hálózatok - iitusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/villlevhal2004/ea1.pdf · hálózati...
TRANSCRIPT
![Page 1: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/1.jpg)
Hálózatok
2003/2004. tanév, II. félévWagner György
![Page 2: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/2.jpg)
Wagner Ea1 2
Bevezetés: hálózat - osztott rendszer
• Számítógép hálózat: autonóm gépek összekapcsolt hálózata– Erősen centralizált kliens-szerver megoldás– Gyengébben centralizált kliens-szerver megoldás– Egyenrangú (peer-to-peer) megoldás
• Elosztott rendszer (a hálózattal szemben): a felhasználó számára nem láthatók az autonóm gépek
![Page 3: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/3.jpg)
Wagner Ea1 3
Bevezetés: a hálózatosodás mozgatórugói
• Erőforrás összevonás/megosztás– Minden erőforrás a fizikai helyétől függetlenül bárki
számára elérhető legyen• Megbízhatóság növelés
– Több azonos funkciójú erőforrás legyen, duplázás, adatbiztonság,
• Gazdaságosság növelés– Pl. egy drága szupergép helyett több, kisebb,
olcsóbb• Új (speciális) szolgáltatások: a kommunikáció
![Page 4: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/4.jpg)
Wagner Ea1 4
Kiterjedés szerinti osztályozásuk• (Adatfolyamgépek (kártyán), multiprocesszoros gépek
– <1 m, >1Gbps, VLAN (osztott rendszer) )
• Lokális számítógép-hálózat (LAN) – ≈ 0-1 km, szoba-épület csoport, kis távolság, nagy sebesség
1Gbps
• Városi számítógép-hálózat (MAN) – <10 km, közepes táv, közepes sebesség 156Mbps
• Nagytávolságú-hálózat (WAN): – kontinensekre, nagytáv, közepes vagy kis sebesség 30Mbps
• Összekapcsolt nagytávolságú hálózat (GAN)– bolygóra kiterjedő
• A sebességhatárok elmosódnak! LAN-WAN (MAN)
![Page 5: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/5.jpg)
Wagner Ea1 5
Hálózati struktúrák elemei
• Host (gazdagép): alkalmazói programok futtatására. A hálózaton váltanak üzeneteket a host-ok.
• Átviteli vonalak: áramkörök (circuits), csatornák (chanels)
• Kapcsológépek
• Kapcsolóelemek: Interface Message Processors(IMPs)
![Page 6: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/6.jpg)
Wagner Ea1 6
Kapcsológépek
• A kapcsológép (node) olyan számítógép, amely több átviteli vonalhoz kapcsolódik. Feladata az üzenetek irányítása (forgalom irányítás) ill. csomagolt üzenet elemek (packet) továbbítása.
![Page 7: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/7.jpg)
Wagner Ea1 7
Hálózati HW elemek• Egy gazdagép a médiumra kapcsolódik
– Hálózati kártyák, kontroller-ek (adapterek)– Modemek– Media Connectors (pl. UTP)
• Több szegmens összekapcsolására– Jelismétlők (repeaters)– Hubok, elosztók
• passzív (csak összeköt)• aktív (összeköt és regenerálja, erősíti a jeleket)• intelligens (+ még ösvényt választ)
– Hidak (bridges)– Nyalábolók (multiplexerek)
• Több hálózat összekapcsolására– Útvonalválasztók (routers)– Brouters (router+bridge funkció is)
![Page 8: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/8.jpg)
Wagner Ea1 8
A hálózatoknak 2 nagy csoportja van
• 1.Pont-pont közötti kapcsola-tokból(csatornák-ból) felépülő
![Page 9: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/9.jpg)
Wagner Ea1 9
A másik csoport
• 2. Üzenetszórásos csatornára épülő hálózat (Broadcast Channel)
![Page 10: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/10.jpg)
Wagner Ea1 10
Üzenetszórásos csatornára épülő
• Gond: Egyszerre csak egy állomás adhat csatorna kiosztási probléma.
• A csatornakiosztás lehet– Statikus– Dinamikus
• centralizált (központosított)• decentralizált (elosztott)
![Page 11: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/11.jpg)
Wagner Ea1 11
Hálózati architektúrák: alapfogalmak• Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében
a számítógép-hálózatokat rétegekbe (layers, szintek: levels) szervezik.
