerben egymással adatokat, információkat cserélhetnek, ill. "erőforrásaikatmegosztva" használhatják. Ilyen erőforrások lehetnek a winchesterek, nyomtatók, programok, de lehetnek könyvtárak és azok állományai is. A megosztás pedig annyit tesz, hogy az adott munkaállomás tulajdonosa, hozzáférési jogosultságot ad a saját gépének winchesterén lévő, általa kiválasztott és megjelölt könyvtárába való betekintésre. Az információcserét ún. hálózati vezérlőkártyák és adatkábel rendszer biztosítja. 1 of 6 A
A számítógép-hálózatok mivel több számítógépből állnak, sok esetben igen nehéz és költséges azonos típusú és konfigurációjú számítógépből felépíteni. Több géptípus egyenes következménye a kompatibilitási probléma Ezért a hálózat tervezésekor ezt mindenkor figyelembe kell venni, a megfelelő szabványok és protokollok használatának alkalmazásával. Alkalmazhatósága: Egy számítógép-hálózat "szíve-lelke" a központi számítógép, az ún. szerver (server). Ennek a központi gépnek az erőforrásait használják auserek, munkaállomások. Ezeket a munkaállomásokat azonosító névvel látják el - login, usernév -, így különböztetik meg a rendszeren belül az egyes gépeket. A gépek közötti adatkapcsolat előnnyei: Előnyei Közös erőforrás-használat...a hálózati összeköttetés révén a gépek a hálózat egy másik gépének bármely erőforrását használhatják, mely elsősorban a szerveren lévő eszközökre vonatkozik. Ez irányulhat az egyes gépek, ill a szerver(ek) háttértárolójára, továbbá a rendszer bármely munka-állomásához illesztett nyomtató használatára Osztott háttértár használat...az egyes userek, munkaállomások háttértárolóján lévő könyvtára(ka)t, alkönyvtárakat kijelölhetjük - megoszthatjuk - közös használatra. A megosztást auser tulajdonosa végezheti, sőt azt is meghatározhatja, hogy a melyik user, milyen jogokkal veheti igénybe a megosztott erőforrást. Még arra is lehetőség van, hogy a megosztott erőforrás fizikai helye rejtve maradjon, hiszen egy ún. megosztási névvel hivatkozunk az adott erőforrásra. Nincs szükség önálló háttértárolóra...mivel az egyébként önálló működésre képes gépeket egy központi gép irányítja (szerver), ezért a központi gép háttértárolóit a rendszer bármelyik munkaállomása használhatja. Ha ez így van akkor auserekbe nem szükséges háttértárolót építeni. No de akkor hogyan tud működni az adott munkaállomás? Úgy, hogy ennél a gépnél a rendszer file-ok betöltéséről egy ún. BOOT-EPROM gondoskodik. Gyors adatátvitel...az adatátvitel gyakorlatilag a floppy lemezen történő adattovábbítással kezdődött. Ehhez képest a hálózati adatforgalom rendkívül nagy lépés előre, hiszen a műveleti sebességek összehasonlíthatatlanul gyorsabbak a hálózaton. Nagyobb teljesítmény 2 of 6
...az önállóan működő számítógépek összekötésével, azok egy közös rendszert alkotnak, így a rendelkezésre álló erőforrások összeadódnak, vagyis a teljes hálózat egyes gépein megosztott, hozzáférhetővé tett erőforrásainak összessége. Több felhasználós adatbázis használat...a számítógép hálózatok alkalmazásával lehetőség van bonyolult, több gépre telepített adatbázisok, egy időben, különböző munkaállomásokról történő használatára. Hátrányai Biztonsági igény...a számítógép-hálózatok a gyors és közvetlen adatátvitel miatt sokkal inkább ki vannak téve olyan veszélyforrásoknak, melyek az adatainkat fenyegeti. A veszélyforrások egyik részét képezik a vírusok. Hálózati környezetben hatalmas károk okozására