Alapvető kapcsolattípusok helyi hálózatokban

Az OSI-modellAz OSI az Open System Interconnect - nyílt rendszerek összekapcsolása kifejezés angol eredetijéből alkotott betűszó. Nyílt rendszereknek olyan rendszereket hívjuk amelyek nyitottak a más rendszerekkel való kommunikációra. Az OSI modell hét rétegből áll, és a kialakításuknál a következő elveket vették figyelembe:
• minden réteg feladata jól definiált legyen, és ez a nemzetközileg elfogadott szabványok figyelembe vételével történjen,
• a rétegek közötti információcsere minimalizálásával kell a rétegek határait megállapítani,
• elegendő számú réteget kell definiálni, hogy a különböző feladatok ne kerüljenek feleslegesen egy rétegbe.
Az OSI modell az "oszd meg és uralkodj" elvet alkalmazza. A modell szerint a hálózatot legjobban úgy lehet megvalósítani, hogy azt a feladatok szerint egymástól független különböző rétegekre osztjuk, ahol aztán az egyes rétegek egymással kommunikálnak. A modell hét réteget különböztet meg. Ezek a rétegek aztán a rájuk vonatkozó protokollok szerint végzik a feladatukat. Az OSI modell az Internet felépítését, architektúráját nem adja vissza teljes mértékben, ugyanis az az ARPANET fejlesztőinek a munkáját tükrözi. A különbség az ARPANET és az OSI munkatársai közötti kisebb-nagyobb nézeteltérésekben kereshető, illetve abban a tényben, hogy a kidolgozás időpontjában (1980 körül), az OSI (illetve senki) nem gondolta volna, hogy az ARPANET internet architektúrája annyira elterjed, hogy az lesz a meghatározó az Internet fejlődésében. Az OSI modell a hálózatot mintegy réteges tortát képzeli el. Ennek a tortának hét rétege van. Szakszerűen azt mondanánk, hogy protokoll-veremről van szó. Minden rétegnek megvan a maga protokoll-készlete, amelyek a réteg feladatát hivatottak szabályozni. Az egyes rétegek egymással csak logikai kapcsolatban állnak, fizikailag mindig az alattuk lévő réteggel kommunikálnak. A két hálózat tényleges fizikai kapcsolatát csak a fizikai réteg adja. Az alsó négy réteg azzal foglalkozik, hogy hogyan kell egy üzenetet a hálózat két pontja között továbbítani. Ezek:
• Fizikai réteg (physical layer): Ez a legalsó réteg, amely a fizikai közeggel foglalkozik, azzal, hogy hogyan kell az elektromos jeleket a hálózati kábelekre ültetni. Biztosítania kell, hogy a kábelre kiküldött 1 bitet a vevő oldal is 1-nek lássa, és ne 0-nak. Mi a feltétele, és hogyan lehet megvalósítani a lehető legminimálisabb háttérzajt, stb. Az összes, internetet alkotó hálózat lényegében csak a fizikai rétegeiken keresztül kommunikál egymással. Az internetek forgalma bármilyen fizikai közegen továbbítható, ennek mikéntjét írja le a fizikai réteg, és annak protokolljai.
• Adatkapcsolati réteg (data-link layer): Ez a réteg a fizikai réteg felett helyezkedik el. A feladata abban áll, hogy biztosítsa: az adó oldali adatok a vevő oldalra is adatként jussanak el, és ne legyen belőle értelmetlen jelek sorozata: szemét. Ezt úgy valósítja meg, hogy az adatokat egyértelműen azonosítható adatkeretkre tördeli szét, ellátja a szükséges vezérlőbitekkel, majd sorrendben továbbítja azokat. A vevő oldal pedig a kapott kereteket megfelelő sorrendben összeállítja. Az adó oldal ezenkívül még a vevő által küldött nyugtázásokat is feldolgozza. Mivel a fizikai réteg a biteket értelmezés nélkül továbbítja, ezért az adatkapcsolati réteg feladata, hogy felismerje a keretek határait. Másik fontos feladata az, hogy a kétirányú átvitel esetén az esetleges ütközésekből adódó problémákat megoldja.
