Informatika | Hálózatok » Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése

Tartalom Bevezetés. 1 1. Ethernet alapú hálózati technológia 3 1.1 Ethernet hálózat 3 1.11 Csomagkapcsolási módszer 4 1.12 Ethernet hálózat kábeltípusai 6 1.13 Az Ethernet átviteli közege 7 1.14 Manchester - kódolás 9 1.15 Az Ethernet elterjedése 10 1.2 Fast Ethernet hálózat 11 1.21 100BaseT technológia 11 1.22 100VG-AnyLAN technológia 14 1.3 Gigabit Ethernet hálózat 15 1.31 A Gigabit Ethernet szükségessége 16 1.32 A szabvány főbb kábeltípusai 17 1.33 A Media Access Control 20 1.34 A Gigabit Ethernet kihasználása 20 1.35 A Gigabit Ethernet felhasználása 21 2. Ethernet hálózat aktív eszközei 23 2.1 ISO OSI hivatkozási modell 24 2.2 A fizikai réteg 25 2.21 Repeater 27 2.22 Hub 28 2.3 Az adatkapcsolati réteg 28 2.31 Bridge 29 2.32 Switch 32 2.33 Virtuális LAN-ok 33 2.4 A hálózati réteg 36 2.41 Router 36 2.42 Gateway 39 2.5 A szállítási réteg 39 2.6 A viszony réteg 40 2.7 A megjelenítési réteg 40 2.8 Az

alkalmazási réteg 41 3. Hálózati eszközök menedzselése 42 3.1 CiscoWorks Windows 45 Zárszó . 51 Melléklet . 52 Irodalomjegyzék . 53 Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 1. oldal Bevezető „Az út rejtett és neve sincsen. Egyedül az út vezet és célba fut." / Lao-ce: Tao Te King / A számítógép hálózatok a 60-70-es években kezdtek kialakulni. A létrejöttének legfőbb céljai az erőforrások megosztása, az üzembiztonság fokozása, valamint a pénzmegtakarítás volt. Az erőforrás megosztás azt jelenti, hogy a hálózatba kapcsolt számítógépeken tárolt programok, adatok a hálózatból bárhonnan elérhetők, a háttértárolókhoz, nyomtatókhoz, egyéb berendezésekhez távolról is hozzáférhetünk. Az üzembiztonságot egy számítógép hálózat megléte azáltal növelheti, hogy valamely egység meghibásodásakor annak kieső funkcióit egy – a hálózatba kapcsolt másik –

számítógép veheti át. Számítógép hálózat alkalmazása azáltal lehet takarékos, hogy az egyenként viszonylag olcsó egységek összekapcsolásával létrehozott rendszer olcsóbb – sokszor lényegesen olcsóbb – lehet, mint egy hasonló teljesítményű (szuper) nagyszámítógép. Abban az időben a fő mozgatórugó az volt, hogy a drága berendezéseket (nyomtató és háttértár) közösen tudják használni. A számítógép hálózatok kezdetben jellegzetesen a Mainframe architektúra köré épültek. Számítóközpontokban elhelyezett nagyteljesítményű számítógépekre alacsony sebességű átviteli vonalakon „buta” terminálok csatlakoztak, melyek a központi számítógéppel kommunikáltak. Kezdetben ezek a hálózatok döntően katonai, illetve tudományos célokat szolgáltak, azonos típusú berendezések között teremtettek kapcsolatot. Egységes szabványok hiányában még két számítógép összekapcsolása is komplex

gyártóspecifikus megoldásokat igényelt. A személyi számítógépek (PC) megjelenése, elterjedése forradalmi változásokat hozott a számítógép hálózatokban. A PC eleinte csak kisseb számítási, illetve egyszerűbb feladatok elvégzésére szolgáló berendezés volt, melyeket később lokális hálózatokba (LAN) kötöttek, majd ezen hálózatok összekötéséből alakultak ki a nagyvárosi hálózatok (MAN), végül távoli hálózatok (WAN). 2. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése Az elmúlt években több különböző típusú hálózat fejlődött ki párhuzamosan, melyek nem sokat törődtek a különböző együttműködési, illetve integrációs szempontokkal. A hálózatokkal kapcsolatos elméleti kérdések megoldására, valamint az egymással kompatibilis technológiák kidolgozásának megkönnyítésére szükség volt egy egységes fogalomrendszer kialakítására. Ebbe az irányba tett

döntő lépést a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet – International Standards Organization, ISO – az 1970-es évek legvégén, amikor is közreadta az Open Systems Interconnection – OSI – névre keresztelt ajánlást, amely olyan egységes alapelveket fogalmazott meg, amelyek nélkül a hálózatok fejlődése mára elképzelhetetlen lenne. A referencia-modell létrejötte megalapozta a későbbi szabványosítási törekvéseket, az egységes terminológia kialakításával jelentősen felgyorsította a számítógépes hálózatok fejlesztését. A számítógépes technika és a hírközlés összefonódásával kialakult számítógép hálózati technika mára az ipar egyik legdinamikusabban fejlődő ágazatává vált. A hálózat a mindennapi élet szinte minden területére betört már, gyökeresen átformálva az információ feldolgozásról, tárolásról és szétosztásról – gyakran évszázadokkal – korábban kialakult elképzeléseket.

Szakdolgozatomban foglalkozok az Ethernet hálózati technológiával, ezen típusú hálózat aktív eszközeivel. Ennek során bemutatom azokat az elméleti ismereteket, gyakorlati megvalósításokat, melyek a téma megértéséhez feltétlenül szükségesek. A szakdolgozat elkészítése során igyekeztem a napjainkban legelterjedtebben használt eljárásokat, módszereket, eszközöket, s azok előnyeit, hátrányait ismertetni. A szakdolgozat másik része ezek technikai hátteréről, a megvalósítás módszereiről szól. Majd végül a hálózati eszközök menedzselését, és a CiscoWorks Windows program egy gyakorlati alkalmazását ismertetem. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 1. 3. oldal Ethernet alapú hálózati technológia 1.1 Ethernet hálózat Az Ethernet szabványt eredetileg a Xerox cég fejlesztette ki. Az Ethernet olyan sikeres volt, hogy a DEC, az Intel és a Xerox összefogva (DIX) létrehozta a

10 Mbit/s-os Ethernet szabványt. Ez a szabvány alkotja a 8023 szabvány alapját is. Az Ethernet technológiát az Institute of Electrical and Electronics Engineers – Villamosmérnökök Intézet (IEEE) 802 bizottsága adaptálta. Az IEEE szabvány 1985-ben "IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications" címen jelent meg. Ez a szabvány az Ethernet-szerű rendszerre vonatkozik, ami az eredeti DIX Ethernet technológiára alapozott. A publikált 802.3 szabvány abban (is) különbözik az Ethernet specifikációtól, hogy egy teljes 1-perzisztens CSMA/CD rendszercsaládot ír le, 1-től 10 Mbit/s-os sebességig, különböző közegeken működve. A kezdeti szabvány egy 10 Mbit/s-os, 50 Ω -os koaxiális kábelen futó alapsávú rendszer (digitális, nincs moduláció) paramétereire is javaslatot ad. Az IEEE semleges és így szélesebb támogatást élvez, mint az egyedi társasági

szabványok, vagy éppen több társaságot egyesítő, mint a DIX, szabvány. Sok IEEE szabvány megjelenik az ISO (International Standards Organization) szabványban is. Jelenleg leginkább az IEEE 8023 változatú szabványt támogatják a gyártók. A 802.1 – Szabvány bevezetést nyújt a szabványhalmazba és meghatározza az interfész-primitíveket A 802.2 – Szabvány az adatkapcsolati réteg felső részét definiálja, amely az ún. LLC (Logical Link Control - logikai kapcsolatvezérlés) protokollt használja A 802.3 – CSMA/CD (Ethernet) A 802.4 – Vezérjeles sín (Token Bus) A 802.5 – Vezérjeles gyűrű (Token Ring) 4. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése Mostanság leggyakrabban Ethernet hálózatot használnak helyi hálózat megvalósításaként. Ez a LAN természetesen kapcsolódhat más helyi hálózatokhoz, így alkotva nagyvárosi (MAN) vagy világhálózatot (WAN). 1.11 Csomagkapcsolási módszer

Ethernet rendszer a csomagkapcsolási (packet – switching) módszeren alapul (1. ábra), ezt a módszert kifejezetten az osztott számítási környezetben előforduló, lökésszerű, többfolyamatos adatcserére tervezték. A „feladó” számítógép által létrehozott adatcsomagokat egy fejléccel látják el, ez alapján a feladó és a címzett gép azonosítható, így nincs szükség a két végállomást összekötő külön kapcsolásra. Ily módon a számos különböző számítógépből származó csomagok akadály nélkül végighaladhatnak a hálózatnak ugyanazon a vonalán. 1. ábra: csomagkapcsolási módszer A hálózatot a csomagkapcsolóknak nevezett (Ethernet Switch) eszközökből állítják össze. Mindegyik csomagkapcsoló megvizsgálja a fejléceket, majd eldönti, hogy milyen úton küldje tovább a csomagot végső rendeltetési helye felé. Ezek a rendszerek különféle késleltetéssel tárolják és továbbítják a csomagokat, így nem

szakítják meg a forgalmat, hanem csak időlegesen lassítják. A szükséges sávszélességet az igényekhez mérten hol lefoglalja, hol felszabadítja. A csomagkapcsolóknak lehetőségük van a gyorsaság és a Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 5. oldal kódkonverzió optimalizálására. Valamilyen fokú hibajavítást is végezhetnek Előfordulhat, hogy a csomagok rossz sorrendben jutnak el a célhoz, ekkor a csomagok újrarendezésére kerül sor. Valamennyi Ethernettel felszerelt számítógép, amit állomásnak is hívunk, a hálózat többi számítógépétől függetlenül működik‚ nem létezik központi vezérlő. Minden csatlakoztatott állomás a közös átviteli közeg rendszeréhez kapcsolódik. A jelek az átviteli közegen keresztül csomagszórással jutnak el valamennyi csatlakoztatott állomáshoz. Egy Ethernet csomag elküldéséhez az állomás először belehallgat a csatornába. Ha a kábel foglalt,

