[[oktatas:Hálózat|< Hálózat]] ====== Hálózatok ====== * **Szerző:** Sallai András * Copyright (c) Sallai András, 2011, 2014, 2022 * Licenc: [[https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/|CC Attribution-Share Alike 4.0 International]] * Web: https://szit.hu ===== Bevezetés ===== ==== A hálózat fogalma ==== Egymással összekapcsolt számítógépek és más informatikai eszközök rendszere. Úgyis mondhatnánk: Egy speciális rendszer amely a számítógépek és más informatikai eszközök közötti kommunikációt biztosítja. ==== Történet ==== === Elektromosság === Az 1700-1800-as években nagy szerepe volt az elektromosság felhasználásában a következő embereknek: * [[wp>Luigi_Galvani|Luigi Galvani (1737-1798)]] * [[wp>Alessandro_Volta|Alessnadro Volta (1745-1827)]] * [[wp>Michael_Faraday|Michael Faraday (1791-1867)]] * [[wp>André-Marie_Ampère|André-Marie Ampère (1775–1836)]] * [[wp>Georg_Simon_Ohm|Georg Simon Ohm (1789-1854)]] === Távíró === Az elektromosságot, hírközlésre kezdték használni [[wp>Morzekód|Morzekódokkal]]. Így lett a [[wp>Távíró|távíró]]. === Telefon === Felvetődött, hogy a hangot is átvihetnének az elektromos kábeleken. Így lett a [[wp>Telefonkészülék|telefon]]. === Telex === Morse kódok helyett billentyűt leütő hírközlő gépeket hoztak létre. Ebből lett a telex. === Számítógépes kezdet === A korai számítógépek közötti utasítások továbbítását kezdetben maguk az emberek végezték. === 1940 === George Stibitz 1940-ben két távoli telexgépet köt össze. New Hampshire <- -> New Yorkban Kulcs szavak: * 1940 * George Stibiz * telexgép * New Hampshire * New Yorkban === 1962 === A **számítógépek kimeneti perifériáinak (telexgépek perifériái) összekapcsolásán** először 1962-ben, az Advanced Research Projects Agency ARPA keretében végezet el [[wp>J._C._R._Licklider|J. C. R. Licklider (Joseph Carl Robnett Licklider)]] az Intergalactic Network nevű munkacsoporttal. Licklider szorgalmazza a következő három dolgot: * az egyetemeken legyenek informatikai osztályok * időosztásos rendszerek * hálózatok (Intergalactic Computer Network hálózat létrehozása) === 1964 === 1964-ben megalkották az első kereskedelmileg sikeres **idő-osztásos rendszert** **Dartmouth College**-ben. A neve Dartmouth Time-Sharing Systemet (DTSS) lett. Az időosztásos rendszerek lényege, hogy minden folyamat nagyon kis időszeletet kap a futásra, amitől a felhasználók úgy érzik, hogy több program folyamatosan fut és csak ők használják a számítógépet. Így lehetővé válik egy nagy számítógép szolgáltatásainak nagyszámú felhasználó közötti megosztása. Az idő-osztásos rendszert persze korábban már 1957-ben leírja Bob Bemer az Automatic Control Magazine-ban. Kulcsszavak: * időosztásos rendszer * Dartmouth === 1964 újból === MIT, valamint a General Electric és Bell Labs fejlesztőiből álló csoport egy számítógépével (a DEC PDP-8-as) megvalósította egy **telefonközpont vezérlését**. === 1968 === **Paul Alexander Baran** a Stanford University professzora, javaslatot tesz egy olyan hálózat létrehozására, ahol az adatok **adatcsomagokban**, angolosan **datagramokban** utaznak. Kulcsszavak: * Paul A. Baran * adatcsomagok * datagramok === 1969 === ARPANET A projektet négy egyetem kezdte megvalósítani: * UCLA - University of California, Los Angeles * SRI (Stanford) * UCSB - University of California, Santa Barbara * University of Utah ([[https://www.google.hu/maps/place/The+University+of+Utah/@40.764937,-111.842102,12z/data=!4m2!3m1!1s0x0:0xdd94fcd0de3a096e|Salt Lake City]]) Az akkori hálózat még 50 kbit/s hurok használatával működött. [[http://som.csudh.edu/fac/lpress/history/arpamaps/|ARPANET térképek]] {{:oktatas:hálózat:idovonal.png|}} === 1993 === TEN hálózatok Az Európai Unió kezdeményezésére jött létre, az 1993-as Fehér Könyv alapján. Ennek jogi alapja a 1992-es Maastrichti Szerződés.Célja a gazdaság működésének segítése. Tartalma közlekedési, energiaszállítási és telekommunikációs hálózatokra terjed ki. A TEN három része: * TEN-T: közlekedési folyosók hálózata * TEN-E: energiaszállítási hálózat * eTEN: telekommunikációs hálózat ==== Előnyei ==== A hálózatok előnyei: * erőforrások megosztása * teljesítmények egyenletesebb megosztása * nagyobb megbízhatóság * költség-hatékony * adatbázisok elérése * kommunikáció ==== Host ==== A hálózatban megjelenő számítógépeket hostoknak nevezzük. Minden hostot csatornákon keresztül kötünk össze. ==== Fogalmak ==== {{:oktatas:hálózat:halozatok_memoria_terkep.png|}} ==== Gyakorlat ==== Válaszoljon a következő kérdésekre: * Mit nevezünk hálózatnak? * Mit a host? * Az időosztásos rendszerek hol és mikor jelentek meg? ===== Hálózatok lerajzolva ===== {{:oktatas:hálózat:halozati_topologia_005.png?400|}} {{:oktatas:hálózat:halozati_topologia_004.png?400|}} {{:oktatas:hálózat:halozati_topologia_002.png?400|}} {{:oktatas:hálózat:halozati_topologia_003.png?400|}} {{:oktatas:hálózat:halozati_topografia_001.png?400|}} ===== Hálózatok csoportosítása ===== ==== Összeköttetés ==== * Fix * Ideiglenes * Cellás (mobil) * Wifi ==== Hálózati technológiák ==== * Adatszórásos technológiák * Idegen szóval broadcasting vagy multipont összeköttetésű hálózat. Egyetlen kommunikációs csatorna, amelyet a hálózatra csatlakozó összes gép közösen használ. * Pont-pont hálózatok * Sok olyan kapcsolatból állnak, amelyek géppárokat kötnek össze ==== Hálózatok méret szerinti osztályozása ==== * PAN * Személyes hálózat * 1 m * Asztalon * LAN * Helyi hálózat * 10 m * Szobában * LAN * Helyi hálózat * 100 m * Épületben * LAN * Helyi hálózat * 1000 m * Üzemben, egyetemen * MAN * Városi hálózat * 10 km * Városban * WAN * Nagy kiterjedésű hálózat * 100 km * Ország * WAN * Nagy kiterjedésű hálózat * 1000 km * Földrész * Internet * Internet * 10000 km * Bolygó === Rövidítések === * Személyi hálózat (az angol Personal Area Network alapján PAN hálózatok) * Helyi hálózat (az angol Local Area Network alapján elfogadott LAN hálózatok) * Otthoni hálózat * Elektromos hálózaton keresztüli kommunikáció (HomePlug) * Városi hálózat (az angol Metropolitan Area Network alapján MAN hálózatok) * Nagy kiterjedésű hálózat (az angol Wide Area Network alapján WAN hálózatok) ==== Funkcionális kapcsolatok szerint ==== Funkcionális kapcsolat, vagy viszony szerinti csoportosítás: * Kliens-szerver * Mindig van egy kiemelt számítógép, amelyet szervernek nevezünk. A szerver szolgáltatásokat nyújt a többi számítógép számára, a klienseknek. * Peer-to-peer Egyenrangú munkacsoportok. Nincs kiemelt számítógép * Hoszt-terminál - központi számítógéphez billentyűzet és monitor páros csatlakozik ==== Kommunikáció iránya szerint ==== * Szimplex * a hálózati kommunikáció egyirányú * Half-duplex * a hálózati kommunikáció váltakozó irányú * Duplex * a hálózati kommunikáció kétirányú ==== Egyéb hálózat típusok ==== * VLAN - Virtuális hálózat - Hálózati