• Hálózati réteg (network layer): A hálózati réteg az adatkapcsolati réteg felett helyezkedik el, és alapfeladata az adatkapcsolati réteg által elkészített keretek forrás- és célállomás közti útvonalának meghatározása/kiválasztása, azaz a forgalomirányítás: merre, milyen útvonalon (kvázi melyik számítógépeken, hálózatokon keresztül) kell az adatokat küldeni, hogy a rendeltetési helyre érkezzenek. Ez történhet statikusan: olyan táblázatok segítségével, amelyek nem változnak; dinamikusan: ilyenkor a táblázatok állandóan változnak, és a hálózat aktuális helyzetét (térképét) adják. Ezzel a módszerrel figyelembe vehető a hálózat terhelése is. Természetesen igaz az, hogy két keret, amelynek ugyanaz a forrás- és célállomása is, nem biztos, hogy ugyanazon az útvonalon keresztül jut el a rendeltetési helyre, hiszen a hálózat pillanatról pillanatra változik. Amennyiben túl sok a hálózaton a küldendő adatkeret, akkor ezek egymást akadályozzák, feltorlódhatnak. Ezzel az úgynevezett torlódási problémával is a hálózati rétegnek kell szembenéznie. Ha egy adatkeretnek több hálózaton kell áthaladnia ahhoz, hogy célba érjen, akkor probléma merülhet fel olyan esetekben is, ahol a hálózatok eltérő felépítésűek. A problémát (ti. a heterogén hálózatok összekapcsolását) szintén a hálózati réteg oldja meg. A hálózati réteg feladatait a TCP/IP alapú hálózatokban az Internet Protocol látja el.
• Szállítási réteg (transport layer): A hálózati réteg felett elhelyezkedve, ez a réteg biztosítja azt, hogy minden adat érintetlenül, sértetlenül érkezzen meg a rendeltetési helyére. Az adatokat csomagokra bontja szét, ha szükséges. A szállítási réteg két végpont között réteg, ami azt jelenti, hogy itt a forrás- és a célállomás egymással kommunikál, míg az alsóbb rétegeknél ez nem igaz: ott a gazdagépek a szomszédjukkal folytatnak párbeszédet. Ez arra jó, hogy a réteg mintegy azt ellenőrzi, hogy az átvitel során a közbeeső gépek mindegyike helyesen vitte-e át az adatokat. A szállítási réteg feladatait TCP/IP alapú hálózatokban a Transmission Control Protocol látja el.
A következő három réteg a felhasználók számára biztosít szolgáltatásokat. A három réteget együtt felső rétegeknek nevezik.
• Viszonyréteg (session layer): Közvetlenül a szállítási rétegre épül. Ez a réteg azt teszi lehetővé, hogy különböző gépek felhasználói viszonyt létesíthessenek egymással. Lényegében közönséges adatátvitelről van szó, amihez néhány kényelmes szolgáltatást adtak hozzá. Ilyen például az úgynevezett kölcsönhatás-menedzselés, ami vezérli, hogy a két oldal egyszerre ne próbálkozzon ugyanazzal a művelettel. Ez például úgy oldható meg, hogy vezérlőjelet tartanak fent, és csak az az oldal végezheti az adott műveletet, amelyiknél ez a vezérlőjel van. Egy másik fontos szolgáltatás a szinkronizáció. Képzeljük el például, hogy egy állománytovábbítás valamilyen hálózati hiba miatt megszakad. Jó lenne, ha ilyen esetben nem kellene elölről kezdeni az egészet. Ezért a viszonyréteg az adatokhoz úgynevezett szinkronizációs jeleket ragaszt, amelyek segítségével a hiba megszűnése után az adatok továbbítása az utolsó ellenőrzési jeltől folytatódhat.