akkor az állomás addig vár, amíg az üressé nem válik, különben azonnal adni kezd. A csatorna megosztásának ezt a módját vivőérzékeléses többszörös hozzáférésnek (Carrier-Sense Multiple Access) nevezik. Az Ethernet elrendezés egy átvitel közbeni ütközést vizsgáló tesztet is tartalmaz, így az átvitel kezdetén bekövetkező ütközés leállítja és rövid, véletlenszerűen megválasztott ideig várakoztatja az ütköző adók mindegyikét, majd az egész eljárást meg kell ismételnie. Az egyidejű adások káros hatása így a lehető legkisebbre szorítható. CSMA/CD ütközés érzékelése (melléklet 2. ábra) tp = maximális terjedési idő 2 tp idő múlva derül ki, hogy ütközött-e másik kerettel vagy nem. / tp idő múlva éri el a jel a legtávolabbi pontot. Ha akkor kezd el adni a legtávolabbi állomás, újabb tp idő múlva ér vissza a jel, és ütközik a még mindig tartó adással. A keretnek minden esetben legalább olyan

hosszúnak kell lennie, hogy adott bit sebességgel haladva legalább 2 tp ideig tartson az adása. / Kábel késleltetés: 5 µs / 1000 m Ütközés kezelése: 1. ütközés 0 vagy 1 rés-időnyi várakozás véletlenszerűen 2. ütközés 0, 1, 2 vagy 3 rés-időnyi várakozás véletlenszerűen 3. ütközés 0, 1, 27 rés-időnyi várakozás véletlenszerűen Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 10. ütközés 0 – 210 – 1 rés-időnyi várakozás véletlenszerűen 11. ütközés 0 – 210 – 1 rés-időnyi várakozás véletlenszerűen 0 – 210 – 1 rés-időnyi várakozás véletlenszerűen 16. ütközés 0 – 210 – 1 rés-időnyi várakozás véletlenszerűen 6. oldal 16. ütközés után az interfész kártya nem próbálkozik tovább, jelzi az átvitel sikertelenségét. Nagy kábelhosszakra és nagy sávszélességre rossz a hatékonysága adott keret-méretre számolva, ezért a 802.3 optikai MAN-okra

nem hatékony Az esetleges ütközések miatt nem adható felső korlát arra, hogy egy keret mikor érkezik meg, ezért valós idejű alkalmazásokban nem alkalmazható. Prioritás sem adható meg! A 802.3 nagyobb sebesség melletti működtetése nehéz, mivel a sebesség növelésével a teljesítmény csökken, ugyanis a keretátviteli idő csökken, de a versengési intervallum nem (az adatátviteli sebességtől függetlenül a rés szélessége 2 tp). Nagy terheléskor az ütközések jelentősen rontják az áteresztőképességet. 1.12 Ethernet hálózat kábeltípusai • Vastag koax – 10Base-5 • Vékony koax, thinnettap – 10Base-2 • UTP, FTP, STP – 10Base-T • Üveg – 10Base-F  A vastag Ethernet – a 10BASE-5 típus: A "10Base-5" azonosítót az IEEE definiálta, ahol a 10 arra utal, hogy a rendszer sebessége 10 Megabit másodpercenként. A "Base" azt jelenti, hogy ez egy alapsávú jelrendszer. Az "5" arra utal,

hogy a maximális szegmenshossz közel 500 méter (480 m). A vastag Ethernet kábel 50 7. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése Ohmos impedanciával rendelkezik. További elnevezések Thick Wire vagy Thiknet. Ezt a módszert tipikusan kültéri rendszerekhez, épületek összekötésére használták, és mivel átviszi a földpotenciált, komoly gondok forrása volt. Gyakorlatilag ezért szorította ki rövid idő alatt a száloptika Szintén gond volt a vámpírcsatlakozós megoldás, ami miatt PC-ket közvetlenül elég reménytelen volt rákötni.  A vékony Ethernet – a 10Base-2 típus: A vékony Ethernet rendszer sokkal hajlékonyabb kábelt használ, így lehetővé válik, hogy a koaxiális kábelhez közvetlenül hozzákössük a számítógép interfészéhez. Itt a szegmens hossza maximálisan 185 méter lehet. A szegmens mindkét végét 50 Ohm-os terminátor ellenállással le kell zárni.  A sodrott

érpárú Ethernet – a 10Base-T típus: A 10Base-T jelölésben a T a sodrott (twisted) szót jelöli. A 10Base-T rendszer két sodrott érpáron működik, amiben az egyik érpár adásra, a másik vételre szolgál. A megengedett legnagyobb szegmenshossz 100 méter.  A száloptikájú Ethernet – a 10BASE-F típus: A száloptikai átviteli közeg fényimpulzusokat használ a jelek továbbítására. Az üvegszál összekötő szegmens fő előnye, hogy nagy távolságot is képes áthidalni. 1.13 Az Ethernet átviteli közege Az Ethernet rendszer három alapvető alkotóeleme: I. A fizikai (átviteli) közeg, ami a számítógépek közötti Ethernet jelek átvitelére használatos. 8. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése II. A közeghozzáférés vezérlési szabályainak gyűjteménye, amit minden egyes Ethernet interfész magába foglal, lehetővé téve több számítógépnek a közös Ethernet

csatornához való hozzáférést. III. Az Ethernet csomag vagy keret, amely az adatoknak a rendszeren való átvitelére szabványosított mezők együtteséből áll. Ahhoz, hogy az Ethernet átviteli közegvezérlése jól működjön, valamennyi számítógépnek képesnek kell lenni egymás jeleire előírt időn belül válaszolni. Annak biztosítására, hogy minden számítógép érzékelje a hálózati jeleket az előírt időn belül, a maximális jelterjedési időt korlátozni kell a közös Ethernet csatornán. A hosszabb szegmens több időt igényel a keresztülhaladó jel átvitelére. Mindegyik átviteli közeg változat, a szabványban rögzített, maximális szegmenshosszúsággal rendelkezik. Az Ethernet konfigurálási útmutatói tartalmazzák azokat a szabályokat, amelyek ezen szegmensek összeépítésére vonatkoznak úgy, hogy a jelek korrektül legyenek időzítve a teljes hálózat-rendszerre. Ha nem tartjuk be az adott átviteli közeg hosszára és a

szegmensek konfigurálására vonatkozó szabályokat, akkor az Ethernet rendszerhez kapcsolt számítógépek nem érzékelik egymás jeleit és nem tudnak együttműködni. Az Ethernet korrekt működése az átviteli közegre vonatkozó szabályok betartásától függ. A Media Access Control, MAC részegység: A keret felépítése: Előtag 7 x ‘10101010’ Szinkronizáció Keret-kezdethatároló ‘10101011’ Cél állomás címe 6 byte 1-3 byte gyártó azonosítója, 4-6 sorszám Forrás állomás címe 6 byte 1-3 byte gyártó azonosítója, 4-6 sorszám Adathossz 2 byte Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 9. oldal Adat 0 – 1500 byte Töltelék 0 - 46 byte A min. kerethosszt biztosítja (64 byte) Ellenőrző összeg 4 byte CRC Az érvényes keret legalább 64 byte hosszú. Ezáltal meg lehet különböztetni a kóbor, csonka keretektől és azt biztosítja, hogy az állomás még adjon, amikor a keret

1. bit-je eléri a legtávolabbi állomást 1.14 Manchester – kódolás Néha egyszerű bináris jelkódolást is alkalmaznak a koaxiális kábeleken (azaz 1 V a logikai 1-re, és 0 V a logikai 0-ra), de ez a technika nem ad módot a vevőnek arra, hogy megállapítsa, hol kezdődnek és hol végződnek a bitek. Ehelyett inkább a Manchester-kódolási technikát (3. ábra), vagy az ezzel rokon különbségi Manchester-kódolási technikát részesítik előnyben. 3. ábra: három különböző jelkódolási technika A Manchester-kódolásban minden bitperiódus két egyenlő intervallumra osztott. A bináris 1 kódolásakor a bit első felében magas, második felében alacsony feszültségszint van. A bináris 0 ennek éppen a fordítottja Ez a séma biztosítja, hogy minden bitidőben legyen egy átmenet, ami a vevőnek az 10. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése adóhoz való könnyű szinkronizálódását teszi

lehetővé. A Manchester-kódolás hátránya az, hogy kétszer akkora sávszélességet igényel, mint az egyszerű bináris jelkódolás, hiszen az impulzusok csak fele olyan szélességűek. A különbségi Manchester-kódolás az alap Manchester-kódolás egy variánsa. Itt a logikai 1-et a bitidő elején hiányzó, míg a logikai 0-t az intervallumok elején jelenlévő átmenet jelenti. Középen mindkét esetben van átmenet. A különbségi kódolás bonyolultabb készülékeket kíván ugyan, viszont jobb zajtűrő tulajdonságokkal rendelkezik. Az összes 802.3 implementáció, beleértve az Ethernetet is, Manchesterkódolást használ, amelyet az ábrán láthattunk A bitek közepén levő átmenet segítségével a küldő szinkronba hozhatja a vevőt. Bármelyik időpontban a kábel a következő három állapot egyikében van: 0-ás bit átvitele (alacsonyból magasba való átmenet), 1-es bit átvitele (magasból alacsonyba való átmenet), vagy tétlen (0 V). A jel

magas szintjét +0,85 V, alacsony szintjét – 0,85 V jelenti. 1.15 Ethernet elterjedése Az Ethernet azért tudott gyorsan teret nyerni, mert a régi hálózatokat – a koaxiális hálózatokat – gyorsan és nagyon olcsón lehetett kiépíteni. Mára a koaxiális hálózatok jelentősége csökkent és többnyire csak UTP, FTP, STP és üvegszálas hálózatokat építenek. Az Ethernet 10 Mbit/s-os sebességű átvitelt tud biztosítani. Az átviteli sebesség függ a kábelezéstől és a hálózatban lévő aktív eszközöktől is. Az Ethernet sokoldalúsága, egyebek mellet az, hogy különböző hálózati protokollokat is megenged. Az Ethernet csomagok a különböző protokollok megkülönböztetésére vonatkozó adatot tartalmaznak, így egy Ethernet hálózaton ugyanazon a kábelen alkalmazható. legnépszerűbb a kisebb hálózatok számára. Ethernet messze a A gyártók túlnyomó többsége előállít 10 Mbit/s-os Ethernet csatlakozó eszközöket, így

bármilyen számítógép típus rákapcsolható az Ethernet hálózatra. A széleskörű elterjedtség egyúttal nagy piacot is jelent, ami együtt jár a versenyképes árakkal. Az Ethernet technológia specifikációja‚ és használati joga bárki számára hozzáférhető. 11. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 1.2 Fast Ethernet hálózat A technika fejlődése és az igények gyors növekedése eredményeként 1995-ben véglegesítették a Fast Ethernet néven ismert, 100Mbit/s sebességet biztosító újabb – IEEE 802.3u – szabványt A három legfontosabb szempont a következő volt: 1. Visszafelé kompatibilisnek kell lennie a létező LAN-ok ezreivel 2. Félelem, hogy az új protokoll előre nem látható problémákat fog okozni 3. A terv az, hogy előbb készítsék el, mint hogy a technológia megváltozik Technikailag a 802.3u nem új szabvány, hanem egy adalék a meglévő 8023 standardhoz (hogy

