Informatikai alapismeretek 7 rsz Szmtgpes hlzatok Informatikai alapismeretek

Informatikai alapismeretek 7. rész Számítógépes hálózatok Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok

Miért kapcsolunk össze számítógépeket? • Erőforrások megosztása (adatbázisok, programok, hardver elemek) • Kommunikációs eszköz (pl. elektronikus levelezés, on-line beszélgetés) • Nagyobb megbízhatóság (központi ellenőrzés - hálózat menedzsment) • Teljesítmény és sebességnövelés • Terheléselosztás • Költséghatékonyság Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 2

Számítógép-hálózat Definíció: Számítógépek, perifériák, számítógépen futó programok és tárolt adatok olyan összefüggő rendszere, melyek egymással két- vagy többoldalú kapcsolatban vannak. Ahhoz, hogy ez a kapcsolat létrejöjjön, a számítógépeket megfelelő eszközökkel (hardver, szoftver) össze kell kötni. Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 3

Hálózati architektúrák • Hoszt-terminál alapú hálózatok – A hálózat magját egy vagy több, egymással összeköttetésben lévő központi számítógép (host) alkotja. Itt fut az operációs rendszer. – Ehhez kapcsolódnak hozzá az intelligencia nélküli (buta) terminálok, amelyek egy billentyűzetből és egy képernyőből állnak. – Nagy tudású, bonyolult, régi fejlesztésű rendszerek – szakképzett operátorokat igényel. Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 4

Hálózati architektúrák • Egyenrangú (peer to peer) hálózatok – A hálózatba kötött számítógépek közül bármelyik lehet kiszolgálója a többinek, amelyek a felajánlott erőforrást beépíthetik a saját rendszerükbe. – Általában LAN-ok kialakításánál alkalmazzák, ahol viszonylag kevés a gép, a hálózati forgalom kicsi. – Előnyei az olcsóság, egyszerűség. – Hátránya a kis kapacitás, nagy feladatok elvégzéséhez nem vagy korlátozottan használhatók. – Tipikus képviselője a Windows alapú rendszerek. Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 5

Hálózati architektúrák • Szerver-kliens hálózatok – Ötvözik a peer to peer hálózatok olcsóságát, egyszerűségét a host-terminál hálózatok nagy teljesítőképességével. – Ebben a hálózatban találunk kiemelt számítógépet (szerver), amely csak a kérések kiszolgálásával van elfoglalva. Itt fut a hálózati operációs rendszer. – Az alkalmazói programok futtatása a kliens gépek feladata. Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 6

Hálózati architektúrák – A felhasználó által megfogalmazott kérések az alkalmazói programon keresztül eljutnak a szerver operációs rendszeréhez, amely ezen kéréseket kiszolgálja. – Előnye: nem kíván nagyon komoly hardvert, gyors a kiszolgálás sebessége. Üzemeltetése olcsó. Nagy a szoftver ellátottság. – Hátránya: Az alkalmazói program a kliens gépen fut, így nagy a hálózati forgalom. – Tipikus képviselői: Novell Netware, Windows NT rendszerek. Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 7

Kiszolgálók és ügyfelek • Attól függően, hogy milyen feladatot lát el, van: • állomány-kiszolgáló (file server) • nyomtatás-kiszolgáló (print server) • alkalmazás-kiszolgáló (application server) • Ügyfélnek (kliensnek) azt a szg-t nevezzük, amely elé ülve a felhasználó különböző feladatokat old meg, amellyel közvetlen kapcsolatban van. Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 8

Hálózatok területi tagoltsága • LAN (Local Area Network) – kis kiterjedésű hálózat, lokális hálózat – jellemzője az egyedi kábelezés, gyors adatátvitel. – kiterjedtsége az 1 szobától max. néhány kilométerig terjed. Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 9

