[[oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat|< Cisco szerint a hálózat]] ====== Eszközök kapcsolása a hálózatra ====== * **Szerző:** Sallai András * Copyright (c) Sallai András, 2018 * Licenc: [[https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/|CC Attribution-Share Alike 4.0 International]] * Web: https://szit.hu ===== Kapcsolódás a hálózathoz ===== ==== ISO ==== * International Organization for Standardization * Nemzetközi Szabványügyi Szervezet * Központja: Genf, Svájc (Geneva, Switzerland) * Keletkezés: 1947 * https://www.iso.org/ * [[wp>International_Organization_for_Standardization]] ==== ANSI ==== * American National Standards Institute * Amerikai Nemzeti Szabványügyi Intézet * Központja: Washington, D.C., USA * Keletkezés: 1918 * https://www.ansi.org/ * [[wp>American_National_Standards_Institute]] ==== IEEE ==== * Institute of Electrical and Electronics Engineers * villamosmérnökök és informatikusok nemzetközi szervezete * 1963-ban alapítva * New York-i székhelyű * https://www.ieee.org/ * [[wp>Institute_of_Electrical_and_Electronics_Engineers]] ==== IEC ==== * International Electrotechnical Commission * Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság * 1906-ban jött létre Londoban * Genf * http://www.iec.ch/ * Pl.: Bináris prefixumok összefoglalása * [[wp>International_Electrotechnical_Commission]] ==== TIA ==== * Telecommunications Industry Association * Telekommunikációs Ipari Szövetség * Pl.: T568A és T568B -- UTP kábelek színezése. * https://www.tiaonline.org/ * [[wp>Telecommunications_Industry_Association]] ==== EIA ==== * Electronic Industries Alliance * Elektronikai Ipari Szövetség * Pl.. SCART * [[wp>Electronic_Industries_Alliance]] ==== ITU ==== * Nemzetközi Távközlési Egyesület * International Telecommunication Union * régen: CCITT * az ENSZ mellett működik * feladata: * a nemzetközi távközlési együttműködés segítése * székhelye: Genf * https://www.itu.int/ * [[wp>International_Telecommunication_Union]] * Az ITU a Földet három régióra osztotta fel: * Region 1 * Region 2 * Region 3 Magyarország (egész Európa, Afrika, valamint Ázsia egy része) a Region 1-hez tartozik. ==== ITU-T ==== * Az ITU Telekommunikációs szabványosítási területe (magyar Wikipedia szerint) * végberendezések telematikai szolgáltatásokhoz * telematika * számítógép vezérlésű irányítástechnika ==== IETF ==== * Internet_Engineering_Task_Force * Internetes mérnökök munkacsoportja * Alapítva: 1986 * https://www.ietf.org/ * [[wp>Internet_Engineering_Task_Force]] ==== Tx, Rx ==== * Tx * Transmit * az interfészen kifelé menő csomagok * outbound – kifelé tartó (hajó) * Rx * Recieve * az interfészen fogadott csomagok * inbound – beérkező (kikötő felé tartó) ==== A fizikai réteg protokolljai ==== {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:adatbeagyazaskibontas.png?400|}} ==== A jelek ==== * elektronikus jelek -- rézkábel * fény jelek -- optikai kábel * mikrohullámú jel -- vezeték nélküli {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:osi_modell_szabvanyositok.png?400|}} Ki mit szabványosított: * ISO – ISO 8877 RJ csatlakozók * ISO, EIA/TIA hálózati kábelek * EIA/TIA – távközlési kábelek, optikai kábelek * ANSI – RJ-45 * ITU-T – ADSL * IEEE – Ethernet, Wireless LAN, WLAN, Bluetooth ==== Fizikai réteg ==== * Kódolás * kódolás küldő és fogadó oldalon * leggyakrabb: * Manchester-kódolás * NRZ -- Non-Return to Zero ==== Jelek továbbításának módjai ==== * aszinkron * továbbítás