hangsúlyozzák a visszafelé kompatibilitást). A 100 Mbit/s elérésére kétféle megközelítést használtak:  Az Ethernet alapjait változatlanul hagyva 10-szeresére növelték a bitsebességet, annak minden korlátozó következményével (100BaseT).  Az Ethernet bővítésének legfőbb korlátját, a CSMA/CD algoritmust lecserélték egy ütközésmentes algoritmusra, de minden egyebet igyekeztek meghagyni az Ethernetből (100VG-AnyLAN). 1.21 100BaseT technológia A szabvány kidolgozásakor fontos követelmény volt, hogy a világon mindenütt jól ismert Ethernet technikából minél többet megőrizzenek, és csak a legszükségesebb szabványcsoport változtatásokat a bitsebesség hajtsák tízszeres végre. Az IEEE megnövelésével (a 802.3u bitidő lecsökkentései 100 nsec-ról 10 nsec-ra) és a fizikai kódolás megváltoztatásával létrehozta a Fast Ethernetet. A CSMA/CD meghagyásának következményeként lecsökkent az állomások

közötti maximális távolság. A hagyományos (koaxiális) hálózathoz képest a távolságcsökkenés kb. egytized, de a csavart Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 12. oldal érpárhoz képest lényegében nem változott. A kábelezés már feltétlenül pontpont kapcsolatokat használ, nem lehet „végighúzni az emeleten egy koaxiális kábelt és sorban rádugdosni a gépeket”. Minden Fast Ethernet rendszer Hubokat vagy Switcheket használ Technikailag már lehetséges volt, hogy a 10Base-5, vagy 10Base-2-t lemásolva még mindig ütközésellenőrzéses legyen a megadott időben, csak a maximális kábelhosszt kellett tízzel leosztani. Mégis, a 10Base-T kábelezési előnyök nyomása miatt teljesen ezen alapon fejlesztettek. Néhány változtatást meg kellett hozni, a legfontosabb: milyen kábeltípust támogassanak. Az egyik jelölt a 3-as osztályú sodrott érpár, a másik az 5-ös kategóriájú kábelezés volt.

Max. szegmens Előnyei 100Base-T4 Sodrott érpár 100 m A 3-as UTP kategóriát használja 100Base-TX Sodrott érpár 100 m Full duplex 100 Mbit/s-nél Név Kábel 100Base-F A Optikai szál 3-as kategória, 2000 m amelyet Full duplex 100 Mbit/s-nál, nagy 100Base-T4-nek távon hívnak, 25MHz-es szignálsebességet használ, csak 25 %-kal gyorsabbat, mint a standard 802.3as 20 MHZ (a Manchester-kódolásnak két órajelre van szüksége minden 10 Mbit/s-re), hogy elérje a kívánt sávszélességet, a 100Base-T4 4 darab sodrott érpárt használ. Mióta a standard telefonkábelezés évtizedek óta 4 darab sodrott érpárral dolgozik kábelenként, a legtöbb helyen ezt tudják kezelni. A négy sodrott érpárból egynek mindig a Hub-hoz kell mennie, egynek mindig a Hub-tól kell jönnie, a másik kettő kapcsolható az átviteli irányba. A megfelelő sávszélesség elérése érdekében nem Manchester-kódolást használnak, de a modern időzítőkkel és

ennyire rövid távolságokra nincs is rá többé szükség. Ráadásul, hármas szignálokat küldenek, így egyetlen órajelen, a vezetéken 0, 1 vagy 2 jelenik meg. A másodpercenként 25 millió órajel bármelyikén a 4 bit átvitele megadja a szükséges 100 Mbit/s-ot és még mindig ott áll a 33.3 Mbit/s- Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 13. oldal os visszamutató irányú, a maradék két sodrott érpárt használó csatorna. Ez a 8B6T-nek (8 bits map to 6 trits) nevezett séma. Az 5-ös kategóriás kábelezéshez a terv, a 100Base-TX egyszerűbb, mivel a kábelek képesek kezelni a max. 125 MHZ-es órajeleket, és azon túl is Csak két sodrott érpárt használnak állomásonként, egy a Hub-hoz, egy pedig onnan. Az egyenes bináris kódolás helyett egy 4B5B-s kódolást használnak 125 MHZ-nél. 5 bites órajelcsoportot használnak 4 bit átvitelére, hogy némi redundanciát biztosítsanak, ez elegendő ahhoz, hogy

könnyű órajel- szinkronizálást engedjenek meg, egyedi mintát adjanak a keretek határaihoz és kompatibilis legyen az FDDI-jal a fizikai rétegben. Következésképp a 100BaseTX teljes duplex rendszer, az állomások 100 Mbit-tel adhatnak, és ugyanennyivel kaphatnak. A 100Base-FX, a multimódosú optikai szál két szálát használja, mindkét irányba egyet-egyet, így ez is 100 Mbit-es full duplex mindkét irányba. A távolság az állomás és Hub között akár 2 km is lehet (full duplex üzemmódban). 10BaseT-ről 100BaseT-re való átállás az aktív hálózati eszközök cseréjével egyszerűen elvégezhető. A 100BaseT elektromos interfészét úgy alakították ki hogy 10 és 100 Mbit/s-on egyaránt tudjon működni, és az interfész felismeri, hogy 10 vagy 100 Mbit/s sebességet kell használnia. A hálózati interfészek ezen tulajdonsága sima átmenetet biztosít a nagyobb sebességre való átálláshoz. Erősen korlátozták a két tetszőleges állomás

közötti Repeater-ek számát, a maximális négyről egyre ill. kettőre (Azonos típusú kábelek közötti jelismétlőből kettő, különböző típusú kábelek közöttiből egy lehet két tetszőleges állomás között.) Ezeket nevezik Class1 és Class2 típusú Repeater-eknek. 1.22 100VG-AnyLAN technológia A HP és a vele szövetséges cégek a tízszeres sebességnövekedésnek más útját választották. Fontosnak tartották, hogy megmaradjon a klasszikus Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 14. oldal (koaxiális) Ethernet kb. 2,5 km-es maximális mérete, de ennek érdekében le kellett cserélni a véletlenre alapozott CSMA/CD algoritmust egy ún. determinisztikus, lekérdezéses DPAM algoritmusra. Átviteli közegként a HP is csavart érpárt és üvegszálat képzelt el. A DPAM algoritmus lényege: az aktív Hub a rákapcsolódó állomásokat folyamatosan körbekérdezi, hogy akarnak-e adni. Ha igen, engedélyezik

az adását és továbbítják a keretét, normál üzemmódban a cél állomásnak, monitor üzemmódban valamennyi állomásnak. A Hub-okból háromszintű hierarchiát lehet kiépíteni, az állomások ajánlott maximális száma 250. A 10 Mbit/s-os sebességre kialakított csavart érpáros kábelek változatlanul felhasználhatók. A hálózat egyik különlegessége a prioritásos üzenetkezelés, ami az Ethernetből hiányzik, a másik pedig a kétféle keretformátum: Ethernet és Token Ring kereteket egyaránt tud továbbítani, de egy hálózatban egyszerre csak az egyiket. Az Ethernet véletlenszerű viselkedésével szemben a 100VG-AnyLAN determinisztikus, vagyis egy adott hálózatban pontosan kiszámítható, hogy egy állomás egy keret elküldésére legfeljebb mennyi időt kényszerül várni. Ugyanez az Ethernetben csak valószínűségi alapon adható meg (pl. egy állomás adott összes hálózati terhelés mellett 80% valószínűséggel 20 ms-on belül elküldheti

a keretét). A prioritásos üzenetkezeléssel garantálható sávszélességeket rendelhetünk az egyes állomásokhoz vagy az állomásokon futó alkalmazásokhoz. Ez a tulajdonság különösen a multimédia alkalmazások esetén értékes. A fentiek alapján úgy tűnhet, hogy a 100VG-AnyLAN felülmúlja az Ethernet 100BaseT-t. Ez talán igaz is, de világosan látni kell, hogy kevés köze van az Ethernethez, hiszen az Ethernet lényegét adó CSMA/CD-t cserélték ki egy másik algoritmusra. Éppen ezért az IEEE a 100VG-AnyLAN-t nem a 8023 csoportba sorolta, hanem a teljesen új 802.12-be Az Ethernetből csak a keretformátum maradt meg, minden mást megváltoztattak. Az Ethernet technológiával kapcsolatban felhalmozott rengeteg tudást, tapasztalatot, mérési módszereket, itt nem, vagy csak korlátozottan lehet felhasználni. 15. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 1.3 Gigabit Ethernet hálózat 1996. június

20-án megszületik az IEEE 8023z szabvány, amely – válaszul az egyre növekvő adatátviteli igényekre – 1000Mbit/s sebességre emeli az Ethernet maximális teljesítményét. 1996 július 8-án megszületik a 802.3z munkacsoport, amely 1997 januárjára kidolgozta a Gigabit Ethernet szabvány első tervezetét. Ezt egy hónapon belül követte a második, javított változat. Ezzel párhuzamosan az IEEE munkájának támogatására létrejött a legjelentősebb gyártók szövetsége – Gigabit Ethernet Alliance, GEA – is. A több mint 60 tag együttesen jelenleg a világ LAN termékeinek csaknem 70%-át állítja elő. Szakértőkkel és teszt berendezésekkel segítik az IEEE munkáját, de legfőbb céljuk, hogy biztosítsák a fejlesztés alatt álló új termékek együttműködését úgy egymással, mint a korábban bevezetett eszközökkel. 1997. első félévében meg is jelentek az ajánlásoknak megfelelő első berendezések. Az új szabvány

kidolgozása során a legfontosabb irányelvek a következők voltak: • Biztosítsa a full duplex és half duplex üzemmódot 1000Mbit/s sebességen, • Változtatás nélkül alkalmazza a 802.3/Ethernet csomagformátumot, • A jól ismert CSMA/CD közeghozzáférési algoritmust alkalmazva tegye lehetővé kollíziós domain-enként egy Repeater használatát, • Biztosítsa a teljes kompatibilitást a korábbi 10Base-T és 100Base-T technológiákkal. Az új technológiák bevezetésénél fontos a fokozatosság elve, vagyis legyen lehetőség közbenső lépések, lépcsőfokok beiktatására. Ezen követelményt teljesíti a Fast Etherchannel technológia, amely lehetővé teszi több Fast Ethernet kapcsolat "összefogását", csoportba szervezését (ez jelenleg még nem szabvány, csak egy megoldás a Cisco-tól). Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 16. oldal Az összefogott, maximálisan 4 db 100 Mbps full

duplex vonal összkapacitása 800 Mbps, így jó előkészítése lehet a Gigabit Ethernet technológiának. Ha tehát azonnal szükségünk van nagyobb sávszélességre bizonyos irányokban, akkor könnyedén megduplázhatjuk vagy megnégyszerezhetjük meglevő kapacitásunkat a gigabites eszközök szabványosításáig, megvásárlásáig. A Gigabit Ethernet egyenes folytatása a korábbi 10 és 100Mbit/s sebességű 802.3 szabványoknak Miközben 1000Mbit/s nyers adatátviteli sebességet nyújt, teljes kompatibilitást biztosít a korábbi eszközökkel. 1.31 A Gigabit Ethernet szükségessége A személyi számítógépek teljesítménye rohamosan fejlődik. Ezzel párhuzamosan újabb alkalmazások jelennek meg, amelyek mind nagyobb adatátviteli igényt képviselnek. Az alábbi táblázat néhány tipikusnak mondható felhasználás jellemzőit és az adatátviteli hálózatra gyakorolt hatását foglalja össze: Felhasználás Adattípus / Méret Hálózati igény