Hálózatok területi tagoltsága • MAN (Metropolitan Area Network) – városi méretű hálózat – egész város(oka)t átölelő földrajzi kiterjedéssel rendelkezik, technológiailag mégis a LAN-hoz áll közelebb. – erős túlzással a kábeltelevízió hálózat ilyen – ma már nem jellemző! Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 10

Hálózatok területi tagoltsága • WAN (Wide Area Network) – nagytávolságú hálózat – kiterjedése pár kilométertől kezdve az egész Földre is kiterjedhet. – általában több szervezet birtokában van. • (GAN – Global Area Network) – Internet, ARPANet Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 11

Kapcsolási módok • Vonalkapcsolt – rögzített sávszélességű, dedikált vonal (csak a két számítógép használhatja) – hasonlít a hagyományos telefonbeszélgetésre – hátránya: folyamatos szállítási kapacitás lefoglalása – előnye: gyors, biztonságos Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 12

Kapcsolási módok • Üzenetkapcsolt – két állomás között az átviteli hálózat tárolva továbbító - store and forward számítógépekből áll, ezek továbbítják az üzeneteket egy címinformáció alapján – az üzenet hossza nem korlátozott – hasonlít a postai csomagküldéshez – előnye: jó kihasználtság – hátránya: lassú feldolgozás Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 13

Kapcsolási módok • Csomagkapcsolt – hasonlít az üzenetkapcsolthoz, csak a csomag mérete maximált, ezért az üzeneteket csomagokra (packet) kell darabolni – minden csomag tartalmazza a küldő- és célállomás címét – gyors továbbítás – sérülés esetén egyszerű javítás – a célállomás „rakja” össze a csomagokat Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 14

Topológiák Topológia = elrendezés • fizikai – ahogy össze vannak kötve • logikai – ahogy a kapcsolatot felveszik – pont-pont kapcsolat (két szg. között kialakított közvetlen csatorna) – üzenetszórásos kapcsolat (minden szg. egy adatátviteli csatornára csatlakozik – egy beszél, többi hallgat) Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 15

Topológiák pont-pont kapcsolat • Csillag – közvetlen kapcsolat – nagy üzembiztonság (kábelhiba esetén csak egy esik ki) – minden kommunikáció a szerveren keresztül – túlterheltség – költséges Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 16

Topológiák pont-pont kapcsolat • Gyűrű – adatforgalom egyirányú – minden szg. megvizsgálja a csomagot, hogy neki szól-e, ha nem továbbadja – kábelszakadásnál üzemképtelenné válik (kiküszöbölése dupla gyűrűvel) Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 17

Topológiák pont-pont kapcsolat • Fa – hálózati terheléselosztás miatt a szg-ek csoportokra osztottak – egymással sűrűbben kommunikáló gépek egy csoportban – egy és csak egy kapcsolati útvonal van Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 18

Topológiák üzenetszórásos kapcsolat • „Egy beszél, többi hallgat…” • És ha egyszerre ketten akarnak „beszélni”? – vezérjel (token) – versenyeztetés (ütközésfigyelés) (lehet ütközés, de mindkét gép leállítja a küldést, majd egy véletlenszám alapján megszabott idő után újrakezdik – most valamelyik hamarabb adhat) Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 19

Topológiák üzenetszórásos kapcsolat • Sín vagy busz – közös gerincvezeték – egyszerű felépítés – kábelhibára érzékeny • (Üzenetszórásos gyűrű) – két végén összekötött sín • (Üzenetszórásos csillag) – minden munkaállomás egy aktív hálózati elosztóhoz (HUB) csatlakozik Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 20

Hálózati kapcsolóelemek • Híd (bridge) – logikailag kettéosztott LAN-ök összekapcsolását végzi – saját hálózati kártyával és hálózati szoftverrel ellátott szg. – képes felismerni, hogy a csomagot másik LAN -ba kell továbbítani – szűri az üzeneteket – nincs keveredés a két rész között Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 21

