Chip 1996 April

home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search

/ Chip 1996 April / CHIP 1996 aprilis (CD06).zip / CHIP_CD06.ISO / hypertxt.arj / 9308 / HALO1.CD < prev next >

Wrap

Text File | 1995-04-19 | 47KB | 834 lines

@VKapcsolatok -- I.@N @VBevezetés a hálózatok világába@N Amint egy cégnél meghonosodik a ""számítástechnika", megindul az @Kadatforgalom@N, az egyik gépben rögzített adatok átvitele a másik gépbe. Ennek az elsô lépése, hogy a forrásként szolgáló gép floppyjára felmásoljuk az adatokat tartalmazó file-t rámásoljuk, és a célhelyen megpróbáljuk kiolvasni. Ha a fônöknek kell az üzleti terv, már lohol is a fullajtár, kezében floppyval -- kisebb cégnél pár emeletnyire, nagyobbnál néhány kilométerre lévô irodába. Amikor megérkezik, derül ki, hogy a kért információ nincs is a lemezen, vagy a számítógép valamilyen oknál fogva nem tudja elolvasni a lemezt. ""Sebaj, az ördögnek tartoztam ezzel az úttal" -- mondhatja ilyenkor az ember. A számítógéppel való barátkozás közben általában beindul az adatfeldolgozás is. Egy kisebb csoport végzi az adatbevitelt, majd minden osztályra eljuttatják a friss információkat mágneslemezen vagy faxon, amit aztán a titkárnôk gépelnek be újra egy másik számítógépbe. Hogy miért adja el néha két üzletkötô is ugyanazt az árut, amikor modern technikával ""naprakészek" a raktárkészlet állásából? Néhány panaszos levél az igazgatónak, és máris megvan az engedélyen az aláírás, telepíthetô a hálózat. Szerencsére Magyarországon egyre kevesebb az ehhez hasonló eset. Sokan már az elsô menetben telepítenek helyi hálózatot. A rendszer kiválasztásánál azonban sokszor a megtakarítás a legfontosabb szempont, ami nem is baj, csakhogy nem mindig lehet tudni, mi a takarékosabb. Vegyünk egy példát! Ha valakinek kell egy számítógép, amivel levelezni és játszani szeretne, bôven elég ha 386SX-et vesz 2 Mbyte RAM-mal. De ha szoftverfejlesztésre szánja a gépet, nem biztos, hogy a gép hardverkorlátai miatt jó választás lenne ugyanez a konfiguráció. Nem egyértelmû a helyzet ott, ahol @Kegyenlôre nincs, de majd lehet, hogy@N @Klesz@N címû játékot játsszák. Mindenesetre érdemes olyan függvényt használni, amivel ki lehet számolni a beruházásra fordítható költséget... Most induló cikksorozatunkban a számítógép-hálózatok alapjaival és egy-egy termék bemutatásával szeretnénk segíteni az optimális választást. @VHálózati alapok@N A hálózat nagyon tág fogalom. Már a mindennap használatos telefon is hálózatnak minôsül, hiszen kommunikációs igényeket elégít ki. Minket most elsôsorban a számítógépek kommunikációs lehetôségei érdekelnek. Åltalánosan elmondhatjuk azt, hogy a számítógép-hálózat nem más, mint a számítógépek erôforrásait megosztó adatkapcsolat. Azaz, ha az egyik géprôl a másik gépre adatokat vihetünk át, adatkapcsolatról, ha a munkaállomás eléri a másik állomás háttértárolóját, már hálózatról beszélünk. @V @VAdatkapcsolat@N Ahol számítógépeket használnak, szinte mindenütt szükség lehet az adatok más számítógépekre való juttatására. Ezt sokféleképpen megvalósíthatjuk. A legegyszerûbben floppyval vagy más olyan adattárolóval, amelyrôl a lementett információkat betölthetjük a célgépbe. Természetesen az adatok továbbítására még ezer és ezer más lehetôség van, ezért csak a témánk szempontjából legfontosabbakra szorítkozunk. Minden két vagy több gép közötti információcserét adatkapcsolatnak nevezünk. Az adatkapcsolat közvetítô eszközét (eszközeit) pedig adatközvetítô(k)nek vagy adatút(ak)nak nevezzük. A legfontosabb eszközöket késôbb ismertetjük. Mióta telefon van, a kábeles információcsere tûnik a legkézenfekvôbbnek. Elôször is nézzük meg ennek alapjait! @VKommunikáció iránya@N A számítógépek közötti kommunikáció nem mindig kölcsönös. Elôfordulhat, hogy csak az egyik gép (adó) szolgáltat adatokat, a másik (vevô) viszont csak fogadja ezeket. Az olyan üzemmódokat, ahol mindig egy irányban folynak az adatok, szimplexnek nevezzük. Ezt az üzemmódot ritkán használják, bár egy huzalon tipikusan egyirányú kapcsolat valósítható meg. Van azonban egy másik üzemmód, amely lehetôséget biztosít a kétirányú adatfolyamra. Mivel egy huzalon egyszerre csak egy irányban folyhat áram, a kétirányú kommunikációt úgy valósították meg, hogy amíg az egyik gép ad, a másik csak vesz. Az adás befejeztével az adatfolyam irányát megváltoztatják, s akkor a második gépnek is lehetôsége van az információit továbbítani az addigi adónak. Az ilyen üzemmódot hívják half-duplexnek, vagy félduplexnek. Az adatok továbbításának ez a