1. Sorolja fel miért előnyös a számítógépeket hálózatba kapcsolni!
Lehetőséget ad a különböző berendezések, perifériák, programok és az adatok közös használatára, vagyis a külön-külön is meglévő erőforrások megosztására. Tehát ezek az erőforrások a hálózati felhasználók fizikai helyétől függetlenül bárki (valójában a megfelelő jogosultságokkal rendelkezők) számára elérhetőekké válnak.
Lehetőséget ad a rendszerben lévő eszközök teljesítményének egyenletesebb megosztására.
A kialakított rendszer nagyobb megbízhatósággal működik. Például egy nyomtató hibája nem azonos egyúttal a nyomtatási lehetőségek megszűnésével, mivel szerepét a rendszerben lévő másik nyomtató is átveheti. A fontosabb programok, adatok a rendszer több számítógépének lemezegységén is tárolódhatnak és így az egyik tárolt példány megszűnésével nem történik helyrehozhatatlan károsodás.
Anyagi vonzata a költségmegtakarítás. Az eszközöket (nyomtatók, háttértárak,stb...) elég így kevesebb példányban megvásárolni.
Ezen előnyök mellett a hálózatba kapcsolás a számítógépek használati körének kibővülését sőt kiterjesztését is lehetővé teszi.
Lehetővé válik adatbázisok elérése, a benne lévő adatok felhasználása, sőt az adatbázis sok pontról történő bővítése. Erre példa lehet egy multinacionális vállalat rendelési rendszere. Olyan programok is futtathatók ilyen módon, amelyek erőforrásigénye nagyobb mint ami egy gépen rendelkezésre áll.
A jelenlegi egyik legizgalmasabb kibővítés az, amikor a hálózati rendszert kommunikációs közegként használjuk. Ez azt jelenti, hogy a rendszer használói egymásnak üzeneteket, leveleket vagy egyéb információt tudnak küldeni. Jelenleg a számítástechnika fejlődése ebbe az irányba mutat. A hálózati kapcsolatok egyre bővülő lehetősége azt is lehetővé teszi, hogy olyan számítógépeket készítsünk, amely a futtatandó programjait, adatait nem saját maga tárolja, hanem a hálózat valamelyik kiszolgáló gépén van elhelyezve. Ez a megoldás nagymértékben csökkenti egy számítógépben elhelyezett egységek számát, és ezért nagyon olcsó. Érdekes kérdés ennek, a két betűvel NC-nek nevezett (Network Computer) hálózati számítógépnek a jövője.
2. Melyek a számítógépes hálózatok legfontosabb jellemzői?
A számítógép-hálózatok alatt az egymással kapcsolatban lévő önálló számítógépek rendszerét értjük.
Azokat a számítógépeket amelyeket egy számítógépes rendszerben összekötünk hosztoknak (host) nevezzük. Ezt magyarul gazdagépnek hívjuk, itt futnak a felhasználói programok, helyezkednek el az adatbázisok. Ezeket a gépeket kommunikációs alhálózatok kötik össze, amelyek feladata a hosztok közötti kommunikáció megvalósítása, azaz üzenetek továbbítása.
4. Magyarázza meg, hogy mit takar az IMP fogalma!
Általában ezek az alhálózatok két jól szétválasztható részből: az átvitelt biztosító vonalakból más néven csatornákból (ahol a bitek “áramlanak”, szokták még vonalnak, áramkörnek, vagy trönknek nevezni) és a kapcsolóelemekből állnak.
Ez utóbbi elterjedt neve IMP (Interface Message Processor) azaz interfész üzenet feldolgozó. Az IMP-ek vagy a hoszt részei (pl. hálózati kártya és a programja) de sokszor valójában speciális számítógépek, amelyek a vonalak kapcsolását végzik, az a bemenetükre jutó adatot valamelyik meghatározott kimenetre kapcsolják (pl. routerek, hálózati átjárók).
5. Az összeköttetés kialakítása alapján hogyan csoportosíthatjuk az alhálózatokat?
Az alhálózatokat alapvetően két nagy csoportra oszthatjuk: két pont közötti, illetve közös csatornát használó alhálózatok.