képesek, ráadásul igen nehéz, körülményes a kiirtásuk is. A másik komoly veszélyforrás az illetéktelen hozzáférés lehetősége. Költségigényes...igaz, hogy a rendszerben majdnem önállóan működni képes gépek vannak, de attól tudnak hálózatba kötve is dolgozni, mert a működésükhöz fontos és elengedhetetlenül szükséges eszközöket kell hozzájuk illeszteni ill. beléjük építeni (hálózati kártya, hub, repeater, árnyékolt koax kábel, ún. speciális [UTP] nyolc eres hálózati kábel, Ezek az illesztő egységek, valamint a kábelhálózat kiépítése igen költséges. Hálózati operációs rendszer...a hálózat működtetését egy speciálisan erre kifejlesztett operációs rendszer végzi, amely képes kezelni a többfelhasználós környezetet és a megosztott adatbázisokat. Ez a hálózati rendszerkörnyezet, nehezebben adminisztrálható, drága működtető szoftvert igényel. Csoportosításuk Csoportosításuk szempontjai: Kiterjedés szerint Adatátvitel módja szerint A hálózatba kötött gépek feladata szerint Megjegyzés [m1]: Ez még mindig hiányzik Kiterjedésszerinthárom nagy csoportját különböztetjük meg: 3 of 6
1. Helyi hálózatok (LAN - Local Area Network) 2. Városi hálózatok (MAN Metropolitan Area Network) 3. Nagyterületi hálózatok (WAN - Wide Area Network)...ezek olyan rendszerek, melyeknek egyes szegmensei (elemei) földrajzilag is távol lehetnek egymástól. Ebben az esetben a kapcsolattartás más speciális módszerekkel valósítható meg. Globális hálózatok...ezek a rendszerek olyan világméretű hálózati rendszerek, melyek nagyszámú elemet tartalmaznak, eléggé heterogén felépítésűek, nagyon sok számítógépet, ill. részhálózatot foglalnak magukba. Az Internet az élő példa. Ha rendszerek olyan Megjegyzés [m2]: Bocs, de ez mit jelent? Adatátviteli sebesség Sávszélesség Topográfia: A számítógépek fizikai elhelyezkedése. Topológia: A számítógépek kábelezését néhány jellegzetes mértani formával szokás jellemezni, mint csillag, sín, gyûrû, fa vagy szabálytalan alak. Ennek megfelelõen beszélhetünk csillag, sín, gyûrû, fa topológiákról. Ha a felsorolt elrendezési módú hálózatok közös hálózati kialakításban szerepelnek, hibrid hálózatról beszélhetünk. Topológián tehát a hálózat alkotórészeinek összekapcsolási módját, fizikai elrendezését, a hálózati eszközök összeköttetésének rendszerét értjük. Felépítésük A hálózat felépítését, topológiáját a kábelek elrendeződése, a csomópontok fizikai elhelyezkedése határozza meg. Ez a "hálózat alakja". (az Ethernet lineáris, vagy sín hálózati, ill. csillag topológiát alkalmaz) Sín: a hálózatnak van egy gerince(backbone - közös adatátviteli vonal), amihez az összes csomópont csatlakozik. A gerinc mindkét vége ellenállással van lezárva, a rendszer elemei sorba vannak fűzve egy kábelre. Minden 4 of 6
csomópontnak egyedi címe van. Olcsó, kevés kábel kell hozzá. Hiba esetén az egész hálózat működésképtelen lesz. Csillag: a csomópontok egy közös elosztóba (hub) vannak bekötve. A csillag topológiánál ilyen elosztók gyűjtik össze egy-egy gépcsoport jeleit és továbbítják a központ felé. A csillag topológia előnye az, hogy egy új elosztó beépítésével újabb és újabb gépcsoportokat lehet a rendszerhez kapcsolni. Nem üzenetszórásos (ponttól-pontig). Szakadás esetén megbízhatóbb, sok kábel kell hozzá ezért drága. Gyűrűs : a csomópontokat közvetlenül egymáshoz csatlakoztattják, soros elrendezésben, így azok egy zárt hurkot alkotnak. Az üzenetek fogadása egy alkalmas csatoló eszköz