leggyakrabban használt módja. Gyakorlatilag az összes lokális hálózat, a legtöbb kommunikációs hálózat ezt az üzemmódot használja. Néha akkor is ilyen üzemmódot választanak, amikor a kiépített kábelek miatt a full-duplex is megvalósítható lenne. Ahhoz, hogy egyszerre mind a két gép adjon is és fogadjon is, egymás mellett kettô vagy több vezetéknek kell összekötnie a számítógépeket. Ez a full-duplex üzemmód: az adás és vétel ilyenkor egymástól elszigetelt huzalokon folyik. Ez is gyakran használt kommunikációs mód, legtöbbször nagytávolságú kommunikációs hálózatok és adathálózatok használják. Szimplex kommunkáció esetén az adónak nincs értesülése arról, ha az adatok hibásan érkeztek meg. A half-duplex üzemmód pontosan arra ad lehetôséget, hogy a vevô felôl nyugtázó keretek érkezzenek. Az adó a küldendô adatokat blokkokra vágja szét, amibôl a vevô felépíti az eredeti adatokat. Minden blokkhoz tartozik egy ellenôrzô szám, amit a vevô újraszámol. Ha a két érték eltér egymástól, hibásan jött át a blokk. Az adó, mielôtt elküldi a következô blokkot, megvárja a nyugtázó blokkot -- a kereteken keresztül értesül az adatok megérkezésérôl. Minden hibásan elküldött adatblokkot újra elküld. Az ilyen üzemmódban minden egyes blokk küldése elôtt meg kell várni a nyugtázást, ezért az átvitel sebessége jelentôsen csökken. A full-duplex üzemmódban azonban az adó folyamatosan is küldheti a blokkokat, a vevô pedig ilyenkor folyamatosan küldi a nyugtákat. Ha valamelyik blokk hibás, csak újra kell küldeni. Ebben az üzemmódban azt is meg lehet oldani, hogy az egymásnak küldendô adatokat egy idôben viszik át a kommunikáló felek. Ilyenkor a vevô oldal a nyugtázó blokkok mellett küld adatblokkokat is és viszont: az adó az adatblokkok mellett nyugtázó blokkokat is küld. A három eljárás közül a full-duplex tekinthetô a legoptimálisabbnak, mert nagyobb az átviteli sebessége. A gyakorlatban azonban a kábelek magasabb árai miatt a half-duplex üzemmód az elterjedtebb. @VSoros átvitel@N Mitôl is függ az átviteli sebesség? Az egyik legfontosabb tényezô az egyszerre átvihetô bitek száma. Ha csak egy huzal van kiépítve, egy idôpillanatban csak egy bit vihetô át (de amint azt a kódolási technikáknál látni fogjuk, ez nem teljesen igaz). Az ilyen kábelek esetén tehát az adatokat csak úgy vihetjük át egyik géprôl a másikra, ha az adatokat byte-okra, a byte-okat pedig bitekre szeleteljük, majd ezeket sorban egymás után visszük át. A vevô oldalon ezekbôl a bitekbôl kell a byte-okat, illetve az adatokat felépíteni. Ezt a technikát soros átvitelnek nevezzük, az átvitel sebességét pedig bps-ben (bit per secundum) mérjük. @VPárhuzamos átvitel@N Amennyiben a gépek több huzalon is össze vannak kötve, megoldható, hogy egyszerre több bitet is átküldjünk. Ezt párhuzamos átvitelnek nevezzük. Ideális esetben egyszerre 8 bit (1 byte) átvitelét valósíthatjuk meg, ekkor a byte-ok összerakásával nem kell foglalkozni. Sebességét gyakran csak baudban határozzák meg, de 8 bites átvitel esetén cps-ben (character per secundum) mérjük. @VSzinkron, aszinkron átvitel@N Amikor az adó gép kiad egy jelet, a vevônek azt le kell olvasnia, de ha ez nem megfelelô idôben történik, könnyen hibás értéket kaphat. A kapcsolattartókat tehát valamilyen úton szinkronizálni kell. Az egyik megoldás külön szinkron jel továbbítása, ami a vevônek megmondja, mikor kell a bitet a vonalról leolvasni. Ezt szinkron átvitelnek nevezzük. Ilyenkor az adó és a vevô oldal egy órajelet használ, viszont az átvitelhez legalább két érre van szükség. Egy érrel megvalósított kommunikáció esetén erre a módszerre nincs lehetôség, ezért rendszerint úgynevezett aszinkron technikát alkalmaznak. Ennek az a lényege, hogy minkét oldalnak külön órajel-generátora van, melyek frekvenciáit elôre egyeztetik. Természetesen nincs két, egyformán mûködô hardverelem, ezért az üzeneteket kis csoportokra tagolják (általában 5-8 bit), melyeknek paramétereit szintén elôre beállítják. Minden csoportot egyhuzamban küldenek át. A csoport elôtt egy start bit, mögötte pedig egy vagy két stop bit áll. A start bitre indul a vevô órajele, és a stop biteknél áll le. A kis csoportoknak köszönhetôen a két gép órajele annyira nem csúszhat el egymástól, hogy az eltérés befolyásolni tudná az átvitel megbízhatóságát. @VSzabványok@N Ahhoz, hogy két számítógép kommunikálhasson egymással, meg kell érteniük egymás üzenetét. Annak érdekében, hogy a különbözô hardver- és szoftvergyártók olyan termékeket hozzanak piacra, amelyek együttmûködnek egymással, különbözô