órajel hozzárendelés nélkül * szinkron * adatok küldése órajellel együtt ==== Rézkábel ==== * UTP * STP * FTP * Koax Keretek kódolása: * Manchester * NRZ * 4B/5B * 8B/10B * PAM5 ==== Sávszélesség általános mértékegységei ==== * bps – 1 bps az alap (bit per szekundum) * kbps – 1000 bps – 10³ bps * Mbps – 1 000 000 bps – 10⁶ bps * Gbps – 1 000 000 000 bps – 10⁹ bps * Tbps – 1 000 000 000 000 bps – 10¹² bps ==== Sávszélesség befolyásoló tényezők ==== * a forgalom nagysága * a forgalom típusa * forrás és cél között létrehozott késleltetés ==== Rézkábel ==== * előny * olcsó * könnyen telepíthető * kicsi ellenállás * hátrány * korlátozott kábelhossz * érzékeny az interferenciára ==== Rézkábel jellemzők ==== * adatok továbbítása * elektromos impulzus * fogadás * hálózati interfész érzékeli * minél nagyobb a távolság * a jel csillapodik * szabványokban megadott hosszúsági korlát ==== interferencia ==== * a tér egyes pontjaiban a hullámok maximálisan erősítik egymást * a tér egyes pontjaiban a hullámok maximálisan gyengítik egymást ==== EMI ==== * elektromágneses interferencia ==== RFI ==== * rádiófrekvenciás interferencia ==== Áthallás ==== * vezetéken haladó jel * másik elektromos vagy mágneses terét zavarja Például a telefonon halljuk a másik a szomszédos vonalon zajló beszélgetést. ==== Védelem a kábelen ==== * fémes árnyékolás * ellentétes áramköri érpárokat összesodornak ==== Védelem az összeállításban ==== * megfelelő kábeltípus kiválasztása * kábelezési terv készítése * megfelelő kábelkezelés és lezárás ==== Rézalapú megoldások ==== Hálózatokban használt réz alapú átviteli közegek: * árnyékolatlan csavart érpár * Unshielded Twisted-Pair – UTP * UTP * árnyékolt csavart érpár * Shielded Twisted-Pair * STP * fóliával árnyékolt érpár * Foiled Twisted Pair * FTP * koaxiális ==== Kábelek jelölések ==== Nézzük meg az árnyékolatlan és árnyékolt vezetékek jelölését. Egyes betűk magyarázata a következőkhöz: * U – árnyékolatlan * F – fólia árnyékolás * S – fonott/szövött réz háló A szabványos kódok felépítése: közös árnyékolás / érpárok árnyékolása * közös árnyékolás -> az egész kábel árnyékolása * érpárok árnyékolása -> érpáronként árnyékolás ^ Szabványos \\ elnevezés ^ Iparban használt \\ elnevezés ^ Kábel \\ árnyékolása ^ Érpár \\ árnyékolása ^ | U/UTP | UTP | nincs | nincs | | U/FTP | STP, ScTP, PiMF | nincs | fólia | | F/UTP | FTP, STP, ScTP | fólia | nincs | | S/UTP | STP, ScTP | fonott réz h. | nincs | | SF/UTP | SFTP, S-FTP, SF-TP | fonott. fólia | nincs | | SF/SFTP | SFSFTP,SF-SFTP,SF-TP | fonott. fólia | fonott. fólia | | F/FTP | FFTP | fólia | fólia | | S/FTP | SSTP,FFTP,STP,PiMF | fonott réz h. | fólia | | SF/FTP | SSTP,SFTP | fonott. fólia | fólia | A táblázat forrása: [[http://www.kabelring.hu/lan-halozatok/strukturalt-kabelek-jelolese-FTP-UTP|kabelring.hu]] (2018) ==== UTP ==== Jellemzők: * a csavarás véd az interferencia ellen * általánosan elterjedt Használják: * kapcsolók * forgalomirányítók Használható LAN és WAN hálózatoknál is. Ide vonatkozó szabvány: RJ-45. ==== Koax ==== * két vezető (**co**nductor) * egy közös tengelyen (**ax**is) * A rézvezető körül rugalmas műanyag szigetelőréteg. * A műanyag szigetelőt rézfonat borítja. * Második vezeték és a belső vezeték árnyékolója. Hagyományos használata: * Kábeltelevíziós technológia * Korai Ethernet technológia Ezek a technológiák egyirányúak. Koax manapság: * vezeték nélküli berendezések * Antenna – vezeték nélküli eszköz * kábeles Internet * erősítő eszközökkel * ma már optikai kábel felváltja * vannak hibrid megvalósítások * HFC – fényvezető-koax hibrid * Hybrid fiber-coaxial ==== Az UTP kábelekről ==== * 4 pár * színkóddal jelölt * egymással összecsavart * rugalmas műanyag köpönyeg * nincs árnyékolás ==== A réz vezetőszál lehet ==== * többszálú – lengőkábel – UTP * tömör – fali kábel – STP, FTP ==== UTP - kioltás ==== * a vezetékpárok egy áramkört alkotnak * közel helyezve egymáshoz a két vezetéket * mágneses mező ellentétes irányú * a két mágneses mező kioltja egymást * de kioltja a külső EMI és RFI jeleket is * önkioltás ==== Csavarok száma ==== * a jobb kioltás érdekében: * különböző számú csavarás – vezetékpáronként * a csavarások száma méterenként megadott ==== UTP kábel szabványok ==== * Category 3 * Category 5 Cat5 * Category 5e Cat5e * Category 6 Cat6 Magasabb kategória, magasabb átviteli sebesség. ^ Cat xx ^ kábel ^ sebesség ^ megjegyzés ^ | Cat 1 | - | 0,4 MHz | telefon és modem vonalak | | Cat 2 | - | 4 MHz | régi terminál: IBM 3270 | | Cat 3 | UTP | 16 MHz | Ethernet vonalak -- 10BASE-T; 100 BASE-T4 | | Cat 4 | UTP | 20 MHz | nem használatos | | Cat 5 | UTP | 100 MHz | Ethernet -- 100 BASE-TX;... | | Cat 5e | UTP | 100 MHz | Ethernet | | Cat 6 | UTP | 250 MHz | Ethernet -- gyakran 10 G BASE-T | | Cat 6A | U/FTP \\ F/UTP | 500 MHz | komolyabb árnyékolás 10G BASE-T | | Cat 7 | F/FTP \\ S/FTP | 600 MHz | Ethernet 10G BASE-T | | Cat 7A | F/FTP \\ S/FTP | 1000 MHz | 10G BASE-T Etherent | | Cat 8/8.1 | U/FTP \\ F/UTP | 1600-2000 MHz | 40G BASE-T Ethernet | | Cat 8.2 | F/FTP \\ S/FTP | 1600-2000 | 40G BASE-T Etherent | A táblázat forrása: * [[http://www.kabelring.hu/lan-halozatok/strukturalt-kabelek-jelolese-FTP-UTP|kabelring.hu]] (2018) Ajánlott UTP kábel: GigabitEthernet -> Cat6 ==== Ethernet színkódok ==== A szabvány: * TIA/EIA 568 {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:t568_a.png?400|}} {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:t568_b.png?400|}} A 4 érpár nincs kihasználva: {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:t568_tx-rx.png?400|}} ===== Optikai kábelek ===== ==== Jellemzők ==== * hálózatok gerincét alkotja * nagyon hosszú távolság * nagyobb sávszélesség Az optikai szál rugalmas és vékony, átlátszó nagyon vékony üveg, kicsit vastagabb mint az emberi hajszál. Az anyaga szilícium-dioxid. A digitális jelek fényimpulzus formájában haladnak. ==== Felépítés ==== * mag -- tiszta üveg -- ez továbbítja a fényimpulzust * héj -- üveg -- tükörként működik * lehet még -- a bevonat megerősítése -- lágy * köpeny -- műanyag burkolat -- kemény {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:optikai_kabel.png?400|}} ==== Módok ==== Fényimpulzus előállítása: * lézer * dióda (LED) Csoportosítás: * egymódusú * Single-mode-fiber – SMF * nagyon vékony * lézer fényforrás * Nagy távolságoknál – több 100 km * Többmódusú kábel * Multimode Fiber – MMF * nagyobb átmérő * LED forrás * Max. 550 méter; akár 10 Gb/s adatátvitel {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:egy_tobbmodusu_optikai.png?400|}} ==== Előnyök és hátrányok ==== Előnyök: * nem érzékeny az EMI-re * nem kell földelni * vékony * alacsony jelveszteség * nagy távolságon használható erősítés nélkül Hátrányok: * más kábelekkel szemben az optikai ugyanakkora távolságra drágább * az illesztések és a lezárásokhoz speciális eszközök szükségesek * nagyobb szakértelem szükséges Hol használjuk: * általában gerinchálózatok * egyetemeken