M6: Multimédia az Interneten

1. M6: Multimédia azInterneten

2. Multimédia az Interneten „A számítógépek utóbbi 30 évének igazi forradalmát nem továbbfejlesztésük, hanem hálózatba kapcsolásuk jelentette.”

3. Bevezetés • A nyelv a testbeszéd mellett a legfontosabb és legősibb emberi kommunikációs eszköz. • Az írás forradalmának köszönhetően azonban lehetőség nyílt az egyénektől független ismeretanyag raktározásra. • A könyvnyomtatás feltalálásával a (leírt) tudásanyag közkinccsé, tetszőleges mennyiségben előállíthatóvá és mindenki számára, aki olvasni tudott, hozzáférhetővé vált. Feltalálták a könyvet mint általános tudástároló eszközt.

4. Bevezetés • A rádió és televízió feltalálása után a tudásanyag még szélesebb körben terjeszthetővé és hozzáférhetővé vált. • A telefon és a távíró alkalmazásának köszönhetően pedig az emberek világszerte kapcsolatot tarthatnak egymással.

5. Internet • Az emberiség történetének minden bizonnyal legsikeresebb információs rendszere az Internet. • Használata a képekkel teli Világháló (WWW) bevezetésével óriási léptekkel terjed a népesség minden körében.

6. Internet • Az Internet mint közvetítő közeg magában foglalja a kommunikáció minden eddig ismert módját, és további érdekes lehetőségeket nyújt az interaktivitás lehetősége folytán.

7. Internet kialakulása • Az Internet egy, a 60-as évek végén végzett kutatás eredményeként alakult ki. Alapja a DARPANET (Defence Advanced Research Projects Agency Network) és az ARPANET, amelyek arra voltak hivatottak, hogy egyetemek és katonai egységek összeköttetését biztosítsák.

8. TCP/IP Protokoll • Annak érdekében, hogy a hálózathoz számítógépeket lehessen csatlakoztatni, saját protokollt, vagyis egy közös nyelvet határoztak meg, amelynek neve TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

9. Alapfogalmak • Internet: TCP/IP alapú, az egész világra kiterjedő központ nélküli hálózat, különböző szolgáltatásokkal (WWW, e-mail, FTP stb.). • Intranet: cégen, szervezeten, oktatási intézményen stb. belüli helyihálózat. • Extranet: az Internet és az intranetek közti felület kommunikációs technológiája (kulcsszó: tűzfal). A belső hálózatok nyilvánosan elérhető részét is így hívják.

10. Internet – Intranet - Extranet

11. Multimédia hálózatok az Interneten

12. Internet • Az Interneten keresztül eleinte főként adatokat és híreket cseréltek szöveges formában, valamint segítségével távoli számítógépekhez is hozzá tudtak férni (távoli hozzáférés, remote computing), de széleskörű ismertségre csak a következő szolgáltatása révén tett szert • Vajon melyik ez???

13. WWW – World Wide Web • A World Wide Web (WWW, röviden Web, magyarul Világháló) a genfi Európai Részecskefizikai Kutatóközpontban (CERN) dolgozó nemzetközi kutatócsoportok munkájának eredménye, akik egymástól nagy távolságban dolgoztak együtt, így nagy volt az igény arra, hogy a gyorsan változó szövegeket és képeket hatékonyan kezeljék és továbbítsák.

14. WWW – World Wide Web • 1989 márciusában Tim Berners-Lee állt elő a javaslattal, hogy hozzanak létre egy egymáshoz kapcsolódó dokumentumokból álló hálózatot (hiperszöveg, hypertext). • Az első, csak szöveg alapú mintapéldány 18 hónappal később készen állt, és a rendszert 1991 decemberében San Antonio-ban (Texas) a Hypertext '91 konferencián mutatták be.

15. WWW – World Wide Web • 1993 februárjáig kifejlesztették az első grafikus felületű böngészőt, amely a Mosaic nevet kapta. • A Mosaic olyan népszerű lett, hogy fejlesztője, Marc Andreesen egy évvel később elhagyta korábbi munkahelyét, az NCSA-t (National Center for Supercomputing Applications, Chicago), és társaival megalapította a Netscape Communication Corporation vállalatot.

16. W3C • 1994-ben a CERN és az MIT (Massachusetts Institute of Technology) aláírta a WWW konzorcium (W3C) megalapítását kimondó szerződést. • A Világháló további fejlesztésével kapcsolatban a dokumentum két fontos célt fogalmaz meg: • a protokollok szabványosítását és • a különböző rendszerek közti átjárhatóságot.

