390 likes | 580 Views
Rétegzett hálózati architektúrák. Az OSI és TCP/IP hivatkozási modell. Bevezetés. A legtöbb hálózatot rétegekbe vagy szintekbe szervezik. Minden réteg vagy szint az alatta levőre épül, és a felette levő számára szolgáltatást nyújt.
E N D
Rétegzett hálózatiarchitektúrák Az OSI és TCP/IPhivatkozási modell
Bevezetés • A legtöbb hálózatot rétegekbe vagy szintekbe szervezik. • Minden réteg vagy szint az alatta levőre épül, és a felette levő számára szolgáltatást nyújt. • A feladat konkrét megvalósítását minden réteg elrejti a többi réteg elől. • A rétegek száma, neve, tartalma, funkciója minden hálózattípusban más.
Protokoll, interfész • Minden réteg a vele megegyező réteggel folytat párbeszédet. A párbeszéd írott és íratlan szabályait együttesen az adottréteg protokolljának nevezzük. • Az egymással szomszédos rétegek között található az interfész, ami azt definiálja, hogy az alacsonyabban levő réteg milyen szolgáltatásokat nyújt a magasabban levő számára.
Rétegek protokolljai • Az alacsonyabb rétegeknél a protokoll mindig egy adott gép és annak közvetlen szomszédja közötti információcserét határozza meg (1.-3. réteg) • A magasabb rétegek protokollja a végpontok közöttipárbeszédet határozza meg (4.-7. réteg)
Az OSI hét rétege(lentről felfelé haladva) • Fizikai réteg (physical layer) • Adatkapcsolati réteg (data link layer) • Hálózati réteg (network layer) • Szállítási réteg (transport layer) • Viszony réteg (session layer) • Megjelenítési réteg (presentation layer) • Alkalmazási réteg (application layer)
Fizikai réteg(physical layer) • Biteket továbbít a kommunikációs csatornán. • Biztosítania kell, hogy az érkezzen meg, amit eredetileg elküldtünk. • Elektronikai és mechanikai jellegű megoldások, a fizikai átviteli közeget figyelembe véve.
Fizikai réteg problémái • Fizikai feszültségek meghatározása (0 és 1 reprezentálásához). • Bit továbbításának ideje. • Átvitel megvalósulásának iránya (szimplex, fél-duplex, duplex). • Összeköttetés felépítése és lebontása. • Hálózati csatoló érintkezőinek száma és ezek felhasználhatósága.
Adatkapcsolati réteg(data link layer) • Átviteli hibáktól mentes átvitelt biztosít. • Létrehozza és felismeri a kerethatárokat. • A küldő a bemenő adatot feldarabolja adatkeretekre.A keret elejére és végére speciális bitmintát illeszt. • Az adatkereteket elküldi, majd fogadja a vevő által visszaküldött nyugtázó keretet.
Adatkapcsolati réteg problémái • Keret sérülése vagy elvesztése (zaj). • Keret megkettőződése (nyugta keret elvesztése esetén). • Keret megjelenése az adatmezőben. • Forgalomszabályozás (gyors adó lassú vevő). • Kétirányú átvitel (adat- és nyugtakeret verseny).
Hálózati réteg(network layer) • Kommunikációs alhálózat működését irányítja. • Útvonalakat határoz meg a csomagok számára a forrásállomástól a célállomásig: • Statikus: előre meghatározott útvonalak, melyet ritkánváltoztatnak meg. • Dinamikus: minden csomag számára egyenként kerül kijelölésre a hálózat pillanatnyi terhelése alapján.
Hálózati réteg problémái • Torlódás elkerülése (egyszerre túl sok csomag). • Adatforgalom mérés (üzemeltető számlázása). • Heterogén hálózatok közötti kommunikációs nehézségek (pl. túl hosszú csomag, különböznek a protokollok, stb).
Szállítási réteg(transport layer) • A felsőbb rétegek számára szállítási feladatokat lát el. • Adatokat fogad a viszony rétegtől, szükség esetén feldarabolja azokat, majd továbbítja a hálózati rétegnek. • Megbízható és hatékony kapcsolatot alakít ki a forrásállomás és végállomás között (függetlenül az út hosszától, csomópontok számától). • Valódi végpontok közötti réteg.
Szállítási réteg problémái • Az egységek hibamentes megérkezésének biztosítása. • Szállítási összeköttetés kiválasztása.Az üzenetek megérkezése: • az elküldés sorrendjében történik; • érkezési sorrend nem garantált; • több célállomáshoz történik (adatszórás). • Alkalmazási folyamatok megcímzése(melyik folyamat melyikhez kíván csatlakozni).
Viszony réteg(session layer) • Lehetővé teszi, hogy a kommunikálni kívánó felek (pl. két gép) egymássalkapcsolati viszonytalakítsanak ki. • A szállítási réteghez hasonlóan adatátvitelt tesz lehetővé, de emellett értékes szolgáltatásokat is nyújt.