Modellezés, mérnöki számítások Adatállományok 100MB1GB Nagy sávszélesség a kliens és szerver gépeknél, valamint a gerinchálózaton Kiadványszerkesztés Adatállományok 100MB1GB Nagy sávszélesség a kliens és szerver gépeknél, valamint a gerinchálózaton Internet / Intranet Adatállományok Audió állományok, Videó állományok 1MB100MB Nagy sávszélesség a szerver gépeknél és a gerinchálózaton, kis késleltetés Adatraktárak Adatállományok 1GBnéhány TB Nagy sávszélesség a szerver gépeknél és a gerinchálózaton, kis késleltetés Hálózati mentés Adatállományok 1GBnéhány TB Nagy sávszélesség a szerver gépeknél és a gerinchálózaton, kis késleltetés 17. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése Videó konferencia 1,53,5Mbit/s folyamatos adatátviteli igény a kliens gépeknél Nagy sávszélesség a szerver gépeknél és a gerinchálózaton, állandó

sávszélesség igény, (kis) késleltetés 1.32 A szabvány főbb kábeltípusai A szabvány főbb változatai mono- és multimódusú üvegszálra, valamint rézkábelezésre: Szabvány Átviteli közeg Üvegszál paraméterek Maximális távolság Hosszú üvegszálas kapcsolatok: 1000Base-LX Monomódusú üvegszál 62.5/125 mikronos 1000Base-LX multimódusú üvegszál 1300 nm 1300 nm 500 Mhz * Km 3000 m 550 m Rövid üvegszálas kapcsolatok: 62.5/125 mikronos 1000Base-SX multimódusú üvegszál 800 nm 250 Mhz * Km 275 m Hosszú rézkábeles kapcsolat: 1000Base-T PS Category 5 UTP 100 m Rövid rézkábeles kapcsolat: 1000Base-CX STP 25 m 18. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése A Gigabit Ethernet lehetővé teszi több különféle adatátviteli közeg alkalmazását. Multimódusú üvegszál használatával maximálisan 550m-es átviteli utat nyerünk, míg monomódusú üvegszállal az áthidalható

távolság 3km-re növekedhet. A 8023z szabvány-tervezet harmadik átviteli közege az olcsó, könnyen telepíthető úgynevezett Twinax kábel, amely 150 Ω-os, szimmetrikus árnyékolt rézkábel. Maximális hossza 25m lehet Ez a kábel gazdaságosan használható szerverek és kapcsolók géptermen belüli összekötésére. A Gigabit Ethernet különlegesen szigorú paramétereket, minőséget követel meg mind az üvegszálas, mind a rézkábeles rendszerektől. Az üvegszálas kábelezés esetében a maximális távolság eléréséhez a csatlakozók minőségére, a csillapítás maximális értékére /maximum 2.5 dB a teljes hosszra, szemben a hagyományos Ethernet maximum 11.5 dB megengedett értékével/ és a kábel sávszélességére kell figyelni. Természetesen komoly igény mutatkozik arra, hogy a 100Base-T rendszerben megszokott 100m-es UTP kábel a gigabites tartományban is felhasználható legyen. A vizsgálatok szerint 5-ös kategóriájú – 4

érpáras – UTP kábelen a feladat megoldható, de csak az előbbiektől különböző kódoló/dekódoló eljárás alkalmazásával. Ez utóbbi kidolgozása hosszabb időt igényel, ezért a végleges megoldás még csak most készül. Az USA EIA/TIA-568-A strukturált kábelezési szabványát és annak kiegészítéseit átvette és folyamatosan átveszi az ISO/IEC 11801 nemzetközi, valamint az EN50173 európai szabvány, így az USA, a nemzetközi és az európai szabványok azonos módon fogják definiálni a sodrott érpáras kábelezések követelményeit a nagy sebességi tartományokban. A rézkábeles megoldás alap médiuma az UTP kábelezés – a 10 és 100 Mbps Ethernet hálózatok mellett – a Gigabit Ethernet hálózat szabványának kialakításakor. Az UTP kábelezésre specifikálja a Gigabit Ethernet szabványt a szervezet, és UTP kábelezésre gyártják aktív eszközeiket a gyártók. Vagyis megbízható, szabvány szerinti működést 100 m hosszon

csak szabvány szerinti UTP kábelezéssel érhetünk el. Az árnyékolt rendszerek sincsenek persze elfeledve, a szabványosítási bizottság definiált egy változatot a rövid (25 m) kapcsolatok megvalósíthatóságára, ennek használhatósága azonban korlátozott. A Category 5 kábelezés megvalósításakor a gigabites technológiára való 19. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése tekintettel az alapkövetelményeken túli igényeknek is meg kell felelnie a rendszernek. A különleges követelményeket speciális mérésekkel lehet ellenőrizni, amelyeknek az átlagos minőségű Category 5 kábelezés nem mindig felel meg. A Gigabit Ethernet hálózat ugyanis mind a 4 érpárt használja, mégpedig egyszerre mindkét irányban (full duplex), speciális kódolással, így minden érpár között fontos a különböző áthallási paraméterek (PowerSum NEXT, FEXT, ELFEXT) és a csillapítás "kordában

tartása". A Category 5 szabvány ezen értékeket – még – nem specifikálja, így az átlagos minőségű Category 5 rendszerek nem támogatják a Gigabit Ethernet-et. Sok gyártó "elfelejti", hogy természetesen a teljes kapcsolatot (Channel) kell vizsgálni, tehát a vízszintes kábel mellett a csatlakozó aljzatot, lengőkábeleket is. Az 1000Base-T rendszer definícióját a 802.3ab véglegesíti A Gigabit Ethernet szabvány gyors bevezetésének titka a más területeken már bevált megoldások intenzív alkalmazásában rejlik. Ennek jegyében a 8023z szabvány a "Fibre Channel" néven ismert technika megbízható kódoló/dekódoló rendszerét – 8B / 10B – alkalmazza, csupán az ott megszokott 1,063 Gbit/s sebességet 1,25 Gbit/s-re növelték, így biztosítva az 1 Gbit/s adatátviteli teljesítményt. Annak érdekében, hogy a majdan piacra kerülő Gigabit Ethernet termékekben a különféle adatátviteli közegek cserélhetők

legyenek, a szabvány kidolgozói egy átviteli közegtől független felületet (Gigabit Media Independent Interface, GMII) is definiáltak. A GMII – opcionális – felhasználásával olyan fiakártyás (piggy-back) csatolók építhetők, amelyek cserélhető média modulok felhasználásával bármely szabványos adatátviteli közeghez illeszthetők. 1.33 A Media Access Control A Media Access Control, MAC részegység a Gigabit Ethernetben teljesen azonos a korábbi Ethernet rendszerekben alkalmazottal. Csupán olyan minimális változtatásokat eszközöltek – 64 Byte helyett 512 Byte-nyi "slot time" –, amely nem befolyásolja a meglévő rendszereket. Ez a módosítás azonban kissé lerontja a rövid csomagok átvitelekor elérhető teljesítményt. Ennek kompenzálására bevezették a "packet bursting" fogalmát, amelynek 20. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése felhasználásával

a csatolók még kis méretű csomagok esetén is kihasználhatják a rendelkezésre álló sávszélességet. A Gigabit Ethernet MAC specifikáció kielégíti a 802.3x szabvány támasztotta követelményeket, vagyis lehetővé teszi a full duplex adatátvitelt is. 1.34 A Gigabit Ethernet kihasználása Habár a legnagyobb gyártók már ma is rendelkeznek olyan egyetlen lapkán megvalósított áramkörrel, amely lehetővé teszik a gigabites csatolók (Network Interface Card, NIC) létrehozását. Bizonyos, hogy kezdetben nem személyi számítógépek hálózatba kötésére fogják a Gigabit Ethernet eszközöket alkalmazni. Ennek egyszerű oka, hogy napjaink PC-i ehhez nem elég gyorsak. Ezt az alábbi táblázat számszerűen bizonyítja: Busz típusa Elméleti sávszélesség Gyakorlati sávszélesség Javasolt csatoló (NIC) típusú ISA EISA MCA PCI 66 Mbit/s 264 Mbit/s 320 Mbit/s 1056 Mbit/s 10-20 Mbit/s 64 Mbit/s 80 Mbit/s 264 Mbit/s Kapcsolt Kacsolt

