HLZATI ALAPISMERETEK II AZ INTERNETWORKING ELEMEI q REPEATER

HÁLÓZATI ALAPISMERETEK II.

AZ INTERNETWORKING ELEMEI q REPEATER q HUB - SWITCH q BRIDGE q ROUTER q GATEWAY q PROXY 2

REPEATER, JELISMÉTLŐ A fizikai rétegben működő jelismétlő eszköz. Feladata az elgyengült jelek felerősítése, és tovább küldése. Nem végez semmilyen ellenőrzést, szűrést, vagy útválasztást. Két hálózati szegmens összekötésére használható. Fizikai réteg 3

BRIDGE, HÍD A híd két hálózat adatkapcsolati szintű összekapcsolását végzi. Egy Ethernet és egy vezérjeles sínű hálózat között a híd teremti meg a kapcsolatot. Lényegében egymásba átalakítja az eltérő keretformátumokat. A host 4 -7. Hálózati LLC MAC Fizikai 802. 2 Híd LLC MAC Fizikai 802. 3 B host 4 -7. Hálózati LLC MAC Fizikai 4

ROUTER, ÚTVÁLASZTÓ Az útválasztók funkcionálisan a hálózati rétegben működnek. Feladatuk a csomagok továbbítása a megfelelő irányba a kommunikációs alhálózatban. 4 -7. rétegek Hálózati Adatkapcsolati Fizikai 5

GATEWAY, ÁTJÁRÓ A gateway eszközök különböző hálózatok között végeznek protokoll konverziót. Pl. : Egy Ethernet LAN hálózatot összekapcsol egy X. 25 -ös WAN hálózattal. Kiépítésében lehet céleszköz, és lehet szoftver. 6

PROXY Proxy (helyettesítő) kiszolgálót, akkor használnak, ha a belső hálózatot el akarják takarni más, külső hálózatok elől. A külső hálózat felé a belső hálózat egyetlen gépnek látszik. A proxy kiszolgálók a tűzfalak egyik eleme. Public Network Proxy 7

HÁLÓZATOK ÖSSZEKÖTÉSE Hub Bridge Hub 8

LAN – WAN KAPCSOLAT Router/Gateway Workstation Hub/Switch WAN Workstation 9

KÖZEG-HOZZÁFÉRÉSI TECHNIKÁK A közeg-hozzáférési technikák meghatározzák, hogy a közös kommunikációs közegen milyen módon osztoznak a résztvevők (számítógépek). Véletlen Osztott közeg-hozzáférés Központosított közeg-hozzáférés 10

VÉLETLEN KÖZEG-HOZZÁFÉRÉS A véletlen közeg-hozzáférés alapgondolata, hogy az átviteli közeghez bárki, bármikor hozzáférhet. A legelterjedtebb véletlen közeg-hozzáférési módszer a CSMA/CD (Carrier Sense Multile Access with Colosion Detection – Csatornafigyelő többszörös hozzáférés, ütközés detektálással). A közeghez bárki hozzáférhet, ha éppen senki más nem használja, az esetleges ütközéséket érzékeli. Hasonló módszeren alapszik az ALOHA eljárás. 11

Start CSMA / CD Közeg figyelés Csomag küldés Ütközés nem igen Közeg foglaltság igen Várakozás nem End 12

ÜTKÖZÉS FELOLDÁSA I. Az ütközés után az időt diszkrét időintervallumokra osztják. Az első ütközés után minden állomás az újabb próbálkozás előtt 0 vagy 1 időintervallumot várakozik. Ha két állomás ütközik, és mindkettő ugyanazt a véletlen számot kapják, akkor ismét ütköznek. A második ütközés után már a 0, 1, 2 vagy 3 számok közül választanak véletlenszerűen, és annak megfelelő ideig várakoznak, és így tovább. Általánosan fogalmazva: a k-adik ütközés után az állomásoknak a 0 és 2 k-1 közötti intervallumból kell egy számot választaniuk, és ennek megfelelő időt kell várakozniuk. Ha azonban elérik a 10. ütközést, akkor a véletlen szám generálás felső határa 1023 -as értékben állandósul 13

ÜTKÖZÉS FELOLDÁSA II. 16 bekövetkezett ütközés után a vezérlő abbahagyja a próbálkozást, és hibajelzést ad a számítógépnek. A további hibajavítás a felsőbb rétegek feladata. Ezt az algoritmust bináris exponenciális visszatartásnak (binary exponential back off ) nevezik. A próbálkozások számával exponenciálisan növekvő várakozási idő miatt dinamikusan lehet az adni kívánó állomások számához igazodni. Kevés ütköző állomás esetén viszonylag kis késleltetés következik be, ugyanakkor nagyszámú állomás esetén az ütközés még belátható időn belül feloldódik. 14

OSZTOTT KÖZEG-HOZZÁFÉRÉS Az osztott közeg-hozzáférés esetén a közös közeget használó gépek egymás között megosztják azt. Legjellemzőbb megoldása, mikor is az adáshoz való jogot a hálózatban egy zseton (speciális üzenet) reprezentál. Az a számítógép adhat, aki éppen a zsetont birtokolja. Miután az adást befejezte a zsetont tovább kell adnia. E közeg-hozzáférési módszert használja a vezérjeles sín, és vezérjeles gyűrű. 15