• Egy réteg - jól definiált szolgáltatásokat biztosítva - elrejti a nyújtott szolgáltatások megvalósításának részleteit.
• Funkcionális elem (entity): az adott réteg funkcióinak megvalósítása
• A rétegek között interfész (interface): az alsó réteg által a felsőnek nyújtott elemi műveleteket, szolgálatokat (services) definiálja. Az interfészen keresztül (le és fel) vezérlő információk és adatok adódnak át.
![Page 12: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/12.jpg)
Wagner Ea1 12
Társelemek• Társelemek (peer entities): a különböző
gépeken egymásnak megfelelő rétegben lévő funkcionális elemek.
• Az egyik gép n. rétege egy másik gép n. rétegével kommunikál (ez virtuális kommunikáció, a valós kommunikáció ui. a fizikai rétegben történik).
• A kommunikáció szabályait és konvencióit a protokoll (protocol) rögzíti.
• A többszintű kommunikációra egy példa
![Page 13: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/13.jpg)
Wagner Ea1 13
Hálózati architektúrák
• Rétegek és protokollok halmaza• Elegendő információ az implementáláshoz• Nem része sem a részletes implementáció, sem
az interfészek specifikációja (a konkrét implementáció során tervezői döntés).
![Page 14: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/14.jpg)
Wagner Ea1 14
![Page 15: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/15.jpg)
Wagner Ea1 15
A rétegek tervezési kérdései• Minden rétegben lehet kapcsolat-felépítési és -lebontási
mechanizmus• Lehetnek adatátviteli szabályok, pl.
– Az adatátvitel iránya– A logikai csatornák száma, prioritása, nyalábolás és hasítás– Útvonal kiválasztás, ha többszörös útvonal létezik– Hibavédelem, hibakezelés
![Page 16: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/16.jpg)
Wagner Ea1 16
Az ISO-OSI hálózati referencia modell
• Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (International Standards Organization: ISO) ajánlása: nyílt rendszerek összekapcsolása hivatkozási
(referencia) modell (Open System Interconnection: OSI)
• A referencia modell: 7 rétegű struktúraAz OSI modell nem hálózati architektúra! Nem
határoz meg konkrét protokollokat, szolgálatokat az egyes rétegekben. Csak
funkciókat határoz meg.
![Page 17: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/17.jpg)
Wagner Ea1 17
ISO/OSI rétegek kialakítása
• A rétegek kialakításának szempontjai:– A rétegek különböző absztrakciós szinteket
képviseljenek– Szimmetria– Flexibilitás– Szabványokat teremtése– Minimális információ csere– Rétegek száma
![Page 18: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/18.jpg)
Wagner Ea1 18
Az ajánlott 7 réteg7: Alkalmazási réteg (Application layer) – fájl átvitel,
mail, virtuális terminál6: Megjelenítési (Presentation layer) – kód konverzió,
titkosítás, tömörítés (adatformátum kezelés)
5: Viszonyréteg (Session layer) (megjegyezhető nevek használatát engedjék)
4: Szállítási réteg (Transport layer) (end-to-end kapcsolat biztosítsunk nagy hálózaton)
3: Hálózati réteg (Network layer) – útvonal kiválasztás2: Adatkapcsolási réteg (Data Link layer) – adategységek
továbbítása, hiba ellenőrzés, behatárolás, javítás (biztosítsa a hálózati médium elérését)
1: Fizikai réteg (Physical layer) – fizikai közeghez kapcsolódik (vigye át az adatokat bitenként)
![Page 19: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/19.jpg)
Wagner Ea1 19
Jegyezzük meg az alapfogalmakat!
• Protokoll– Szabályok halmaza, melyek két szeparált elem
(entitás) közötti adatcserét szabályozzák (2 elem társalgásához ua. a "nyelvet" kell használni!) Ebben konvenciók a kommunikáció tárgyáról, az időzítésekről (sebesség, sorrendiség stb.), hogyanjáról stb. A protokolloknak van szintaxisa, szemantikája.