Kapcsolt 10Base-T / 10Base-T / 10Base-T / 100Base-T 100Base-T 100Base-T Kapcsolt 10Base-T Forrás: PCI System Architecture A gyakorlati sávszélesség nem éri el az elméleti maximumot, mivel a buszon párhuzamosan további csatolók – VGA, IDE, SCSI – is működnek. 21. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 1.35 A Gigabit Ethernet felhasználása A Gigabit Ethernet eszközök munkába állítása a következő helyeken várhatók: • LAN gerinchálózatok összekapcsolásánál • LAN kapcsolók és szerverek összekötésénél • LAN kapcsolók összekapcsolásánál • FDDI eszközök kiváltásánál  LAN gerinchálózatok összekapcsolása: A manapság használatos Fast Ethernet kapcsolók már akár 264 10/100 Mbit/s sebességű portot is tartalmazhatnak (pl.: Cisco Catalyst 5500-as Switch), amelyekhez általában 10/100 Ethernet kapcsolók és / vagy Fast Ethernet csatolókkal rendelkező

szerverek csatlakoznak. Két ilyen kapcsolót napjainkban valamelyik portjuk felhasználásával köthetünk össze. Ez a csatolás értelemszerűen 100Mbit/s maximális sebességet biztosít (full duplex modban 200Mbit/s), miközben a kapcsolókban az átviteli igény a több port miatt ennél lényegesen nagyobb is lehet. Gigabit porttal bővített Ethernet kapcsoló esetén a torlódást okozó szakasz egyszerűen – nem utolsó sorban gazdaságosan – felgyorsítható.  Szerver-kapcsoló közti alkalmazás: A 1000Mbit/s sebességű vonalak másik logikus felhasználási lehetősége, ha a nagyteljesítményű szerver gépet – amely azonban a fentiek szerint nem PC alapú – gigabites csatolóval szereljük fel, majd e csatolót az előző pontban említett Gigabit Ethernet kapcsoló 1000Mbit/s sebességű portjához illesztjük. Ekkor a kapcsolóban, a szerver felé irányuló, többször 100 Mbit/s forgalomtorlódás nélkül haladhat át szerver-kapcsoló

szakaszon. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése  22. oldal FDDI gyűrűk felváltása: További természetes felhasználása a gigabites technológiának a meglévő FDDI gerinchálózat kiváltása. A már meglévő kábelek tovább használhatók, azokat nem kell lecserélni. Csupán a korábbi Ethernet-FDDI útválasztókba kell Gigabit csatolókat építeni, és egy – a korábbi gyűrűt kiváltó – Gigabit Ethernet kapcsolót installálni ahhoz, hogy a gerinchálózat teljesítményét megtízszerezzük. A felhasználók számára a Gigabit Ethernet legfőbb előnye, hogy megőrizve a jól ismert elveket, lehetővé teszi a zökkenőmentes átállást a gigabites sebességtartományba. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 2. 23. oldal Ethernet hálózat aktív eszközei Két-három számítógép közeli összekötése igazán nem jelent problémát, de sok gép

(pl.: ezres nagyságrendben), vagy nagy távolság esetén, már figyelembe kell venni néhány új szempontot. Pl:  Az átviteli közeg nem ideális tulajdonságaiból adódó jeltorzulás (ez általában a maximális vezetékhossz korlátozását eredményezi).  A rendszer meghatározott részeiből nem akarunk bizonyos információkat kiengedni, vagy oda beengedni (megfelelő intelligenciával ellátott közbenső egységek).  Nagy hálózat kialakításakor különböző sebességű hálózatok, protokollok illesztése, összekötése.  Nagy hálózatokban az optimális adatátviteli út kijelölése. Ezen feladatok ellátásához állnak rendelkezésre az aktív hálózati eszközök. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 24. oldal 2.1 ISO OSI hivatkozási modell 4. ábra: ISO Reference Model for Open System Interconnection (OSI) RM ISO Reference Model for Open System Interconnection (OSI) RM (4. ábra) egy

keret rendszer a szabványok fejlesztéséhez, amely lehetővé teszi a már létező és az új szabványok fejlesztésének egységes keretbe foglalását. A végső cél, hogy egy alkalmazás, amely eleget tesz bizonyos szabványoknak egy számítógépen, szabadon kommunikálhasson egy másikkal, gyártótól függetlenül. A bonyolult kommunikációs alrendszer ún rétegekre (Layer) van felosztva, amelyek jól definiált feladatot hajtanak végre. Az egyes rétegek meghatározott protokoll szerint működnek és adat- és vezérlő információt cserélnek a neki megfelelő peer réteggel. Az egyes rétegek közötti interface jól definiált, így az egyes rétegek megvalósítása független a többi rétegtől. Az egyes rétegek egy protokollként vannak specifikálva, amelyek egy csomó szabályt, konvenciót tartalmaznak, hogy a megfelelő peer réteggel kommunikálhassanak. Minden réteg egy szolgáltatás halmazt biztosít, a fölötte lévő rétegnek, és

felhasználja az alatta lévő réteg szolgáltatásait. A legtöbb kommunikációs környezetben, a kommunikációs funkciók el vannak választva az alkalmazások futtatásától, mert: Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése  Függetleníti a rendszert a hálózati technológiától  A rendszer szimmetriájának megtartása  Egy területen végrehajtott változtatás ne befolyásolja a többit 25. oldal A hálózati rétegek az ISO OSI alapján: 7. Alkalmazási réteg (Application layer) 6. Megjelenítési réteg (Presentation layer) 5. Viszony réteg (Session layer) 4. Szállítási réteg (Transport layer) 3. Hálózati réteg (Network layer) 2. Adatkapcsolati réteg (Data Link layer) 1. Fizikai réteg (Physical layer) 2.2 A fizikai réteg A fizikai réteg a bit kommunikációért felelős. Biztosítania kell, hogy az adó oldalon kibocsátott 1-et a vevő is 1-ként és ne 0-ként vegye. A tipikus kérdések pl.: •

Hány voltnyi feszültségkülönbség ábrázolja a logikai 1-et és hány a 0-t • Hány mikroszekundum hosszú legyen egy bit • Egyirányú vagy kétirányú adatátvitel egyidejűleg • Hogyan épüljön fel a kezdeti kapcsolat, ill. hogyan bomoljon fel, amikor már nincs rá szükség • Hány tüskéje legyen egy hálózati csatlakozónak • Az egyes tüskék, milyen funkciókkal rendelkezzenek A kérdések itt nagymértékben a mechanikai, elektromos interfészekkel és magával a fizikai közeggel kapcsolatosak, amely a fizikai réteg alatt helyezkedik el. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 26. oldal Tartalmazza:  Az átviteli közeg tulajdonságait, mely lehet: • Korlátolt, pl.: kábelezés: koaxiális, csavart érpár (twisted – pair), optikai szál (optical – fibre) •  Korlátlan, pl.: satellit, rádió, mikrohullám A hálózat topológiáját (5. ábra): Csillag, busz, gyűrű, fa,

szabálytalan, metsző gyűrű, teljes. 5. ábra: hálózati topológiák A helyi hálózatok tervezettségüknek köszönhetően, rendszerint szimmetrikus topológiájúak, a nagytávolságú hálózatok tipikusan szabálytalan topológiával rendelkeznek.  A közeghozzáférés módját: Pl.: Polling, egy felügyelő gép adja meg az adás jogát  Az adatátviteli protokollt (a protokoll két elem közti párbeszéd rögzített szabványgyűjteménye). Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 27. oldal 2.21 Repeater 6. ábra: Repeater A Repeater (6. ábra) egy fizikai rétegbeli eszköz, mely összeköttetést biztosít két ugyanolyan típusú hálózati szegmens között, meghosszabbítva a hálózat hosszát. A maximált kábelhosszúság miatt a hálózatokat szükség esetén több darabra kell felszabni. Tehát gyakorlatilag egy speciális erősítő A Repeater egy jelismétlő, mely az egyik szegmensen észlelet

jeleket a másik szegmensen is változatlan formában újraadja. Az egyszerű bittovábbítás jelkondicionálást és jelismétlést is jelent egyben. Emellett a Repeater elvégzi hibás hálózatrészek leválasztását is. A legalsóbb (fizikai) szinten működik, de léteznek menedzselhető Repeater-ek is. 7. ábra: Repeater 28. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése A 7. ábrán Láthatóan az ”A” szegmens minden csomagja átmásolódik a ”B” szegmensre szűrés nem lehetséges. Ebből az eszközből maximálisan 4 db lehet egy Ethernet hálózatban, ha nincs közben aktív csatlakozó, ellenkező esetben maximálisan csak 2 lehet . 2.22 Hub 8. ábra: Hub A Hub (8. ábra) szintén egy fizikai rétegbeli eszköz, mely tulajdonképpen egy több porttal rendelkező Repeater. A Hub-ok az UTP kábelezés pont-pont kapcsolatait alkalmassá teszik az Ethernet üzenetszórásos működésére, amikor mindegyik

állomás hall mindenkit. A Hubok használatának az az előnye, hogy ha valahol szétszakad a hálózat, akkor a Hub kiiktatja a leszakadt részt, és nem áll meg az egész hálózat, mint a koaxiális rendszerben. Tehát a Hub-oknak van létjogosultsága strukturált kábelezés nélkül is. A hálózat topológiája ezáltal csillag lesz, bár logikai topológiája például Ethernet esetében bus topológia marad. 2.3 Az adatkapcsolati réteg Az adatkapcsolati réteg alapvető feladata az, hogy egy tetszőleges kezdetleges adatátviteli eszközt olyan adatátviteli vonallá transzformáljon, mely a hálózati réteg számára átviteli hibáktól mentesnek tűnik. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 29. oldal Ezt úgy éri el, hogy a küldő fél a beérkező adatokat adatkeretekké tördeli (amely tipikusan csak néhány száz bájt hosszúságú), majd a keretekhez egy fejlécet fűz és sorrendhelyesen továbbítja. Valamennyi

keret sérülése esetén elvégzi a keret újraadását. A fejléc többek között biztosítja a keretek fizikai szintű címzését, valamint az átviteli hibák kezelését (legalább a hibák detektálását). Forgalomszabályozási mechanizmust biztosít (Flow Control) /gyors adó – lassú vevő probléma megoldása/. 2.31 Bridge 9. ábra: Bridge A Bridge (9. ábra) adatkapcsolati rétegben működő intelligens hálózati eszköz, mely főleg lokális hálózatok összeköttetésére szolgál. Az összeköttetés mellett adatszűrést is végezhet. Intelligens, programozható egység, a változtatásokat dinamikusan oldja meg. A Bridge feladatai:  Adatszűrés: megnézi – egy adott csomagról – hogy mit tartalmaz, és ennek megfelelően engedi tovább vagy sem. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 30. oldal 10. ábra: adatforgalom szűrés A két hálózati szegmens közötti adatforgalmat a Bridge szűrni tudja

(10. ábra), az E2 szegmensről az A, D csomagok nem kerülnek át az E1 szegmensre.  Különböző médiák összeköttetése (a protokollnak meg kell egyeznie). Pl: Ethernet – üvegszál, Ethernet – soros vonal. A Bridge-ek megvalósítását speciális nagysebességű eszközök látják el. A Bridge-ek száma maximálisan 7 lehet két végpont között. 11. ábra: Bridge hurok Bridge-ekből nem szabad hurkot építeni (11. ábra), de biztonsági okokból építhetők, melyekben a 802.1 protokoll (busz struktúra) alkalmazásával egy hidat kiiktatva felszakítják a hurkot, és egy híd meghibásodása esetén Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 31. oldal visszakapcsolják . A hurokprobléma akkor jelentkezne, ami Repeater-eknél egyébként a működésmódból következik, hogy ha valamilyen csomagot egyik Bridge sem szűr ki. Ezt küszöbölik ki a „Spanning tree algoritmussal” A hidak a Bridge protokoll

segítségével olyan táblákat építenek, hogy bármely két állomás között csak egyetlen útvonal legyen. A 8021 szabvány felismerteti ezeket a hurkokat: a Bridge-ek egymás között letárgyalják, hogy létezik-e hurok. Ha igen, akkor valamelyik Bridge lekapcsolódik Kezdetben a Bridge-ek címtáblája üres. Bejövő csomag esetén a Bridge minden kimenetén kimegy a csomag (elárasztás). A Bridge-ek a bejövő keretek címéből tanulják meg, hogy melyik állomás, a Bridge melyik portján lévő LANon helyezkedik el. A táblázatában feljegyzi a gép címét (MAC számát, pl Ethernet címét) és a bejegyzés időpontját. Új keret érkezésekor ezt az időpontot frissíti. Néhány percnél régebbi bejegyzések törlődnek, hogy az esetleges topológia változásokat követni lehessen (dinamikus topológia követés). A forrás által forgalomirányított Bridge-ek (Source Routing Bridges) más elven működnek: a csomagok tartalmazzák a követendő útvonalat is.