6. Rajzolja fel a pont-pont kialakítás megoldási lehetőségeit!
Csoportcímzés (multicasting) segítségével több gépnek (csoportnak) szóló üzenetet csak egy példányban kell elküldeni.
8. Rajzolja fel az üzenetszórásos kialakítás megoldási lehetőségeit!
9. Mi a topográfia és a topológia közötti különbség?
A topográfia kifejezés arra utal hogy a hálózat fizikailag (és pl. a térképen) hogyan helyezkedik el, míg a topológia az összekapcsolás struktúráját jelenti.
10. Határozza meg a protokoll fogalmát!
A kommunikációnál használt szabályok és megállapodások összességét protokollnak (protocol) nevezzük.
11. Mik azok a hálózati rétegek?
A mai modern számítógép-hálózatok tervezését struktúrális módszerrel végzik, azaz a hálózat egyes részeit réteg-ekbe (layer) vagy más néven szint-ekbe (level) szervezik, amelyik 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 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.
12. Mi a hálózati architektúra?
A rétegek és protokollok halmazát nevezzük hálózati architektúrá-nak.
Az architektúra kialakításakor meg kell tervezni az egyes rétegeket a következő elvek alapján:
13. Adja meg a szimplex, félduplex és duplex átvitel meghatározását!
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 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.
14. Miért fontos a hálózatok szabványosítása? Mik azok a de-jure és a de-facto szabványok?
A hálózatok kialakításában (de ez igaz minden műszaki tudományra) alapvető szerepet játszik a szabványosítás. A szabványok központi szerepet játszanak a fejlődésben, ez teszi a rendszereket nyíltakká, egységeit cserélhetővé. Minden új dolog kialakulását megelőzi a kutatás, az ehhez kapcsolódó írásos és szóbeli információcserék (cikkek, konferenciák), majd az új dolgot gyártó rendszerek kialakítása.
Felmerül a kérdés, hogy mikor célszerű az új dolgokkal kapcsolatos információhalmazt a szabványok által meghatározott útra terelni.
Ha ez a kutatási szakaszban következik be, ez azt jelenti, hogy az esetleg a még nem alapos ismeretek miatt a szabvány nem lesz megfelelő, mivel az új, későbbi kutatási eredményeket már nem lehet beilleszteni, kedvező megoldásokat kell elhagyni.
Ha viszont túl későn következik be a szabványosítás, akkor a gyakorlatban már számos egymástól eltérő megoldás kerül megvalósításra, ami az ellenérdekek miatt nehézzé teszi az egységességet igénylő szabványosítást.
Sajnos a műszaki fejlődés számos esete bizonyítja az állításunkat. Ezért a gyakorlatban a szabványok két családja létezik: a de-jure szabványok, amelyeket bizottságok deklarálnak, és hivatalos dokumentumokban rögzítenek és de-facto szabványok, amelyek elterjedését már egy-egy konkrét megoldás széleskörű használata biztosítja. Példa ez utóbbira a nyomtatók Centronics interfésze, vagy az IBM-PC-ben alkalmazott számos megoldás.
Természetesen számos esetben a de facto szabványokat célszerű utólagosan de jure szabványokká alakítani.
A számítógép-hálózatok esetében sem volt másképp. Megjelenésükkor néhány vezető cég termékeivel de-facto szabványokat teremtett, és a későbbi ezeket figyelembe vevő de-jure szabványosítási törekvések kompromisszumos megoldásokat eredményeztek, azaz adott műszaki problémára több szabványos megoldás tettek szabványossá.
15. Fogalmazza meg az OSI-modell filozófiáját!
Az OSI az Open System Interconnect - nyílt rendszerek összekapcsolása kifejezés angol eredetijéből alkotott betűszó. Nyílt rendszereknek az olyan rendszereket hívjuk, amelyek nyitottak a más rendszerekkel való kommunikációra. Az OSI modell hét rétegből áll, és a kialakításuknál a következő elveket vették figyelembe:
16. Milyen rétegekből épül fel az OSI modell?
A modell alsó három rétege a hálózattól függ, míg a felső négy réteg mindig alkalmazásfüggő, és mindig az alkalmazást futtató hosztokban történik a megvalósításuk (implementálásuk).