Hálózati kapcsolóelemek • Útválasztó (router) – több alhálózat között a legrövidebb elérési utat választó aktív eszköz (IP-címe van) • Jelismétlő (repeater) – fizikailag választja ketté a hálózatot – nem tudja megkülönböztetni az üzeneteket – nagyobb távolságra lévő alhálózatok közötti jelet erősíti Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 22

Átviteli közegek • Távoli számítógépek közötti kapcsolat lehet: – modemes – ISDN (integrated services digital network) – ADSL (asymmetric digital subscriber line) • Adattovábbítás történhet – vezetékes (hálózati kártya - Ethernet) – vezeték nélküli közegben Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 23

Átviteli közegek vezetékes • árnyékolatlan csavart érpár (UTP – unshielded twisted pair) – – műanyaggal bevont sodrott rézvezeték érzékeny a külső elektromos zavarokra 100 Mbit/sec néhány száz méteres távra használható • árnyékolt csavart érpár (STP – shielded twisted pair) • koaxiális kábel • optikai kábel Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 24

Átviteli közegek vezetéknélküli • • lézer infravörös (Ir. DA) mikrohullámú (Wi. Fi) műholdas Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 25

Protokollok • azoknak az adatformátumoknak, szabályoknak és eljárásoknak az összessége, amelyeket a hálózati hardvereszközök, hálózati operációs rendszerek alkalmaznak az egymás közötti kommunikációban • ezzel biztosítható, hogy a számítógépek „egy nyelven” beszéljenek Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 26

ISO – OSI modell • a hálózatok működése bonyolult → sok szabály → szabályok csoportosítása → könnyebb szabványosítás • International Standard Organization (ISO) • Open System Interconnection (OSI) – nyílt rendszerek összekapcsolása • ISO-OSI modell → 7 kommunikációs réteg • különböző gyártók eszközeinek kompatibilitása Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 27

Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 28

ISO – OSI modell • Fizikai réteg – a számítógépeket összekötő fizikai közegek (vezetékek, csatlakozók, kapcsoló berendezések, hálózati kártyák, modemek, ISDN illesztők) jellemzőit tartalmazza – az adatbitek fizikai közegre való hibátlan kibocsátásáért és a célállomáshoz való megérkezéséért felelős Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 29

ISO – OSI modell • Adatkapcsolati réteg – a hibátlan adattovábbítás a fő feladata – az adatbit-folyamot egyforma hosszúságú szeletekre – adatkeret (data frame) - tördeli – egyszerre egy keretet továbbít – észleli a hálózati hibákat, szükség szerint újraküldi a csomagokat → hibajavító információk Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 30

ISO – OSI modell • Hálózati réteg – a küldő és a címzett közötti optimális útvonal (route) meghatározása – figyelembe veszi az útvonalak terhelését – több közbenső eszköz is részt vehet a folyamatban – különböző protokollokat használó hálózatok esetében megoldja az átalakítást is Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 31

ISO – OSI modell • Szállítási réteg – a küldő hoszt csomagjai erre a szintre érkeznek meg a címzettnél – feladata a beérkező csomagok összeállítása és továbbítása a viszonyréteg felé – adásnál feldarabolja a küldeményt a hálózati réteg számára feldolgozható méretűre – megbízható kapcsolatot épít ki a két végpont között Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 32

ISO – OSI modell • Viszonyréteg (kapcsolatépítési) – biztosítja és szinkronizálja a felhasználói szoftverek és a hálózat közötti kapcsolatot – biztosítja a gépek közötti adatcsere hibamentességét – jellegzetessége a kérdés-válasz típusú információcsere – a kapcsolat lebontása csak mindkét fél megerősítésével jöhet létre Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 33

ISO – OSI modell • Megjelenítési réteg – kódolási és titkosítási módszereket tartalmaz – fő feladata az eltérő adatábrázolással dolgozó gépek közötti kapcsolat biztosítása – szintaktikai és szemantikai vizsgálatokat végez (pl. dátum, felhasználói név átalakítása) – az információ hardvertől és szoftvertől függetlenül ugyanazon tartalommal jelenik meg Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 34