A Bridge használata főleg olyan környezetben előnyös, ahol a forgalom jelentősebb része a szegmensen lokális, azaz egy szegmensen forgalmazó végpontok jellegzetesen „társaikkal” kommunikálnak. A Bridge-ek hátrányi:  Tárol – továbbít elven működik (Store and Forward), a kereteket puffereli, ami késleltetést okoz.  Adattovábbítás vezérlés (Flow Control) nem lehetséges a MAC rétegben.  Nagy forgalom esetén túlterhelődik Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 32. oldal 2.32 Switch 12. ábra: Switch A lokális hálózati technológiák fejlődésének eredményeként megjelentek a kapcsolt Ethernet technológiát alkalmazó berendezések. Ezek lényege, hogy rendkívül gyors összeköttetést teremtenek lokális Ethernet portok között és eközben intelligens forgalom-szétválasztást, azaz szűrési funkciót is ellátnak. Egy LAN Switch (12. ábra) logikai funkciójában megegyezik a

Bridge-k funkciójával, azaz elkülönült hálózati szegmenseket kapcsol össze és a lokális forgalmat nem engedi ki. Alapvetően kétféle elven működhet egy LAN Switch:  Store & Forward működés olyan puffereléses technológia, amely esetén minden egyes keret teljes hosszában a pufferbe kerül. Itt lehetőség van hibajavításra és szűrőtáblák beállítására. Mivel a keret a pufferbe kerül, bonyolult csomag- processzálásra, mint amilyenek a routing szerű funkciók, a protokoll konverziók vagy az különböző átviteli sebességű (pl. 10 Mbps <> 100 Mbps) vonalak illesztése van lehetőség. Majd a célállomás címéből meghatározzák, hogy melyik porton kell továbbítani és arra leadják.  Cut-through állapotban a Switch rögvest a célállomás címének beérkezése után elkezdi a keret továbbítását. Így csökkent a késleltetés, hiszen ez a mező a keret elején található. Ha a kimeneti port foglalt, akkor

természetesen a keretet pufferelik és a port felszabadulása esetén adják le. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 33. oldal Cut-through működés esetén a Switch egy keret forgalmazásának megkezdése előtt nem képes ellenőrizni, hogy a keret ép-e. Tehát, ha egy szegmensen ütközés történik, ami a Switch számára csak a célállomás címének beérkezése után hallható (és esetleg csak a keret végén levő CRC ellenőrzésekor derül ki), akkor a Switch hibás keretet ad a kimeneti portra, fölöslegesen foglalva ezzel az ottani osztott közeget. Éppen ezért a Switch adaptív működési módjában a hibás keretek számától függően hol Store & Forward, hol Cut through üzemmódban működik. Ha a hibák száma egy szint fölé emelkedik, az előbbire, aztán ha tartósan egy szint alá csökken, az utóbbira vált. A Switch-eknek a 10 illetve 100 Mbps sebességű LAN portokon kívül gyakran van egy,

vagy több nagysebességű portja is (FDDI, ATM, Gigabit Ethernet vagy valamilyen gyártó specifikus nagysebességű link), melyen keresztül a Switch-eket célszerű összekapcsolni. Így a Switch-ek közötti forgalom nem egy „lassú" vonalon, hanem egy számottevően gyorsabb összeköttetésen haladhat. 2.33 Virtuális LAN-ok A Switch-ek egy másik fontos tulajdonsága a Virtuális LAN-ok kialakításának lehetősége (13. ábra), mely a Switch-ek használatával együtt kezdett elterjedni. A virtuális LAN-ok kialakulásának legfontosabb mozgatóereje a lokális hálózatok méretének robbanásszerű növekedése, valamint az adatbiztonság iránti igény erősödése volt. 13. ábra: Virtuális LAN-ok (VLAN) 34. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése A virtuális LAN kifejezés jól tükrözi azt a lehetőséget, hogy egymástól teljesen független lokális hálózati szegmensek kialakítására van

lehetőség egy eszközön belül. Az így kialakított szegmensek között nincs lehetőség az átjárásra, azaz a megnövekedett adatbiztonsági igényeket a felhasználók munkacsoportokba szervezésével egyszerűen ki lehet elégíteni. Minden egyes munkacsoportot egy-egy VLAN reprezentál. Az egyik munkacsoportba (VLANba) tartozó felhasználók nem érhetik el egy másik munkacsoportba tartozó erőforrásokat. Két munkacsoport közötti adatcserére csak egy routing funkciókkal ellátott eszköz közbeiktatásával van lehetőség. A lokális hálózatok méretének sávszélesség igénye is munkaállomás szám, illetve jelentősen azok növekedésével növekedett. az A sávszélesség igénye alkalmazások megnövekedett olyan méretű terhelésnövekedést eredményezhet, mely lehetetlenné teszi a megbízható kommunikációt az egyes hálózati eszközök között. Ennek következtében mindenképp szükség van a hálózat szegmentálására

(broadcast-domainek kialakítására). Különböző mérési eredményekből és gyakorlati tapasztalatokból azt a következtetést vonhatjuk le, hogy IP hálózatok esetében egy hálózati szegmensen nem célszerű 400-nál több munkaállomást elhelyezni. Ez a szám IPX hálózatok esetében 200. Természetesen ezeket a számokat nem szabad mereven alkalmazni egy újonnan kialakítandó lokális hálózat esetében, minden esetben meg kell vizsgálni a helyi sajátosságokat (például egy tervezőirodában, ahol nagyteljesítményű grafikus munkaállomásokat használnak, lehetséges, hogy 50 munkaállomás is soknak bizonyul egy hálózati szegmensen). Néhány évvel ezelőtt a lokális hálózatokban az adatforgalom az egyes munkaállomásoktól kiindulva egy vagy néhány központi szerver felé irányult. Ezeket a szervereket valamennyi munkaállomás el akarta érni. Napjainkban a hálózatok ilyen jellegű struktúrája lényegesen megváltozott. Nagyon gyakran hallunk

az un. 80/20-as szabályról Ez azt jelenti, hogy a hálózati forgalomnak csupán a 20%-a irányul a közösen használt központi erőforrások irányában, a fennmaradó 80% egy-egy munkacsoporton belül marad. Miért terhelje egy-egy munkacsoport hálózati forgalma egy másik munkacsoport munkaállomásit és erőforrásait? Az ily módon megváltozott struktúra is a VLAN-ok szükségessége irányába mutat. (Természetesen ez a formula nem húzható rá valamennyi 35. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése lokális hálózatra. Számos olyan munkahellyel találkozhatunk, ahol nagy számú munkaállomás néhány központi szerverre dolgozik. Ezekben az esetekben nem lehetséges logikai megfontolások alapján VLAN-okat kialakítani, de a hálózat szegmentálására mindenképp szükség van.) A VLAN-ok alkalmazása nyújtotta lehetőségek közül még egyet érdemes megemlíteni: az egy VLAN-ba tartozó munkaállomások

nincsenek fizikailag egy helyhez kötve. Mit jelent ez? A nagy számú felhasználókat kiszolgáló lokális hálózatok fizikai kiterjedése is jelentős méretű lehet. Hagyományos technológiával, ha független munkacsoportokat akartunk létrehozni, akkor ahány ilyen munkacsoportot alakítottunk ki, annyi aktív eszközre volt szükség. Amennyiben ezek a munkacsoportok különböző épületekben helyezkedtek el, akkor a helyszínek között annyi összeköttetést kellet kiépíteni, ahány független munkacsoport hoztunk létre. Mint már említettem a VLAN technológia lehetőséget nyújt arra, hogy egy aktív eszközön (Switch-en) belül több virtuális LAN-t hozzunk létre. Egyetlen egy feladatot kell még megoldani, mégpedig a Switch-eket összekötő linkeken biztosítani kell VLAN információk átjutását. Ez azt jelenti, hogy elegendő egyetlen nagysebességű fizikai kapcsolatot kialakítani két helyszín között, amennyiben a csomagokhoz hozzá tudom

rendelni, hogy melyik VLAN-hoz tartozik. Erre a feladatra több szabványos protokoll is kidolgozásra került, attól függően, hogy milyen közeg-hozzáférési protokollt alkalmazunk az adat fizikai linken: ♦ 802.10 – FDDI környezetben, ♦ 802.1Q – Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet környezetben, ♦ LANE (LAN Emulation) – ATM környezetben, ♦ ISL (Inter-Switch Link) – Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet környezetben (Cisco proprietary megoldás). Napjainkban egyre erősebb az a tendencia, hogy az OSI modell második rétegében működő Switch-eket router funkciókkal lássák el. Ennek eredményeként születtek meg az un. Multilayer Switch-ek Ezek az eszközök funkcionalitásukat tekintve elmaradnak a hagyományos Multiprotokoll Routerektől (sok közülük csak az IP vagy IPX protokollokat tudja routolni, csak egy vagy néhány dinamikus routing protokollt tudnak kezelni), viszont a hardware Számítógép hálózatok aktív eszközei,

ezek protokolljai és menedzselése 36. oldal felépítésüknek köszönhetően lényegesen gyorszabban hajtják végre ezeket a funkciókat. A technológia fejlődésének köszönhetően a funkcionalitásbeli különbségek egyre inkább eltűnnek. 2.4 A hálózati réteg A kommunikációs alhálózatok működését vezérli. Hatáskörébe tartozik a csomagok forrás – cél útvonalának meghatározása, mely lehet statikus, vagy dinamikus (minden egyes csomagra külön – külön is meghatározható az útvonal, ezáltal a hálózat aktuális terhelése is figyelembe vehető). Túl sok hálózati csomag esetén a torlódások elkerülése, számlázás a forgalmazott csomagok, karakterek, bitek száma szerint, a heterogén hálózatok összekapcsolása (eltérő protokoll, eltérő átviteli rendszer) is a hálózati réteg feladata. 2.41 Router 14. ábra: Router Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 37. oldal A