• Megjelenítési (ábrázolási) réteg (presentation layer): A réteg a viszonyrétegen felül helyezkedik el, és olyan szolgáltatásokat ad, amelyekre a legtöbb alkalmazói programnak szüksége van, amikor a hálózatot használja. Ez a réteg foglalkozik a hálózaton továbbítandó adatok ábrázolásával: el kell döntenie, hogy milyen egységes struktúrába szervezze az adatokat, amelyeket a felette elhelyezkedő alkalmazói rétegtől kap. A legtöbb program például neveket, számokat, stb. küld egymásnak, amelyeket esetenként bonyolult adatszerkezetekként ábrázolnak. Ehhez jön még az a tény, hogy a különböző számítógépek különböző kódolásokat alkalmaznak (ASCII, EBCDIC,...). Annak érdekében, hogy a számítógépek egymással kommunikálni tudjanak, az adatokat a hálózaton egységes szabvány szerint kell bitek egymásutánjára kódolni. Ezt végzi el a megjelenítési réteg. Egyéb feladatai közé tartozhat még az adattömörítés, illetve a titkosítás is.
• Alkalmazási réteg (application layer): Ez a legfelső réteg, amelyhez a felhasználói programok által igényelt protokollok tartoznak. Az alkalmazási réteg léte a feltétele annak, hogy a különböző programok a hálózattal kommunikálhassanak. Többek között a réteg hatáskörébe tartozik az elektronikus levelezést, az állománytovábbítást és a terminál-emulációt irányító protokollok meghatározása.
A fentiek fényében foglaljuk össze, hogy hogyan működik egy ilyen hálózat ! A küldő számítógépen egy alkalmazói program adatot küld a protokoll-vermen. A megjelenítési réteg az adatokat tömöríti, esetleg titkosítja, majd tovább adja a szállítási rétegnek, amely a megfelelő méretű csomagokra bontja az üzenetet. Minden csomag információt tartalmaz arra nézve, hogy hová kell küldeni. A csomagok lejjebb kerülnek a hálózati réteghez, amely meghatározza az útvonalat, majd az adatkapcsolati és a fizikai réteg segítségével kiadja azokat a hálózatra. A célállomáson a folyamat fordítottja történik: az adatokat a vevő oldal fizikai és adatkapcsolati rétegén keresztül a hálózati réteg fogadja. A szállítási réteg a csomagokat megfelelő sorrendben összeállítja, a megjelenítési réteg pedig dekódolja az alkalmazási réteghez forduló programok számára. Egy ilyen kommunikációt úgy lehet elképzelni, hogy az adatok az egyik oldalon a protokoll-verem aljára (fizikai réteg) kerülnek, ott kijutnak a hálózatra, majd a másik oldalon a fizikai rétegen keresztül bejutnak a protokoll-verembe, és fel egészen az alkalmazói programokhoz. Mindebből a felhasználó nem vesz észre semmit, ő ezt úgy látja, hogy az adó oldal alkalmazási rétege kommunikál a vevő oldal alkalmazási rétegével. két legalacsonyabb szintjének funkcióit már szabványosították, és a legtöbb LANLAN A helyi hálózatok olyan számítógépes hálózatok, amelyek néhány kilométernyi távolságokat hidalnak át. Tipikusan ilyen például egy intézmény, egy cég egy vagy több épületében lévő gépeinek az összekapcsolása, de ide tartozik az egy helyiségben összekapcsolt gépek hálózata is. A helyi hálózatok megjelenését és elterjedését a hardvereszközök jobb, hatékonyabb kihasználásának szükséglete segítette elő. Ugyanakkor például ha egy irodában mindenki nagyjából ugyanazokat a programokat, legtöbb esetben pedig ugyanazokat az adatokat is használja a saját gépén, akkor ezek minden gépen helyet foglalnak. Mennyivel gazdaságosabb, ha a gépeket hálózatba kötjük, és a programokat, adatokat csak egy példányban, egyetlen számítógépen tároljuk. Ha valaki egy programot használni akar, akkor elkéri a hálózaton keresztül. Ez nem csak a programokra igaz, hanem a hardvereszközökre