17. A Weben hozzáférhető információmennyiség nagyon gyorsan nő.

18. WEB • A Web az Internet egyik szolgáltatása, és ma már nem csupán szöveg ábrázolását teszi lehetővé, hanem tág teret nyújt a multimédiának: hanganyag, képek, mozgóképek is megjeleníthetők, és visszajelzésre (interaktivitás) is lehetőséget biztosít.

19. Az Internet és a Web a számítógép-hálózatok technológiai alapjain nyugszanak, • Hálózati rétegek modellje

20. Két fél között mindenféle kommunikáció bizonyos feltételekhez kötött. • A számítógépek közti kapcsolattartás szempontjából nem csak a hardver­összetevők és az adott hálózat felépítése fontos, hanem a hálózatot meghatározó vagy igénylő programok, adattárak. • Valamint egyértelműen meg kell határozni (protokollok segítségével) az információcsere módját.

21. ISO-OSI referenciamodell (1977) • Az ISO-OSI referenciamodell az adatátviteli szolgáltatásokat négy, az adatfeldolgozási szolgáltatásokat három rétegre osztja.

22. ISO-OSI referenciamodell (1977) • A modell alapját az az ötlet képezi, hogy minden érintett réteg egy felette levő réteghez kínál szolgáltatásokat, ezáltal a magasabb rétegeket védi az alatta levő részletektől, így lehetővé válik, hogy az egyik számítógép n. rétege a másik számítógép n. rétegével minden nehézség nélkül kapcsolatot tarthasson. • Az egyik n. réteg és a másik n. réteg közti kapcsolattartás szabályait az n. réteg protokolljának nevezzük.

23. ISO-OSI referenciamodell (1977) • A rétegek között szabványos felület található, amely meghatározza azokat a műveleteket és szolgáltatásokat, amelyeket az alsóbb réteg a felsőbbnek nyújt. A rétegeket és felületeket együtt hálózati architektúrának (hálózati felépítésnek) nevezzük.

24. ISO-OSI referenciamodell (1977) • Az adott rendszer által használt protokollok sorának (rétegenként általában egy protokoll) neve protokollverem. • Általában minden protokoll bizonyos vezérlő vagy ellenőrző információkkal (fejléc) látja el az adatokat, ahogyan azok felülről-lefelé haladnak a rétegeken. • Ezek a kiegészítő információk a fogadórendszer megfelelő rétegeinek szólnak, és ahogy a fogadónál a felső réteg felé haladnak, újra feldolgozzák, majd eltávolítják azokat.

25. OSI hálózati modell

26. TCP/IP – OSI modell

27. OSI hálózati modell rétegei • A fizikai rétegben (physical layer) történik a bitsorok közvetítése a fizikai eszközön (átviteli csatornán) át, itt jön létre a fizikai kapcsolat, itt kódolják a jeleket, valamint itt zajlik a (fizikai) kapcsolatok fel- és leépítése. • Az adatkapcsolati rétegben (biztonsági réteg, data link layer) történik a bitfolyam kis csomagokra bontása, a hibafelismerés, valamint itt felügyelik az átviteli időt és sorrendet. • A hálózati rétegben (network layer) történik az útválasztás (routing), a terhelés ellenőrzése, az adatrészek összekapcsolása és az 1. és 2. réteg különbségeinek kiegyenlítése.

28. OSI hálózati modell rétegei • Az átviteli rétegben (szállítási réteg, transport layer) történik az átviteli kapcsolatok, illetve címek kezelése, valamint a végrendszerek közvetlen kommunikációja. • A viszony rétegben (munkameneti réteg, session layer) történik a folyamat vezérlése és összehangolása, az együttműködő alkalmazások vezérlése (a munkamenet felügyelete), a távoli eljáráshívások (RFC, Remote Procedure Call) végrehajtása és a fájlátvitel.

29. OSI hálózati modell rétegei • A megjelenési rétegben (adatábrázolási réteg, presentation layer) történik az információk különböző ábrázolási formákra (például ASCII-EBCDIC, egész szám formátumok stb.) alakítása, a hálózat egységes adatformátumainak leírása, az adattömörítés és a kódolás visszafejtése. • Végül az alkalmazási rétegben (application layer) vannak a szabványosított alkalmazások (fájlátviteli és levelező programok stb.), illetve az alkalmazások tervezéséhez szükséges protokollok és programfelületek.