VEZÉRJELES SÍN A vezérjeles sín fizikailag busz (sín) topológiát mutat, ezért üzenetszórásos módon működik. Logikailag viszont egy gyűrűt alkotnak, ahol minden állomás ismeri a logikailag bal és jobb oldali állomásának a címét. Host Vez érje l Host Host 16

GYŰRŰ LÉTREHOZÁSA Amikor bekapcsolják az első állomást, az észleli, hogy nincs forgalom. Ezért egy Claim token (vezérjel igénylés) keretet küld. Mivel nem észlel más, vezérjelért versengő társat, ezért létrehoz egy vezérjelet, valamint egy gyűrűt, amelynek egy tagja lesz ez az állomás. Rendszerese időközönként kéri új állomások belépési ajánlatát. 17

GYŰRŰ KARBANTARTÁSA I. Belépés a gyűrűbe: A vezérjel birtokosa a Solicit successor (beléptetés engedélyezése) kerettel rendszeresen ajánlatot kér a gyűrűhöz még nem tartozó állomásoktól. A keret a küldő és a küldőt a sorban követő állomás címét tartalmazza. Azért, hogy a gyűrűcímek csökkenő sorrend szerinti rendezettsége megmaradjon, csak az ebben a tartományban lévő állomások kérhetik beléptetésüket. Beléptető, 3 saját, 6 következő 3 Belépő 6 4 18

GYŰRŰ KARBANTARTÁSA II. Gyűrű elhagyása: Egy Q állomás, amelyet E előz meg, és K állomás követ, (E – Q - K) szabályosan úgy hagyja el a gyűrűt, hogy E-nek küld egy Set successor keretet, melyben közli vele, hogy innentől kezdve nem Q követi, hanem K. Az új sorrend: E – K. ezután Q egyszerűen abbahagyja az adást. E Set successor „K” Q K 19

KÖZPONTOSÍTOTT ÁTVITELVEZÉRLÉS Ezeknél az eljárásoknál mindig van egy kitüntetett egység, amelynek a feladata az egyes állomások hálózathoz való kapcsolódásának vezérlése. A „Master” állomás egymás Host után kérdezi le a „Hostokat”, Host melyik akar és kinek üzenetet Host küldeni. Ha van üzenet elküldi a „Master” állomásnak, az Master Host pedig továbbítja a címzettnek. 20

FIZIKAI RÉTEG 21

ISO OSI REFERENCIA MODELL Alkalmazói réteg Megjelenítési réteg Viszony réteg Alkalmazói protokollok Szállítási réteg Hálózati réteg Adatkapcsolati r. Fizikai réteg Belső alhálózati protokollok

JELTOVÁBBÍTÁS Analóg jeltovábbítás Digitális jeltovábbítás 23

AMPLITÚDÓ MODULÁCIÓ A=4 L= 1 A=2 L= 0 0 0 1 1 24

FREKVENCIA MODULÁCIÓ f=1 L= 0 0 0 f=2 L= 1 1 1 25

o 180 = L 1 FÁZIS MODULÁCIÓ o 0 = L 0 0 1 1 26

FÁZIS ÉS AMPLITÚDÓ MODULÁCIÓ 0010 0011 1011 0100 1010 1001 1100 0000 1101 0001 1110 0110 1111 0111 27

DIGITÁLIS JELÁTVITEL, TTL 5 V 0 V T 0 0 V L 0 5 V L 1 5 V 0 V 28

ASZINKRON SOROS ÁTVITEL +12 V -12 V 1 0 0 1 1 0 STOP START PARITÁS (1) Adatátviteli sebesség: Adatbitek száma: 5 -9 Paritásbit, ha van páros, vagy páratlan 75 – 150 – 300 – 600 – 1200 2400 – 4800 – 9600 – 19200 STOP bitek száma: 1 – 1, 5 - 2 38400 – 57600 –. . . 29

ETHERNET HÁLÓZAT JELSZINTJEI, KÓDOLÁSA 1 0 L H: 1 0 0 1 1 0 1 H L: 0 30

ADATKAPCSOLATI RÉTEG 31

ISO OSI REFERENCIA MODELL Alkalmazói réteg Megjelenítési réteg Viszony réteg Alkalmazói protokollok Szállítási réteg Hálózati réteg Adatkapcsolati r. Fizikai réteg Belső alhálózati protokollok

íté s ő r e eg Bejel en tés Hálózati r. Szolgálat felhasználó (hálózati réteg) V Adatkapcs. réteg álasz s Fizikai r. M A Válasz Bejelentés s Szolgáltató (adatkapcsolati réteg) Szolgálat felhasználó (hálózati réteg) Kérés Megerősítés SZOLGÁLATI PRIMITÍVEK B A B 33

KERETKÉPZÉS Karakter számlálás Kezdő és vég karakter használata Kezdő és vég bitsorozat használata Fizikai réteg kódolásának megsértése 34

KARAKTER SZÁMLÁLÁS 5 1 2 3 4 6 5 1 -es keret 5 karakter 6 7 2 3 1 -es keret 9 7 0 2 -es keret 6 karakter Hiba 5 1 8 4 9 1 2 3 4 5 3 -es keret 7 karakter Karakter számláló lett 5 6 7 8 9 7 0 1 2 3 2 -es keret, hibás 35