– Protokoll a társ-entitások között (peer-entities) van! • Interfész
– Két réteg között. Leírja az alsó réteg által nyújtott szolgálatokat, az ezek kéréséhez szükséges adatokat és vezérlő információkat, a szolgálatok eredményét adó információkat, ezek "hogyanját" is.
![Page 20: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/20.jpg)
Wagner Ea1 20
Jegyezzük meg az alapfogalmakat!
• Referencia modell– A rétegek ajánlott számát, a rétegek funkcióit adja
meg, de nem határoz meg konkrét protokollokat és interfészeket!
• Hálózati architektúra– Rétegek és protokollok halmaza, ami már elég
információ az implementáláshoz. Maga az implementáció azonban nem része, még az interfészek specifikációja sem!
![Page 21: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/21.jpg)
Wagner Ea1 21
ISO OSI modellen alapuló architektúra
• Az ISO szabványokat is készít az egyes rétegek számára (de ezek nem részei a hivatkozási modellnek)
• Az OSI modellen alapuló hálózati architektúrára példa a következő ábra.
![Page 22: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/22.jpg)
Wagner Ea1 22
![Page 23: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/23.jpg)
Wagner Ea1 23
1. A fizikai réteg: bitfolyam
• A bitek kommunikációs csatornán való áthaladásáért a felelős.
• A tipikus kérdések:– A közeg és csatlakozók fizikai kialakítása (hány
tüske, milyen dugó)– Az egyes bitek reprezentációja (jelek) – Adatátviteli irányok meghatározása– Kapcsolat felépítése, bontása
![Page 24: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/24.jpg)
Wagner Ea1 24
2. Adatkapcsolati réteg: keretek
• A hálózati réteg számára hibamentes átvitelt biztosít.
• Feladatai: – Keretképzés és behatárolás (a fizikai rétegnek
megfelelően).– Hibák ellenőrzése, javítása (kódolás, nyugta küldés,
fogadás).– Adatfolyam vezérlés (lassú vevő, forrás leállítás),
forgalom szabályozás. – Szükség esetén csatornamegosztás (médiumhoz való
hozzáférés biztosítás).
![Page 25: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/25.jpg)
Wagner Ea1 25
3. Hálózati réteg: csomagok
• A kommunikációs hálózat működését vezérli– Csomagok forrás és célállomás közötti útvonalának
meghatározása. Útvonal választás lehet:• statikus, • dinamikus.
– Torlódás vezérlés (szabadabb utak választása (ha van).
– Heterogén hálózatok összekapcsolására alkalmas csomópont (csak 3 réteget tartalmaz)
![Page 26: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/26.jpg)
Wagner Ea1 26
4. Szállítási réteg:datagramok & szegmensek
• Feladata a viszonyréteg üzeneteinek továbbítása. Valódi forrás-cél (end-to-end) réteg: míg az alsóbb rétegekben társelemek nem feltétlenül a valódi forrás-cél elemek, itt azok valódiak (lásd 1.7.ábra).
• Feladatok– Üzenetek tördelése illetve összeállítása– Összeköttetések létrehozása– Adatáramlás vezérlés– Hibakezelés
![Page 27: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/27.jpg)
Wagner Ea1 27
5. Viszonyréteg: üzenetek
• Különböző gépek között felhasználói viszonyok létesítése
• Feladatok:– párbeszédek szervezése– szinkronizáció– kölcsönhatás menedzselés
![Page 28: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/28.jpg)
Wagner Ea1 28
6. Megjelenítési réteg: üzenetek
• Az átvinni kívánt információ szintaktikájával és szemantikájával foglalkozik
• Feladatok:– kód konverzió,– titkosítás,– tömörítés.
![Page 29: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/29.jpg)
Wagner Ea1 29
7. Alkalmazási réteg: üzenetek• Fájl- és nyomtatószolgáltatások• Kommunikációs szolgáltatások• Directory szolgáltatások• Alkalmazás szolgáltatás
![Page 30: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/30.jpg)
Wagner Ea1 30
![Page 31: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/31.jpg)
Wagner Ea1 31
Más modellek …
• A DoD (Department of Defense) modell
Application Layer Data
Host-to-Host(Transport)
TCP-H Data
Internetwork Layer(IP) DataTCP-HIP-H
Network Access(Lan, WAN techn.) DataTCP-HIP-HMAC-H
![Page 32: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/32.jpg)
Wagner Ea1 32
Szolgálatok (services)
• Az OSI modell egyes rétegeinek feladata, hogy jól definiált szolgálatokat nyújtson a fölötte lévő rétegnek.
