Avasi Gimnázium Hálózati kommunikáció: Internet
A hálózat fogalma Az informatikai hálózatok jól kezelhető matematikai modelljei a gráfok: a kapcsoló berendezéseket, útvonalválasztókat, automatákat, számítógépeket és egyéb berendezéseket megfeleltethetjük a gráf pontjainak, az ezeket összekötő kábeleket, rádiós- és fényvezető szakaszokat pedig a gráf éleinek.
Csomagkapcsolt rendszerek Beszédet csomagkapcsolt hálózaton IP protokoll, vagy ATM protokoll segítségével lehet átvinni. Első esetben Voice over IP =VoIP -ról, második esetben Voice over ATM = VoATM -ről beszélünk.
Logikai hálózat A hálózatok - a hálózati rétegben (a gráfelméletnek megfelelően) csomópontokkal és azok között az információt átvivő útszakaszokkal modellezhetők. A hálózat e modelljét logikai vagy forgalmi hálózatnak is nevezik.
Fizikai hálózat Az útszakaszokat az alsóbb rétegek valósítják meg. A fizikai rétegben irányított közegben (vezeték, irányított földfelszíni vagy műholdas rádió), vagy osztott közegben (sínvezeték, sugárzott földfelszíni vagy műholdas rádió) terjed a jel. Osztott közegről akkor beszélünk, ha az adó jele fizikailag sok vevőhöz jut el. A fizikai réteg e modelljét fizikai hálózatnak is nevezik.
a) sín, b) csillag, c) gyűrű, d) fa szerkezet Informatikai hálózati alakzatok Világháló gerinchálózat
Mi is az Internet? több mint 80 millió számítógép és router
Mi is az Internet? Bárhol is legyenek a világban, a számítógépek egymásra találnak...
Mi is az Internet?...még akkor is, ha a technika ördöge közbelép!
Történeti áttekintés 1968 ban az ARPA (Amerikai Fejlett Védelmi Rendszerek Kutató Központ) felkérte a Bolt, Beranek and Newman (BBN) céget, hogy megtervezzék az első hálózati hardvert és szoftvert. Az ARPANET az első mérföldkő a számítógép-hálózatok történetében, a hálózatok "atyja" elnevezéssel is illetik, és 1969-ben kezdett működni. 1970-ben a Hawai-i Egyetem is csatlakozik a rádiós ALOHA kapcsolattal. 1974 végére 49 csomópontra bővült az ARPANET. Ebben a szakaszban a továbbfejlesztés irányát, hierarchikus hálózat építésének szükségességet a Defense Advanced Research Projects (DARPA) kutatási és fejlesztési program tartalmazta. 1976-ban kifejlesztik a UUCP (Unix-to-Unix Copy) programot. 1978-ban a Nemzetközi Szabványosítási Szervezet (International Standards Organization ISO) egy munkabizottságot hozott létre, amely bizottság megalkotta a nyílt hálózati összekötések (Open Systems Interconnection - OSI) koncepciót. 1980-ra a manapság TCP/IP-ként ismert protokollgyűjtemény főbb elemei már léteztek és publikálták őket. Körülbelül ugyanebben az időben a Pentagon megbízta a BBN-t, hogy írja át a TCP/IP protokollt a UNIX operációs Berkeley változata alá. Az 1980-as évek elején az amerikai National Science Foundation (NSF) a Berkeley TCP/IP-re alapozva hozta létre a Computer Science Network (CSNET) elnevezésű hálózatot, amelynek alapvető feladata az amerikai egyetemek belső hálózatainak összekötése volt, a későbbiekben pedig az NSFNET néven szuperszámítógépek összekötését látta el. Ezek után terjedt el a TCP/IP, majd egy hatalmas lazán összefüggő hálózat jött létre, amelyet napjainkban Internet néven ismerünk. 1981 az európai BITNET létrehozásának éve.
Az ARPANET célkitűzése Bármelyik csomópontot kiiktatják, attól a hálózat többi eleme még működjön! Minden csomópontnak legalább 2 összeköttetése legyen, így bármelyik összeköttetés megszakad, kerülőutakon elérhetők még a berendezések. Mai hatások (Best effort jelleg): Torlódás esetén kerülő utat keresnek az útválasztók. A csomagok sorrendje nem garantált. A késleltetési idő változik. Különböző kapcsolatok más-más úton épülhetnek fel (pl. oda-vissza irány eltér).