ajánlásokat dolgoztak ki. Az IBM PC szemszögébôl két fontos kommunikációs kártya szabványát emeljük ki. @VFizikai átviteli közegek@N Az adatok továbbításához szükség van közvetítôre. Ezt a közvetítôt nevezzük átviteli közegnek. Megkülönböztetünk vezetékes (egyszerû fémvezeték, csavart érpárú, árnyékolt vagy más néven koaxiális, száloptikás), illetve vezeték nélküli, elektromágneses (mikro-, ultrarövid-, rövid- stb. hullámú vagy lézer sugaras) átviteli közegeket. Az átviteli közegek fizikai tulajdonságától, illetve az alkalmazott átvitel módjától függôen beszélünk irányított vagy irányítatlan átviteltechnikáról. Az irányított átvitel meghatározott irányú, és hossza gyakran meghatározott. Az összes vezetékes megoldás, illetve a lézeres és a mikrohullámú rendszerek is irányítottak, viszont az utóbbi kettônél nem korlátozott a terjedés hossza. A rádiós adatátviteli közeg teljes mértékben irányítatlan, könnyû hozzáférhetôsége miatt elsôsorban nyílt rendszerû hálózatoknál használják. @VVezetékes átviteli közegek@N Legegyszerûbb a vezetékes adatátvitel, hiszen ennél csak ki kell húzni a kábeleket a gépek között, és már indulhat is az adatforgalom. Tipikusan egy vezeték-ér egy idôpillanatban egy bit átvitelére ad lehetôséget. Amint azt már fentebb említettük: ha egymás mellett több ér is fut, lehetôvé válik a párhuzamos adatátvitel. A kábeltelepítések költsége miatt azonban legtöbbször csak két -- egymástól szigetelt -- huzalú (jel+föld) kábeleket építenek ki. @VCsavart érpár@N Az ilyen kéteres kábeleket gyakran több száz méterre is el lehet vezetni. De az is elôfordulhat, hogy több kilométerre lévô számítógéppel kell kapcsolatot teremteni. Ha a vezetékpárt csak egymás mellé helyeznénk, antennaként sugározná a rajta futó jeleket, s zavarná a környezô televízió- és rádióberendezéseket, nem is beszélve a közben fellépô veszteségrôl. Ha viszont a két huzalt összecsavarjuk. Ettôl megszûnik az antennahatás, így a zavarás és a veszteség is csökken. Az ilyen kábeleket akár több kilométer távolságra is elvezethetjük anélkül, hogy bármiféle erôsítôt alkalmaznánk. A csavart érpárokat minden további nélkül kötegbe lehet fogni, amit aztán egy külsô behatásoknak ellenálló burkolatban szoktak lefektetni. Ilyen kábeleket használnak a telefonok kiépítésénél is. Elsôsorban a csillag topológiájú hálózatoknál @K(az alábbiakban többször esik@N @Kszó a topológiáról, a kérdést lentebb részletesen@N @Ktárgyaljuk),@N illetve a csupán két gépet összekötô adathálózatoknál használják ezt a vezetéktípust. A sodrott kábelek analóg és digitális jelek átvitelére is alkalmasak. Az átviteli sebesség az erek fizikai tulajdonságaitól és a kábel hosszától függ, de elérheti akár a néhány Mbps-ot (megabit per secundum) is. Olcsósága miatt kedvelt kábeltípus. @VTelefonvezeték mint átviteli közeg@N Mint már említettük, a telefonvezetékeket leggyakrabban sodrott érpárból építik. A telefonközpontok erôsítô, kapcsoló stb. berendezései miatt ezek sávszélessége 3 kHz körül van. Claude Shannon elmélete szerint az ilyen vezetéken 30 dB jel/zaj viszony mellett a maximális átviteli sebesség 30 Kbit/s. A gyakorlatban azonban vagy a nagyobb zaj, vagy a kisebb sávszélesség miatt csak 2400 baud sebességû átvitel lehetséges. Nagyobb sebességû, például 9600 bps-es átvitelt is lehet az ilyen típusú vezetéken produkálni, de ehhez kell a QAM (Quadrature Amplitude Modulation) kódolási eljárás is, ami 4 bit/baudos átvitelnek felel meg. @VKoaxiális kábelek@N Magyarországon legelterjedtebb a koaxiális kábel (szakmai zsargon rövidítve, koax néven emlegeti). Népszerûségét a helyi hálózatok elterjedésének köszönheti. A kábel belsejében egy tömör rézhuzal található, amit szigetelôréteg vesz körül. Erre henger alakban árnyékolót húznak, amit általában vékony, szigeteletlen huzalokból fonnak össze, ezért is szokás ezt harisnyának nevezni. Az árnyékolt kábelt bevonják egy külsô szigetelô réteggel. @V50 ohmos koaxiális kábel@N Kevesen tudják, hogy az átviteltechnikában többfajta hullámellenállású kábelt használnak. Kezdjük a legkisebbel! Az 50 ohmosat alapsávúnak is szokás nevezni. Maximálisan 10 Mbit/s sebességû átvitelre alkalmas, bár rövidebb kábeleken elérhetô nagyobb sebesség is. A kábelen binárisan kódolják a jeleket. Ennek az a nagy hibája, hogy a vevô oldalon nem lehet egészen pontosan megállapítani, milyen sebességgel történik az adás, ennek következtében szinkronizációs problémák merülnek fel, amelyek a vétel megbízhatóságát kedvezôtlenül befolyásolják. A probléma megoldására találták