• Szolgálat elérési pont (SAP: Service Access Point) fogalma:– A szolgálatok ezeken keresztül érhetők el.– Minden SAP egyedi azonosító címmel rendelkezik
![Page 33: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/33.jpg)
Wagner Ea1 33
Az általános modell
• Pl.: N+1. rétegbeli funkcionális elem egy interfész adatelemet (IDU: Interface Data Unit) küld a SAP-on keresztül az N. rétegbeli funkcionális elemnek.
ICI
IDU
ICI
SDU
SDU
N+1. réteg
N. réteg
interfészSAP
Header
N-PDU
SDU
Az N. réteg elemei N-PDU-kat cserélnek N. rétegbeli protokolljaikban. SDU-t esetleg szétdarabolva, fejrésszel ellátva keletkezik N-PDU.
SDU: szolgálati adatelemPDU: protokoll adatelemICI: interfész-vezérlő információ
![Page 34: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/34.jpg)
Wagner Ea1 34
A szolgálatok típusai
• Összeköttetés alapú szolgálat (connectionoriented)– összeköttetés felépítés,– használat,– lebontás. – Két variáns:
• üzenetsorozat (üzenethatárok megmaradnak),• bájt-sorozat (nincsenek üzenethatárok).
Sorrendhelyeskapcsolat.
![Page 35: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/35.jpg)
Wagner Ea1 35
A szolgálatok típusai
• Összeköttetésmentes szolgálat (connectionlessservice)– Az üzenetek (üzenet darabok) cél és feladó címet
tartalmaznak,– egymástól függetlenül továbbítják őket.– Eredmény: Nem sorrendhelyes kapcsolat.
• Mindkettő lehet nyugtázott (megbízható), vagy nyugtázatlan (megbízhatatlan)
![Page 36: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/36.jpg)
Wagner Ea1 36
Szolgálatprimitívek
• Valamely szolgálatot primitívek, azaz műveletek halmazával írhatunk le.
• Az OSI modellben 4 primitív osztály:– Kérés (request): egy funkcionális elem valamely
tevékenység végrehajtását kéri. – Bejelentés (indication): egy funkcionális elemet
informálni kell egy eseményről.– Válasz (response): egy funkcionális elem válaszolni
akar egy eseményre.– Megerősítés (confirm): egy funkcionális elemet
informálni kell a kérésről.
![Page 37: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/37.jpg)
Wagner Ea1 37
Szolgálatprimitív példák
• Megerősítetlen (nyugtázás nélküli) szolgálat: csak kérés-bejelentés, válasz-bejelentés (ábra)– Kérés: felső réteg kérése az alsó felé valamiért– Bejelentés: alsó réteg bejelentéssel értesül a kérésről
(hogy kérés történt : kérés bejelentés)– Válasz: a másik felső réteg válaszol – Bejelentés: a felső réteg a válaszról bejelentéssel
értesül (válasz bejelentés)• Megerősített szolgálat: kérés, bejelentés, válasz,
megerősítés (ábra)
![Page 38: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/38.jpg)
Wagner Ea1 38
Megerősítetlen (nyugtázás nélküli) szolgálat Megerősített (nyugtázott) szolgálat
A hoszt
idő
Kérésn+1-ből n-be
Bejelentésn-ből n+1-be
B hoszt
Kérésn+1-ből n-be
Bejelentésn-ből n+1-be
Kérésn+1-ből n-beBejelentés
n-ből n+1-be
A hoszt
idő
Kérésn+1-ből n-be
Bejelentésn-ből n+1-be
B hoszt
Válaszn+1-ből n-beMegerősítés
n-ből n+1-be
![Page 39: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/39.jpg)
Wagner Ea1 39
Egy "hétköznapi" példa …
• Milli nénit telefonon teára hívom…. Megerősített öszeköttetés-létesítésmegerősítetlen adattovábbítással és összeköttetésbontással [Tanenbaum, p.44]
![Page 40: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/40.jpg)
Wagner Ea1 40
Alapfogalmak, fizikai réteg
• Átviteli közeg (később) (sodrott érpár, koax kábel, fénykábel stb.)