ISO – OSI modell • Alkalmazási (felhasználói) réteg – különböző operációs rendszerek és felhasználói programok egymás közötti kapcsolatát szabályozza – fő feladata az állománytovábbítás, az eltérő terminálprotokollok támogatása, levelezés és távoli futtatás – hálózati operációs rendszerekbe beépítve Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 35

Leggyakoribb protokollok • Ethernet – LAN hálózatok többsége ezt használja – 10 vagy 100 Mbit/s, koaxiális vagy UTP – ütközésfigyeléses közeghozzáférés • NETBEUI – – Microsoft operációs rendszerek hálózati kiterjesztése azonosítja és nyilvántartja a hálózat számítógépeit felépíti a 2 gép közötti kapcsolatot összeállítja, fogadja és nyugtázza a kimenő és bejövő adatcsomagokat – a kommunikáció után bontja a kapcsoltot Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 36

Leggyakoribb protokollok • IPX/SPX – Novell Netware által támogatott protokoll – szoros, üzembiztos kapcsolat – minden hálózati kérés nyugtázott → nagyobb terhelés → biztonság! • TCP/IP – az Internet hálózat csomagkapcsolt protokollja – egyedi számítógépek és egyéb hálózati eszközök összekötésére is alkalmas – hibajavítás a végrendszereken → gyors adatátvitel Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 37

Leggyakoribb protokollok • HTTP – hypertext transfer protocol – a webszerver és az ügyfél számítógép közötti párbeszédet szabályozza – TCP/IP felett működik • SMTP – simple mail transfer protocol – az elektronikus levelezőrendszerek kapcsolati szabályozása (kapcsolatnyitás-azonosítás-tranzakciókapcsolatzárás) – TCP/IP felett működik Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 38

Leggyakoribb protokollok • FTP – – file transfer protocol távoli számítógépek közötti fájlátvitel kétirányú kapcsolat, csak az átvitel idejére TCP/IP felett működik • Tel. Net – távoli számítógép elérés → hoszt-terminál – időszakos kapcsolat → a távoli gépen a kapcsolat megszakítása után is futhat a program! – TCP/IP felett működik Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 39

TCP/IP címzési módjai • hálózatba között számítógépek, önálló hálózati eszközök – csomópontok (node) • minden csomópontnak azonosíthatónak kell lennie → hálózati cím → IP-cím • az IP-cím 32 bites pontozott tízes formájú 182. 46. 167. 59 • 2 részből áll: az első a hálózatot, a második a csomópontot azonosítja • ha a hálózat az Internethez csatlakozik, akkor az IP-címnek egyedinek kell lennie Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 40

TCP/IP címzési módjai • INIC – Inter. Network Information Center → az IP -címtartományok kiosztása régióknak → további kiosztások • alhálózatok kialakításával (alhálózati maszk alkalmazása) bővíthető a hálózatba köthető gépek száma • válság! → a jelenlegi 32 bites rendszerrel csak 3, 7 milliárd csomópont címezhető → gyorsabb a számítógépek terjedése Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 41

Címzési osztályok Hálózaton belül címezhető csomópontok Osztály Az első 8 bit értéke Megcímezhető hálózatok A 1 -126 16777214 B 128 -191 16384 65534 C 192 -223 2097152 254 Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 42

Domain Name System (DNS) • adott számítógépet azonosít – – számítógép neve a lokális hálózaton a szervezet neve, ami a hálózatot/szgépet üzemelteti az ország neve, ahol a számítógép üzemel (vagy szervezeti csoport) pl: math. klte. hu • IP-cím megjegyzése nehézkes → URL, URI http: //www. gervay. sulinet. hu/hirek_jovo. html Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 43

Fogalmak Informatikai alapismeretek - 7. rész: Számítógépes hálózatok 44