November 30, 2022

Hálózati architektúrák

A mai modern számítógép-hálózatok tervezését strukturális módszerrel végzik, azaz a hálózat egyes részeit rétegekbe (layer) vagy más néven szintekbe (level) szervezik, amelyek mindegyike az előzőre épül.

Hálózati kapcsolatnál az egyik gép k.-adik rétege a másik gép ugyanilyen szintű rétegével kommunikál. Ezt olyan módon teszi, hogy minden egyes réteg az alatta lévő/elhelyezkedő rétegnek vezérlőinformációkat és adatokat ad át egészen a legalsó rétegig, ami már a kapcsolatot megvalósító fizikai közeghez kapcsolódik.

A kommunikációnál használt szabályok és megállapodások összességét protokollnak (protocol) nevezzük.

A szomszédos rétegek között egy réteginterfész húzódik, amely az alsóbb réteg által a felsőnek nyújtott elemi műveleteket és szolgálatokat határozza meg. A legfontosabb, hogy ez az interfész minden réteg között tiszta legyen olyan értelemben, hogy az egyes rétegek egyértelműen definiált funkcióhalmazból álljanak. Ez egyszerűvé teszi az adott réteg különböző megoldásainak a cseréjét, hiszen a megoldások az előbbiek alapján ugyanazt a szolgáltatást nyújtják a felettük levő rétegnek, segítve a nyílt rendszerek kialakítását.

4. ábra: Általános rétegmodell
4. ábra: Általános rétegmodell

A rétegek és protokollok halmazát nevezzük hálózati architektúrá-nak.Az architektúra kialakításakor az egyes rétegeket a következő elvek alapján kell megtervezni:

  • minden rétegnek rendelkeznie kell a kapcsolat felépítését illetve annak lebontását biztosító eljárással,
  • döntést kell hozni az adatátvitel szabályairól: az átvitel egyirányú (szimplex), váltakozóan két irányú (fél duplex) vagy egyszerre két irányú (duplex) legyen.
    • Szimplex átvitel esetén a csatornán áramló információ csak egy irányú lehet, mindig van adó és van vevő a rendszerben, ezek szerepet nem cserélnek. Ilyen kommunikáció a szokásos rádió- vagy TV adás (nem tudunk visszabeszélni…)
    • Fél duplex<duplex átvitel esetén a csatornán az információáramlás már kétirányú, felváltva történik, úgy hogy egyszerre mindig csak az egyik irány foglalja a csatornát. Ilyen átvitel valósul meg nagyon sok rádiós kapcsolatban (pl. CB rádió)
    • Duplex átvitel esetén egyidejű, két irányban történő átvitel valósul meg, hasonlóan az emberi beszélgetéshez, és technikai példaként a telefont említhetjük meg.

 

Megjegyzés: egyes terminológiák esetén szokásos a fentiekre a szimplex-duplex-full duplex elnevezéseket használni, ami elég zavaró az ugyanazon duplex szó eltérő értelmezése miatt.

  • milyen legyen a rendszerben a hibavédelem, hibajelzés,
  • hogyan oldható meg a gyors adók-lassú vevők együttműködése (ez a folyamatvezérlés = flow control),
  • ha bizonyos okok miatt az üzenetek hossza korlátozott, és ezért a küldés előtt szét kell darabolni azokat, felmerül a kérdés, hogy hogyan biztosítható a helyes összerakásuk,
  • az előbbi esetben biztosított-e az üzenetek sorrendjének a helyessége,
  • nagyon sokszor ugyanazon a fizikai csatornán több párbeszéd zajlik (ez jobb vonalkihasználást eredményez); hogyan kell ezt összekeveredés-mentesen megoldani,
  • ha a cél és a forrás között több útvonal lehetséges, fontos a valamilyen szempontból optimális útvonal kiválasztása.

Ilyen és ehhez hasonló kérdésekre kell választ adni a tervezés során, és talán kezd világossá válni hogy ezekre a kérdésekre nincs együttesen optimális válasz, ami a későbbiekben leírt megoldások sokszínűségét igazolja.