és az információkra is. Például egy hálózatba kapcsolt géphez kötött nyomtatót is használhat mindenki a saját gépéről. A technikai fejlődés következtében a hardvereszközök egyre olcsóbbak lettek, így más előnyök kerültek előtérbe. Ilyen a kollektív munka, mivel a felhasználók egymás gépeihez, adataihoz könnyen hozzáférhetnek. Képzeljük el, hogy mekkora fejfájást okozna az egy központi raktárral, de több elárusítóhellyel rendelkező kereskedőnek, ha egy árut többször is eladna! A hálózat lehetőséget ad az adatok biztonságos tárolására is: két tárolót használnak, és az egyik meghibásodása esetén a másik veszi át annak szerepét. Az egészből a felhasználók semmit nem vesznek észre. A hálózaton tárolt adatokat titkosítani is lehet: minden felhasználót különböző hozzáférési jogokkal (írás, olvasás, végrehajtás) lehet felruházni. összhangban van a három IEEE-szabvány valamelyikével. Bár az adatkapcsolati rétegdata link layer: feladata adatok megbízható továbbítása az adó és fogadó között. Ez általában úgy történik, hogy az átviendő adatokat (amelyek általában bitcsoportba kódolt formában - pl. bájtokban jelennek meg ) adatkeretekké (data frame) tördeli, ellátja kiegészítő cím, egyéb és ellenőrző információval, ezeket sorrendhelyesen továbbítja, majd a vevő által visszaküldött nyugtakereteket (acknowledgement frame) véve ezeket feldolgozza. feletti funkciók közös jellemzőit már kidolgozták, de a hálózati és az e fölötti rétegek esetében a szabványok még nem állnak azon a szinten, mint az adatkapcsolati és fizikai rétegek esetén.

LAN-eszközökkel megvalósított fizikai hálózatÁltalában hálózaton sok eszköz összekapcsolt együttesét értjük. így egy számítógépes hálózatban, nem meglepő módon, számítógépek vannak egymással fizikai kapcsolatban. Ez alatt persze nem azt kell érteni, hogy minden gép minden másikkal közvetlenül össze van drótozva, hanem azt, hogy elvileg mindegyikük fel tud építeni kapcsolatot bármelyik másikkal. A közvetlen fizikai kapcsolat inkább a helyi hálózatokra jellemző. Mire jó (egyáltalán jó-e) a hálózat? Legfőképpen arra, hogy az összekapcsolódás révén az információ áramlása felgyorsul. Hasznos a hálózat abban a tekintetben is, hogy a számítógépek összekapcsolásával az eredetileg egyedül álló, gyengébb teljesítményű gépek együtt egy nagy teljesítményű rendszert alkotnak, amelynek segítségével különböző feladatok oldhatók meg. Mindezek pedig kifejezetten előnyös tulajdonságok. az állomásai számára általános adatcserére alkalmas kommunikációs szolgáltatást nyújt. Ahhoz azonban, hogy megkapjuk a lokális hálózatÁltalában hálózaton sok eszköz összekapcsolt együttesét értjük. így egy számítógépes hálózatban, nem meglepő módon, számítógépek vannak egymással fizikai kapcsolatban. Ez alatt persze nem azt kell érteni, hogy minden gép minden másikkal közvetlenül össze van drótozva, hanem azt, hogy elvileg mindegyikük fel tud építeni kapcsolatot bármelyik másikkal. A közvetlen fizikai kapcsolat inkább a helyi hálózatokra jellemző. Mire jó (egyáltalán jó-e) a hálózat? Legfőképpen arra, hogy az összekapcsolódás révén az információ áramlása felgyorsul. Hasznos a hálózat abban a tekintetben is, hogy a számítógépek összekapcsolásával az eredetileg egyedül álló, gyengébb teljesítményű gépek együtt egy nagy teljesítményű rendszert alkotnak, amelynek segítségével különböző feladatok oldhatók meg. Mindezek pedig kifejezetten előnyös tulajdonságok. valamennyi előnyét, az általános kommunikációs szolgáltatáson túl további funkciókat is meg kell valósítanunk. Ezek a funkciók a