Hálózatismeret alapjai

A hálózatok célja, alkalmazása, alapismeretek

A számítógépek megjelenésekor mindegyik egymástól elkülönülve önállóan dolgozott. Még a személyi számítógép, a „personal computer” nevében is hordozza az elkülönültségre utaló „személyi” jelzőt. A fejlődéssel azonban megjelent az igény a számítógépek összekapcsolására. A számítógép-hálózatok alatt az egymással kapcsolatban lévő önálló számítógépek rendszerét értjük. A meghatározás nagyon egyszerű, de mint sok más dolog ez is bonyolultságot rejt magában. Milyen előnyökkel jár a gépek hálózatba kapcsolása?

• Lehetővé teszi a berendezések, perifériák, programok, adatok közös használatát, azaz a külön-külön meglévő erőforrások megosztását. Ez azt jelenti, hogy ezek az erőforrások felhasználók fizikai helyétől függetlenül bárki (ténylegesen a megfelelő jogosultságokkal rendelkezők) számára elérhetők.
• A rendszerben lévő eszközök teljesítményének egyenletesebb megosztására is lehetőséget biztosít ez a megoldás.
• A kialakított rendszer nagyobb megbízhatóságú működést eredményez. Például egy nyomtató hibája nem jelenti azonnal a lehetőségek megszűnését, mivel szerepét a rendszerben lévő másik nyomtató is átveheti. A fontosabb programok, adatok a rendszer több számítógépének lemezegységén is tárolódhatnak és az egyik példány sérülésével nem történik helyrehozhatatlan károsodás.
• A fenti előnyök költségmegtakarítással járnak. Az eszközöket (pl. nyomtatókat, háttértárakat) kevesebb példányban kell megvásárolni, illetve drágább, megbízhatóbb eszköz használata előnyös.

Ezen előnyök mellett a hálózatba kapcsolás a számítógépek használati körének kibővülését sőt kiterjesztését is lehetővé teszi. Lehetővé válik adatbázisok elérése, a benne lévő adatok felhasználása, sőt az adatbázis sok pontról történő bővítése. Erre példa lehet egy multinacionális vállalat rendelési rendszere, amelynek adatbázisát a világon bárhonnan a jogosult felhasználó elérheti. A jelenlegi egyik legizgalmasabb kibővítés az, amikor a hálózati rendszert kommunikációs közegként használjuk. Ez azt jelenti, hogy a rendszer használói egymásnak üzeneteket, leveleket vagy egyéb információt tudnak küldeni (IP telefon). Jelenleg a számítástechnika fejlődése ebbe az irányba mutat.

A hálózati kapcsolatok egyre bővülő lehetősége azt is lehetővé teszi, hogy olyan számítógépeket készítsünk, amely a futtatandó programjait, adatait nem saját maga tárolja, hanem a hálózat valamelyik kiszolgáló gépén van elhelyezve. Ez a megoldás nagymértékben csökkenti egy számítógépben elhelyezett egységek számát, és ezért nagyon olcsó. Érdekes kérdés ennek, a két betűvel NC-nek nevezett (Network Computer) hálózati számítógépnek a jövője. (iskolai jegyzet)

= Azokat a számítógépeket amelyeket egy számítógépes rendszerben összekötünk hosztoknak (host) nevezzük. Ezt magyarul gazdagépnek hívjuk, itt futnak a felhasználói programok, és az adatbázisok helyezkednek el. Ezeket a gépeket kommunikációs alhálózatok kötik össze, amelyek feladata a hosztok közötti kommunikáció megvalósítása, azaz üzenetek továbbítása.

Általában ezek az alhálózatok két jól szétválasztható részből: az átvitelt biztosító vonalakból más néven csatornákból (ahol a bitek „áramlanak”, szokták még vonalnak, áramkörnek, vagy trönknek nevezni) és a kapcsolóelemekből állnak. Ez utóbbi elterjedt neve IMP (Interface Message Processor) azaz interfész üzenet feldolgozó. Az IMP-ek vagy a hoszt részei (pl. hálózati kártya és a programja) de sokszor valójában speciális számítógépek, amelyek a vonalak kapcsolását végzik, az a bemenetükre jutó adatot valamelyik meghatározott kimenetre kapcsolják (pl. routerek, hálózati átjárók).

A mai modern számítógép-hálózatok tervezését struktúrális módszerrel végzik, azaz a hálózat egyes részeit rétegekbe (layer) vagy más néven szintekbe (level) szervezik, amelyik mindegyike az előzőre épül.

Hálózati kapcsolatnál az egyik gép bizonyos rétege a másik gép ugyanilyen szintű rétegével kommunikál. Ezt olyan módon teszi, hogy minden egyes réteg az alatta lévő elhelyezkedő rétegnek vezérlőinformációkat és adatokat ad át egészen a legalsó rétegig, ami már a kapcsolatot megvalósító fizikai közeghez kapcsolódik. A kommunikációnál használt szabályok és megállapodások összességét protokollnak (protocol) nevezzük.

A szomszédos rétegek között egy réteginterfész húzódik, amely az alsóbb réteg által a felsőnek nyújtott elemi műveleteket és szolgálatokat határozza meg. A legfontosabb, hogy ez az interfész minden réteg között tiszta legyen olyan értelemben, hogy az egyes rétegek egyértelmű kapcsolatban álljanak. Ez egyszerűvé teszi az adott réteg különböző megoldásainak a cseréjét, hiszen a megoldások az előbbiek alapján ugyanazt a szolgáltatást nyújtják a felettük levő rétegnek, segítve a nyílt rendszerek kialakítását is.

A protokoll és az Internet

Az Internet kisebb kiterjedésű számítógépes hálózatok (LAN-ok) összekapcsolásából álló globális számítógépes rendszer.
A rendszer alapjait a hatvanas évek elején az USA-ban alakították ki a Védelmi Minisztérium támogatásával indított ARPA kutatási program keretében, ezért kezdetben a neve ARPANET (az Advanced Research Project Agency kezdőbetűiből a Net hozzátételével keletkezett mozaikszó) volt. Azt vizsgálták, hogy milyen módon valósítható meg az egymástól távol lévő számítógépeken keresztül történő adattovábbítás.

A cél egy olyan kommunikációs rendszer kialakítása volt, amely akkor is tovább működik, ha egy-egy része valamilyen ok miatt kiesik. Az adatok átvitelére csomagkapcsolt átvitelt használtak. Az egyszerű kommunikációt megvalósító levelezésen vagy adatbázisok elérésén túl ma már különféle multimédia-alkalmazások is használhatók.