Ellenőrző kérdések a Hálózati architektúra témaköréből

Ez az oldal a korábbi SCH wiki-ről lett áthozva. Az eredeti változata itt érhető el.

Ha úgy érzed, hogy bármilyen formázási vagy tartalmi probléma van vele, akkor kérlek javíts rajta egy rövid szerkesztéssel.

Ha nem tudod, hogyan indulj el, olvasd el a migrálási útmutatót

1. Analógia az emberi kommunikáció és a gépi kommunikáció között.

Az emberi kommunikáció általában közvetlen módon történik. Az egyik ember mondatokban beszél a másikhoz, amire az válaszolhat. Ezzel szemben a gépi kommunikáció fogalmánál be kell vezetnünk a közvetett kommunikáció fogalmát is. A közvetett kommunikáció során megkülönböztetjük a virtuális és a valós utat. A virtuális úton továbbra is a két ember (vagy gép) beszélgetése úgy folyik, mintha egymás mellett lennének. A kommunikáció ténylegesen a valós úton keresztül zajlik. Ehhez a felhasználók egy távközlési szolgáltató (például: telefonhálózat) szolgáltatásait veszik igénybe. A szolgáltatóhoz a SAP-on (Service Access Point, szolgáltatás-elérési pont) keresztül csatlakoznak. Magában álló rendszer esetén két folyamat az operációs rendszer segítségével kommunikálhat egymással. Egymással kommunikáló gépek esetén a cél az, hogy az A gépen futó X alkalmazási folyamat és a B gépen futó Y alkalmazási folyamat úgy tudjanak kommunikálni, mintha a folyamatok ugyanazon a gépen futnának, vagyis a kommunikáció részleteiről ne kelljen tudnia egyik folyamatnak sem. Ennek egyik lehetséges megoldása, hogy ennek érdekében A-t és B-t el kell látni egy, ezt lehetővé tévő kommunikációs hardver-szoftver együttessel (C folyamat). Ennek a szoftver-hardver egységnek a szolgáltatásait veszik igénybe a gépeken (A és B) futó alkalmazási folyamatok (X és Y). A működés az alábbiak szerint történik. Ha X folyamatnak kellenek Y folyamat adatai, X megkéri C-t, hogy hozzon létre kapcsolatot B számítógéppel, annak érdekében, hogy kommunikálhasson Y-nal. X-nek és Y-nak nem kell tudni a részletekről (pl.: protokollok, átvitel, csatorna).

3. Ismertesse a szolgáltató-felhasználó modellt és elemeit!

A szolgáltató szolgálatokat nyújt a felhasználónak, aki ezeket az SAP-n keresztül igénybe tudja venni. Ehhez természetesen ismernie kell az interface-t. A szolgáltató - felhasználó modellnél a hangsúly a hálózati szolgáltató és felhasználó(k) közötti együttműködésén van. Az együttműködés célja olyan hálózati szolgáltatás megvalósítása, melynek segítségével a felhasználók között adattovábbítás végezhető.

4. Mi a szolgálat definíciója? Mit kell tudni a felhasználónak a szolgálatról?

Szolgálat / Szolgáltatás: A szolgáltató szempontjából azon tevékenységek, műveletek, függvények, eljárások halmaza, amelyet valaki vagy valamilyen szervezet nyújt másvalakiknek, azok munkájának vagy életének megkönnyítésére vagy gazdaságossá tételére. A felhasználó szempontjából azon mások által végzett tevékenységek, műveletek, függvények, eljárások halmaza, amelyet - mint felhasználók - igénybe veszünk annak érdekében, hogy munkánkat vagy életünket megkönnyítsük, vagy gazdaságossá tegyük.

Például a tömegközlekedés igénybevétele (BKV Rt. a szolgáltató, utas a felhasználó).

A felhasználónak a szolgáltató belső működéséről nem kell hogy képe legyen, a szolgáltatóhoz ő csak egy szabványos felületen csatlakozik, és ezen keresztül veszi igénybe a szolgáltatást. A szolgálat lehet összeköttetés alapú (például telefonhálózat), vagy összeköttetés nélküli (például a postaszolgálat).

5. Mit nevezünk számítógép-hálózati architektúrának?

Az architektúra valamilyen cél érdekében alkalmazandó funkcionális elemek (blokkok/modulok) halmaza, és a halmaz elemei közötti relációk összessége. Mind a halmaz elemeit, mind a köztük levő relációkat technológiai és esztétikai szempontok befolyásolhatják. A számítógép-hálózati architektúra olyan architektúra, amelynek konkrét célja a távoli számítógépeken futó alkalmazási folyamatok közötti magas szintű adatcsere megvalósítása. (A halmaz elemei: rétegek, ahol egy réteg valamilyen szolgáltatásnyújtás érdekét szolgálja, például a fizikai réteg feladata adatok fizikai átvitele.) A réteg egy funkció- vagy feladathalmaz adott szintű szolgálat nyújtására. Elemei a funkcionális elemek (FE), melyek a szolgáltatásban aktívan közreműködnek, ezek valósítják meg a szolgáltatás egy adott szintjét, a relációk, amik a funkcionális elemek közötti kapcsolatot határozzák meg, és amelyeket protokollok határoznak meg. A protokoll specifikáció szintaktikai szabályokból (a PDU szerkezetének meghatározása), szemantikai szabályokból (a PDU vezérlő mezőjében levő bitek jelentésének megadása) és logikai szabályokból (a két kommunikáló fél milyen sorrendben küldheti a PDU-kat) áll.