épületek között ==== Összehasonlítás ==== ^ Sávszélesség ^^ ^ rézkábel ^ optikai kábel ^ | 10 Mb/s -- 10 Gb/s | 10 Mb/s -- 100 Gb/s | ^ Hosszúság ^^ ^ rézkábel ^ optikai kábel ^ | 1-100 méter | 1 - 100 000 méter | ===== Vezeték nélküli hálózatok ===== A közeg: * rádióhullám * mikrohullám Jellemzők: * nincs vezetékhez kötve * nagy mobilitás * egyre több van Hátrányok: * lefedettség * interferencia * biztonság ==== Szabványok ==== * 802.11 WLAN -- Wifi * 802.15 WPAN -- Bluetooth -- 1 -- 100 méter * 802.16 WiMAX -- Wordwide Interoperability for Microwave Access (pont -- multipont) Wifi szabványok: * 802.11a: 54 Mb/s, 5 GHz * 802.11b: 11 Mb/s, 2.4 GHz * 802.11g: 54 Mb/s, 2.4 GHz * 802.11n: 600 Mb/s, 2.4 és 5 GHz * 802.11ac: 2,4 Gb/s, 5 GHz * 802.11ad: 7 Gb/s, 2.4 GHz és 60 GHz ==== AP ==== Az AP az Access Point rövidítése, vezeték nélküli hozzáférési pont elnevezése. Az AP-ot a LAN-hoz csatlakoztatjuk, ahol vezeték nélküli hozzáférést biztosít. ===== Adatkapcsolati réteg ===== A közös átviteli közeghez csatlakozó második OSI réteg. {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:osi_modell_reteg2.png?200|}} Az adatkapcsolati réteg feladatai: * 3. rétegből csomagok fogadása * a csomagok keretbeágyazása * a közeghozzáférés vezérlése * hibakeresés ==== Al-rétegek ==== * LLC al-réteg * MAC al-réteg LLC: * Logical Link Control * Logikai kapcsolatvezérlés * a hálózati réteggel van kapcsolatban * információkat helyez el a keretben MAC: * Media Access Control * közeghozzáférés-vezérlés * címzés ==== Adatkapcsolati protokollok ==== {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:adatkapcsolati_reteg_eszkozok.png?400|}} A forgalomirányítók mindig kibontják a keretet, majd új keretbe ágyazzák. ^ fejrész | csomag/szegmens/adat ^ útótag ^ ==== IEEE szabványok ==== * 802.2 Logical Link Control (LLC) * 802.3 Ethernet * 802.4 Token bus * 802.5 Token ring * 802.11 Wireless LAN (WLAN) * 802.15 Bluetooth * 802.16 WiMax ===== Topográfia-topológia ===== * topológia * fizikai topológia * fizikai kapcsolatokra utal * milyen eszközök * logikai topológia * hogyan szállítjuk a kereteket * logikai kapcsolatok * topográfia * fizikailag hol helyezkedik el az eszköz {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:halozati_topografia_001.png?400|}} {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:halozati_topologia_003.png?400|}} {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:halozati_topologia_004.png?400|}} ==== Topológiák ==== {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:pont-pont_topologia.png?150|}} {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:csillag_topologia.png?200|}} {{:oktatas:halozat:cisco_szerint_a_halozat:teljes_topologia.png?200|}} {{:oktatas:halozat:cisco_szerint_a_halozat:gyuru_topologia.png?200|}} {{:oktatas:halozat:cisco_szerint_a_halozat:fa_topologia.png?300|}} {{:oktatas:halozat:cisco_szerint_a_halozat:sin_topologia.png?200|}} {{:oktatas:halozat:cisco_szerint_a_halozat:radios_m_topologia.png?150|}} {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:lancolt_topologia.png?300|}} Csillag kiterjesztve: {{:oktatas:halozat:cisco_szerint_a_halozat:csillag_kiterjesztve_topologia.png|}} === Logikai topológia === {{:oktatas:halozat:cisco_szerint_a_halozat:gyuru_m_topologia.png?200|}} {{:oktatas:halozat:cisco_szerint_a_halozat:logikaitopologia_2.png?400|}} ==== Kapcsolatok típusai ==== * szimplex -- egyirányú -- például rádió műsorszórás * félduplex -- egyszerre egy