Fizikai réteg (physical layer)
Adatkapcsolati réteg (data link layer)
Hálózati réteg (network layer)
Szállítási réteg (transport layer)
Együttműködési réteg (session layer)
Megjelenítési réteg (presentation layer)
Alkalmazási réteg (application layer)
17. Mi a fizikai réteg feladata?
Valójában ezen a rétegen zajlik a tényleges fizikai kommunikáció. Biteket juttat a kommunikációs csatornára, olyan módon, hogy az adó oldali bitet a vevő is helyesen értelmezze ( a 0-át 0-nak, az 1-et, 1-nek). A fizikai közeg, és az információ tényleges megjelenési formája igen változó lehet: pl. elektromos vezeték esetén, a rajta lévő feszültség értéke, vagy a feszültség változásának iránya. Információhordozó és közeg más és más lehet még: fénykábel, rádióhullám, stb. Itt kell azt is meghatározni, hogy mennyi legyen egy bit átvitelének időtartama, egy vagy kétirányú kapcsolat. A kétirányú kapcsolat egyszerre történhet-e? Hogyan épüljön fel egy kapcsolat és hogyan szűnjön meg. Milyen legyen az alkalmazott csatlakozó fizikai, mechanikai kialakítása?
18. Mi az adatkapcsolati réteg szerepe?
Feladata az 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.
Az első pillanatban egyszerűnek és teljesnek tekinthető megoldást a gyakorlatban számos kialakuló esemény kezelésével is ki kell egészíteni. Hogyan jelezzük a keretek kezdetét és a végét? Mi történjék akkor ha egy keret elveszik? Mi történjék akkor ha a nyugtakeret vész el? Ilyenkor, ha az adó újra adja, kettőzött keretek jelennek meg a rendszerben. Mi legyen akkor, ha az adó adási sebessége jelentősen nagyobb, mint a vevőké?
Ha a csatorna kétirányú adatátvitelre használt, felmerülhet problémaként, hogy mennyire legyen szimmetrikus a két különböző irányban történő adatátvitel, és ezt milyen megoldással lehet biztosítani azt, hogy az egyik irányú átvitel ne kerüljön túlsúlyba.
19. Mit biztosít a hálózati réteg?
Lényegében a kommunikációs alhálózatok működését vezérli. Nagyobb hálózatok esetén a keretek vevőtől a célba juttatása elvileg több útvonalon is lehetséges, feladat a bizonyos szempontból optimális útvonalnak a kiválasztása. Ez a tevékenység az útvonalválasztás (routing), és több megoldása lehetséges:
Itt kell megoldani a túl sok csomag hálózatban való tartózkodása okozta torlódást, valamint különböző (heterogén) hálózatok összekapcsolását.
20. Milyen célokat valósít meg a szállítási réteg?
Feladata a hosztok közötti átvitel megvalósítása. A kapott adatokat szükség esetén kisebb darabokra vágja, átadja a hálózati rétegnek. Fontos része a címzések kezelése. Egy viszonyréteg által igényelt összeköttetési kérés általában egy hálózati összeköttetést hoz létre, ha azonban nagyobb hálózati sebesség szükséges akkor több hálózati kapcsolatot is igénybe vehet. Fordítva, ha kisebb átviteli sebesség is elegendő, akkor egy hálózati összeköttetést lehet felhasználni több viszonyréteg kapcsolat lebonyolítására. Ezt a szállítási rétegnek a felsőbb rétegek felé nem érzékelhető módon kell megvalósítania. További feladatai: Több üzenetfolyam egyetlen csatornára nyalábolása, illetve forrás-cél összeköttetések létrehozása a névadási mechanizmus felhasználásával.
21. Mire használják az együttműködési rétegeket?
Más néven: viszony réteg. A különböző gépek felhasználói viszonyt létesítenek egymással, például bejelentkezés egy távoli operációs rendszerbe, állománytovábbítás két gép között. Átvitt adatfolyamokba szinkronizációs ellenőrzési pontok beiktatása. Ez azt biztosítja, hogy hosszú átvitt adatfolyam átvitele alatt bekövetkező hiba esetén elegendő az utolsó ellenőrzési ponttól ismételni az elvesztett adatokat.