ki a Manchester kódolási technikát. A lényege, hogy minden bit periódusidejét kétfelé osztják. Félidôben a jelet invertálják, így minden bitidôben garantáltan van egy jelváltás. A logikai egyes értéket a magasról alacsonyra váltás jelzi, a nullát pedig az alacsonyról magasra. Mivel minden bithez tartozik egy jelváltás, könnyû megállapítani milyen sebességgel történik az adás. Az 50 ohmos kábelekkel legtöbbször Ethernet hálózati csatolóval kialakított, sín topológiájú hálózatot építenek ki. Két típus használatos, a vékony és a vastag Ethernet kábel. A vékonnyal maximum 180 méteres, a vastaggal maximum 500 méteres kábelszegmens alakítható ki (egy szegmensen maximum 100 úgynevezett T csatlakozó helyezkedhet el). A kábelre kétféleképpen lehet csatlakozni. A legkézenfekvôbb megoldás, a T csatlakozó alkalmazása. A vezetéket kettévágják és egy T csatlakozó közbeiktatásával kötik össze, majd a csatlakozót a számítógépre illesztik. Åltalában a gerincvezetéket fixen falra rögzítik, majd az elôre megtervezett helyeken falicsatlakozóval kivezetik a kábelvégeket. Lengôkábellel a végeket a számítógépekhez vezetik, amit a T csatlakozóval kapcsolnak össze. Ha a fali csatlakozónál nincs bekötendô számítógép, ezért egy úgynevezett rövidzárral kell a gerincvezeték folytonosságát biztosítani. A megoldás nem kíván különleges technikát, minden újabb csatlakozó felszereléséhez csak a lengô kábel bôvítésérôl kell gondoskodni. A gépek között húzódó lengôkábelek sérülékenyek, sok mechanikus problémát okozhatnak. Lehetôség szerint kerülni kell ezt a megoldást, elôre célszerû megbecsülni, hogy maximálisan hány felhasználót csatlakoztatnak a kábelre, és azok helyileg hol fognak dolgozni. Minden újabb lengôkábel közbeiktatása a hálózat leállítását igényli. Egy komoly hálózatot nem lehet egy-egy percre leállítani. Ezért új munkaállomás bekötésekor más megoldást használnak. A gerinvezetéket megfúrják úgy, hogy annak középsô rézhuzalát ne sértsék meg, de azzal fémesen tudjanak érintkezni. Ebbe a furatba csavarják bele azt a csatlakozót, ami az elôzô megoldás T dugóját helyettesíti. A hátrány nyilvánvaló. Csak vastagabb kábel esetén alkalmazható, és rendkívül preciz fúrásra van szükség. Ha egy kicsit is beljebb megy a furat, a mag elszakadhat, ha viszont nem elég mély, érintkezési problémák lehetnek. @V75 ohmos koaxiális kábel@N A 75 ohmos koaxiális kábeleket analóg jelek átvitelére használják. Ez, mint látni fogják sok problémát rejt magában. Az egyik, hogy a számítógépnek egy modemre van szüksége, hogy a digitális--analóg jelátalakítást elvégezhesse. Az átalakított analóg jel szerencsére kevésbé érzékeny a zavaró tényezôkre, de kevesebb is az átvihetô bitek száma, noha egy 300 MHz-es kábelen 150 Mbit/s vihetô át. A másik hátrány, hogy az analóg jel erôsítésére analóg erôsítôre van szükség, amely csak egy irányban erôsít, így csak egy irányban lehet kommunikálni. Az egyirányú kommunikációs probléma megoldására két lehetôség kínálkozik. A legkézenfekvôbb: két kábelt kell lefektetni, az egyiket adásra, a másikat vételre használja a rendszer. Tipikusan fa struktúrájú hálózat esetén az adást a központi gép fogadja, ami megismétli, továbbadja azt a másik kábelre. îgy biztosítva van, hogy minden gép megkapja az üzenetet. Minden munkaállomásnak be kell tartani ezt a szabályt, s ezzel megoldható az egyirányú erôsítés. A másik megoldás elônye, hogy kevésbé költséges. Egyetlen kábel felosztanak két frekvenciatartományra. Az alacsonyabb tartományban a központi gép felé történik a kommunikáció, míg a magasabb az ismétlésre szolgál. A kétirányú erôsítéshez csak sávszûrôket kell alkalmazni, és a szétválasztott jeleket a megfelelô irányba kell felerôsíteni. A kábel sávszélessége igen nagy, ezért lehet csatornákra szétosztani. A csatornákban külön-külön folyhat a kommunikáció, így egyszerre több számítógéphálózat is mûködhet egy vezetéken. A kihasználatlan csatornákat televízió, telefon vagy egyéb eszközök is használhatják. Az Arcnet kártyához használnak 93 ohmos koaxiális kábelt is, de ritka elôfordulása miatt ezzel részletesebben nem foglalkozunk. @VÜvegszálas kábelek@N Az üvegszál a látható fény és a környezô frekvenciatartományok vezetésére alkalmas. Ellentétben a fémkábelekkel, az optikai fotonok segítségével közvetíti az információt egyik helyrôl a másikra. Mivel a látható fény frekvenciája 10^8 MHz körül van, könnyen belátható, hogy az optikai kábelek áteresztô képességével nem veheti fel a versenyt más közeg. Sajnos az óriási áteresztôképességet nem lehet