Viszony réteg problémái • Párbeszéd irányítás (adás jogának kiosztása és nyomon követése) • Vezérjel kezelés (megakadályozza, hogy ketten egyszerre ne végezzenek kritikus műveletet) • Szinkronizáció (hosszú adásokba ellenőrző pontokat iktat, hogy hiba esetén onnan lehessen folytatni az adást).
Megjelenítési réteg(presentation layer) • Az üzenetek: • szintaktikájával (szerkezetével) és • szemantikájával (jelentésével) foglalkozik. • Ezen a szinten már nincs hibaellenőrzés.
Megjelenítési réteg problémái • Adatok szabványos kódolása (különböző adatábrázolások miatt). • Absztrakt adatszerkezetek definiálása és átvitele (pl. adatlap) • Üzenet tömörítése, kitömörítése. • Hitelesítés, titkosítás.
Alkalmazási réteg(application layer) • A felhasználók ill. programok által széles körben igényelt protokollokat tartalmazza. (pl. HTTP, mint a világháló működésének alapja)
Alkalmazási réteg problémái • Állományok átvitele. • Elektronikus levelezés. • Hálózati hírcsoportok elérése. • Virtuális terminálok. • stb.
OSI adatátvitel leírása • Az adat továbbítása során mindegyik réteg az adatrész elé beilleszti saját fejrészét, ami lehet üres is. • Az alsó réteg nem tudja, hogy a felső rétegtől kapott adat mely része a felső réteg fejrésze és melyik az adatrész. • A fizikai réteghez eljutva továbbítódik a fogadó géphez, ahol felfelé haladva az adatról leválasztódnak a különböző szintek fejrészei.
A TCP/IP modell születése • Amerikai Védelmi Minisztérium által támogatott kísérleti hálózat • Feladat: • tetszőlegesen sok hálózat zökkenőmentes összekapcsolása; • minden körülmények között működőképesnek maradni; • a csomagok mindenkor, bármely pontból bármely pontba eljuthassanak.
TCP/IP kezdete • Transmission Control Protocol Internet Protocol • Négy rétegű hálózati architektúra. • Kommunikációs protokollok gyűjteménye • 1974-ben definiálja Cerf és Kahn. • Mára számítógépes hálózatirendszerek meghatározó eleme • Az Internet alapja
A TCP/IP négy rétege(lentről felfelé haladva) • Kapcsolati réteg • Hálózati vagy Internet réteg • Szállítási réteg • Alkalmazási réteg
Kapcsolati réteg(link layer) • OSI-ban:Fizikai és Adatkapcsolati réteg • Definiálatlan réteg (!) • IP csomagok továbbítására alkalmas protokollokat kell tartalmaznia, ami hosztonként ill. hálózatonként más és más lehet. • Kommunikációs eszközök(kábel, kártya) és ezeket kezelő eszközmeghajtók, protokollok képezik.
Hálózati vagy Internet réteg(internet layer) • OSI-ban: Hálózati réteg • Meghatározó protokollja: • IP (Internet Protocol) • Csomagokat továbbít a hálózaton. • Nem probléma, ha a csomagok nem az elküldés sorrendjében érkeznek meg. • Szükség esetén a magasabb rétegek megfelelő sorrendbe rendezik őket. • Problémák: útvonalak meghatározása, torlódás elkerülése.
Szállítási réteg(transport layer) • OSI-ban: Szállítási réteg • Hivatalos protokolljai: • TCP (Transmission Control Protocol) • UDP (User Datagram Protocol) • Két hoszt közötti adatfolyamotalakít ki. • A felek számára biztosítjaa párbeszédet.
Szállítási réteg - TCP protokoll • Megbízható, összeköttetés alapú, hibamentes átvitelvezérlő protokoll. • Az adatfolyamot feldarabolja, majd azokat egyesével továbbítja azinternet rétegnek. • A célállomás összegyűjti és összefűzi a beérkezett üzeneteket, majd egyetlen összefüggő adatfolyamként továbbítja. • Forgalomszabályozást is végez (gyors adó, lassú vevő)
Szállítási réteg - UDP protokoll • Nem megbízható az átvitel. Lehet, hogy az üzenet egyszer sem, vagy többször is megérkezik a célállomáshoz. • Akkor használjuk, ha nem fontos az • üzenetek sorrendben érkezése; sem a • forgalomszabályozás. • Pontos válasz helyett a gyorsaság az előnye (pl. beszéd- vagy videó átvitel)
Alkalmazási réteg(application layer) • OSI-ban: Viszony-, Megjelenítési- és Alkalmazási réteg • Eredetileg három magasabb szintű protokollt tartalmazott: • Telnet: távoli bejelentkezéshez; • FTP: adatállományok átviteléhez; • SMTP: levelezéshez. • Mára a protokollok köre kibővült. • Alkalmazások leírásait tartalmazza.
A TCP/IP protokolljai(eddig tanultak alapján) Telnet FTP SMTP TCP UDP IP kapcsolati réteg