Mszaki informatika

Mszaki informatikaOpercis rendszerekOpercis rendszerek fbb feladataiAz opercis rendszer egyfajta tolmcsknt funkcionl a felhasznli alkalmazsok s a hardver kztt. Kapocs a felhasznl s a gp kzttProgramok betltse, futtatsaPerifrik kezelseParancsok rtelmezse, vgrehajtsaHibakezelsAdatvdelemModern opercis rendszerek jellemziTbb felhasznl tmogatsaMultitaskingEgyszer kezelfelletA lehet legjobban kihasznlja a rendelkezsre ll hardver erforrsokatA szmtgp erforrsait hatkonyan osztja szt a fut alkalmazsok kzttKezeli a hardver eszkzket

Az opercis rendszer egyfajta tolmcsknt funkcionl a felhasznli alkalmazsok s a hardver kztt. A szmtgp bekapcsolsa utn trtnik az opercis rendszer betltse, ltalban valamely lemezmeghajtrl a RAM-ba. Az opercis rendszer kdjnak a szmtgpes hardverrel kzvetlenl kommunikl rsze a rendszermag (kernel). Az opercis rendszert az alkalmazsokkal s a felhasznlval sszekapcsol rsze a parancsrtelmez. A felhasznl a parancssoros kezelfelleten (CLI: Command Line Interface) vagy a grafikus kezelfelleten (GUI: Graphical User Interface) keresztl kommuniklhat a parancsrtelmezvel.Az opercis rendszer teleptsnek mdjaiTiszta teleptsha j rendszert alaktunk ki, vagy nincs meg az j verzira trtn frissts lehetsge a jelenlegi opercis rendszerrl. Ez a mdszer trli az sszes adatot arrl a partcirl, amelyre az opercis rendszert teleptjk, gy a folyamat vgn a szoftveralkalmazsokat is jra kell telepteni. j szmtgp-rendszer esetben tiszta telepts szksges. Szintn tiszta teleptst kell vgrehajtani, ha a meglv opercis rendszer valamilyen mdon megsrlt. FrisstsHa azonos opercis rendszer platformon maradunk, akkor ltalban lehetsges az jabb verzira trtn frissts. A frissts sorn a rendszerbelltsok, az alkalmazsok s az adatok is megmaradnak. Tulajdonkppen csak a rgi opercis rendszer fjljait rjuk fell az jakkal.Tbb opercis rendszer indtsnak lehetsge (multi-boot)Egynl tbb opercis rendszer is telepthet a szmtgpre, amelyek kzl a rendszerindts sorn vlaszthatunk. Mindegyik opercis rendszer kln partcira kerl, sajt fjlokkal s konfigurcis belltsokkal. A rendszerindts sorn a felhasznl egy men segtsgvel vlaszthatja ki a kvnt opercis rendszert. Egyszerre csak egy opercis rendszer futhat, amely kizrlagos felgyeletet gyakorol a hardver felett.VirtualizciA virtualizci ltalban kiszolglkon alkalmazott technika, amely virtulis gpek ltrehozsval lehetv teszi tbb opercis rendszer futtatst egyazon hardveren. Ebben az esetben ugyanazon a fizikai erforrson tbb logikai erforrs mkdik. KommunikciForrs, Csatorna, Cl

ProtokollokProtokoll: szably, megllapods, mely az egymssal kommunikl felek kztti prbeszd szablyait rgztik.A protokollok definiljk az zenetklds s a szllts rszleteit, melyek a kvetkezk:zenetformtumzenetmretIdztsBegyazsKdolsSzabvnyos zenetmintaMinden rteg clja, hogy szolgltatsokat nyjtson a felette lv rtegnek, mikzben elrejti a megvalsts tnyleges megvalstsnak rszleteitAz egyik gp n-edik rtege prbeszdet folytat egy msik gp n-edik rtegvelA prbeszd rott s ratlan szablyait egyttesen az n-edik rteg protokolljnak nevezzk

ISO OSI modellISO International Standards OrganizationOSI Open System InterconnectionNylt rendszerek sszekapcsolsa7 rtege vanElvek:A rtegek klnbz absztrakcis szinteket kpviseljenek.Minden rteg jl definilt feladatot hajtson vgreA rtegek feladatnak definilsakor a nemzetkzileg szabvnyostott protokollokat kell figyelembe venniA rtegek hatrait gy kell meghatrozni, hogy a rtegek kztti informcicsere minimlis legyen.A rtegek szmnak elg nagynak kell lenni ahhoz, hogy eltr feladatok ne kerljenek szksgtelenl ugyanabba a rtegbe, viszont elg kicsinek kell lennie ahhoz, hogy az architektra ne vljon kezelhetetlenn