22. Milyen feladatokat lát el a megjelenítési réteg?
A feladata az adatok egységes kezelése. A legtöbb alkalmazói program nem egy csupán egy bitfolyamot, hanem neveket, dátumokat, szövegeket küld. Ezeket általában adatstruktúrákban ábrázolják. A kódolás sem minden esetben egységes, pl. a karakterek kódolására az ASCII mellett az EBCDIC kód is használt. Más lehet egy több bájtos kód esetén az egyes bájtok sorrendje. Ezért egységes, absztrakt adatstruktúrákat kell kialakítani, amelyek kezelését a megjelenítési réteg végzi. További, e réteg által kezelt vonatkozások: az adattömörítés, illetve az átvitt adatok titkosítása.
23. Ismertesse az alkalmazási réteg szerepét az OSI modellben!
Mivel ez kapcsolódik legszorosabban a felhasználóhoz, itt kell a hálózati felhasználói kapcsolatok megoldásait megvalósítani. Mivel számos termináltípust használnak a hálózati kapcsolatokban, amelyek természetesen kisebb-nagyobb mértékben egymástól eltérnek, ezért egy hálózati virtuális terminált definiálnak, és a programokat úgy írják meg, hogy ezt tudja kezelni. A különböző típusú terminálok kezelését ezek után egy olyan kis — a valódi és e hálózati absztrakt terminál közötti megfeleltetését végző — programrészlet végzi. Másik tipikus, e réteg által megvalósítandó feladat a fájlok átvitelekor az eltérő névkonvenciók kezelése, az elektronikus levelezés, és mindazon feladat, amit internet szolgáltatásként ismerünk.
Minden rétegben vannak aktív, működő elemek ún. funkcionális elem-ek (más, elterjedt néven: entititás-ok), amelyek a rétegtől várt funkciókat megvalósítják. Ez lehet egy program, vagy egy hardver elem (pl. egy be-kimeneti áramkör).
25. Határozza meg a rétegszolgálat fogalmát!
A rétegek közötti kommunikáció ún. szolgálatok segítségével valósul meg. A szolgálatok a rétegek ki/bemeneti pontján ún. SAP-ján (Sevice Access Point) keresztül érhetők el.
Általánosan fogalmazva az N+1 rétegbeli entitás (funkcionális elem) kapcsolati adatelemet (IDU-t) küld a SAP-on keresztül az N rétegben lévő entitásnak.
A kommunikációt biztosító szolgálatoknak alapvetően két különböző típusa lehetséges: az összeköttetés alapú és az összeköttetés mentes szolgálat.
26. Mi az a SAP? Hol helyezkedik el?
A szolgálatok a rétegek ki/bemeneti pontján ún. SAP-ján (Sevice Access Point) keresztül érhetők el. Ezek mindig két szomszédos réteg között találhatók. Lényegében a két réteg közötti kommunikáció ténylegesen ezeken a pontokon keresztül valósul meg. Például egy telefonrendszerben a SAP telefon fali csatlakozója, és a SAP címe az a telefonszám, amelyen keresztül a csatlakozóba dugott telefon hívható.
27. Milyen részekből áll egy kapcsolati adatelem?
Az IDU két részből, a vezérlőinformációból (ICI) és az adatelemből (SDU) áll. Az ICI csak az interfész megfelelő működéséhez szükséges, a tényleges információt az SDU hordozza. Elképzelhető, hogy az adatelemet a N.-edik rétegbeli entitás még szétdarabolja és független protokoll-adatelemként küldi tovább. A szállítási, viszony és alkalmazási protokoll adategységekre (PDU-kra) rendre TPDU, (T=Transport), SPDU (S=Session), és APDU (A=Application) néven hivatkoznak.