Router-ek (14. ábra) biztosítják a hálózati szolgáltatásokat Különböző típusú interfészeiken keresztül képesek összeköttetést teremteni különböző típusú hálózatok között. A Router-ek intelligens hálózati csomópontok, melyek részt vehetnek a hálózat menedzsmentjében is. Feloldják a Bridge-nél adódó időzítési problémákat. Segítségével alternatív utakat kereshetünk, s bármilyen topológia kialakítható. A Router alapfunkcióján – az útválasztáson kívül – tartalmazhat egyéb extra szolgáltatásokat is, melyek segíthetik hálózatunk hatékonyabb működését. Pl:  A hálózati forgalom szűrése meghatározott tulajdonságok alapján  Prioritási sorok használata A Router-ek több hálózati protokollt is képesek párhuzamosan támogatni, lehetővé téve egy fizikai hálózaton több hálózati protokoll egyidejű használatát, különböző sebességű hálózatok, soros vonalak összekötését. A Router-ek

feladata a hálózatok sebességében, maximális csomaghosszában fennálló különbségek áthidalása is. Minden egyes felhasználónak külön címet ad, és meghatároz egy szabványos csomagformátumot. Ha egy számítógép üzenetet akar küldeni, akkor a csomagokat a feladó és a címzett adataival ellátva a hálózat által megkívánt formába alakítja, majd a megfelelő Router-hez irányítja további feldolgozásra, és ez a műveletsor ismétlődik addig, míg a csomagok el nem jutnak végső rendeltetési helyükre. A Router-eknek irányító algoritmusokra van szükségük ahhoz, hogy meghatározhassák a hálózatrendszer lényeges részeinek topológiáját, és eldönthessék, merre kell küldeniük a hálózati csomagokat. Hálózati hiba vagy az útválasztók működési zavara esetén alkalmazkodni kell a topológia megváltozásához. Az adatáramlás és a torlódások kezelése itt is pontosan olyan kihívást jelent, mint az alacsonyabb szintű

hálózatokban. Korlátlan mennyiségben építhető be a hálózatba, mert nincs időzítési előírás. Mivel címzés van már ez esetben, ezért hurok is lehet a hálózatban. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 38. oldal Router fajták: • Egyszerű (1 PC, 2 Ethernet kártya) • Általános célú Router-ek • Multiprotokollos gépek (speciális számítógép, speciális programok, saját monitor) • Bridge-Router: léteznek olyan Router-ek, melyek bizonyos protokollokban Bridge-ként viselkednek Routolási algoritmusok és protokollok: Fontos feladat, hogy milyen úton juttassunk el egy csomagot a géphez, ehhez szükségesek a routolási algoritmusok melyekkel kialakíthatunk egy megfelelő belső csomagkapcsolati struktúrát. A belső routing algoritmusok (Interior Routing) (pl. RIP) feladata, hogy pl a csomópontok száma alapján és esetleges szűrést figyelembe véve irányítsa a belső forgalmat. A

Router-ek kicserélhetik egymás között a táblázataikat, melyek tartalmazzák, hogy az egyes csomagok eddig hány csomóponton mentek keresztül, s ez alapján választják meg a további útvonalat. Static Routing (statikus útvonalválasztás) esetén a Router-ek között nem megy plusz információ a csomagok útjáról. (A Router-ek között a hálózat topológiájára vonatkozó információk cserélődnek.) Legelterjedtebb belső routing algoritmusok:  EIGRP. Egyszerre 5 tényezőt vesz figyelembe a legjobb útvonal kiválasztásához (sávszélesség, késleltetés, megbízhatóság, terheltség, MTU). Hibrid routing algoritmus, azaz ötvözi a Link State és a Distance Vector-os dinamikus routing protokollok előnyeit (Cisco specifikus).  OSPF. RFC ajánlás, minden olyan esetben ezt kell alkalmazni, ha különböző gyártók Routerit kell összekötni. Tiszta Link State algoritmust használ. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és

menedzselése 39. oldal Ezek az algoritmusok képesek terhelés kiegyenlítésre – különböző terhelésű vonalakon adnak, majd a csomagokat összeszedik – és alkalmasak tartalékvonalak kezelésre is. Router-ek közötti lassúbb összeköttetést valósít meg a Dial on demond funkció, mely telefonvonalakon történő összeköttetésen alapul. Külső routing algoritmusok (Exterior Routing): - ISIS - EGP - BGP RFC ajánlás, ez a legelterjedtebb 2.42 Gateway A Gateway a Bridge-vel ellentétben a hálózati rétegben működik. Ezek lehetnek külön számítógépek, de szoftverek is. A Gateway-ek olyan szegmenseket kapcsolnak össze, amelyek különböző szabványokat alkalmaznak. Alkalmazhatjuk pl: levelezési átjáróként, mely a levelezési protokollt használja és csak leveleket enged át. 2.5 A szállítási réteg Adatokat fogad a viszony rétegtől, kisebb darabokra tördeli (ha kell), majd továbbadja a hálózati rétegnek, és biztosítja, hogy

minden darab hibátlanul megérkezzen a másik oldalra. El kell fednie a hardver technikában bekövetkező változásokat. A szállítási réteg – a viszony réteg kérésére – létrehozza a hálózati összeköttetést. Ez egy valódi End to End réteg Közvetlenül a másik réteggel társalog. A szállítási összeköttetés három típusa:  Hibamentes csatorna két pont között  Az üzenetek továbbítása nem sorrendhelyes Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése  40. oldal Célállomás csoportnak küldenek üzenetet A szállítási réteg az összeköttetések létrehozásán kívül valamilyen névadási mechanizmust követel, amelynek segítségével az egyik gépen futó folyamat megnevezheti azt a folyamatot a másik gépen, amellyel társalogni akar (folyamat – folyamat összekapcsolása). Információáramlási mechanizmussal is rendelkezik. 2.6 A viszony réteg Lehetővé teszi, hogy különböző

gépek felhasználói viszonyt létesítsenek egymással. A szállítási réteghez hasonlóan közönséges adatátvitelt tesz lehetővé kiegészítve néhány szolgáltatással, pl.: távoli bejelentkezés vagy állománytovábbítás. Párbeszéd szervezése: egyidőben egy- vagy kétirányú adatforgalom. Ha csak egyirányú, nyomon követi, hogy melyik fél következik Egy viszony felépülte két gép között lehetőséget ad párbeszédre (kétirányú adatforgalom), megoldja a kölcsönhatás menedzselést (token management), és a szinkronizációt. A szinkronizáció voltaképpen az adatokba beépített szinkronjeleket takarja, melyek hálózatkiesés esetén biztosítják, hogy csak a hibás adatokat kelljen újra adni, a kiesés előttiekkel pedig ezeket újra lehessen szinkronizálni. 2.6 A megjelenítési réteg Ez a réteg már nem foglalkozik az adatok biztonságos bitszintű átvitelével, hanem az információ szintaktikájával és szemantikájával.

Legfontosabb szolgáltatásai közé tartozik például az adatok szabványos kódjainak előállítása, hogy a különböző belső kódokat használó gépek is kommunikálhassanak egymással. Ezek mellett ez a réteg ellát még adattömörítési, titkosítási funkciókat is. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 41. oldal 2.7 Az alkalmazási réteg Az alkalmazási réteg voltaképpen az, amivel a felhasználó a hétköznapokban egy számítógépes hálózatnál találkozik. Szolgáltatásai széles körben alkalmazott protokollok melyek, pl.: állománytovábbítás, elektronikus telefonkönyv stb. elektronikus levelezés, 42. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 3. Hálózati eszközök menedzselése A hálózati menedzsmentben a legfontosabb, hogy a hálózati rendszer állapotáról szóló információkat összegyűjtsük, illetve kiértékeljük. Napjainkban

egyre inkább fejlődnek azok a real-time szoftver rendszerek, amelyek az adatokat automatikusan gyűjtik és segítségükkel egyszerű az adatok kiértékelése. Az állomásokon (a menedzselt eszközök) olyan szoftverek futnak, melyek lehetővé teszik, hogy valamilyen probléma észlelése esetén jelzéseket küldjenek. A menedzsment entitások pedig veszik ezeket az üzeneteket és reagálnak rájuk, mint például: • Operátor értesítése • Esemény jegyzése A menedzsment entitások körbe is kérdezhetnek az állomások között, hogy minden rendben van-e. Ezekre az állomások válaszolnak. Ezek a szoftverkomponensek az állomás állapotáról szóló leírást az NMS-en (Network Management System) keresztül visszajuttatják a menedzsmentnek. A hálózati menedzsment protokoll architektúrálisan két részből áll. Az első a kommunikációt kezeli, míg a második a vezérelhető adatokkal foglalkozik. Két szabvány van használatban: a

Simple Network Management Protocol (SNMP) és a Common Management Information Protocol (CMIP). Az eszközök speciális tulajdonságai csak akkor vehetők igénybe kényelmesen, ha a felügyeleti rendszer intelligens módon támogatja az eszközök konfigurálását és monitorozását. Mindkettő a Management Information Base (MIB) adatbázist használja. A MIB tartalmazza azt, hogy egy eszköztől mit lehet lekérdezni. Ezeket az információkat a készülékekhez meg kell szerezni, és telepíteni. A jelenlegi bővítések a MIB-II és MIB-II-OM. A MIB változók lehetnek numerikusak és szövegesek. Az SNMP utasítások a MIB változók nevei és értékei képezik az SNMP protokoll adatcseréjét. 43. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése A rendszer felügyelet: A rendszer felügyelet (System Monitoring) a hálózati menedzsment alapvető része. A rendszer felügyeletet két kategóriára oszthatjuk:  Hibaészlelésre