KEZDŐ- ÉS VÉGKARAKTEREK HASZNÁLATA DLE STX A D DLE A T DLE STX Hibát okoz DLE STX A D DLE A T DLE STX Beszúrt DLE 36

KEZDŐ- ÉS VÉG BITEK HASZNÁLATA 01111110 : keret kezdő és záró bitsorozat Azért, hogy az adatbitek között ne fordulhasson elő ilyen bitminta, minden ötödik 1 -es után egy 0 kerül beszúrásra. 0111111011011110011111011011111101101110011111001101111110 Beszúrt 0 -ás bitek 37

FIZIKAI RÉTEG KÓDOLÁSÁNAK MEGSÉRTÉSE 0 0 0 1 1 0 Manchester kódolás KERETEZVE 38

ADATKAPCSOLATI PROTOKOLLOK I. Korlátozás nélküli egyirányú protokoll VEVŐ ADÓ a hálózati rétegtől kapott csomagból keretet állít össze és átadja a fizikai rétegnek. Keret jött? nem igen VEVŐ a fizikai rétegtől kapott keretből az adatot továbbítja a hálózati rétegnek 39

ADATKAPCSOLATI PROTOKOLLOK II. Egyirányú megáll és vár protokoll ADÓ a hálózati rétegtől kapott csomagból keretet állít össze és átadja a fizikai rétegnek. Nyugta jött? igen nem VEVŐ Keret jött? nem igen VEVŐ a fizikai rétegtől kapott keretből az adatot továbbítja a hálózati rétegnek 40

ADATKAPCSOLATI PROTOKOLLOK III. Nyugtabit=0 ADÓ a hálózati rétegtől kapott csomagból keretet állít össze és átadja a fizikai rétegnek. Nyugtabit=1 Keret újraadása igen Nyugta jött? nem Időzítés lejárt? nem 41

KÉTIRÁNYÚ PROTOKOLL B A B adatkeret B A adatkeret nyugtája B A adatkeret A B adatkeret nyugtája A RÁÜLTETÉS ADÓ adatkeretek VEVŐ nyugta keretek ADÓ DUPLEX csatorna 42

CSÚSZÓ-ABLAKOS PROTOKOLL Elküldött, de még nem nyugtázott keretek ADÓ 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 Utolsónak elküldött (és nyugtázott) keret, ablak csúszik felfelé, ha nyugta jön. A várt keretek sorszáma VEVŐ 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 Utolsónak nyugtázott keret Ablak csúszik felfelé, ha az ablakba illő keret érkezik 43

VISSZALÉPÉS N-NEL TECHNIKA idő Az ablak mérete: 1 időzítési intervallum 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 E D D D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 HIBA Az adatkapcsolati réteg által eldobott keretek adatkeret nyugtakeret 44

VISSZALÉPÉS N-NEL TECHNIKA Nagyméretű vevő ablakkal időzítési intervallum 2 3 4 5 6 7 8 2 3 0 1 Hiba E 3 4 5 6 7 8 5 6 9 10 11 gt a 8 4 Ny u 1 Ny ug Ny ta ug 0 ta 1 0 2 D D 9 10 Az adatkapcsolati réteg által pufferelt keretek 45

HÁLÓZATI RÉTEG 46

ISO OSI REFERENCIA MODELL Alkalmazói réteg Megjelenítési réteg Viszony réteg Alkalmazói protokollok Szállítási réteg Hálózati réteg Adatkapcsolati r. Belső alhálózati protokollok Fizikai réteg

HÁLÓZATI RÉTEG FELADATAI Forgalom Torlódás irányítás vezérlés Internetworking 48

HÁLÓZATI RÉTEG ÁLTAL NYÚJTOTT SZOLGÁLATOK Összeköttetés alapú hálózatoknál a forrás és a célállomás között a kommunikáció megkezdése előtt kapcsolat épül fel, melyet virtuális áramkörök segítségével valósítanak meg. A forrás és a célállomás a kommunikáció befejeztéig ugyanazt az útvonalat használják. Biztonságos alhálózati kommunikációt biztosít. Összeköttetés mentes hálózatok esetében az alhálózatba kerülő csomagok önálló életet élnek. Minden csomag az alhálózat aktuális állapotától függően kerül továbbításra. Ezt a szolgálatot datagramokkal valósítják meg. Az összeköttetés mentes alhálózatok nem megbízható kommunikációt valósítanak meg. A biztonságot a felsőbb rétegek biztosítják. 49

SZOLGÁLATOK KÖZÖTTI FŐBB KÜLÖNBSÉGEK Összeköttetés alapú Összeköttetés mentes Kezdeti felépítés Célcím Csomagsorszámozás Hibakorlátozás Szükséges Nem lehetséges Csak a felépítés alatt kell Minden csomagban kell Garantált Nem garantált Hálózati réteg végzi Szállítási réteg végzi Forgalom szabályzás Hálózati réteg végzi Opcióegyeztetés Összeköttetés azonosító Lehetséges Nem lehetséges Van Nincs 50