kihasználni, mivel számítógépeink fémes vezetôkkel rendelkeznek. (Az USA-ban már a hatvanas években kísérleteztek az optikai számítógépekkel, de használható eredményt ezidáig nem sikerült produkálniuk.) A fénykábel tulajdonképpen egy hosszú, nagy tisztaságú, rendkívül vékony üveg vagy mûanyag henger. Ezt az hengert egy optikailag kevésbé sûrû burkolattal látják el. Az optikai szálban a fény éppúgy szóródna, mint a levegôn, viszont a különbözô optikai tulajdonságú anyagok határán a fény megtörik. Ha a fény beesési szöge elég kicsi, onnan éppen úgy visszaverôdik, mint például az akvárium faláról. A kábelen belül tehát a fény ide-oda verôdve jut el a másik pontra. A nehézséget már csak a csatlakoztatás okozza, hiszen olyan elektromos áramkört nem lehet készíteni, ami ezen a magas frekvencián tudna dolgozni. Az illesztéshez ezért fényforrásra és fényérzékeny áramkörre van szükség. Fényforrásként fényemittáló diódát (LED -- Light Emitting Diode) vagy lézerdiódát lehet alkalmazni. A vételi oldalra fényérzékelô diódát vagy tranzisztort alkalmaznak. A fényforrás impulzusait a fényátalakító fogja fel. Két gép összekapcsolásával nincs is több gondunk, de mi van a többi géppel? Csillag topológia bármikor kialakítható, hiszen a központi gépbôl minden munkaállomásra kivezethetô egy-egy kábel. A kábelen nincsenek leágazások, elosztók stb. Gyûrûs topológia is készíthetô, hiszen minden gép a két szomszédossal áll kapcsolatban. Ráadásul elég, ha az egyik oldalon csak a fénydióda, a másikon a LED áll, hiszen az adatok mindig egy irányban haladnak. A jó kihasználtság érdekében azonban optikai csatolókra is szükség van. A csatolás a fényt többfelé választja szét, illetve több fényutat terel össze. Az úgynevezett Y csatoló egy üvegszálat kettéválaszt, onnan jelet vesz le, vagy vezet rá. Az úgynevezett X típusúnak két bevezetése van és ugyanennyi kivezetése. Bármelyik kábelen jöhet fény és a fénynyalábot kettéválasztja. Tulajdonképp ezen az elven mûködik a csillag csatoló is, csak annak több be- és kimeneti iránya van. Ezen csatolók segítségével már sín topológiájú hálózat építéséhez is bátran neki lehet fogni. A száloptikai kábel használata mellett rengeteg érv szól. Az üvegszál nem elektromos, hanem fényjeleket szállít, tehát nincs elektromágneses szórása, és környezet sincs rá hatással, ezáltal nem vesz fel zajokat, nincs áthallás. Föld feletti vezetés esetén nincs kitéve villámok hatásainak, föld alatt egyáltalán nem korrodál. Tûz és robbanásveszélyes helyeken, ahol az elektromos kábeleket nem szabad alkalmazni, szintén remekül használható. A jobb minôségû száloptikás kábeleknek nagyságrendekkel kisebb a csillapítása, mint a fémeseknek, ezért nagy távolságra is el lehet vezetni a jeleket minden erôsítés nélkül. Van viszont egy óriási problémájuk. A fény különbözô hullámhosszú sugarakból tevôdik össze. Minden hullám másképp törik meg a kábel falán, ráadásul egy adott közegben a terjedés sebessége sem azonos. Az eredmény, hogy az impulzusok bizonyos mértékig szétkenôdnek, ami a nagysebességû átvitelek során kritikus is lehet. A lézer diódák alkalmazása esetén viszonylag azonos a kibocsátott fény hullámhossza, így törése és terjedése közel azonos. De emellett van még két lehetôség a probléma kiküszöbölésére. Az egyik, ha a fényszál belülrôl kifelé haladva egyre kisebb törésmutatóval rendelkezik. A különbözô hosszúságú hullámok máshol verôdnek vissza, így különbözô hosszúságú utakat tesznek meg. A hosszabb utat megtevô hullámok azonban a kisebb optikai sûrûségben gyorsabban haladnak. A másik lehetôség a száloptika vastagságának jelentôs csökkentése, s ilyenkor -- a kis átmérônek köszönhetôen -- a fénynyalábok az egyenes vonalú mozgáshoz közelítenek. Az elônyit nézve azt lehetne gondolni, csak üvegszálas kábellel érdemes hálózatot építeni, a régi, elavult fémkábeleket pedig csak a múzeumokban érdemes megôrizni. De az üvegszálas technika még nagyon új, ezért a telepítési költségek igen magasak. Használata elsôsorban ott javasolt, ahol nagy távolságokat nagy sebességû átvitellel kell áthidalni. @VÉter@N Van egy olyan átviteli közeg, amelyet mindnyájan használunk, és rendkívül széles sávú. Ez az éter. Azért éternek és nem levegônek nevezzük, mert a világûr is közvetíthet jeleket. Az éteren keresztüli kommunikációra elektromágneses jel használható. Természetesen zavar szempontjából ez a legkedvezôtlenebb közeg, hisz -- mint említettem -- mindnyájan használhatjuk. Az elektromágneses jelek terjedési mechanizmusa minden frekvenciatartományban más, ezért