30. A számítógépek közti társalgás az OSI hálózati modell rétegei között hierarchikusan folyik

31. Az Internet hálózati összetevői • A számítógép-hálózatok önálló összetevőkből állnak, amelyek felépítése különböző lehet. • Ha e hálózatok osztályozásához az egymással kapcsolatot tartó processzorok távolságát vesszük alapul, a következő (durva) besorolást kapjuk:

32. Az Internet hálózati összetevői

33. LAN – helyi hálózat • Az Internet "legkisebb hálózati egysége" a helyi hálózat (Local Area Network, LAN). • Az ilyen hálózatok helyileg korlátozott térben (teremben, épületben, tömbben) vannak, amelyeket általában egyetlen szervezet (egyetem, vállalat) birtokol.

34. LAN – helyi hálózat • Több LAN-egység összekapcsolása összekötő elemek (elosztó, kapcsoló, híd, útválasztó; angolul hub, switch, bridge, router) segítségével történik. • A helyi hálózatok a következő tulajdonságok alapján osztályozhatók: • a hálózat nagysága, • a hálózat kialakítása • az átvitel módja.

35. LAN – helyi hálózat • A hálózat nagyságát (távolság) • A hálózaton belüli (legfeljebb megengedett) késleltetési idő (delay time) segítségével határozzuk meg. • A szokásos késleltetési idő 10 μs. • A hálózat kialakítását ("topológia") illetően megkülönböztethetünk csillag, gyűrű, busz és háló kialakítást. • A helyi hálózatokban az átvitel általában a gépeket összekötő rézkábeleken át zajlik.

36. LAN – helyi hálózatTopológiák • A kialakítást tekintve tehát a busz vagy a gyűrű a kedvező megoldás. • A csillag kialakítású hálózat minden egyes csatlakoztatott számítógéphez egyéni vezetéket, valamint egy központi elosztót (hub) igényel. • A legköltségesebb kialakítás a háló.

37. Ethernet • Ethernet segítségével másodpercenként 10 Mbit, 100 Mbit, de ma már akár 1 Gbit átviteli sebesség érhető el. • Bármelyik számítógép bármikor gazdaként (mester - angolul master - , aki a vezérlést átveszi, ellentéte a szolga, angolul slave) küldhet adatokat a hálózatra. • Ha két számítógép egyszerre küld adatokat, ütközés (data collision) jönne létre, ezért ilyenkor mindkét gép várakozik egy ideig, mielőtt újra adatokat küldene.

38. Ethernet • A tulajdonképpeni adatátvitel a CSMA/CA eljárással történik. • Az Etherneten különböző protokollok futhatnak, például TCP/IP, DECnet, IPX/SPX (Novell) stb. • Az Ethernet fizikailag különböző típusú koaxiális kábelekből, sodrott érpárokból, üvegszálakból vagy egyéb eszközökből állhat. A csatlakoztatás Ethernet hálózati kártyán keresztül történik.

39. Ethernet • Az Ethernet kártyákat a hardverbe "égetett" címről egyértelműen azonosítani lehet. • A cím egy három bájtos gyártókódból és egy szintén 3 bájtos (24 bites) sorozatszámból áll, ilyen módon egyértelmű címzésre van lehetőség. • A logikai címet a hálózati szoftver alakítja hardvercímmé. A cím megadása általában hexadecimálisan történik, noha a jobb olvashatóság érdekében az egyes bájtokat ponttal vagy kettősponttal választják el egymástól, például 20:08:AA:10:00:CF

40. Ethernet • Az elektromos jelek teljesítményveszteség nélkül csak korlátozott távolságot képesek a vezetékeken megtenni. • A LAN-okban azonban különböző eszközöket alkalmaznak, hogy a jeleket javítsák és más LAN-okkal vagy WAN-okkal (Wide Area Network) kapcsolatot tartsanak.

41. Hálózati hardver eszközök • Az elektromos jelek teljesítményveszteség nélkül csak korlátozott távolságot képesek a vezetékeken megtenni. • A LAN-okban azonban különböző eszközöket alkalmaznak, hogy a jeleket javítsák és más LAN-okkal vagy WAN-okkal (Wide Area Network) kapcsolatot tartsanak.