FORGALOMIRÁNYÍTÓ ALGORITMUSOK Nem adaptív, vagy statikus forgalomirányító algoritmusok Adaptív, vagy dinamikus forgalomirányító algoritmusok Centralizált forgalomirányítás Elszigetelt Elosztott forgalomirányítás 51

LEGRÖVIDEBB ÚT ALGORITMUS I. Az egyik legelterjedtebb forgalomirányítási eljárás a legrövidebb út algoritmus (shortest path). Kiindulásként el kell készíteni a kérdéses alhálózat egy olyan gráfját, amelyben a csomópontok az egyes IMP-ket, az élek pedig a kommunikációs vonalakat képviselik. Ezek után egy adott IMP pár közötti útvonal meghatározása a közöttük lévő legrövidebb út megtalálására redukálódik. Egy út hosszának több mérőszáma is lehet, pl. csomópontátlépések száma, késleltetések, útvonalak terheltsége, csomópontok távolsága. . 52

LEGRÖVIDEBB ÚT ALGORITMUS II. B 2 2 A E 1 6 C 7 2 F 4 3 2 G 1 6 G 2 C 7 2 A D H B 2 3 E 2 4 F 3 3 2 D 2 H 53

STATIKUS FORGALOMIRÁNYÍTÁS Statikus forgalomirányító algoritmusok esetén az útválasztókba előre bejegyzik a routing táblákat, amelyek az alhálózat aktuális állapotától függetlenül irányítják a csomagokat. Olyan helyen alkalmazható, ahol a hálózat topológiája nem változik, vagy ahol speciális útválasztásra van szükség. Pl. : Egy adott számítógéphez mindig ugyanazon az útvonalon kell továbbítani a csomagokat, akkor ez egy statikus rout bejegyzéssel megoldható. 54

CETRALIZÁLT FORGALOMIRÁNYÍTÁS Ebben az esetben az alhálózat szereplői helyzetjelentést állítanak össze, amelyben elküldik az általuk ismert hálózati szakasz aktuális állapotát a forgalomirányító központba. A központ ezen információk alapján minden résztvevőnek elküldi a legoptimálisabb forgalomirányítási táblát. A helyzetjelentéseket, és az új routing információkat szabályos időközönként (szinkron mód), vagy csak jelentős események hatására (aszinkron mód) küldik. 55

CETRALIZÁLT FORGALOMIRÁNYÍTÁS II. A centralizált forgalomirányítás egyik nagy előnye, hogy egy időben az egész alhálózatra lehet optimalizálni a forgalomirányító táblákat. Ezzel szemben hátránya a megoldásnak: A központ (RCC, Routing Control Center) meghibásodása, az egész hálózat működésére kihat. A forgalomirányító információk többlet forgalmat generálhatnak. A hálózat késleltetése miatt, az állapotjelentések késve érkeznek meg a központba, így azok már nem a valós állapotot tükrözik. A forgalomirányítási információk a késleltetés miatt nem érkeznek meg időben, így nem lesznek optimálisak, ami a hálózat hatásfokát jelentős mértékben csökkenti. 56

ELSZIGETELT FORGALOMIRÁNYÍTÁS Az elszigetelt forgalomirányjtó algoritmusok az útválasztást a helyi körülményektől teszi függővé. Az egyik ilyen egyszerű algoritmus a „forró krumpli” algoritmus. Ennek a lényege, hogy beérkezett csomag abba a kimeneti sorba kerüljön, amelyikben a legkevesebben állnak. Azonban ez az algoritmus nem foglalkozik az irányokkal. Y felé Z felé X felé IMP A felől B felől 57

ELOSZTOTT FORGALOMIRÁNYÍTÁS A megvalósított hálózatokban legnépszerűbb megoldás az elosztott forgalomirányítási algoritmus. Az algoritmusok fő célja, hogy a továbbítandó csomagok számára a legkisebb késleltetéssel járó útvonalat biztosítsák. Ehhez minden csomópontban egy táblázatot tarunk fenn, amely minden egyes célállomáshoz megadja a legkisebb késleltetésű útvonalat. Az alhálózat szereplői lemérik, a közvetlen szomszédaikhoz vezető utak késleltetéseit, és ezeket az információkat hirdetik a hálózatban. Ezen információk alapján a routerek ki tudják számolni a legoptimálisabb utakat. 58

ROUTING TÁBLA FRISSÍTÉSE Újrabecsült késleltetés J-től Vonal JA=8 JI=10 JH=12 JK=6 A B C D E F A 0 12 25 40 14 23 I 24 36 18 27 7 20 H 20 31 19 8 30 19 K 21 28 36 24 22 40 8 20 28 20 17 30 A A I H I I G H I J K L 18 17 21 9 24 29 31 20 0 11 22 33 6 0 14 7 22 9 31 19 22 10 0 9 18 12 10 0 6 15 H H I K K A E I B C F J D G H K L 59

HIERARCHIKUS FORGALOMIRÁNYÍTÁS 1 -es körzet 2 -es körzet 1 A 2 A 1 B 2 B 2 C 2 D 1 C Címzett 1 A 1 B 1 C 2 3 4 4 -es körzet 4 A 4 C 3 A 4 B 3 D Vonal 1 B 1 C 1 B 1 B 1 C Átlépések 1 1 2 3 B 3 -as körzet 3 C 60