Hibrid referenciamodell

Fizikai rtegTovbbtja a biteket a kommunikcis csatornn

Kls burkolat

rnykols

Szigetels

Bels vezetkKoaxilis kbel felptse

Az UTP kbel szmos hlzatban hasznlt, 4 rprbl ll rz alap tviteli kzeg. Az UTP kbeleknek mind a 8 rzvezetke szigetelanyaggal van krbevve, emellett a vezetkek prosval ssze vannak sodorva, gy cskkentve az elektromgneses s rdifrekvencis interferencia jeltorzt hatst. Az rnykolatlan rprok kztti thallst gy cskkentik, hogy az egyes prokat eltr mrtkben sodorjk. Maximlis tviteli tvolsga 100 m. Minimlisan felhasznlhat mrete 40 cm.Beszerels szerint 2 fajta kbeltpust klnbztetnk meg. Egyik a fali kbel, ami merevebb gy knyebben trik is, ezrt csak falban vagy kbelcsatornban hasznljuk. A fali kbelnek egy kicsivel kisebb az ellenllsa, mert minden egyes r egy tmr rzszl. Msik tpus a leng vagy patch kbel. Ezek hajlkonyabbak, jobban brjk a gyrdst, de egy ere sok-sok vkony rszszlbl van sszesodorva.

narancs / fehrnarancszld / fehrkkkk / fehrzldbarna / fehrbarnazld / fehrzldnarancs / fehrkkkk / fehrnarancsbarna / fehrbarnaEgyeneskts (link): Mind a kt vgn 568APC SwitchRouter SwitchHUB PC

Keresztkts (cross-link): Egyik vgn 568Amsikon 568B van.Router PCPC PCSwitch Switch

IEEE szabvnyMegjelens idejeMkdsi frekvencia(Ghz)Sebessgjellemz(Mbit/s)SebessgMax.(Mbit/s)Hattv beltrben(mter)Hattv kltrben(mter)802.1119972,40,92~20~100802.11a199952354~35~120802.11b19992,44,311~38~140802.11g20032,41954~38~140802.11n20092,4/574600~70~250802.11ac2012-201354506,93 Gbit/s- -Adatkapcsolati rtegMegbzhat adattvitelt biztost egy fizikai sszekttetsen keresztl.Adatkeretbe trdel s ezeked sorrendben tovbbtjaNyugtzkeretOsztott csatornhoz val hozzfrs: kzeghozzfrs-vezrl alrteg (medium access control, MAC)Fbb feladatokJl definilt szolgltatsi interfsz biztostsa a hlzati rtegnekAz tviteli hibk kezelseAz adatforgalom szablyozsa, hogy a lass vevket ne rasszk el a gyors adk.2828A hlzati rtegnek nyjtott szolgltatsokTovbbtja a biteket a cmzett gphez, hogy azokat t lehessen adni a hlzati rtegnekNyugtzatlan sszekttets nlkli szolgltatsNyugtzott sszekttets nlkli szolgltatsNyugtzott sszekttets-alap2929Keretezs

3030Bjtszmmez

3131Jelzbjt

32HibakezelsMinden keret tnylegesen megrkezett-e?Helyes a sorrend?Vlasz: nyugtz keretIdztkSzmllkHibajavt kdHibajelz kd 33ForgalomszablyozsVisszacsatols-alap forgalomszablyozs

Sebessgalap forgalomszablyozs34Hd (bridge)Az adatkapcsolati rtegben mkdve szelektv sszekapcsolst vgez (csak az megy t a hdon, aki a tloldalra tart).Az sszekapcsolt rszhlzatok kln tkzsi tartomnyt alkotnak.Az zenetszrst ltalban minden sszekapcsolt rszhlzat fel tovbbtja.

35Kapcsol (switch):Olyan tbbportos eszkz, melynek brmely kt portja kztt hd (bridge) funkcionalits mkdik.362 alrtegLogikai kapcsolatvezrls alrteg LLC: Logical Link ControlKzeghozzfrs vezrlsi alrteg MAC: Media Access Control37MACStatikus csatornafelosztsFrekvenciaosztsos multiplexelsen alapul hozzfrs (FDMA). A csatornt (klnbz frekvencikon alapul) alcsatornkra osztjuk, gy cskkentjk a versenyhelyzetet. Idelis esetben minden ad ms-ms alcsatornra (frekvencira) kerl, gy az tkzs teljesen eliminlhat.Idosztsos multiplexelsen alapul hozzfrs (TDMA). A kzs csatornt elre meghatrozott idszelet-hasznlati besorolssal megosztjuk a versenyhelyzetben lv adk kztt, ezzel biztostva, hogy egy idpillanatban csak egy ad kldhessen informcit a csatornn.Hullmhossz-osztsos multiplexels (WDM). Hasonl az FDM-hez, de ezt az optikai tvitelnl, a fny frekvenciatartomnyban alkalmazzuk.Dinamikus csatornafelosztsvletlen hozzfrselosztott vezrlskzpontostott vezrls.