hálózatÁltalában hálózaton sok eszköz összekapcsolt együttesét értjük. így egy számítógépes hálózatban, nem meglepő módon, számítógépek vannak egymással fizikai kapcsolatban. Ez alatt persze nem azt kell érteni, hogy minden gép minden másikkal közvetlenül össze van drótozva, hanem azt, hogy elvileg mindegyikük fel tud építeni kapcsolatot bármelyik másikkal. A közvetlen fizikai kapcsolat inkább a helyi hálózatokra jellemző. Mire jó (egyáltalán jó-e) a hálózat? Legfőképpen arra, hogy az összekapcsolódás révén az információ áramlása felgyorsul. Hasznos a hálózat abban a tekintetben is, hogy a számítógépek összekapcsolásával az eredetileg egyedül álló, gyengébb teljesítményű gépek együtt egy nagy teljesítményű rendszert alkotnak, amelynek segítségével különböző feladatok oldhatók meg. Mindezek pedig kifejezetten előnyös tulajdonságok. magasabb szintű rétegeihez tartoznak, és ezeket a hálózati operációs rendszerként ismert programrendszer szolgáltatja. A hálózati operációs rendszerOperating System – OS Olyan program, amely ellenőrzi a számítógép alapvető műveleteit, a periferiális egységeket, az adatszerkezeteket, lehetővé teszi a felhasználóval (operátor) történő kapcsolattartást, és programokat futtat. Kezdetben az egyes számítógép-típusokhoz külön operációs rendszereket írtak, de vannak elfogadott szabványok is (MS-DOS, UNIX), amelyek gyakorlatilag minden – arra fizikailag alkalmas – gépen futtathatók. egy szoftver, amely a hálózatba kapcsolt eszközökön fut, és feladata az eszközök közötti kommunikációs szolgáltatások biztosítása.

A hálózatba kapcsolás az információk közös kezelését biztosítja, azonban alapvető kérdés a nem közös információk védelme. Ezeket a hálózatÁltalában hálózaton sok eszköz összekapcsolt együttesét értjük. így egy számítógépes hálózatban, nem meglepő módon, számítógépek vannak egymással fizikai kapcsolatban. Ez alatt persze nem azt kell érteni, hogy minden gép minden másikkal közvetlenül össze van drótozva, hanem azt, hogy elvileg mindegyikük fel tud építeni kapcsolatot bármelyik másikkal. A közvetlen fizikai kapcsolat inkább a helyi hálózatokra jellemző. Mire jó (egyáltalán jó-e) a hálózat? Legfőképpen arra, hogy az összekapcsolódás révén az információ áramlása felgyorsul. Hasznos a hálózat abban a tekintetben is, hogy a számítógépek összekapcsolásával az eredetileg egyedül álló, gyengébb teljesítményű gépek együtt egy nagy teljesítményű rendszert alkotnak, amelynek segítségével különböző feladatok oldhatók meg. Mindezek pedig kifejezetten előnyös tulajdonságok. részeként működő, beépített védelmi rendszer valósítja meg.

A hálózati eszközök kapcsolatában több megoldási mód is lehetséges:

Hoszt-terminál alapú hálózatok

A hálózatÁltalában hálózaton sok eszköz összekapcsolt együttesét értjük. így egy számítógépes hálózatban, nem meglepő módon, számítógépek vannak egymással fizikai kapcsolatban. Ez alatt persze nem azt kell érteni, hogy minden gép minden másikkal közvetlenül össze van drótozva, hanem azt, hogy elvileg mindegyikük fel tud építeni kapcsolatot bármelyik másikkal. A közvetlen fizikai kapcsolat inkább a helyi hálózatokra jellemző. Mire jó (egyáltalán jó-e) a hálózat? Legfőképpen arra, hogy az összekapcsolódás révén az információ áramlása felgyorsul. Hasznos a hálózat abban a tekintetben is, hogy a számítógépek összekapcsolásával az eredetileg egyedül álló, gyengébb teljesítményű gépek együtt egy nagy teljesítményű rendszert alkotnak, amelynek segítségével különböző feladatok oldhatók meg. Mindezek pedig kifejezetten előnyös tulajdonságok. magját egy