IP ROUTING I. 10. 0. 0. 2 10. 0. 0. 1 10. 0. 0. 3 15. 0. 0. 2 15. 0. 0. 1 15. 0. 0. 0 hálózat 10. 0 hálózat 15. 0. 0. 3 10. 0. 0. 4 10. 0. 0. 5 Útválasztó router 15. 0. 0. 4 61

IP ROUTING II. 193. 25. 150. 0 hálózat 193. 25. 145. 0 hálózat 193. 26. 145. 0 hálózat 193. 25. 150. 5 193. 25. 145. 2 193. 25. 150. 6 R 1 HÁLÓZAT 193. 25. 145. 0 193. 25. 150. 0 193. 26. 145. 0 CÍM 193. 25. 145. 2 193. 25. 150. 5 193. 26. 145. 5 R 2 HÁLÓZAT CÍM 193. 25. 150. 0 193. 25. 150. 6 193. 26. 145. 0 193. 26. 145. 5 193. 25. 145. 25 193. 25. 150. 6 62

IP ROUTING III. Útvonal meghatározás: A cél IP-cím kiemelése a datagramból: ID A cél hálózat IP címének kiszámítása: IN Ha az IN egyezik valamelyik közvetlenül összekötött lokális hálózattal, akkor a datagram elküldése. egyébként ha az ID előfordul mint hoszt-specifikus útvonal a datagram átirányítása a táblázatnak megfelelően. egyébként ha IN előfordul az útvonal-táblában a datagram átirányítása a táblázatnak megfelelően. egyébként ha van alapértelmezett útvonal a datagram átirányítása az alapértelmezett útválasztónak. egyébként útvonal-kiválasztási hiba küldése. 63

SZÁLLÍTÁSI RÉTEG 64

ISO OSI REFERENCIA MODELL Alkalmazói réteg Megjelenítési réteg Viszony réteg Alkalmazói protokollok Szállítási réteg Hálózati réteg Adatkapcsolati r. Fizikai réteg Belső alhálózati protokollok

A SZÁLLÍTÁSI RÉTEG FELADATA A szállítási réteg feladata nagyban hasonlít az adatkapcsolati réteg feladatához. Adatok biztonságos, megbízható továbbítása Az üzenetek csomagokká tördelése A csomagok sorrendhelyességének biztosítása Az üzenetek átvétele, és továbbítása a címzett szolgáltatás felé IMP Adatkapcsolati réteg Hálózati réteg IMP Alhálózat IMP 66

s írá Le Sz ol g ál a ttí pu s HÁLÓZATI RÉTEG ÁLTAL A SZÁLLÍTÁSI RÉTEGNEK NYÚJTOTT SZOLGÁLTATÁSOK Hibátlan, hibamentes szolgálat N-RESET-ek A nélkül B Tökéletes csomagkézbesítés, de N-RESET-ekkel Megbízhatatlan szolgálat elvesztett és kettőzött C csomagokkal és esetleges N-RESET-ekkel. 67

Pr os oto zt ko ál ll y - SZÁLLÍTÁSI RÉTEG SZOLGÁLATAI (szállítási protokollosztályok) 0 1 2 3 4 t a ál lg o Sz pus tí A B C NÉV Egyszerű osztály Alaphibákból felépülő osztály Nyaláboló osztály Hibákból felépülő és nyaláboló osztály Hibajelző és hibákból felépülő osztály 68

A SZÁLLÍTÁSI ÖSSZEKÖTTETÉS VÉGPONTÁLLAPOTAI ÉS SZÁLLÍTÁSI PRIMITÍVEK I. 1 Tétlen 2 Kimenő összeköttetés függőben 2 va 3 y g agy 4 5 3 3 Bemenő összeköttetés függőben 2 vagy 3 1 2 v 6 4 Összeköttetés létesült 7 -10 69

A SZÁLLÍTÁSI ÖSSZEKÖTTETÉS VÉGPONTÁLLAPOTAI ÉS SZÁLLÍTÁSI PRIMITÍVEK II. 1. T-CONNECT. kérés vétele a szállítást használótól 2. T-DISCONNECT. bejelentés vétele a szállítási szolgáltatótól 3. T-DISCONNECT. kérés vétele a szállítást használótól 4. T-CONNECT. bejelentés vétele a szállítási szolgáltatótól 5. T-CONNECT. megerősítés vétele a szállítási szolgáltatótól 6. T-CONNECT. válasz vétele a szállítást használótól 7. T-DATA. kérés vétele a szállítást használótól 8. T-DATA. bejelentés vétele a szállítási szolgáltatótól 9. T-EXPEDITED-DATA. kérés vétele a szállítást használótól 10. T-EXPEDITED-DATA. bejelentés vétele a szállítási szolgáltatótól 70

A B Folyamat TSAP 6 . . . Réteg SZOLGÁLAT ELÉRÉSI PONTOK SAP (Service Access Point) . . . 2 TSAP 120 A szállítási összeköttetés itt kezdődik 4 3 Folyamat NSAP A hálózati összeköttetés itt kezdődik Összeköttetés 71