38Egyszer ALOHA

39Rselt ALOHA

40Ethernet (IEEE 802.3)

41

42

43Kapcsolk (switchek)

A kapcsolk minden portjukhoz egy tblzatban (n. kapcsolsi tblban) troljk le az adott porton elrhet gpek Ethernet (vagy ms nven MAC) cmt. A kapcsolk dinamikusan tltik fel s tartjk karban kapcsolsi tbljukat (az rkez keretek forrscme alapjn). A kapcsolsi tblt egy n. tartalom szerint cmezhet memriban troljk (content-addressable memory, CAM).A CAM olyan memria, amely a hagyomnyos memrikhoz kpest fordtottan mkdik: ha valamilyen adatot tpllunk be (Ethernet cm), a hozz tartoz memriacmet adja kimenetknt. A CAM rvn a kapcsolk keres algoritmus futtatsa nlkl is meg tudjk tallni az adott MAC cmhez tartoz portot.44Ethernet kapcsols folyamata (Ethernet switching)

A kapcsol a berkez Ethernet keret clcmt keresi a kapcsolsi tbljban:Ha a clcm zenetszrsi cm (48 db 1-es bit rtk), akkor a keretet a kapcsol valamennyi portjn tovbbtja (kivve az rkezsi portot).Ha a clcm nem tallhat meg a kapcsolsi tblban, akkor valamennyi portjn tovbbtja a keretet (kivve az rkezsi portot).Ha a clcm megtallhat a kapcsolsi tblban, akkor a hozz tartoz porton tovbbtja a keretet (feltve, hogy az nem azonos a keret rkezsi portjval).45Kapcsolsi mdszerek:Trol s tovbbt:A keret tovbbtsa a teljes keret megrkezse utn kezddik meg. A kapcsol jraszmtja a keretellenrz sszeget (CRC, vagy ms nven Frame Control Sequence, FCS), s ha a keret hibs, eldobja.Kzvetlen kapcsols:A clcm (6 bjt) megrkezse utn azonnal megkezddik a keret tovbbtsa a kimeneti porton.Tredkmentes kapcsols:A minimlis keretmret (64 bjt) megrkezse utn kezddik a keret tovbbtsa a kimeneti porton. (Esetlegesen tkz keret nem kerl tovbbtsra.)

46Vezrjeles gyr, Token ring (ISO/IEEE 802.5)

A vezrjeles gyr eliminlja az tkzst: van egy specilis keret (vezrjel, token), s egy lloms csak akkor adhat keretet, ha birtokolja a vezrjelet. Az lloms az ads utn a vezrjelet tovbbadja a soron kvetkez llomsnak.Az llomsok logikailag gyr topolgia alapjn mkdnek (megelz, rkvetkez csompont), de fizikailag a csompontok egy n. TCU (Trunk Coupling Unit) egysghez csatlakoznak (fizikailag csillag topolgia). A TCU relket s mkdtet elektronikt tartalmaz, a logikai gyr szervezse a TCU feladata. Ez biztostja, hogy egy lloms kikapcsolsakor (esetleg meghibsodsakor) a gyr zrdjk.

47Vezrjeles gyr mkdsi elveHa egy lloms keretet akar tovbbtani, elszr meg kell vrnia vezrjelet (token-t).Ha megjtt a vezrjel, a tovbbtand keretet (amely tartalmazza a felad s a clcmet) bitenknt tovbbtja.Minden lloms bitenknt veszi s (a rkvetkez fel) tovbbkldi a keretet.A cmzett lloms a beolvasott keretet feldolgozza, s ugyangy tovbbtja, mint a tbbi lloms, azzal a klnbsggel, hogy a cmzett a vlasz biteket is belltja a keret vgn (jelezve a sikeres, vagy sikertelen tvitelt).A keretet a felad lloms tvoltja el a gyrbl. A felad a vlasz biteket is feldolgozza.A felad lloms tovbbkldi a vezrjelet.

