A számítógépes hálózatok
Közeghozzáférési módszerek
A számítógép-hálózatok két nagy csoportba sorolhatók: a pont–pont kapcsolatot megvalósító és az üzenetszórást alkalmazó típusba. Az üzenetszórásos módszernél a kommunikáló hosztok egy adatcsatornát használnak. Minden hoszt a közös csatorna segítségével próbál kommunikálni a másik hoszttal.
Amíg a pont–pont kapcsolatnál jól elkülöníthető a két fél adása, az üzenetszórásnál mindenki ugyanabba a csatornába „dobja” be az adását, és ha a csatornán már volt adat, akkor a két adat értelmetlen jeleket eredményez.
Ezért meg kell oldani, hogy több hoszt is tudja használni a csatornát anélkül, hogy az adataik összekeveredjenek. Tehát a közeghez (mint adatátviteli közeghez) való hozzáférést biztosítani kell.
Minden helyi hálózatban az állomásoknak hozzá kell férniük a fizikai átviteli közeghez. Mivel több számítógép is ugyanazt az átviteli közeget használja, osztozniuk kell rajta. A hálózati hozzáférés módja hatással van a helyi hálózat többi jellemzőjére is. Egy hálózaton belül egyféle módot alkalmaznak.
A hálózati hozzáférés módja attól függ, hogy a hálózat milyen átvitel-vezérlési eljárással rendelkezik:
Véletlen vezérlés - nem kell külön engedély a hálózat használatához, az állomások bármikor kezdeményezhetik a hálózati forgalmat.
Osztott vezérlés – egy adott időn belül csak egyetlen állomásnak van joga az átvitelre, és ezt a jogot a számítógépek egymás után kapják meg.
Központosított vezérlés – egyszerű hálózati eszközökkel központilag határozzák meg, melyik állomás használhatja az átviteli közeget. Ilyen megoldás például a lekérdezéses (polling), a vonalkapcsolásos vagy az időosztásos módszer.
Ütközést figyelő, ütközést jelző (CSMA/CD)
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - vivőjel érzékeléses többszörös hozzáférés, ütközésérzékeléssel)
A CSMA/CD az egyik legfontosabb protokoll, mivel a gyakorlatban az Ethernet-kártyák ennek egy változatát, az IEEE 802.3-at alkalmazzák. Csak akkor kezdeményezhet adást a hoszt, ha a csatorna üres, így nem ütközhet bele a már csatornán lévő adatba. Ezért az adó az adás megkezdése előtt belehallgat a csatornába, ha a csatorna üres, adást kezdeményez. Az elővigyázatosság ellenére az viszont előfordulhat, hogy két (vagy több) állomás egyszerre veszi észre, hogy üres a csatorna, és azonos pillanatban kezdeményez adást.
Ebben az esetben ismét ütközés keletkezett. Ennek a problémának a feloldása érdekében az adók az adás ideje alatt is figyelik a csatornát, és összehasonlítják a csatornán található adatot az általuk kibocsátott adattal. Ha azt tapasztalják, hogy a két adat nem egyezik meg, akkor minden bizonnyal ütközés keletkezett. Ebben az esetben leállítják az adást. Valamennyi ideig várakoznak, majd (ha szabad a csatorna) újra megpróbálkoznak az adással.
A CSMA/CD egyrészt figyel a csatorna foglaltságára, másrészt ütközés esetén rögtön befejezi az adást, így nem foglalja a sávszélességet és az időt.
Ütközést figyelő, jelző
Token Ring (vezérjeles gyűrű)
Gyűrű-topológia esetén alkalmazható protokoll. Lényege, hogy a legelső adást kezdeményező hoszt előállít egy tokent, melyet adás után továbbad a szomszéd hosztnak. Az vagy adást kezdeményez, vagy adási szándék hiányában egyszerűen továbbadja a tokent. Az elv megengedi a prioritás létrehozását, ebben az esetben a prioritással rendelkező állomásnak nem kell rögtön tovább adnia a tokent, hanem csak meghatározott számú adás után. Gond lehet, ha a token elvész, vagy leblokkol egy állomásnál. Ennek az elkerülésére felügyelő állomást neveznek ki, amelynek joga van a token újra kiosztására.
Ha egy gép adásba kapcsol, csak a közvetlen szomszédja érzékeli. Az egyes állomások vezérjelet továbbítanak a hurok mentén egymásnak. Amelyik ezt veszi, az lefoglalhatja a hurkot adatátvitelre.
A hálózat fizikailag csillag, logikailag gyűrű topológiájú. A fizikai csillag összeköttetést egy MSAU (multistation access unit)-nak nevezett hub valósítja meg, ehhez vannak a számítógépek csatlakoztatva, és ez továbbítja logikailag gyűrűszerűen az információs csomagokat.
Működési mód: token passing – token továbbadása. A token a vezérjel, egy speciális bitsorozat, amely a hálózaton halad körbe. A hálózaton elsőként bekapcsolt gép generálja. Amikor a token éppen elér egy számítógépet, az (egy átvitel erejéig) átveheti a token vezérlését. Ez jelenti azt, hogy információt kérhet vagy küldhet. Az általa a hálózatra helyezett csomag eljut a célállomás címére, nyugtát küld vissza, és ezután szabadul fel a hálózat újabb token generálásával egy újabb átvitelre.
Token Ring
Száloptikára épülő átvitel
FDDI (Fiber Distributed Data Interface – Száloptikára épülő adattovábbító berendezés és protokoll).
Működési mód: token passing. A módszer hasonló a Token Ring hálózatokon alkalmazotthoz, de itt a számítógépek egy előre meghatározott ideig foglalják le a tokent, ez alatt tetszőlegesen sok csomagot továbbíthatnak. Ha a meghatározott időnél hamarabb befejezik az átvitelt, vagy lejár az idejük, elengedik a tokent, így az más gépek számára áll rendelkezésre.
Mivel a számítógépek az adás befejezésekor azonnal továbbadják a tokent, lehet, hogy a következő állomás új kereteket küld, miközben még az előzőleg indított is a gyűrűben köröz. Így több csomag is utazhat a hálózaton egyidőben, ami ugyanakkora adatátviteli sebesség esetén is nagyobb adatát bocsájtó képességet biztosít a hálózat számára.
Szerelésükkor két gyűrűt alakítanak ki, egy elsődlegest (primary) az adattovábbításra és tartalékként egy másodlagos (secondary) gyűrűt. Ha az elsődleges gyűrű egy kábelszakadás következtében meghibásodna, a hálózat átkonfigurálódik, és a másodlagos gyűrűn fogja az adatcsomagokat továbbítani. Mivel a másodlagos gyűrű körüljárási iránya ellentétes az elsődlegesével, így egy esetleges kábeltörés esetén is átjárható a teljes gyűrű.
FDDI