SZOLGÁLTATÁS AZONOSÍTÁS . . . Réteg 4. . . 3 3. A szolgáltató létrehozza a kért folyamatot, és közli hogy hol várakozzon. Felhasználó TSAP 1. Folyamatszolgáltató várakozik Folyamat szolgáltató 5. A folyamat szolgáltató közli a felhasználóval, hogy hova kezdeményezze az új összeköttetést, és lezárja az aktuálisat. 2. A felhasználó az ismert TSAP-ra kezdeményez összeköttetést Kért szolgáltatás 4. A folyamat várakozik 6. A felhasználó összeköttetést létesít a kért szolgáltatással 72

ÖSSZEKÖTTETÉS NORMÁL ESETBEN CR (sorsz=x) CR: Connection Request CC: Connection Confirm CR (sorsz=x) CC (sorsz=y, nyug=x) DATA (sorsz=x, nyug=y) 73

NYALÁBOLÁSI MÓDSZEREK Réteg Szállítási címek 4 3 Hálózati címek 2 IMP vonalak 1 Felfelé nyalábolás Lefelé nyalábolás 74

VISZONY RÉTEG 75

ISO OSI REFERENCIA MODELL Alkalmazói réteg Megjelenítési réteg Viszony réteg Alkalmazói protokollok Szállítási réteg Hálózati réteg Adatkapcsolati r. Fizikai réteg Belső alhálózati protokollok

VISZONYRÉTEG FELADATA A viszony réteg fő funkciója az, hogy lehetőséget biztosítson a viszonyfelhasználónak ahhoz, összeköttetéseket, un. viszonyokat (session) létesíthessenek, és azokon keresztül adatokat cserélhessenek. Egy viszony használható termináltól távoli gépre való bejelentkezéshez, állomány továbbításhoz, és egyéb más célokhoz is. A viszonyréteg feladata a tevékenységek menedzselése, fél-duplex csatornán párbeszédek vezérlése, és a szállítási entitások gazdaságos használata. 77

VISZONYOK SZÁLLÍTÁSI ENTITÁSOKRA VALÓ LEKÉPZÉSE Viszony Szállítás Egy-egy értelmű leképezés Egymás után következő viszonyok ugyanazt a szállítási összeköttetést használják Viszony Szállítás Egy viszony több szállítási összeköttetést átfog. Létesítés Bontás 78

PÉLDA VISZONY MŰKÖDÉSÉRE TEVÉKENYSÉG MENEDZSELÉS I. Fájl átvitel Viszony 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mellék szinkronizációs pont Fő szinkronizációs pont 79

PÉLDA VISZONY MŰKÖDÉSÉRE TEVÉKENYSÉG MENEDZSELÉS II. Fájl átvitel során a viszony réteg nyomon követi a folyamatot, és szinkronizációs pontokat helyez el a folyamatban. A tevékenység alatt, ha megszakad a kapcsolat, vagy hibáznak az alsóbb rétegek a viszony réteg képes egy korábbi szinkronizációs pontra visszaállni, és onnan folytatni a folyamatot. Azért, hogy kevesebb szinkronizációs pontot kelljen a kommunikáló feleknek nyilvántartani fő, és mellék szinkronizációs pontot használnak. A folyamatban visszaállni, csak az utolsó fő szinkronizációs pontra, és azt követő mellék szinkronizációs pontokra lehet 80

A TEVÉKENYSÉGEK MEGSZAKÍTHATÓAK 2. tevékenység vége kezdete 1 2 3 4 5 Állománytovábbítás 1. rész 1. tevékenység kezdete Vezérlő információ küldése 1. tevékenység megszakítása 6 7 8 9 1. tevékenység újraindítása Állománytovábbítás 2. rész 1. tevékenység vége 81

TÁVOLI ELJÁRÁSHÍVÁS (RPC) Ügyfél gép Szolgáltató gép 1 5 Ügyfél Szolgáltató csonk Ügyfél csonk 9 Szállítási entitás 6 Szolgáltató 7 4 2 Szállítási entitás 3 8 82

FELSŐ RÉTEGEK 83

ADATÁBRÁZOLÁS Különféle számítógépek, különböző adatábrázolási módokat használ. Pl. : más karakter kódok, vagy akár számábrázolási különbségek. Ha két gép között ilyen eltérések vannak, akkor a hálózati kapcsolat során átvitt adatok eltérő értelmet nyerhetnek. Ezen okból kifolyólag biztosítani kell, hogy a kommunikáló felek, úgymond egy nyelvet beszéljenek. Az adatábrázolásból adódó problémát megoldhatjuk, ha a küldő, vagy a vevő elvégzi a konverziót. Illetve elképzelhető az az eset, amikor mind két kommunikáló fél egy harmadik egységes nyelvet használ. 84

ADATTÖMÖRÍTÉS A hálózatok terheltségének (és a költségek) csökkentése érdekében az elküldött adatokat tömörítik, melynek köszönhetően az egy időegység alatt átvitt információ mennyiséget növelhetjük. Az adatok ábrázolása általában redundáns. Ezt kihasználva, a redundanciát csökkentő kódolást alkalmazhatunk. Tömörítés Tömörítetlen adat Előkészítés Feldolgozás Tömörített adat Kicsomagolás 85

