8A. Tétel: Hálózatok

Számítógép-hálózatok osztályozási szempontjai.

Lefedett fizikai terület mérete szerint: Hálózat az emberi testen, Személyi hálózat, Otthon / kiscéges hálózat, Helyi hálózat, Városi/területi hálózat, Nagyterületi hálózat, Globális hálózat

Adatátviteli ráta szerint: klasszikus hálózatok, nagysebességű hálózatok

Tulajdonjog szerint: Magán hálózat, Nyilvános hálózat

Mobilitás szerint: Rögzített, Mobil

Hálózati rétegmodellek.

Az iso/osi modell 7 rétegből áll:

7. Alkalmazási réteg:

Az applikációk működéséhez nélkülözhetetlen szolgáltatásokat biztosítja

6. Megjelenítési (prezentációs) réteg:

Feladata a különböző csomópontokon használt különböző adatstruktúrákból eredő információ-értelmezési problémák feloldása. Kódolás, titkosítás, tömörítés.

5. Viszony réteg:

Ez a réteg építi ki, kezeli és fejezi be az applikációk közötti dialógusokat

4. Szállítási (transzport) réteg:

Megbízható hálózati összeköttetést létesít két csomópont között.

3. Hálózati réteg:

Összeköttetést és útvonalválasztást biztosít két hálózati csomópont között. Ehhez a réteghez tartozik a hálózati címzés és az útvonalválasztás.

2. Adatkapcsolati réteg:

Megbízható adatátvitelt biztosít egy fizikai összeköttetésen keresztül. Ezen réteg problémaköréhez tartozik a fizikai címzés, hálózati topológia, közeghozzáférés, fizikai átvitel hibajelzése és a keretek sorrendhelyes kézbesítése.

1. Fizikai réteg:

Elektromos és mechanikai jellemzők procedurális és funkcionális specifikációja két eszköz közötti jeltovábbítás céljából.

IP technológia címzési rendszere, és vezérlése.

A TCP/IP modell A nevét a két legfontosabb protokollról kapta, a TCP-ről és az IP-ről. Ezek voltak az első hálózati protokollok, amelyek standardot alkottak. Már a tervezésüktől kezdődően a legfontosabb cél az volt, hogy tetszőlegesen sok hálózatot lehessen összekapcsolni mindenféle akadályok nélkül. A TCP/IP-t funkciói alapján négy, egymásra épülő rétegre osztották.

4. Alkalmazási réteg:

Az alkalmazási réteg tartalmazza a legmagasabb szintű protokollokat. Ezeket használja a legtöbb alkalmazás a hálózaton való kommunikációra.

3. Szállítási réteg:

A szállítási réteg lehetővé teszi, hogy két IP-cím között adatátvitel jöhessen létre. A leggyakrabban a TCP és az UDP protokollokat használják a szállítási rétegben.

2. Hálózati réteg:

A hálózati réteg feladata az, hogy egy host bármilyen hálózatba a szállítási réteg által feldarabolt csomagokat tudjon küldeni, illetve képes legyen azokat céltól függetlenül továbbítani.

1. Kapcsolati réteg:

A TCP/IP modell nem mondja meg, hogy mi legyen a kapcsolati modellben. Csak annyi a kikötés, hogy a hosztnak olyan hálózathoz kell csatlakoznia, amely a csomagok továbbítására alkalmas protokollal rendelkezik.

A számítógépek egymás közötti kommunikációjához az Interneten a gépek pontos azonosítása szükséges. Ha egy hálózat számítógépéi a kommunikációhoz a TCP/IP protokollt használják, minden számítógép minden adaptere (hálózati kártyája) egyedi azonosítóval rendelkezik, mely egyedi azonosítók alapján a számítógépet az IP protokoll megtalálja a hálózatban. A számítógéphez rendelt azonosítót IP-címnek nevezzük, mert az IP protokoll alapvető feladata, hogy a TCP szállítási szintű csomagokat a fejrészben megadott című állomáshoz továbbítsa, akár nagy kiterjedésű hálózaton keresztül is. A címzési rendszer kialakításánál azt a valóságos tényt vették figyelembe, hogy a címzés legyen hierarchikus. Így célszerű a címet két részre bontani: egy hálózatot azonosító, és ezen belül egy, a gépet azonosító címre. A hálózati csomópontok IP-címe 32 bites szám, amelyet a leggyakrabban az úgynevezett pontozott tízes formában írunk le, azaz négy darab 0 és 255 közötti decimális számmal, például 193.255.67.4. Az IP-cím két részből áll: az első a csomópontot tartalmazó helyi hálózatot azonosítja, a másik a hálózaton belül a csomópontot. Az, hogy az IP-címből hány bit a hálózat és hány a csomópont azonosítója, elsősorban attól függ, hogy az összekapcsolt hálózatok rendszerében mennyi hálózatra, illetve hálózatonként mennyi csomópontra van szükség Az IP-címben a hálózat és a csomópont azonosítója az alhálózati maszk segítségével választható szét. Az alhálózati maszk is 32 bites szám, amelyben 1-esek jelzik a hálózat, 0-k a csomópont azonosítójának IP-címbeli helyét. Az alhálózati maszk 1-esekből álló sorozattal kezdődik, és 0-sorozattal ér véget. Amikor egy program adatokat küld a TCP/IP-hálózaton keresztül, az elküldendő adatokhoz mellékeli a saját és a címzett IP-címét is. Ha a címzett címében a hálózat azonosítója más, mint a küldőt tartalmazó hálózat címe, a címzett csak útválasztón (útválasztókon) keresztül érhető el.