segítségével történik. Előre történő huzalozása nehézkes, új csomópont hozzáadása, vagy elvétele megbonthatja a hálózatot. A biztonság kedvéért 2 kábellel is összeköthetik a gépeket. Az adatáramlásnak meghatározott iránya van. Amíg az adatot nem mentik le, addig a gyűrűben kering, tárolódik. Nagy a kockázat, az adatok sérülhetnek, elveszhetnek. Ezt elkerülendő a címzettnek mielőbb le kell menteni és nyugtázni, hogy ne keringjen a végtelenségig. Busz: sorba fűzött gépek alkotják a hálózatot. Gyakori a helyi hálózatokban, mivel olcsó akialakítása. Hátránya, hogy a kábel megbontása, azaz bármely gép kemelése a hálózatból a hálózat működésképtelenségét eredményezi. Vegyes fa: A busz topológia fa topológiává egészíthető ki, amelyban a többszörös buszágak különböző pontokon kapcsolódnak össze, így alkotva egy fastruktúrát. Meghibásodás esetén csak a csomópont és a hozzátartozó gyökerek esnek ki. Hierarchikus fa: az előző formák vegyes alkalmazása.... A hálózati eszközök A hálózatok részelemei a hálózat típusától, felépítésétől függnek. Csoportosításuk : számítógépek: amelyeket össze kívánunk kötni. Ezek a gépek önállóan is, vagy terminálként is működhetnek. vezérlő elektronikák; hálózati kártyák: olyan vezérlő egység, amely a számítógépbe építve a hálózat és a gép kapcsolatát biztosítja. Típusát meghatározza a hálózati architektúra és a kábelezés. Sok fajta hálózati kártya kapható, de árban, megbízhatóságban és minőségben eltérnek egymástól. HUB: passzív hálózati eszköz, mely a szegmensek kapcsolatát biztosítja. Mivel jelerősítést nem végez, az előírt kábelhosszt nem léphetjük túl. 5 of 6
repeater: olyan elektronikus eszköz, amely az adatátvitel során, a csillapítás következtében torzult jelek felismerését, helyreállítását és újraidőzítését végzi. router: egy intelligens eszköz, amely meghatározza a hálózaton áramló adatcsomagok útvonalát. bridge: azonos architektúrájú, de különböző protokollok segítségével működő hálózatok össze kapcsolását teszi lehetővé. switch: olyan szerkezeti elem, amely útvonalszegmensek időleges egymáshoz rendelésével épít fel kommunikációs útvonalat. modem: olyan eszköz, mely telefonvonalon keresztül teszi lehetővé az adatátvitelt. csatlakoztási felületek: a hálózati kártyán, ill. a kábelezésen kialakított elemek típusa, mely lehet BNC, UTP, stb. átviteli közeg; kábel: adatátvitelt biztosító közeg. Típusa a hálózat architektúrájától függ. Leggyakrabban a sodrott érpárú - UTP csatlakozójú -, vagy a koaxiális - BNC csatlakozójú - típusú kábelezést alkalmazzák. Figyelem ez a koax kábel nem azonos a TV készülékekhez használt koax kábellel. T elágazó: a koax kábelezésnél használt csatklakozó, melyet a soros topológiájú hálózatokban a hálózati kártyákra csatlakoztatva használunk. lezáró: a soros topológiájú hálózatokban a hálózat gerinvezetékének két végpontját kell lezárnunk ezzel az 50 ohmos elemmel. patch panel: UTP -s hálózatok esetén alkalmazott segédtábla, amely a felhasználók gépei felöl bejövő kábelek rendezését végzi. patch kábel: ún. sodrott érpárú, UTP csatlakozóval ellátott kábel, mely a fali csatlakozó és a számítógép hálózati csatolója (kártya) közötti összeköttetést biztosítja. vezérlő egység: ide tartoznak a hálózatotot vezérlő számítógépek (server) - több is lehet egy hálózatban. működtető program: a hálózat működését, az őt működtető program, a határozati operációs rendszer szervezi, vezérli, ill. határozza meg. 6 of 6