KURZUS: Információs és kommunikációs rendszerek

MODUL: II. modul

8. lecke: Hálózatok alapjai

A mai ember a számítógépeket már nem csak önmagában használja, hanem egy hálózat részeként. Ennek egyik eklatáns példája az Internet. Mellette azonban nagyon sok egyéb számítógépes hálózattal találkozunk, amelyeket vállalatok, oktatási intézmények, kormányzati szervek, kereskedelmi szolgáltatók stb. üzemeltetnek. Ezek a hálózatok döntő többségben személyi számítógépekre (PC-k) épülnek. Kívülről szemlélve ezeket a hálózatokat mint minden más hálózatot, úgy gondoljuk, hogy szinte törvényszerű a hibamentes működésük, a szolgáltatásaik magas színvonala. Ha egy kicsit betekintünk a számítógépes hálózat rejtelmeibe, megérthetjük annak működését, felépítését, sőt gyenge pontjait. Ebben a részben megismerhetjük a számítógép hálózatok alapfogalmait. A lecke elsajátításának becsült ideje 1-1,5 óra.

Bevezetés

Kezdjük a témakör ismertetését egy kérdéssel. Miért is kapcsoljuk össze a számítógépeket? Milyen előnyökkel jár a számítógépes hálózat?

A hálózat előnyeit a következő felsorolással lehet magyarázni:

  • Erőforrás megosztás: A legfontosabb szempont. Az adatbázisok elérhetővé tehetők több helyről. A drága hardver elemek megoszthatók a felhasználók között.
  • Kommunikációs eszköz: Fontossága egyre nő. Az egyik közismert példája az elektronikus levelezés.
  • Nagyobb megbízhatóság elérése: Központilag figyelemmel kísérhető a hálózat működése, forgalma, a hibák felderítése és elhárítása hatékonyabban elvégezhető. Ezt közös néven hálózat menedzsmentnek hívjuk.
  • Terheléselosztási funkció: Megelőzhető az egyes számítógépek túlterhelése alkalmazások, adatbázisok másik számítógépre történő áthelyezésével.

Rendszerteljesítmény fokozatosan növelhető: A meglévő de már elavult számítógépeket nem kell kidobni, hanem melléjük beállíthatók újabbak, amelyek átveszik a feladatok egy részét.

A felsorolás végeztével két definíció a számítógépes hálózatra:

1.A számítógép hálózat autonóm számítógépek összekapcsolt rendszere.
2.A számítógép hálózat olyan függőségben lévő vagy független számítógépek egymással összekapcsolt együttese, amelyek abból a célból kommunikálnak egymással, hogy bizonyos erőforrásokon osztozkodhassanak, egymásnak üzeneteket küldhessenek, illetve terhelésmegosztást vagy megbízhatóság növekedést érjenek el.
A hálózatok csoportosítása

A csoportosítás mindig egy kiemelt tulajdonság alapján történik, de csak ezek összességében vizsgálható helyesen a hálózat.

Térbeli kiterjedés alapján:

Processzor távolságProc. elhelyezkedése ugyanazon...Elnevezés (pl.)
<0,1mkártyánAdatfolyam gép /DFM
1 mRendszerbenMultiprocesszor
10 mTerembenHelyi hálózat / LAN
100 mÉpületben
1 kmÉpületcsoportban
10 kmVárosbanNagytávolságú h./MAN
100 kmOrszágbanNagyterületi hálózat
WAN
1.000 kmKontinensen
>BolygónGlobális hálózat

Területi csoportosítás alapján:

  • helyi hálózat - LAN (Local Area Network), pl. egy vállalat saját hálózata,
  • városi hálózatokról - MAN (Metropolitan Area Network), a helyi hálózatokat összekötheti,
  • nagy kiterjedésű hálózatokról - WAN (Wide Area Network), amely egy egész ország területétől egészen a Föld teljes egészéig terjedhet. (pl. az Internet)
  • intranet: általában vállalaton belüli számítógépek zárt, hálózatos rendszere.
  • extranet: az intranet kibővített változata, amely korlátozott mértékben lehetőséget biztosít külső felhasználók számára a rendszer használatához (pl. üzleti partnerek).
  • személyi hálózat - PAN (Personal Area Network)

A kapcsolat iránya szerint:

  • szimplex - csak egyirányú kommunikáció
  • félduplex - kétirányú, de egyidőben csak az egyik irányba
  • duplex - folyamatos kétirányú kapcsolat

Topológia alapján:

  • Busz (sín)
  • Gyűrű
  • Fa
  • Csillag
  • Teljes Mesh (hálós)
  • Részben Mesh

Átviteli sebesség alapján:

  • Lassú (kb. 30kbit/s)
  • Közepes (1-20Mbit/s)
  • Nagy sebességű (>50Mbit/s)

Kapcsolási technika alapján:

  • Vonalkapcsolt: A kommunikáló állomások között állandó kapcsolat épül ki az adás idejére. Jó példája a telefon.
  • Üzenetkapcsolt: A két állomás között az átviteli hálózat tárolva továbbító - store and forward - számítógépekből áll, ezek továbbítják az üzeneteket egy címinformáció alapján. Az üzenet hossza nem korlátozott. Hasonlít a postai csomagküldéshez.
  • Csomagkapcsolt: Hasonlít az üzenetkapcsolthoz, csak a csomag mérete maximált, ezért az üzeneteket csomagokra kell darabolni.
A hálózatok összekapcsolása

Manapság LAN-jainkat egy nagyobb hálózathoz, általában egy WAN-hoz kapcsoljuk, ezért szükségessé válik olyan eszközök használata, amelyek ezen kapcsolatokat megvalósítják.

  • Repeater (jelismétlő)
    Egyszerű jelerősítést végez, azaz a fizikai méretkorlátok átlépését oldja meg. A beérkező jeleket újra digitalizálja, így a jeltorzulást is kiküszöböli. Nem oldja meg viszont az időkorlátok (távolságból adódó) és a forgalomtorlódás problémáját.
  • Bridge (híd)
    Egy tárolva továbbító eszköz. Beolvassa a teljes keretet, ellenőrzi, majd a célállomás hálózatába továbbítja és így nem terheli a többi hálózati részt. Feloldja az időkorlát problémáját. Csak azonos típusú hálózatok köthetők össze vele, mint pl.: Ethernet Ethernettel.
  • Router (forgalomirányító)
    Ellátja a bridge funkcióját, emellett azonban útvonalválasztást is végez. Emiatt képes eltérő típusú hálózatokat is összekapcsolni.
  • Gateway (átjáró)
    A teljes rétegmodellt átfogja és bármelyik szinten képes protokoll átalakítást végezni.
Önellenőrző kérdések
1. Hogy nevezik az egy épületen belül kiépített hálózatot?
Épületi hálózat
Helyi hálózat
Nagy kiterjedésű hálózat
2. Melyik nem egy hálózati topológia?
Mesh
Fa
Gyökér
Sín
3. Mit csinál a "repeater"?
jelismétlés
jelerősítés
adatvisszaküldés
4. Milyen lehet a hálózat a kommunikáció iránya szerint?
Félirányú
Egyszerre kétirányú
Egyszerre háromirányú