48A vezrjel tovbbadsnak alternatv megoldsaiLass gyr (4 Mbps):Egyszerre csak 1 keret van a gyrben. A vezrjelet a felad lloms csak a keret visszarkezse utn tovbbtja.Gyorsabb gyr (16 Mbps):Egyszerre tbb keret van a gyrben. A vezrjelet a felad lloms a keret elkldse utn azonnal tovbbtja a rkvetkez llomsnak (early token release).49Hlzati rtegsszekttetst s tvonalvlasztst biztost kt hlzati csompont kztt. Ehhez a rteghez tartozik a hlzati cmzs s az tvonalvlaszts (routing).Egymstl eltr hlzatok sszekapcsolsa

Feladata: a csomag eljusson a clig Tbb tvlasztEz a legalacsonyabb rtek, mely a kt vgpont kztti tvitellel foglalkozik.Ismernie kell a topolgittvonalvlaszts, tlterheltsg

Szlltsi rtegnek nyjtott szolgltatsokA szolgltatsoknak fggetlennek kell elnnik az tvlasztk kialaktstlA szlltsi rteg ell el kell takarni a jelenlv tvlasztk szmt, tpust s topolgijtA szlltsi rteg rendelkezsre bocstott hlzati cmeknek egysges szmozsi rendszert kell alkotniuk.Ktfle megoldssszekttets nlkli szolgltatsdatagramoksszekttets-alap szolgltatsVirtulis ramkr

sszekttets nlkli szolgltats

sszekttets-alap szolgltats

sszehasonlts

tvlaszt algoritmusokAdaptv nem adaptv Legrvidebb tElrasztsTvolsgvektor-alap tvlasztsVgtelenig szmlls problmjaIPV4

IPV6

Forgalomirnytk (alapvet) mkdseA router az input interfszen rkez csomagot fogadja.A router a csomag clcmt illeszti a routing tblzat soraira. Ha a clcm tbb sorra illeszkedik, akkor a leghosszabb prefix sort tekintjk illeszkednek.Ha nem ltezik illeszked sor, akkor a cl elrhetetlen, a csomag nem tovbbthat. A csomagot a router eldobja s ICMP hibajelzst kld a feladnak.Ha ltezik illeszked sor, akkor a csomagot az ebben szerepl kimeneti interfszen tovbbtjuk (adatkapcsolati rtegbeli begyazssal) a kvetkez hopknt megadott szomszdhoz, ill. a clllomshoz, ha mr nincs tbb hop.

ICMP

ARP (Address Resolution Protocol)A cl IP cm alapjn keressk a hozztartoz Ethernet cmet. Minden csompont egy tblzatban (ARP tblzat) tartja nyilvn a hlzati cmekhez tartoz fizikai cmeket. A tblzat j bejegyzseit emberi beavatkozs nlkl kell ltrehozni:ARP krds: Ki tudja az X hlzati cm fizikai cmt?A krds kerett zenetszrsos kldssel az alhlzat valamennyi csompontja megkapja s feldolgozza.Ha valamely csompont magra ismer az X hlzati cmben, akkor a sajt fizikai cmvel megvlaszolja az ARP krdst.

RARP (Reverse Address Resolution Protocol)A RARP protokoll alkalmazsa specilis esetekben szksges (tipikusan hlzati boot, vagy hlzatrl trtn IP cm meghatrozsa esetn.) Egy (vagy tbb) RARP szerver egy tblzatban (RARP tblzatban) tartja nyilvn a fizikai cmekhez tartoz hlzati cmeket. A tblzatot a rendszeradminisztrtor tartja karban. Az IP cm - Ethernet cm sszerendels statikus (azaz egy Ethernet cmhez mindaddig ugyanaz az IP cm lesz hozzrendelve, amg a rendszeradminisztrtor meg nem vltoztatja azt). Ha tbb RARP szervert zemeltetnk, akkor mindegyiken ugyanazt az sszerendelsi tblzatot kell alkalmaznunk.Mkdsi vzlata:RARP krds: Ki tudja az X fizikai cm hlzati cmt?A krds kerett zenetszrsos kldssel az alhlzat valamennyi csompontja megkapja.A RARP szerverek feldolgozzk a krdst: Ha megtalljk a tblzatukban az X fizikai cmet, akkor a tblzatban tallhat hlzati cmmel megvlaszoljk a RARP krdst.

