A számítógépes hálózatok

Hálózati architektúrák

Annak érdekében, hogy csökkentsék a hálózatok bonyolultságát, a legtöbb hálózatot rétegekbe (layers) vagy szintekbe (levels) szervezik. Minden réteg vagy szint az alatta levőre épül. A rétegek száma, neve, tartalma és funkciója különböző hálózatban eltérő lehet. Az viszont minden hálózatban közös, hogy az egyes rétegek célja szolgálatok nyújtása a felettük levő réteg számára, oly módon, hogy közben a szolgálatok megvalósításainak részleteit azok elől elrejtse.

Amikor azt mondjuk, hogy két gép kommunikál egymással tulajdonképpen a rétegek kommunikációját értjük alatta, mégpedig úgy, hogy az egyik gép x-edik rétege a másik gép x-edik rétegével tartja a kapcsolatot. A kapcsolatban minden réteg az alatta levő rétegnek vezérlőinformációkat és adatokat ad át.

A párbeszéd szabályait minden rétegre meghatározták és azt a réteg protokolljának (protocol) nevezzük. A protokoll lényegében olyan megállapodás, amely az egymással kommunikáló felek közötti párbeszéd szabályait rögzíti.

Az egyes rétegek és közöttük folyó kapcsolati szabályok összességét hálózati architektúrának nevezzük.

Az architektúra megtervezése során figyelembe kell venni

Egyirányú vagy szimplex adatátvitel: az adatok a két hoszt között csak egy irányba haladhatnak. A rendszer minden esetben rendelkezik adóval és vevővel, de ezek szerepet nem cserélhetnek.

Félduplex vagy váltakozva kétirányú adatátvitel: ebben az esetben az adatok a két állomás között már felváltva is áramolhatnak, azonban egyszerre csak az egyik irányba. A csatornát egyszerre csak az egyik irányú adatáramlás foglalhatja le.

Duplex vagy kétirányú adatátvitel: az adatok egyidejűleg mindkét irányban áramolhatnak a két hoszt között. Ezzel a technikával egy hoszt adó és vevő funkciót is el tud látni egyszerre (pl. telefon).

Minden rétegnek tartalmaznia kell olyan funkcionális részt, mely alkalmas a kapcsolat felépítésére, majd az információcserét követő kapcsolatbontásra.

Hibavédelem vagy hibajelzés.

Az adatátvitel szabályozása, ugyanis egy hálózatban az egyes hosztok különböző fizikai paraméterekkel rendelkezhetnek. A lassú és a gyors működésű számítógépeknek is tudniuk kell egymással kapcsolatot létesíteni. Ha a vevő gyorsabb működésű, mint az adó, az nem jelent problémát. Ha a helyzet fordított, akkor az már adatvesztéshez vezethet, ugyanis az adó gyorsabban adja a vonalra az információt, mint ahogy azt a vevő fogadni képes. Annak érdekében, hogy ez a helyzet ne állhasson elő, az adatátvitelt szabályozni kell, ezt nevezzük folyamirányításnak, vagy angolul flow control-nak.

Nagy méretű üzenet továbbításakor szükség lehet a méret korlátozására. Ilyenkor a nagyobb méretű információcsomagokat fel kell darabolni kisebb részekre, és egyenként átküldeni a címzetteknek. Az így továbbított összes kisebb csomag célba juttatása után a címzett feladata ezek összeállítása, sorrendbe rakása. Ennek érdekében a csomagok fejrészében azonosítót kell elhelyezni, amely tartalmazza a csomag sorszámát is.

A számítógépeink közötti kapcsolat legnagyobb költségét a kábelek kiépítése, az adatátviteli vonal kialakítása jelenti. A vonal jobb kihasználására kell törekedni, és ennek növelése érdekében meg lehet és meg kell valósítani a vonalmegosztást.

A lehető leggyorsabb átvitel biztosítása érdekében törekedni kell a legrövidebb vagy a leggyorsabb útvonal kiválasztására, mivel ha több gépünk van, általában két hoszt között nem csak egy útvonalon haladhatnak az adatok. Már a tervezés során meg kell határozni az útvonalak meghatározásának módját (útvonalvezérlés, útvonalválasztás). Ezt a feladatot a csomóponti számítógépeken futó megfelelő programok vagy célhardverek valósíthatják meg valamilyen algoritmus szerint.