eszközök, amelyek úgy tesznek mintha egy szórási tartományba esnének, fizikai elhelyezkedésüktől függetlenül. * WLAN - Wireless LAN - vezeték nélküli hálózat ==== Sebesség alapján ==== * ~30 kbit/s - telefon vonal * ~50 kbit/s - ARPANET 1969 * 9 kbit/s és 56 kbit/s között - Régi telefonos modemek * 64 kbit/s ISDN * 64 kbit/s és 1024 kbit/s között az ADSL feltöltés * 256 kbit/s és 8 Mbit/s között az ADSL letöltés * 1-20 Mbit/s - A legtöbb LAN * 10 Mbit/s Ethernet * 16 Mbit/s Token Ring * 100 Mbit/s-os Fast Ethernet - 1995-ben vezetik be * 1 Gbit/s Gigabit Ethernet (1 000 000 000 bit/másodperc) * 10 Gbit/s 10 gigabites Ethernet (10Gbase-X) ===== Protokollok ===== A hálózathoz minimum két összekötött gépre van szükség. A két gép kommunikációjához kell valamilyen szabályrendszer, előírás, amit mind a két gép betart. Az ilyen szabályok gyűjteményét nevezzük protokollnak. A protokollokból később szabványok lesznek, amelyet vagy a gyártó vagy egy adott szervezet hoz létre. A protokoll tehát, szabályok gyűjteménye, amit szabványba foglalunk. ==== ITU-T ==== Az ITU-T távközlési és telekommunikációval kapcsolatos nemzetközi szabványokkal foglalkozik 1960 óta. Korábbi neve CCITT, amely francia elnevezése alapján kapta a nevét: Comité consultatif international téléphonique et télégraphique. Akkoriban magyar neve: Nemzetközi Távíró és Telefon (technikai) Konzultatív Bizottság. Az ITU sorozatokat és ajánlásokat hoz létre. A sorozatok mindig egy betűjellel kezdődnek. Számunkra az egyik fontos sorozat az X sorozat. Az X adathálózatok és nyílt rendszerek közötti kommunikációval foglalkozik. Néhány fontosabb szabvány: * X.21 végberendezések közötti interfész * X.25 hálózati végberendezések * V17-34 modemek ==== IEEE ==== Az IEEE egy szakmai szövetség, amelyet 1963-ban alapítottak. Az IEEE is sorozatokat hoz létre. Ilyen sorozat az IEEE 802, amely helyi hálózatokhoz tartalmaz szabványokat, úgymint Ethernet, Token Ring stb. {{:oktatas:hálózat:halozati_szabvanyok_ieee_802.png|}} ==== ISO ==== Az ISO a International Organization for Standardization angol szavak rövidítése. Magyarul: Nemzetközi Szabványügyi Szervezet. A szervezet 1947-ben alakult. ==== RFC ==== Az Internet protokolljait szabványokba foglaljuk, és úgynevezett RFC dokumentumban tároljuk. Az RFC a Request For Comments szavak rövidítése. Egy RFC egy protokollt adott verzióját írja le. Minden RFC számozva van. A példa kedvéért nézzük az FTP protokollt. Az FTP első RFC-je például 114. Az 959-es RFC az FTP protokoll utolsó kiadása. De jelent meg kiegészítés, kiterjesztés is az FTP-hez. A 2228 RFC az FTP titkosított átviteléhez tartalmaz kiegészítéseket. Az 2428 RFC például az IPv6 és NAT-ról tartalmaz kiegészítő leírt. * http://tools.ietf.org/html/rfc114 * http://tools.ietf.org/html/rfc959 Egy RFC a továbbiakban sosem változik. Ha hibás, akkor újabb RFC-t adnak ki. ==== IETF ==== Az Internetes szabványok szabályozása a feladata, az RFC-ken keresztül. Az Internet legfelső szintű felügyeletét látják el. Az IETF 1986-ban lett alapítva. Ezt a feladatot előtte a DARPA részeként a Internet Activities Board (IAB) látta el. ==== IANA ==== Az IANA az angol Assignment Number Authority szavak rövidítése. Az Interneten belüli számok kiosztásáért felelős. ===== Adatátviteli/hálózati protokollok ===== ==== A protokoll fogalma ==== A kommunikációnál használt szabályok és megállapodások összességét protokollnak (protocol) nevezzük. ==== Protokollok ==== Néhány protokoll mindenféle szempont nélkül felsorolva: * ARCNET * AppleTalk * ATM * Bluetooth * DECnet * Ethernet * FDDI * Frame relay * HIPPI * IEEE 1394 FireWire, iLink * IEEE 802.11 * IEEE-488 * IP * IPX * Myrinet * QsNet * RS-232 ((Az RS-232, a sorosport)) * SPX * System Network Architecture * Token-Ring * TCP * TCP Tuning * USB * UDP * X.25 ((Az X.25, analóg csomagkapcsolt hálózat. Modemeknél találkozunk vele. A maga korában a legnépszerűbb protokoll. De az orosz TT-pisztoly, kínai másolatának egy verziója is. )) ===== Hálózat rétegek ===== A hálózat egyes részeit a megvalósított szolgáltatások alapján rétegekbe csoportosítjuk. Minden réteg a saját szolgáltatásai megvalósításánál csak az alatta lévő réteg nyújtotta szolgáltatásokra támaszkodhat. ==== OSI rétegmodellje ==== * Alkalmazási * Megjelenési * Viszonylati * Transzport * Hálózati * Adatkapcsolati * Fizikai ==== TCP/IP rétegei ==== * Alkalmazási * Transzport * Internet * Hálózat-hozzáférés ==== Az OSI és a TCP/IP összevetése ==== ^ OSI modell ^ TCP/IP ^ | Alkalmazási | Alkalmazási | | Megjelenési | ::: | | Viszonylati | ::: | | Szállítás | Szállítási | | Hálózati | Hálózati | | Adatkapcsolat | Adatkapcsolat | | Fizikai | Fizikai | ==== Közeghozzáférés ==== Előfordul, hogy egyszerre több számítógép szeretne hozzáférni egy üzenetszórásos csatornához. === Közeg-hozzáférési módok === * véletlen átvitelvezérlés: * ha szabad a hálózat, akkor bármelyik állomás leadhat jelet (CSMA/CD) * osztott átvitelvezérlés * csak egy állomásnak van joga jelet adni (token busz) * központosított átvitelvezérlés * egy kitüntetett állomás foglalkozik az átviteli jogokkal (szerver) ===== Az adatátvitel alapjai ===== Cél * Az adatátvitel célja az információ eljuttatása egyik helyről a másikra. Adat * Adatnak nevezzük az átadott üzenet elemeit. Az egységnyi adat jelentésében a felek előzetesen megállapodnak. Bináris adat: 0 és 1 állapotokból áll. Ezeket bináris számjegyeknek vagy biteknek hívjuk. A bitek átvitele történhet elektromos és optikai jelként. Elektromos jel esetén a bit állapotát (1 vagy 0) a jelszint mutatja. Optikai jel esetén a bit állapotát a fény hiánya vagy megmléte mutatja. Adatátvitel: {{:oktatas:halozat:kommunikacios_modell.png|}} Az adatátviteli csatorna lehet analóg vagy digitális Analóg * Változó amplitúdó és frekvencia Digitális * Állandó amplitúdó és frekvencia Jelcsillapodás: * Ahogy a jel halad az adatátviteli csatornán amplitúdója folyamatosan csökken ===== ARP ===== Minden számítógépen van egy hardvercím-IP-cím összerendelési táblázat. Ennek karbantartását végzi az ARP protokoll. Az ARP protokoll egy IP cím alapján kideríti a MAC címet. ===== DHCP ===== A DHCP a **Dynamic Host Configuration Protocol** angol szavakból alkotott betűszó. Így fordíthatjuk: Dinamikus állomáskonfiguráló protokoll A DHCP tulajdonképpen egy szerverszolgáltatás. Egy DHCP szerver a következőket szolgáltatja: * IP * DNS szerverek elérhetőségét * alapértelmezett átjárót * maszkot * hostnév Megvalósítható benne a hardvercímek és az IP címek összerendelése. ^ Hardver cím ^ IP cím ^ | 00:c0:c3:45:bc:44 | 192.168.8.2 | Milyen porton figyel a DHCP szerver? * Port: 67 * Protkoll: UDP ==== Feladat ==== Készítsen egy alhálózatot: * 6 gép * IP cím tartomány. 172.16.x.x * 6-dik gép szerver, DHCP kiszolgálóval * minden gép DHCP szerverről kapja az IP címet.