irányú - pl.: CB rádió * duplex -- egyszerre kétirányú -- pl. telefon Szimplex kapcsolatnál az adatok áramlásának irány csak egyirányú. Ilyen például a rádiós műsorszórás. {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:radio_musorszoras.png?400|}} A félduplex kapcsolatok kétirányúak, de egyszerre csak egy irányba szállíthatók az adatok. A CB, URH és Walkie-talkie rádiók ilyenek. Egyszerre csak az egyik fél beszélhet a rádióba, amíg beszél, nem hallja a többieket. {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:felduplexkapcsolat.png?400|}} A duplex kapcsolat esetén egyszerre mindkét irányba áramolhatnak az adatok. Ilyenek a telefonok. {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:duplexkapcsolat.png?400|}} ===== Közeghozzáférés-vezérlés ===== * versengéses hozzáférés * szabályozott hozzáférés Versengéses hozzáférés: {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:versengeseshozzaferes.png?400|}} Szabályozott hozzáférés: {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:szabalyozotthozzaferes.png?400|}} ==== Nem determinisztikus versengés ==== * bármikor lehet küldeni * ha nem foglalt a csatorna * Carrier Sense Multiple Access -- CSMA * vivőérzékeléses többszörös hozzáférés Az Ethernet és a vezeték nélküli hálózatok használáják. ==== Versengés alapú technológiák ==== * CSMA/CD -- 802.3 Ethernet * CSMA/CA -- 802.11 Wireless Jellemzők újra: * bármikor lehet küldeni * ütközések lehetnek * versengés van ==== CSMA/CD ==== * Vivőérzékeléses többszörös hozzáférés * Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection * ha nem érzékelünk vivőjelet, akkor a csatorna szabad * a korai Ethernet használta ==== CSMA/CA ==== * Vivőérzékeléses többszörös hozzáférés ütközés-elkerüléssel * Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance * ha nem érzékelünk adást, akkor jelezzük, hogy mi szeretnénk adni * 802.11 használja (Wifi) ==== Többes hozzáférés ==== Ezeket a hálózatokat logikailag többes hozzáférésű topológiának nevezzük. Jellemzők: - a közeget egyszerre csak eszköz használhatja - minden eszköz látja az adatokat - csak az dolgoza fel, akinek szól ==== Szabályozott hozzáférés ==== * csak egy állomás tud egy időben adni * nincs ütközés * vezérjel-átadást használ * Token ring -- IEEE 802.5 * FDDI -- IEEE 802.4 {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:gyurustopologia.png?200|}} A keret körbejár. A után B, B után C, stb. A keret körbe megy, akinek nem szól az csak tovább küldi. ===== Keretek ===== A hálózati rétegből érkező csomagok keretekbe ágyazódnak. ^ fejrész ^^^ \\ adat ^ \\ FCS ^ \\ stopbitek ^ ^ startbitek ^ cím ^ típus ^ ::: ^ ::: ^ ::: ^ Az FCS a Frame Check Sequence rövidítése, amely ciklikus redundancia-ellenőrzést (CRC) használ. Az ilyen felépítésű keretet a következő helyen használjuk: * Ethernet * pont-pont protokoll -- PPP * 802.11 -- vezeték nélküli hálózatok A keretek különböznek HDLC, Frame Relay, stb. eszközök esetén. {{:oktatas:hálózat:cisco_szerint_a_hálózat:lan_es_wan_keretek.png?400|}} Ethernet keret részeinek mérete: ^ Ethernet keret ^^^^^^ | start | cél | forrás | típus | adat | FCS | | 8 bájt | 6 bájt | 6 bájt | 2 bájt | 46-1500 bájt | 4 bájt | Pont-to-Pont Protokoll esetén: | jelzők | cél | kontroll | protokoll | adat | FCS | | 1 bájt | 1 bájt | 1 bájt | 2 bájt | változó | 2 vagy 4 bájt | 802.11 Wireless LAN protokoll esetén: | keret \\ kontroll | időtartam/ID | DA | SA | RA | szekvencia \\ kontroll | TA | keret törzs | FCS |