itt különösen nagy figyelmet kell szentelni a hálózattervezésnek. Amennyiben nehéz lenne kábeleket telepíteni a felszíni akadályok miatt, és az áthidalandó távolság túl nagy, a megoldás csakis az éter használata lehet. Az éter tipikusan szimplex vagy félduplex típusú kommunikációra használható. Két frekvenciatartomány kijelölésével megoldható lenne a full-duplex összeköttetés is, de a frekvenciamoratórium miatt nem szokták megvalósítani. Az éterben épített adathálózat topológiája leginkább a sínre emlékeztet. Alapvetôen kétfajta frekvenciatartományt különítünk el a számítógép-hálózatok szempontjából. A fényt és az egyéb elektromágneses hullámokat. @VFénnyel tartott kapcsolatok@N A fénynél egyszerû a helyzet. Éppen úgy, mint a kábeles változat esetében, az adó oldalon fényforrás adja az impulzusokat, a vevôn pedig fényérzékeny elemek alakítják át a jeleket elektromos jelekké. Létezik irányított és irányítatlan fénnyaláb. Az irányított fényátvitelre a lézerfénnyel megvalósított összekapcsolások tekinthetôk a legjobb példának. Az irányítatlan fényforrás fogalmát nem kell megmagyarázni. Gyakran egy közönséges infravörös adót használnak az átvitelhez. A fénnyel történô átvitelnek van egy óriási hátránya. Rendkívül érzékeny a külsô fényviszonyokra és a rálátásra. Tûzô napon nehéz infravörös átvitelt megvalósítani, bár nem lehetlen. Magas házak között is elég nehéz megvalósítani ilyen hálózatot, mert az adó és a vevô nem látja egymást. A házunk tetejére épített fényadó sem mindig elég ahhoz, hogy a szomszédos felhôkarcoló felett kommunikálhassunk. @VRádiós összeköttetés@N Ilyenkor célszerû rádiós összeköttetést létesíteni, s ezzel elkerülhetôk a további bonyodalmak. A rádiós frekvenciát osztályokra, sávokra és csatornákra osztják. A csatornák szélessége határozza meg az átviteli sebességet. A ma érvényben levô felosztás szerint minél nagyobb a sáv frekvenciatartománya, annál szélesebb a csatorna, ezért igazán nagy sebességû átvitelt csak a rendkívül magas mikrohullámú tartományokban lehet megoldani. A különbözô frekvenciaosztályok másképpen viselkednek a közegekben. A hosszúhullám, a középhullám és a rövidhullám követi a föld felszínének görbületét, ezért rendkívül nagy távolság áthidalására alkalmasak. Viszonylag kis frekvenciájuk, illetve a rajtuk kialakított csatornák sávszélessége miatt sajnos csak igen kis sebességû hálózatok alakíthatók ki. Számítógépes adatokat csak a rövidhullámú és a magasabb tartományokban közölnek, ezért a többi ismertetésétôl eltekintünk. @VRövidhullám@N A rövidhullám tulajdonságai és az átviteli sebesség kicsinysége miatt csak elvétve használják, bár alkalmas nagytávolságú hálózatok kiépítésére. Lényegében néhány igazi alkalmazástól eltekintve csak a rádióamatôrök használják világszerte az AX.25 típusú, úgynevezett Packet Radio hálózathoz. Ebben a hálózatban a legtöbben inkább az URH sávjain dolgoznak. @VUltrarövid hullám@N Az ultrarövid hullámú tartományban viszonylag elfogadható átviteli sebesség valósítható meg. Egy rádióállomás kiépítése sem igényel különösebb technikát, ezért a legtöbb rádiós számítógéphálózatot ebben a tartományban használják. Antennának általában egyszerû függôleges rudat használnak. Ezt nevezik körsugárzónak, mivel minden irányba szór. Az URH azonban egyenes vonalban terjed. A nagy frekvenciának köszönhetôen a hullámok elhajlása minimális, így nehezen terjed a házak között. Ezért fölösleges két állomást úgy összekötni, hogy az antennák fénytanilag ne ""lássák" egymást. @VMikrohullám@N A mikrohullámú technika Magyarországon a mûholdas televíziókkal vált ismertté. Számítógépek összekapcsolására is használják, ugyanis nagy frekvenciája miatt (1,2 GHz -- 40 GHz) rendkívül gyors átvitelt tesz lehetôvé. Elsôsorban nagy távolságok áthidalására használják. A rádióállomást viszont lényegesen nehezebb megépíteni, mint az URH állomást. Az adó-vevô szintén különleges technikát igényel, és az antenna is csak speciális parabola típusú lehet. A rendszer mûködése lényegében hasonló a tévééhez, csak itt az antenna feje tartalmazza az adó áramköröket is. Mivel a mikrohullám szintén egyenes vonalban terjed, direkt, átjátszós vagy mûholdas összeköttetéseket létesítenek vele. Ma a legtöbben a mikrohullámú rendszer jövôjében hisznek. @VÅtjátszók@N Az ultrarövid és mikrohullámú tartományok teljesen egyenes vonalban terjednek, ezért maximum 100-150 kilométer áthidalására alkalmasak, de átjátszók közbeiktatásával a távolság növelhetô. Hegyek, házak és egyéb felszíni objektumok eltakarhatják a