Csomagkapcsolás elve Az egyes csomagok, az információn kívül, többek között tartalmazzák: a címzett számítógép címét a feladó számítógép címét a csomag sorszámát a csomag hosszát (0-65ezer bájt) paritás ellenőrző biteket stb. Szótár: DTE NN (Network Node) szokták nevezni DCE -nek (Data Communications Equipment or Data Carrier Equipment ). DTE (Data Terminal Equipment) DTE NN NN NN NN DTE DTE DTE
Internet címzési rendszer Hardver cím (MAC address) adott hálózati kártya egyedi hardver címe (00-A0-24-A2-86-BD) Numerikus IP cím 4 bájtos egyedi internet hálózati cím (145.236.124.131) Szimbolikus IP cím (domain név) numerikus IP címhez rendelt karakteres felhasználói azonosító (kovacsj@vyzy.hu)
Internet címzési technika Az Internetet cégek, szervezetek, egységek igényének megfelelően felosztották domain-ekre, azaz alhálózatokra. A négy bájtos IP cím 32 biten ábrázolható. A 32 bitet 2 tartományra osztották, és az első biteket alhálózaton (domainen) kívüli cím-résznek, az utolsó biteket alhálózaton belüli címrésznek definiálták. 1 hálózat host A felosztáshoz maszk -ot rendeltek, ami a hálózati címnél 1-eseket, a host címnél 0-kat tartalmaz. Pl.: (maszk: 255.255.255.128)
Alhálózatok A routerek (útválasztók) a maszkolás technika segítségével egyszerű bitenkénti és művelettel eldönthetik minden csomagról, hogy az belső, vagy külső, és hogy merre továbbítsák. IP világ router router subnet C subnet A host 4 host 5 host 6 router subnet B Kevert fogalmak: Domain Subnet Intranet Alhálózat LAN=Local Area Network Oka a fizikai és logikai hálózat összekeverése. Internet host 1 host 2 host 3 Intranet
Numerikus IP címek Az IP címeket osztályokba sorolták: A osztály 127 hálózat, 16 millió host hálózati maszk: 255.0.0.0 0 hálózat host (pl.:10.0.0.0/8) B osztály 16,384 hálózat, 65 ezer host hálózati maszk: 255.255.0.0 C osztály 2,097,152 hálózat, 254 host hálózati maszk: 255.255.255.0 1 0 1110 1 hálózat host (pl.:172.16.0.0/16) hálózat host (pl.:192.168.0.0/24)
További címosztályok D osztály Multicast cím Tagjai: egyedi címmel rendelkező hosztok 1 1 1 0 hálózat E osztály késõbbi címtartomány kialakítására foglalt (6 bájtos cím)
Domain név szolgáltatás Domain Name Service (DNS) processhez és adatbázishoz kötött szolgáltatás. DNS processz adatbázis Kialakulásának okai a numerikus IP címek nem könnyen jegyezhetők meg a numerikus IP címek nem követnek semmilyen, az adott szervezetre, hálózatra vonatkozó struktúrát Használatának feltételei DNS szerverek felállítása IP szintű kommunikáció működése Használatának módjai (Normal) Name Service: szimbolikus IP cím ---> numerikus IP cím Reverse Name Service (Resolver): numerikus IP cím ---> szimbolikus IP cím
Domain név A domain név felépítése gépnév.aldomain.....domain pl.: castor.net.matav.hu E-mail postafiók azonosító felhasználó@szerver-domain-név pl.: tatus@mail.matav.hu, ahol a mail.matav.hu egy alias név com.... edu név nélküli root hu Gyakori domainek USA, nemzetközi com: kereskedelem edu: oktatási intézmények gov: kormányzati intézmények net: nagy hálózati központok Egyéb országok de; au; hu;... :ország jelölő kódok (két betűs) att sun digital gdf szamalk
Helyi hálózat kialakítása Külső Csomópontok (vagy állomások) Felhő Szerver+kliens (Microsoft PC) Szerver+kliens+router (Linux PC) szerver kliens Belső csomópontok (kapcsolóelemek: router, repeater, HUB, switch)
Szerver-Kliens modell Szerver Egy processz, amely szolgáltatásokat kínál a hálózat többi gépe számára. Gyakran a szerver processzt futtató gépet nevezik szervernek. Kliens Egy processz, amely a hálózaton elérhető szerver szolgáltatásokat veszi igénybe. HOST 1 szerver processz HOST 2 kliens processz A szerver host-on futó processz az IP cím után írt kettőspont utáni számmal, mint portszámmal érhető el. DNS szerver: Domain név szolgáltatást nyújt. Fájl szerver (FTP): Egy gép, amely felajánlja diszkjét és fájlait a hálózat többi gépe számára. Printer szerver: Egy gép, amely felajánlja nyomtatóját a hálózat többi gépe számára. Mail szerver (E-mail, Mail listing):a gépek (felhasználók) egy csoportjának a leveleit kezeli, postafiók formájában. TELNET: elérés biztosítása telnet kliens számára (párbeszéd) NEWS: Hírek olvasása (hírcsoportok) GOPHER, WWW: Grafikus böngészés (Video szerver, stb)
ISO OSI modell A modell alapelve, hogy a kommunikációt 7 rétegre osztja úgy, hogy egy réteg a saját host-ján csak az alatta és fölötte lévő réteggel kommunikál, más host-okon pedig csak a saját szintű rétegével. Internet Application Transport Internet Network interface Hardware ISO OSI Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical Internet E-mail, Telnet, FTP... TCP, UDP IP, ICMP IEEE 802.3, PPP, SLIP, X.25 Hardware
DHCP Statikus címkiosztás: Munkaállomások, nyomtatók, vagy a hálózatra kapcsolt egyéb hardver eszközök telepítésekor a rendelkezésre álló IP címválasztékból hozzárendelünk egy szabad címet az eszközhöz, az utóbbi megszüntetésekor pedig a címet manuális beavatkozással felszabadítjuk. Dinamikus címkiosztás: Új eszköz telepítésekor az un. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) szerver automatikusan hozzárendel egy szabad címet az eszközhöz, de ha az eszköz működése meghatározott ideig (pl. egy hónapig) szünetel, a szerver a címet felszabadítja.
Köszönjük a figyelmet!