TÖMÖRÍTÉSI ELJÁRÁSOK Adatvesztéses tömörítsek JPEG, MPEG tömörítések. A tömörítés során az olyan adatokat, melyek az ember számára nem érzékelhetőek, vagy elhanyagolhatóak, azok nem kerülnek a tömörített adathalmazba. Ilyen eljárást képek, videók, hangok tömörítésére használnak. Adatvesztés nélküli Darabszám-kódolás Minta helyettesítés Statisztikai kódolás Aritmetikai kódolás Szimbólumsor-helyettesítés Sorozathossz kódolás Huffmann kódolás 86

TITKOSÍTÁS, REJTJELEZÉS Az információ biztonsága érdekében a továbbítandó adatokat titkosítják, és így kerülnek a továbbító közegre. A titkosítás alapmodellje: Aktív betolakodó (az adatokat veszi, továbbítja, megmásíthatja) Passzív betolakodó (lehallgatás) Nyílt üzenet Tikosító algoritmus Titkosítási kulcs Betolakodó Megfejtő algoritmus Nyílt üzenet Megfejtési kulcs 87

REJTJELEZÉS KÉT FŐ TÍPUSA • Egy kulcsos, szimmetrikus rejtjelezés Az egy kulcsos rejtjelező algoritmusoknál a titkosításhoz, és a megfejtéshez ugyanazt a kulcsot használják. • Két kulcsos, aszimmetrikus rejtjelezés Ezt a technológiát szokás nyilvános kulcsú rejtjelezési eljárásnak is nevezni. A titkosítás a kulcspár egyik felével történik, míg a megfejtés a kulcspár másik felével történik. 88

SZIMMETRIKUS REJTJELEZÉS „A” kulcs Rejtjelezés Megfejtés Alapvető típusai: • Behelyettesítéses rejtjelezés (Egyábécés, többábécés) • Felcseréléses rejtjelezés Egyik megvalósítása a DES (Data Encryption Standard) 89

NYILVÁNOS KULCSÚ REJTJELEZÉS I. Nyílt szöveg Titkosítás PK „A” nyilvános kulcsa Titkosított szöveg Megfejtés Nyílt szöveg SK „A” titkos kulcsa „A” nyilvános kulcsával (PK) rejtjelezett üzenetet csak „A” titkos kulcsával (SK) lehet visszafejteni, és viszont, azaz SK-val rejtjelezett üzenetet csak PK-val lehet megfejteni. 90

NYILVÁNOS KULCSÚ REJTJELEZÉS II. „B” 5. Nyílt üzenet os n á ilv rése y n Kulcsközpont ” ké l B „ e. k 1 na á s kulc os n á ilv y n „A” B” a B PK „. 2 s c l u k 3. Üz e B net PK + Rejtjelezés 4. Rejtjelezett üzenet Megfejtés BSK-val 91

ÜZENET HITELESÍTÉS NYILVÁNOS KULCSÚ REJTJELEZÉSSEL t 5. Ü Megfejtés APK-val z ü t l 6. í y N t e en PK e n e z PK A + „B” 3. APK kérése 2. Titkosított üzenet Titkosítás ASK -val 4. A „A” 1. Nyílt üzenet Kulcsközpont 92

LOKÁLIS HÁLÓZATOK 93

IEEE 802 -ES SZABVÁNYOK • IEEE 802. 1: Az IEEE 802 -es szabványhalmaz alapjait írja le, az interfész primitíveket definiálja • IEEE 802. 2: Az adatkapcsolati réteg felső részét írja le, az un. LLC-t (Logical Link Control – logikai kapcsolatvezérlés) • IEEE 802. 3: CSMA/CD MAC (Media Access Control – közeghozzáférés vezérlés) leírása. • IEEE 802. 4: vezérjeles sín MAC leírása • IEEE 802. 5: vezérjeles gyűrű MAC leírása 94

EGYÉB IEEE 802 -ES SZABVÁNYOK • IEEE 802. 6: Distributed Queue Dual Bus (DQDB) hozzáférés • IEEE 802. 7: Szélessávú (Broadband) LAN-ok • IEEE 802. 8: Optikai hálózatok • IEEE 802. 9: Integrált szolgáltatások • IEEE 802. 10: LAN/MAN biztonság • IEEE 802. 11: Vezeték nélküli (Wireless) LAN-ok • IEEE 802. 14: Kábel TV • IEEE 802. 15: Vezeték nélküli személyes hálózat (Wireless Personal Area Network) • IEEE 802. 16: Szélessávú vezeték nélküli hálózat (Broadband Wireless Access) 95

AZ OSI MODELL ÉS AZ IEEE 802 -ES Alkalmazói Megjelenítési Viszony Szállítási Hálózati LLC 802. 3 MAC CSMA/CD 802. 3 Vezérjeles sín 802. 4 Vezérjeles gyűrű 802. 5 Adatkapcsolati Fizikai réteg Koaxkábel Csavart érpár Optikai 96