• Átviteli mód– Alapsávú: az adatjeleket diszkrét elektromos v.
fényimpulzus formájában viszik át. Lehet jeltorzulás. A csatornakapacitást egyetlen adatjel továbbítására használják.
• Pl. 4 feszültségszint: 4 jelzés• 4 fényintenzitás: 4 jelzés stb.
– Szélessávú: jellemző az analóg átvitel. Az adatjeleket vivőhullámokra ültetik, és 3 jellemző (amplitúdó, frekvencia, fázis) valamelyikét változtatva hozzák létre a jelzést (modulálnak).
• Pl. 2 amplitúdószint + 4 fázisváltozás: 8 jelzés (kombinált moduláció)
![Page 41: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/41.jpg)
Wagner Ea1 41
További alapfogalmak
• A csatorna adatátviteli (bitátviteli) sebessége– Átvitt adatmennyiség/idő: bit/sec, bps
• A csatorna jelzési sebessége– Átvitt_jelzések_száma/átviteli_idő (másodperc alatti
jelváltozások): baud• Csatorna sávszélesség
– A legmagasabb és legalacsonyabb átvitt frekvenciák különbsége.
– Egy csatorna lehet sávkorlátozott.• Teljesítmény veszteség miatt (a jel által az adott frekvencián
szállított energia és a Fourier együtthatók között kapcsolat)• Beépített szűrők is lehetnek.
![Page 42: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/42.jpg)
Wagner Ea1 42
Nyquist tétel
• Nyquist (1924) bizonyította– Ha tetszőleges jelet H sávszélességű aluláteresztő
szűrőn átengedünk, akkor szűrt jelből másodpercenként 2H-szor mintát véve az eredeti jel teljesen visszaállítható. Ebből:
– Max_adatátviteli_sebesség= 2 H log2VaholH: a csatorna sávszélességeV: a jel diszkrét értékeinek száma (jelzések száma).
(Azaz V érték log2V bitet hordozhat.)
![Page 43: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/43.jpg)
Wagner Ea1 43
Zajos sávkorlátozott csatorna
• C. Shannon (1948) határozta meg a véletlen (termikus) zajjal terhelt csatornákra az elméleti maximális adatátviteli sebességet (információelméleti megfontolások alapján)
• Max_elérhető_adatátvit_seb= H log2(1+S/N)ahol– H: a csatorna sávszélessége;– S/N: a jel-zaj viszony (signal-to noise ratio)
• S: jelteljesítmény;• N: zajteljesítmény,
![Page 44: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/44.jpg)
Wagner Ea1 44
A jel-zaj viszony
– A jel-zaj viszonyt általában decibelben (dB) adják meg, ami
S/NdB = 10 log10S/N
Azaz S/N S/NdB
1 010 10100 201000 30
![Page 45: Hálózatok - IITusers.iit.uni-miskolc.hu/~wagner/VillLevHal2004/Ea1.pdf · Hálózati architektúrák: alapfogalmak •Az egyszerűbb (strukturált) tervezés érdekében a számítógép-hálózatokat](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022040808/5e4c7d65698bb025a8342673/html5/thumbnails/45.jpg)
Wagner Ea1 45
A Shannon korlát• Zajos sávkorlátozott csatornán a maximális adatátviteli
sebesség független a jelszintek (jelzések) számától, a mintavételezési gyakoriságtól …
• A gyakorlatban a Shannon-korlát megközelítése is nehéz! – Az előző 30dB-es csatorna tipikus hangátviteli telefonvonal,
ezen 9600 bps már elfogadott, és ez is csak V=4 jelszintes (egy jelzés 2 bitet hordozhat) 4800 baud-os jelzés-sebességű csatornán érhető el.
• A Shannon korlát információelméleti megfontolásokból származik és érvényességi köre rendkívül széles.