42. Hálózati hardver eszközök • Jelismétlő (repeater) • Híd (bridge) • Kapcsoló (switch) • Hálózati elosztó (hub) • Útválasztó (router)

43. Hálózati hardver eszközök • Repeater – A nagy távolságra történő adatátvitel során fellépő zavarok kiküszöbölésére használt aktív hálózati eszköz.A jelismétlő a fogadott analóg jeleket digitális adatsorrá alakítja vissza, majd az ez alapján újból előállított analóg adatsort küldi tovább a célállomás felé. Az átvitel során fellépő zavarokat újból és újból kiszűrve a jelismétlők sorozatai nagy távolságok között is biztonságosan teszik lehetővé a digitális kommunikációt.

44. Hálózati hardver eszközök • Hub – Hálózati eszközök közös kapcsolódási pontja. A hubokat tipikusan helyi hálózatokban használják számítógépek és más eszközök összekötésére.Az egyszerűbb passzív hubok működésük során a bemeneti kapura érkező csomagokat értelmezés és válogatás nélkül minden más kapura kimenetként másolják, így azt minden az adott hubba csatlakozó hálózati eszköz megkapja.Ezzel szemben az aktív v. intelligens hubok a fogadott csomagokat értelmezik, és csak arra a kapura továbbítják, amelyiken a csomag célállomása található. Ehhez összetettebb eszközre van szükség, amely viszont jóval nagyobb sávszélességet biztosít, hiszen a párhuzamos forgalmazást is lehetővé teszi az eltérő csomópontok között.

45. Hálózati hardver eszközök • A hidak (bridge) és kapcsolók (switch) két LAN összekötését és különböző hálózati kábelek kombinálását teszik lehetővé. • A híd a hálózati részeket köti össze azonos protokollokkal, a kapcsolók a különböző hálózati elemeket egymással. A kapcsolók hálózati részek mátrixából állnak, és az átmenetek létesítését biztosítják. • A hidak és kapcsolók például fizikailag szétválaszthatnak két Ethernet LAN-t, így kiküszöbölhetik az olyan zavarokat, mint az ütközés vagy a hibás csomagok.

46. Hálózati hardver eszközök • Router – forgalomirányító, útválasztó • Intelligens hálózati eszköz, amelynek feladata a beérkező adatcsomagok továbbítása a célállomás felé a lehető legoptimálisabb úton.Az útválasztók ennek a feladatnak az ellátásához útválasztási táblázatot vezetnek, amely alapján képesek annak eldöntésére, hogy melyik általuk közvetlenül elérhető csomópontnak kell továbbítaniuk az éppen feldolgozás alatt álló csomagot ahhoz, hogy az a legrövidebb úton a célállomásra juthasson.Az Interneten minden közbenső állomás útválasztási funkciókat is ellát.

47. Hálózati hardver eszközök • Átjárók (gateway) segítségével tetszőleges különböző (heterogén) hálózatok kapcsolhatók össze. Az átjárók olyan közös (látszólagos) hálózati csomópontok, melyek mindkét (összekötött) hálózat részei és feladatuk a két hálózat közti adatforgalom lebonyolítása. • Átjárókkal összeköthetnek LAN és WAN hálózatokat, de átjárókat alkalmaznak különböző szolgáltatások (például faxüzenetek továbbítása LAN-ból) egymás közti átjárhatóságának biztosítására is.

48. Hálózati hardver eszközök • Az átjáró aktív hálózati csomópont, amely mindkét oldalról címezhető, ugyanakkor mindkét oldalon különböző protokollokat kezel egészen a 7. rétegig. • Kettőnél több hálózat összekapcsolására nem képes.

49. Tűzfal (firewall) • A tűzfal beállításának alapvetően két megközelítése létezik: • "Minden szabad, ami nem tilos." Felhasználóbarát megközelítés, mivel az új szolgáltatásokat automatikusan engedélyezzük, ugyanakkor veszélyes is, hiszen a rendszergazdának folyamatosan figyelnie kell a felhasználó viselkedését, hogy időben be tudjon avatkozni. • "Minden tilos, ami nem engedélyezett." A felhasználók ezt a megközelítést korlátozónak tarthatják, mert az új szolgáltatásokat mindig kérvényezni kell, ugyanakkor ebben az esetben sokkal nagyobb a biztonság. Véd az operációs rendszer és a felhasználói programok biztonsági hiányosságainak kihasználásától, mivel az ismeretlen kapukhoz való hozzáférést egész egyszerűen nem engedélyezi.

50. Tűzfal (firewall) • A tűzfalaknak három fajtája van: • Csomagszűrő • Áramkör szintű átjáró • Köztes kiszolgáló