Forgalomirányítás elve és az útválasztási kategóriák jellemzése.

Útválasztás szükséges úgy a végpontokon, mint a köztes csomópontokon. Host csak saját csomagjai számára végez útválasztást. Az Útválasztó idegen és saját csomagjai számára is végez útválasztást. Útválasztás szükséges eszköze a routing tábla, amibe bejegyzések kerülnek. Dinamikus routing üzenet hitelessége hálózatbiztonsági szempont.

Minimális routing: Teljesen izolált, router nélküli megoldás.

Statikus routing: A forgalomirányítási táblázat manuális feltöltése a rendszergazda által.

Dinamikus routing: A forgalomirányítási táblázat(ok) bejegyzéseit valamilyen routing protokoll végzi.

Belső forgalomirányítás: Egy autonóm rendszeren belül a legelőnyösebb útvonal meghatározása speciális algoritmusokkal (távolságvektor vagy link-állapot alapon).

Külső forgalomirányítás: Autonóm rendszerek közötti útvonal meghatározása útvonalvektor alapján.

Távolságvektor alapú forgalomirányítás: A routerek minden elérhető célra nyilvántartják, hogy a legjobb úton milyen irányban milyen távolsággal érhető el az adott cél. A szomszédos forgalomirányítók ezen információkat meghatározott időközönként kicserélik egymással. Az új információk birtokában a routerek ellenőrzik, hogy szükséges-e változás valamelyik eddig ismert legjobb úttal kapcsolatban.

Kapcsolat-állapot alapú forgalomirányítás. Felfedezik a szomszédokat. Mérik a szomszédok felé vezető kapcsolat költségeit. A mérési eredményekről csomagokat készít. A készített csomagokat elküldi a hálózati forgalomirányítási egység összes útválasztójának. Minden router ismeri a teljes hálózati topológiát, s ki tudja számítani a többi routerhez vezető optimális utat. pl. Dijkstra algoritmussal.

TCP és UDP mechanizmusok.

UDP

Az UDP protokoll egyszerű, nem megbízható, összeköttetés mentes szállítási réteg protokoll. Az UDP fejrész szerkezete 4 részből áll: 16 bit feladó portszám, 16 bit célportszám, 16 bit hossz (bájtokban), 16 bit ellenőrző összeg. Az UDP nagyon egyszerű protokoll. A fejrész legfontosabb két mezője a két portszám, melyek a kommunikációs adatfolyam azonosítását végzik. Nincs benne kötelező visszajelzési mechanizmus, s az áramlásszabályozást gyakorlatilag az applikációk végzik.

TCP

Az TCP protokoll megbízható, összeköttetés alapú szállítási réteg protokoll. Az adatkommunikáció megkezdése előtt kapcsolatnépül ki a felek között. A kommunikáció során pedig folyamatos áramlásszabályozást lát el. A TCP fejrész legfontosabb mezői: 16 bit feladó portszám, 16 bit célportszám, 32 bit szegmens sorszám 32 bit nyugta sorszám, 4 bit TCP fejrész hossza. A szegmens hossza nincs benne a fejrészben, ez a TCP/IP interfészen adódik át az IP felé. A TCP minden bájtot sorszámoz, s a nyugtában jelzi vissza a társa felé a soron következőként várt bájt sorszámát.

A TCP áramlásszabályozást is végez: az ablakméret mezőben jelzi vissza a társának, hogy az maximum milyen hosszú szegmenst küldhet legközelebb.