(Error Detection): A hibás formátumú keretek vagy a csomageldobás önmagukban nem okozhatnak gondot. A gyakorlatban rendszeresen naplózni kell a hibaarányt ahhoz, hogy a csúcsokat felismerjük. Továbbá a hibaarány naplózása a forgalom függvényében a torlódás érzékelésére is használható.  Alapfelügyeletre (Baseline Monitoring): Az alapfelügyelet céljára előzetesen létre kell hoznunk egy rendszer-térképet, ami a rendszer alkotórészeinek és interfészeinek grafikus ábrázolása. Azután a kihasználtság (a használat / kapacitás) mérésére van szükség. A problémák a leginkább leterhelt rendszer alkotórészeknél jelennek meg. A teljes rendszerre vonatkozóan figyelni kell a csomagszórási forgalmat és az útválasztási forgalmat. A nemzetközi szabványosító szervezet, az ISO egy hálózati menedzsment modellt definiált. Ez öt fontos területre bontja a feladatokat: • Teljesítmény menedzsment (Performance

Management) • Konfiguráció menedzsment (Configuration Management) • Számlázás menedzsment (Accounting Management) • Hiba menedzsment (Fault Management) • Biztonság menedzsment (Security Management) Teljesítmény menedzsment: A teljesítmény menedzsment alatt szolgáltatást valamint kapacitás tervezését kiszámítható és hatékony és tesztelését értjük. A hálózat Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 44. oldal teljesítményének mérésére különböző jellemzők léteznek. Ilyen például a kihasználtsági fok, hibaszázalékok, csomagok időegységre vonatkoztatott átlaga, effektív elérhető adatátviteli sebesség (KB/s), legaktívabb szerverek kimutatása, feldolgozás alatt álló folyamatok száma, túltelítődési helyek. Ezen jellemzők időbeni eloszlását kell mérni, hosszabb perióduson keresztül, megfelelő mintavételezéssel kell rögzíteni a terhelést, mint

folyamatot, aztán összehasonlítva elemezni. Konfiguráció menedzsment: A konfiguráció menedzsmentben a hálózat és a benne levő rendszerek konfigurációjának monitorozása történik. Magába foglalja a "név menedzsmentet", a rendszer-nevek és -címek kezelését és elosztását, valamint a nevek és címek megfeleltetését. A név-cím leképezést a "Name Server-ek" végzik. Számlázás menedzsment: Ez a része a menedzsmentnek ugyanis a felhasználókat és kapcsolatukat a hálózat komponenseihez tartja számon. Ebbe beletartozik a csoportok alkotása (User Group). Hiba menedzsment: A hiba menedzsment alatt a hálózati működési elégtelenségek érzékelését, behatárolását és kijavítását értjük. Biztonság menedzsment: A biztonság menedzsment magába foglalja a rendszer alkotóelemeinek védelmét a megrongálástól, valamint a fontos információk védelmét a Számítógép hálózatok aktív

eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 45. oldal szándékos és a szándék nélküli sérülésektől. Ezt a felügyeletet a rendszer erőforrásaihoz és adataihoz való hozzáférés állandó monitorozásával és az események rögzítésével (log file-ok) valósítjuk meg. Léteznek úgynevezett hálózati analizátorok, amelyek a hálózat felmérésére, elemzésére kifejlesztett segédeszközök. Feladatuk egy hálózati szegmens összes csomagjának figyelése. Kétféle kialakítás lehetséges:  Egy PC-ből készítünk analizátort, (nagyobb hálózat esetében nem tudja a hálózati hibákat felderíteni)  Célhardver, ezek két típusa: • Az alsó három hálózati réteg (fizikai, adatkapcsolati, hálózati réteg) figyelésére alkalmas eszközök (pl.: Bridge-k tesztelésére) • A Traffic Az összes réteg figyelésére alkalmas eszközök. Monitor a CRC hibák kijelzésére, az egyforma kártyák megállapítására, és a

forgalom ellenőrzésére van. Ilyen például a Novell LAN Analyser-e. Léteznek PC-s hálózat menedzsment szoftverek is, pl.:  LAN Assist (helyi hálózatokra)  MonitoriX (nagy hálózatokra)  Novell NMS 3.1 CiscoWorks Windows A CiscoWorks Windows programcsomag (15. ábra) Windows NT vagy Windows 9x operációs rendszer alatt fut. Amely egy széleskörű hálózati menedzsment rendszer, mely gondoskodik a nagy teljesítményű eszközök Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 46. oldal könnyű menedzseléséről, ( Cisco Router-ek, Switch-ek ). CiscoWorks Windows az alap Simple Network Management Protokoll (SNMP) szabványon keresztül teljes menedzsmentet szolgáltat, a Cisco megoldáson belüli különböző típusú hálózatokhoz. A CiscoWorks Windows használata előnyös a kis és közepes hálózati kialakításoknál, segítségével kijavíthatók az esetleges problémák hálózatban. 15. ábra: CiscoWorks

Windows A következő képességeket támogatja:  Gyors és egyszerű Windows alapú telepítés, megtakarítva ezáltal értékes időt. 47. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése  Automatikus felderítés és térképezés a hálózati eszközök között, egyszerűsíti ezáltal a nyomkövetést a hálózat tartalmában. (Többszintű hierarchikus térkép).  Cisco Switch és Router egyesített közös menedzsment, a hálózati eszközök egy központosított helyről való menedzselését támogatja.  Intuitív grafikus megjelenítés valós időben / eszközök, portok, vagy hálózati statisztika /.  A hálózat feltérképezése és a riasztó rendszer segít gyorsan és könnyen az esetleges hálózati problémák hajszálpontos behatárolására, pontosan tudni fogjuk az adott esemény fontosságát, keletkezési dátumát és idejét, mely eszköztől származik és pontosan mi az esemény.

 Egyedi beállítások, engedélyezi a hálózati menedzsment részek egyedi beállítását, ezáltal növelve a nagyobb rugalmasságot, nagyobb eredményességet.  Gyári támogatás, kompatibilitást biztosít más SNMP alapú eszközökkel és menedzsment rendszerekkel. A CiscoWorks Windows menedzsment kezelőpultja engedélyezi az eszközök vezérlését és figyelését az egész hálózaton keresztül. Az eszköz konfiguráció tulajdonság támogatja: • Egyszerű Virtual LAN (VLAN) –ok létrehozását Cisco Switch-eken belül. • Egyéni konfigurációs fájlok áttöltése Cisco Router-ekbe. • Az eszközök grafikus figyelése. • Részletes adatok (16. ábra) a portok állapotairól, sávszélesség felhasználásról, forgalom statisztikáról, protokoll információkról és más hálózati teljesítmény statisztika könnyű hozzáférhetősége az összes Cisco eszközről. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek

protokolljai és menedzselése 48. oldal 16. ábra: statisztikai adatok • Rugalmas grafikus kiértékelést nyújt, gyors, egyszerű feljegyzést és elemzést. Ezeket fájlba mentve táblázatkezelő, vagy más elemző és kiértékelő program számára. • Teljesítmény változóknál bizonyos küszöb érték beállításokra van lehetőség, melyek átlépésénél riasztást vagy értesítést küld a rendszer • Felhasználó által beállítható automatikus eseménykezelés – gyors és hatékony eljárás – / valamilyen esemény bekövetkezténél egy bizonyos alkalmazás futtatása /. A CiscoWorks Windows tartalmazza a Management Information Base (MIB) alap, Cisco saját kiterjesztett MIB-jét és több mint 150 vállalat sajátos MIB-jét a népszerű hálózati eszközökről. Együtt tud működni más független menedzsment alkalmazásokkal, pl.: Hewlett Packard’s OpenView for Windows. A CiscoWorks Windows hálózati menedzsment alkalmazás

tartalmazza az alábbi alkalmazásokat:  Castle Rock SNMPc Network Management System, mely SNMP alapú alkalmazás beépítve a CiscoWorks Windowsba. Hálózati felderítést, térképezést, figyelést és riasztást tartalmaz minden Cisco és egyéb típusú eszközök számára. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése  49. oldal CiscoView (17. ábra), mely egy grafikus eszköz-menedzsment technológia Egy menedzselni kívánt szabványos Cisco eszköznek grafikusan megjeleníti az elő és hátlapját. A Switch-ek és Router-ek port állapotai itt egyszerűen leolvashatók. 17. ábra: CiscoView  Health Monitor, mely valós idejű hiba és teljesítmény figyelést, útvonal statisztikát beleértve az eszköz jellegzetességeit, CPU felhasználást, csatolóegység tevékenységfigyelést, hibafigyelést tartalmaz.  Configuration Builder (18. ábra), mely egy eszköz-konfiguráció segédlet A felhasználót támogatja

konfigurációs fájlok létrehozásában, szétosztásában / pl.: Cisco Router-eknek / grafikus felületen, ezáltal megkönnyítve az összetett parancskiadásokat. Rövidebb idő alatt összetett, automatikus feladat létrehozás, egyedi konfigurációs fájlok létrehozása, áttöltése egy vagy több Router-be. Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 50. oldal 18. ábra: Configuration Builder  Show Commands, mely „emlékezteti” a felhasználót az összetett parancsokra, parancs szintaktikájára / részletes útvonal rendszer és protokoll információk nélkül /. Ezek az egységbe rendezett alkalmazások kiváló szolgáltatásokat nyújtanak a Cisco termékek beállításaira, felügyeleteire. A CiscoWorks Windows-nak létezik egy úgynevezett CiscoWorks2000 továbbfejlesztett változata is, amely egy Internet architektúrára épülő, integrált WEB alapú menedzsment programcsomag. Számítógép hálózatok

aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése Melléklet 2. ábra CSMA/CD ütközés érzékelése 52. oldal Számítógép hálózatok aktív eszközei, ezek protokolljai és menedzselése 53. oldal Irodalomjegyzék 1., Andrew S. Tanenbaum – Számítógép - hálózatok Novotrade Kiadó - Prentice Hall, 1992. 2., James Martin – Kathleen K. Chapman – Lokális hálózatok Novotrade Kiadó - Prentice Hall, 1992. 3., Sebestyén Béla – Helyi számítógép hálózatok Műszaki Könyvkiadó, 1987. 4., Http://www.ciscocom – Cisco Homepege 5., Http://www.gigabit-ethernetorg – Gigabit Ethernet Alliance Homepage 6., Http://www.3comcom 7., Http://standards.ieeeorg – IEEE Standards Homepege 8., Http://web.mitedu – Massachusetts Instituite of Technology Homepage 9., Http://standards.ieeeorg – IEEE Standards Homepege 10., Http://www.digitalcom – 3COM Homepege – Digital Equipment Homepege