rádióberendezéseket, ilyenkor a legmagasabb pontra felszerelnek egy átjátszót, ami a jeleket továbbítja. Az átjátszó fogadja az adó jeleit és más frekvenciatartományban megismétli azokat. Az eljárás hasonlít a szélessávú koaxiális kábeleknél alkalmazotthoz. Az átjátszók egy speciális típusa a mûhold, de csak a telepítés helyében különbözik a hagyományos átjátszóktól. Míg a földi átjátszóknál figyelni kell a telepítés helyére (minél magasabbra, minden állomás elérhesse stb.), a mûholdnál egyszerû a helyzet, ""csak" földkörüli pályára kell állítani. Satelliten keresztül akár a föld másik oldalára is eljuttathatjuk adatainkat, hiszen olyan magasan van, hogy szinte a föld mindkét oldalát egyszerre látja. A mûholdakat elsôsorban a mikrohullámú jelek továbbítására használják. @VHálózati elrendezések@N Mielôtt belekezdenénk a lehetséges elrendezések ismertetésébe, tisztázni kell egy fontos fogalom, az adatút fogalmának jelentését. @VAdatút@N Az adatút nem más, mint az egymással párhuzamosítható, adatok átvitelére alkalmas közeg. Ha két kábel fut egymás mellett, két adatútról beszélünk, de egy kábelen két vivôfrekvenciával is lehet két, egymástól független adatutat kialakítani. Az éter is gyakorlatilag egy kábelnek tekinthetô, de az elektromágneses hullámok segítségével rengeteg csatorna mûködik egymás zavarása nélkül (gondoljunk a rengeteg rádióállomásra). @VTopológiák@N A topológia fogalmát a kábeltípusok tárgyalásánál már többször említtettük. Most lássuk, mit is érthetünk a fogalom alatt! A kábeleket különbözô elrendezésben építhetjük ki aszerint, hogy az adott hálózat szempontjából mi a legmegfelelôbb. Ezt a fizikai elrendezést nevezzük topológiának. A hálózatok nemcsak kábelek segítségével építhetôk ki, de az elrendezések könnyebb megértése végett végig kábelekrôl fogok beszélni. Az elrendezések gyakran a gráfokra emlékeztetnek, ezért sokszor onnan kapják nevüket. Az adatutak lényegében a gráfok élei, míg a csúcsok a hálózati állomások. @VTeljes összekapcsolás@N A teljes kiépítésben minden számítógép mindegyikkel külön adatúton kapcsolódik össze. Ezért minden munkaállomás közvetlen kapcsolatot alakíthat ki a másikkal. Elônye, hogy ha egy kábel elszakad, lehet találni kerülô utat, amin a kommunikáció tovább folytatódhat (az ilyen kiépítés kedvezôen befolyásolja a hálózat megbízhatóságát). A rendszer telepítési költsége igen magas, ezért csak kivételes esetben szokták alkalmazni. @VRészleges összekapcsolás@N A részleges kiépítésben a felesleges kábeleket elhagyják, s ezzel jelentôsen csökkentik a telepítés költségét. Létezik szabálytalan és szabályos elrendezés. @VSzabálytalan topológia@N A szabálytalan topológiában az olyan helyeken, ahol elengedhetetlen az adatbiztonság, több utat hagynak meg, de ahol nem kötelezô, nem hagyják meg a kábeleket. Åltalában minden nagytávolságú hálózat ilyen topológiával rendelkezik. A munkaállomások általában csak közvetett úton kapcsolódhatnak össze, ezért jelentôsen növekszik az üzenetváltási idô. @VSzabályos topológiák@N Több szabályos elrendezést ismerünk (csillag, fa, gyûrû és sín). Ezt attól függôen kell kiválasztani, hogy milyen feladatot akarunk megoldani az adott hálózattal. @VCsillag topológia@N A legegyszerûbb szabályos elrendezés a csillag topológia. Elsôsorban kisebb helyi, illetve a nagytávolságú nyilvános (telefonvezetéket használó) hálózatoknál alkalmazzák. Lényege, hogy minden munkaállomásról megy egy vezeték a központi gépbe. Ez jelentôsen megnöveli a hálózatépítés költségeit, hiszen az egymás mellett elhelyezkedô munkaállomások mindegyikéhez ki kell húzni a vezetéket. Van azért elônye is ennek e kiépítésnek. Ha valamelyik kábel meghibásodik, csak az a munkaállomás válik használhatatlanná, amelyik arra a kábelre csatlakozik. A megvalósítás is egyszerû, hiszen a címzéshez csak azt kell tudni, melyik kábelvégen csücsül az az állomás, amellyel a központi gép kommunikálni akar. A csillag topológia hátránya, hogy amennyiben az egyik állomás üzen valamit másiknak, elôbb az elsôdleges állomás (központi gép) kapja meg a csomagot, majd azt a célállomásnak továbbítja. Emiatt az elsôdleges állomás gyakran túlterhelt. A központi gép meghibásodása a teljes kommunikációt meghiúsítja. @VFa topológia@N Az elsôdleges állomás leterheltségének kivédésére dolgozták ki a fa topológiát. Az elrendezés a fa típusú gráfokra hasonlít, onnan is kapta nevét. A központi gép úgynevezett közvetítô gépekkel áll kapcsolatban, amelyek újabb közvetítô gépekkel vagy munkaállomásokkal vannak összekötve. Egy-egy