A lényegét a telefonrendszer segítségével érthetjük meg. Ha valakivel beszélni akarunk akkor felemeljük a kagylót, a tárcsázás segítségével a telefonközponton keresztül kapcsolatot létesítünk (azaz felépítjük az összeköttetést) információt cserélünk (azaz használjuk) majd a beszélgetés végeztével letesszük a kagylót (vagyis bontjuk a kapcsolatot). Tehát a folyamat a kapcsolat felépítése, használata, majd bontása, és az információ átvitel sorrendjét szigorúan az adó határozza meg. Ez azt jelenti, hogy amilyen sorrendben küldjük az információt, a vevő pontosan ebben a sorrendben kapja meg. Az összeköttetés kialakítása időt vesz igénybe, így sok esetben csak akkor célszerű alkalmazni ha nagyobb mennyiségű információt akarunk átvinni.
Az információ ilyenkor az adó és a vevő között a vevő címét is tartalmazó információrészek (csomagok) segítségével kerül átvitelre, a levélkézbesítő rendszer működéséhez hasonlító módon. Ilyenkor elképzelhető, hogy a részekre bontott információt a vevő nem az adó által küldött sorrendben kapja meg, felmerül a csomagok helyes sorrendben történő összerakásának a szükségessége is.
Melyik a jobb megoldás? — kérdezhetnénk. Mindkét megoldást annak megbízhatóságával minősíthetünk, ami azt jelenti, hogy az átvitel során nem vesztünk adatot. A megbízhatóság megvalósításának az a módja, hogy a vevő az információvétel tényét visszajelzi a küldőnek, azaz nyugtázza (nyugtát küld).
Ez természetesen nem minden esetben engedhető meg (például digitális hang- vagy képátvitel esetén), hiszen a nyugtázási megoldás késleltetést és külön adminisztrációt igényel.
A gyakorlatban a megbízhatatlan (azaz nem nyugtázott) összeköttetés mentes szolgálatot datagram szolgálatnak (datagram service) nevezik. A megbízható összeköttetés mentes szolgálat neve: nyugtázott datagram szolgálat (acknowledged datagram service).
Természetesen összeköttetés alapú szolgálatok esetén is megkülönböztethetünk megbízható és a nyugtázást nélkülöző megbízhatatlan szolgálatokat.
30. Mit jelent egy szolgálat megbízhatósága?
Azt jelenti, hogy az átvitel során nem vesztünk adatot. A megbízhatóság megvalósításának az a módja, hogy a vevő az információvétel tényét visszajelzi a küldőnek, azaz nyugtázza (nyugtát küld).
Ez természetesen nem minden esetben engedhető meg (például digitális hang- vagy képátvitel esetén), hiszen a nyugtázási megoldás késleltetést és külön adminisztrációt igényel.
A gyakorlatban a megbízhatatlan (azaz nem nyugtázott) összeköttetés mentes szolgálatot datagram szolgálatnak (datagram service) nevezik. A megbízható összeköttetés mentes szolgálat neve: nyugtázott datagram szolgálat (acknowledged datagram service).
Természetesen összeköttetés alapú szolgálatok esetén is megkülönböztethetünk megbízható és a nyugtázást nélkülöző megbízhatatlan szolgálatokat.
31. Mik azok a szolgálati primitívek? Milyen primitívosztályokat defináltak az OSI modellben?
Egy szolgálatot bizonyos alapműveletek (primitívek) segítségével írhatunk le. Ezekkel definiáljuk, hogy egy szolgálat milyen tevékenységet végez el, és milyen jelzést ad tovább egy másik primitívnek. Az OSI modellben a primitívek négy osztálya lehetséges:
|
Primitív |
Mit csinál |
|
Kérés |
Valamilyen tevékenység végrehajtásának kérése |
|
Bejelentés |
Információ adás eseményről |
|
Válasz |
Egy eseményre való válaszadás |
|
Megerősítés |
A kérést kérő informálása |
1.fejezet: A hálózatok célja, alkalmazása, alapfogalmak
2.fejezet: Fizikai átviteli jellemzők és módszerek
3.fejezet: Közeg-hozzáférési módszerek
4.fejezet: Adatkapcsolati protokollok
8.fejezet: A TCP/IP protokoll és az Internet