vagy több, egymással összeköttetésben lévő központi számítógép (hostAzokat a számítógépeket amelyeket egy számítógépes rendszerben összekötünk hosztoknak (hoszt, gazdagép) nevezzük. Ezt magyarul gazdagépnek hívjuk, itt futnak a felhasználói programok, helyezkednek el az adatbázisok.) alkotja. Itt fut az operációs rendszerOperating System – OS Olyan program, amely ellenőrzi a számítógép alapvető műveleteit, a periferiális egységeket, az adatszerkezeteket, lehetővé teszi a felhasználóval (operátor) történő kapcsolattartást, és programokat futtat. Kezdetben az egyes számítógép-típusokhoz külön operációs rendszereket írtak, de vannak elfogadott szabványok is (MS-DOS, UNIX), amelyek gyakorlatilag minden – arra fizikailag alkalmas – gépen futtathatók.. Ehhez kapcsolódnak hozzá az intelligencia nélküli (buta) terminálok, amelyek egy billentyűzetből és egy képernyőből állnak. Ne feledjük, hogy egy PC is lebutítható szoftver segítségével erre a szintre! Ezen a hálózattípuson futnak a legbonyolultabb és legrégebben fejlesztett rendszerek. Jellemzőjük a nagy tudás, de bonyolultságuk miatt szakképzett munkatársakat igényelnek.

Ügyfél-kiszolgáló kapcsolat

Az első esetben van egy kitüntetett, általában a hálózatba kapcsolt gépeknél nagyobb teljesítményű gép (a szerverA kiszolgálók (szerverek) olyan nagyteljesítményű programok, illetve számítógépek, amelyek különböző szolgáltatásokat biztosítanak a hálózat felhasználói számára. A szolgáltatások a kliensek segítségével vehetők igénybe. Azért nevezik kiszolgálóknak őket, mert a szolgáltatásokra irányuló kéréseket szolgálják ki.) amelynek feladata a többi gépről (kliensektől) érkező kérések kiszolgálása. Ezt a kialakítást kliens-szerver modellnek, magyarul ügyfél-kiszolgáló modellnek nevezik. Valójában mind a szerverA kiszolgálók (szerverek) olyan nagyteljesítményű programok, illetve számítógépek, amelyek különböző szolgáltatásokat biztosítanak a hálózat felhasználói számára. A szolgáltatások a kliensek segítségével vehetők igénybe. Azért nevezik kiszolgálóknak őket, mert a szolgáltatásokra irányuló kéréseket szolgálják ki. mind a kliensA kliens egy olyan program vagy számítógép, amely egy adott szolgáltatás igénybevételéhez szükséges. Kliens, azaz magyarul ügyfél - a mindennapi szolgáltató-ügyfél kapcsolat szóhasználatából. A kért szolgáltatást biztosító programokat vagy gépeket nevezzük kiszolgálóknak (angolul server). Kliens például az ön által használt böngészőprogram is. Ez esetben a szolgáltatást egy World Wide Web kiszolgáló biztosítja. a gépeken futó programok formájában jelennek meg, amelyek a gépek közötti összeköttetést kihasználva végzik a munkájukat. Természetesen az ügyfél-kiszolgáló modellnek több, minőségileg más kialakítása lehetséges, attól függően, hogy egy adott feladat mekkora és milyen részét hajtja végre a kliens- illetve a szerverA kiszolgálók (szerverek) olyan nagyteljesítményű programok, illetve számítógépek, amelyek különböző szolgáltatásokat biztosítanak a hálózat felhasználói számára. A szolgáltatások a kliensek segítségével vehetők igénybe. Azért nevezik kiszolgálóknak őket, mert a szolgáltatásokra irányuló kéréseket szolgálják ki. program.

Egy rendszerben természetesen egynél több szerverA kiszolgálók (szerverek) olyan nagyteljesítményű programok, illetve számítógépek, amelyek különböző szolgáltatásokat biztosítanak a hálózat felhasználói számára. A szolgáltatások a kliensek segítségével vehetők igénybe. Azért nevezik kiszolgálóknak őket, mert a szolgáltatásokra irányuló kéréseket szolgálják ki. is elképzelhető.