ilyen önálló ágat alhálózatnak is nevezzük. A munkaállomások közötti üzenetváltást és a kisebb munkákat a közvetítô segítségével valósítják meg, ezáltal a központi gép tehermentesül. Elônye még, hogy rendkívül csökken a kábelezési költség, és nagyobb hálózatok is kialakíthatók. Hátránya viszont, hogy egy kábel kiesése egész alhálózatot tehet tönkre. A lényegesen nagyobb hálózatok esetén pedig a központi szerver túlterhelôdik. @VGyûrû topológia@N A gyûrû elrendezésnek köszönhetôen az egyes kábelek terheltsége azonos. Minden állomás -- beleértve az elsôdlegest is -- két szomszédos állomással áll közvetlen kapcsolatban. Az elsôt a másodikkal és az utolsóval kötik össze: a kábelezés gyûrût alkot. Ha egy üzenetet kell elküldeni, az állomás a mellette lévônek adja át, amely megnézi az üzenet címét. Ha nem neki szól, továbbadja a mellette levônek, és ez addig megy, amíg az üzenet el nem érte a célállomást. A csomagok mindig egy irányban haladnak. A rendszernek több hátránya is van. A sok közbensô állomásnak köszönhetôen rendkívül lassú az üzenetváltás, a csatlakozások sokasága miatt nem túl megbízható. Elég egyetlen kábelnek elszakadnia, és az egész hálózat mûködésképtelen. @VSín topológia@N A sín topológia nem tekinthetô gráf formájúnak. A fent említett kábelezési költségeket talán ezzel az elrendezéssel lehet legjobban lecsökkenteni, ezért a helyi hálózatokban szinte mindenütt ezt használják. A kábel gyakorlatilag egy gerincvezeték, amelyet mindkét végén lezárnak egy-egy hullámellenállással. A gerincvezetékre T csatlakozóval kapcsoljuk a munkaállomásokat. A server itt is -- akár a gyûrûs elrendezésnél -- a gerincvezetéken bárhol elhelyezkedhet. Minden rákapcsolt számítógép látja a másik üzenetét attól függetlenül, hogy neki szól-e. Az üzeneteket logikai úton kell kiválasztani, ezért folyamatos csatornafigyelésre van szükség. Ha valameyik állomás használni kívánja a csatornát, azt le kell foglalnia, azaz vivôt kell a kábelre küldenie. Elôfordulhat, hogy egyszerre két állomás is kommunikálni akar, ilyenkor összeütközések keletkezhetnek. Ennek elkerülésére kétfajta eljárást alkalmaznak. Az egyik a statikus módszer. Minden állomásnak meghatározott idôszelete van, amikor szabadon használhatja a kábelt. A megvalósítás viszonylag egyszerû, de gazdaságtalan, hiszen nem fogja mindig egy állomás kihasználni a szeletet, ezért a kábel gyakran kihasználatlan. A dinamikus módban viszont minden állomásnak magának kell ""kiharcolnia" a használati jogot. Mielôtt valamelyik munkaállomás lefoglalná a kábelt, meg kell gyôzôdnie annak használatlanságáról. Ha foglalt addig kell várakoznia, amíg fel nem szabadul. Ha sikerült kisajátítania a vezetéket, meghatározott számú és hosszúságú üzenetblokkokat küldhet el a célállomásnak, amely -- szintén a bonyolult lefoglalást követôen -- ellenôrzés végett válaszol. îgy leírva egészen egyszerûnek tûnik az eljárás, de az ilyen protokollokat a legapróbb részletekig bonyolult szabályok határozzák meg. Ilyen szabvány az IEEE 802.3 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) is. Az egyetlen gerincvezeték miatt a rendszer rendkívül érzékeny annak sérüléseire. Nem viseli el a zárlatot, szakadást, sôt a véglezáró ellenállások hiányát sem. Ráadásul a hosszabb vezetékeknél nem mindig lehet megállapítani a hiba pontos helyét. Arcnet kártyákkal a sín hálózatot fizikailag gyakran a fa topológiájú hálózathoz hasonlóan építik meg az úgynevezett kábelkoncentrátorok alkalmazásával. A központi gépbôl csupán egyetlen kábelt vezetnek ki, de azt rácsatlakoztatják a kábelelosztóra (hub). A hub elosztóként mûködik: a bejövô jelet többfelé osztja szét. Kétfajta kábelkoncentrátor létezik. A passzív hub passzív elemeket tartalmaz, a kábeleket csupán illeszti egymáshoz. Åltalában 3-7 felé oszhatja szét a jeleket. Az aktív hub aktív áramköröket tartalmaz, jelerôsítést végez, ezért többfelé tudja osztani a jeleket. Az innen kijövô kábeleket passzív hubra is lehet csatlakoztatni. Létezik még doboz, illetve kártya kivitelû aktív kábelelosztó. A dobozos saját tápegységgel rendelkezik, a kártya kivitelûnél a kártyát tartalmazó gépnek bekapcsolt állapotban kell lennie a hálózat mûködésekor. Az ilyen kábelezés elônye az igazi sín topológiával szemben, hogy egy kábel szakadása nem mindig okozza az egész hálózat leállását. A hiba is sokkal jobban bemérhetô. Hátránya viszont, hogy a sok csatlakozás miatt megbízhatatlanabb a mûködése, és emiatt lassúbb az adatforgalom. Legközelebb a hálózatok erôforrásaival foglakozunk. @KRudnai Tamás@N