A MAC ALRÉTEG FELADATA • Közeghozzáférés vezérlése A fizikai csatorna használatának vezérlésért fele. Ki, mikor, mennyi ideig használhatja a kommunikációs közeget. • Keretezés A közegre kikerülő üzenetek elejét, és végét azonosítani kell, ezt szolgálja a keretezés. • Címzés Az elküldött üzenetben szerepelnie kell, hogy kinek szól, és hogy ki adta fel. Ezt hálózati címek használatával érik el, melyek bekerülnek a keretbe. • Hibafelismerés Célja, a helyes üzenetátadás és vétel ellenőrzése. 97

AZ LLC ALRÉTEG FELADATA Az LLC alréteg felette álló rétegeknek nyújt szolgáltatást ugyanolyan módon, mint ahogy azt a hagyományos a adatkapcsolati protokoll nyújtja a WAN hálózatban. Az LLC felel teljes mértékben az állomások közötti adatblokkok cseréjéért. Ahhoz, hogy meg tudják különböztetni az ugyanazon állomás által létesített különböző cseretípusokat, szolgálat-elérési pontokat használnak. DSAP: Destination SAP SSAP: Source SAP DSAP LLC SAP SSAP Vezérlő mező MAC Információ Fizikai réteg LLC protokoll adatblokk formátum Kábel 98

IEEE 802. 3 MAC 7 1 2 vagy 6 2 Célcím Forráscím 0 -1500 4 Adatmező hossza Előtag 0 -46 Töltelék byte-ok Keretkezdett határoló Ellenőrző összeg I/G „ 10101011” bitsorozat „ 1010” mintájú bitsorozat U/L 46 bit I/G bit: ha 0: hagyományos cím ha 1: csoportcím U/L bit: helyi, vagy globális cím Csupa 1 -es cím: broadcast 99

ETHERNET HÁLÓZAT Az Ethernet hálózat közeg-hozzáférési módszere a CSMA/CD Az Ethernetben használható kábel típusok: • Vastag Ethernet: vastag koax kábel 50 ohm. Csatlakozás transreceiver-ek segítségével, fél méterenként. Sávszélesség: max. 10 Mb/s • Vékony Ethernet: vékony koaxkábel 50 ohm. Csatlakozás T elágazások segítségével, maximum fél méterenként. Sávszélesség max. 10 Mb/s • FTP/STP/UTP csavartérpár kábel. Sávszélesség: CAT 3: 10 Mb/s CAT 5: 100 Mb/s • Gigabit Ethernet: átviteli közege optikai kábel. Maximális sávszélesség: 1 Gb/s 100

IEEE 802. 4 MAC 1 1 1 2 vagy 6 0 – 8182 Célcím Forráscím Adat Keretvezérlés Kezdetjelző Előtag 4 1 Ellenőrző összeg Végjelző Az IEEE 802. 4 -es hálózat közeg-hozzáférési módszere a osztott közeg-hozzáférés. 101

KERETVEZÉRLŐ MEZŐ Keretvezérlő mező Név Feladata 0000 Claimtoken Vezérjel-igénylés gyűrű inicializáláskor 00000001 Solicit successor 2 Állomások beléptetésének engedélyezése 00000010 Solicit successor 1 Állomások beléptetésének engedélyezése 00000011 Who follows Felépülés elveszett vezérlőjelből 00000100 Resolve connection Versenyhelyzet feloldása több állomás egyidejű gyűrűbe lépése esetén 00001000 Token Vezérjel átadás 00001100 Set successor Állomások kilépésének kezelése 102

IEEE 802. 5 MAC 1 1 1 SD AC ED VEZÉRJEL FORMÁTUM ADATKERET FORMÁTUM 1 1 1 2 vagy 6 nincs határ 4 1 1 SD AC FC Célcím Forráscím Adat CRC ED FS Keretvezérlés Ellenőrző összeg Keretvezérlés Végjelző Keretvezérlés Keret státusz 103

FDDI H H H H H Két ellentétes gyűrű H Egy gyűrűre való szétesés 104

LOKÁLIS HÁLÓZATI OPERÁCIÓS RENDSZEREK A hálózati operációs rendszer egy olyan szoftver, amely a hálózatba kötött eszközökön fut, és feladata az eszközök közötti kommunikációs szolgáltatások biztosítása. Az eszközök közötti kapcsolat lehet: • Egyenrangú kapcsolat (Peer – to – peer) • Ügyfél – kiszolgáló kapcsolat (client – szerver) 105

ÜGYFÉL-KISZOLGÁLÓ RENDSZEREK Adatok Feldolgozás Megjelenítés Adatok Hálózat Monitor Feldolgozás Megjelenítés Monitor 106

LAN OPERÁCIÓS RENDSZEREK FUNKCIÓI I. • Fájl szerver funkció • Nyomtató szerver funkció • Elektronikus levelezés • Hálózati névszolgáltatás • Összekapcsolhatóság • Hálózatszervezés 107

HÁLÓZATI VÉDELEM • Bejelentkezés szabályzása: Kötelező felhasználó azonosítás, időkorlátozás. • Többször tévesen próbálkozó felhasználói nevek kizárása a rendszerből bizonyos időre. • Felhasználói csoportok kialakítása • Hozzáférési jogok a szerveren tárolt fájlokhoz, könyvtárakhoz. • A jelszavak időszakos megváltoztatása 108