DHCP - Dynamic Host Configuration ProtocolDHCP krds: Ki tud adni egy IP cmet?A krds kerett zenetszrsos kldssel az alhlzat valamennyi csompontja megkapja.A DHCP szerverek feldolgozzk a krdst: Ha a kezelt cmtartomnyukban mg van szabad IP cm, akkor azzal megvlaszoljk a DHCP krdst. A kliens a hozz rkez DHCP vlaszokbl vlaszt egyet, s visszajelzi a vlasztst a megfelel DHCP szervernek. A DHCP szerver knyveli a cmvlasztst (foglalt lett a cm), s a knyvelsrl megerstst kld a kliensnek.

Szlltsi rtegMegbzhat hlzati sszekttetst ltest kt csompont kzttAdatokat fogad a viszony rtegtl, feldarabolja s tovbbtja a hlzati rtegnek, kzben biztostja a hibtlan megrkezst.UDP-User Datagram Protocol

Az UDP nagyon egyszer protokoll. A fejrsz legfontosabb kt mezje a kt portszm, melyek a kommunikcis adatfolyam azonostst vgzik. Nincs benne ktelez visszajelzsi mechanizmus, s az ramlsszablyozst gyakorlatilag az applikcik vgzik.TCP-Transmission Control Protocol

Az TCP protokoll (RFC 793) megbzhat (nyugtzott), sszekttets alap szlltsi rteg protokoll. Az adatkommunikci megkezdse eltt kapcsolat (TCP sszekttets) pl ki a felek kztt. A kommunikci sorn pedig folyamatos ramlsszablyozst lt el.Hromutas kzfogsA kapcsolatot kezdemnyez elkld egy kapcsolat krst jelzSynkdbitet s egyben elkldi a sajt sorszmt.A fogad rzkelve a krst belltja aAcknyugtz kdbitet, s a nyugta szmt egyel nagyobra lltja a kapott sorszmnl (vromnyos nyugtzs). Ezzel egytt elkldi a sajt kapcsolatfelvteli krelmt amit aSynkdbit segtsgvel jelez s beteszi a sajt sorszmt a csomagba.A kapcsolatot kezdemnyez rzkelve a visszarkez csomagot, a nyugtaszm alapjn tudja, hogy kldemnye elrt a clllomshoz. Annyi teendje van csupn, hogy nyugtzza a cllloms ltal elkldtt sorszmot azAckkdbit belltsval s a nyugtaszmban megnveli egyel a cllomstl kapott sorszmot.

Alkalmazsi rtegAz applikcik (fjltvitel, e-mail stb.) mkdshez nlklzhetetlen szolgltatsokat biztostja.DNS Domain Name System1983Hierarchikus krzetalap nvkiosztsi sma s az azt megvalst adatbzisrendszerElssorban arra szolgl, hogy hosztneveket feletessen meg IP-cmeknek

DNS-nvtrA nvhierarchia legfels szintje: ICANN (Internet Corporation for Assigned Named and Numbers) 1998250 elsdleges krzetltalnosOrszgra vonatkozMsodlagos krzetnevekA komponenseket . vlasztja el egymstlDNS-nvtr

Elsdleges krzetnevek

NvszerverekA DNS-nvtr egymssal nem tlapol znkra van osztva.Minden znhoz egy vagy tbb nvszerver tartozik.Egy lemezen lv fjlbl nyeri az informcikat.Nvfelolds: nv megkeresse s a hozz tartoz cm meghatrozsaHiteles bejegyzs: a bejegyzs attl a szevertl szrmazik, amelyik azt kezeli.Gyorstrban lv bejegyzsek: esetleg elavultNvfelolds

Elektronikus levl

SMTP Simple Mail Transfer ProtocollA forrsgp TCP sszekttetst teremt a clgp 25-s portjval.A kld gp megvrja, amg a szerver fogadgp meg nem szlal. A szerver azzal kezdi, hogy kld egy sornyi szveget, melyben azonostja magt, s megadja, hogy fel van-e kszlve a levelek fogadsra. Ha nem, akkor a kliens bontja az sszekttetst s ksbb jraprblkozik.Ha a szerver felkszlt a fogadsra, akkor a kliens megadja, hogy kitl s kinek megy a levl. Ha a megadott cmzett ltezik a clgpen, akkor a szerver szabad utat enged az zenetnek. A kliens elkldi, a szerver nyugtzza. A TCP miatt nincs szksg ellenrz sszegre.Az sszekttets lebomlikSMTP htrnyaiOlyan feladt ad meg, amit csak akarASCII zenetet tovbbt ->hossz zeneteknl problmaNincs titkostsESMTP Extended SMTPIMAP Internet Message Access ProtocollIMAP-szerver 134-as portPOP3 Post Office Protocol