6. Mit nevezünk hivatkozási modellnek? Milyen kapcsolata van a hálózati architektúrával?

A hivatkozási modell egy rétegszerkezet, mely definiálja, hogy mely rétegek milyen feladatköröket kell hogy ellássanak, hogyan épülnek egymásra, stb. Ez azonban még nem architektúra, hiszen semmi konkrétat nem tartalmaz. Ahhoz hogy az legyen belőle a szolgálatok es interface-ek pontos leírása, és a protokollok megadasa is szükséges.

7. Mi az előnye a hivatkozási modellnek?

Könnyű vele a bonyolult rendszereket leírni, átláthatóvá, megfoghatóvá tenni. Megkönnyíti a szabványosítást, ugyanis az egyes rétegekkel szembeni követelmények leírhatóak A követelmények megfogalmazása, leírása könnyebb. Az egyes rétegek viszonyát és a rendszer felépítését jól lehet ezen keresztül kezelni. A rendszer felépítését jól tükrözi, mert koncepcionális (elvi megoldásokat ad, míg a konkrét szoftver termékek esetleg nem minden elemét tartalmazzák). Megkönnyíti a dokumentálhatóságot, mivel a rendszer strukturált és áttekinthető. Irányelvet ad arra, hogyan célszerű a témakört oktatni: alulról felfelé építkezve, egy-egy szint megismerése után továbblépve, az addigi szinteket adottnak tekintve.

8. Ismertesse az architektúra fogalmát általában és konkrétan a számítógép-hálózati architektúráét, annak elemeit és relácóit (réteg, SAP, protokoll, interfész, primitív, PDU, SDU, PCI, beágyazás)!

Az architektúra valamilyen cél érdekében alkalmazandó funkcionális elemek (blokkok/modulok) halmaza, és a halmaz elemei közötti relációk összessége. Mind a halmaz elemeit, mind a köztük levő relációkat technológiai és esztétikai szempontok befolyásolhatják. A számítógép-hálózati architektúra olyan architektúra, amelynek konkrét célja a távoli számítógépeken futó alkalmazási folyamatok közötti magas szintű adatcsere megvalósítása. (A halmaz elemei: rétegek, ahol egy réteg valamilyen szolgáltatásnyújtás érdekét szolgálja, például a fizikai réteg feladata adatok fizikai átvitele.)

A réteg egy funkció- vagy feladathalmaz adott szintű szolgálat nyújtására. Elemei a funkcionális elemek (FE), melyek a szolgáltatásban aktívan közreműködnek, ezek valósítják meg a szolgáltatás egy adott szintjét, a relációk, amik a funkcionális elemek közötti kapcsolatot határozzák meg, és amelyeket protokollok határoznak meg. A protokoll specifikáció szintaktikai szabályokból (a PDU szerkezetének meghatározása), szemantikai szabályokból (a PDU vezérlő mezőjében levő bitek jelentésének megadása) és logikai szabályokból (a két kommunikáló fél milyen sorrendben küldheti a PDU-kat) áll.

A primitívek elemi parancsok vagy válaszok, a felhasználók és a szolgáltatók közötti együttműködés eszközei.

A funkcionális elem (FE), vagy entitás olyan eleme az architektúrának, amely a szolgáltatás nyújtásában aktívan részt vesz (például fogadja és feldolgozza a kapcsolási számot).

A szolgáltatás-elérési pont (Service Access Point, SAP) az a része az architektúra interfészének, ahol a felhasználó eléri a szolgáltatást.

Az adategységek (Data Unit, DU) azok a legelemibb adatcsomagok, amelyeket a funkcionális elemek küldenek egymásnak. Az az elem, aminek segítségével a felhasználók tudnak egymással kommunikálni a protokoll adategység (Protocol Data Unit, PDU). Másképpen, ez az a mondat, amit egymásnak mondanak. A generálódott mondatok explicit kérés formájában az interface-en keresztül továbbítódnak a szolgáltató belsejébe, az alszolgáltatóhoz. Az alszolgáltató ezt továbbítja a kommunikációban fogadó fél alszolgáltatójának, ezáltal ez megint egy PDU-vá válik. Ez így zajlik tovább, így alakul ki a beágyazott szerkezet. Az n. szintű felhasználótól azt várom, hogy az átadott adatokat változatlan formában vigye át. Tehát a kapott adatokat az n. szintű szolgáltató transzparens módon kezelje.

A generálódott mondatot, tehát azt az adategységet, amit az n. szintű felhasználó alakított ki, egy az egyben odaadja az (n-1). szintű szolgáltatónak, aki azt át is veszi, ez a szolgáltatásának tárgya. Ezáltal amíg a mondat az n. szinten PDU-ként jelent meg, az (n-1). szinten már SDU (Service Data Unit) lesz, de fizikailag nem történt rajta semmi változás (tehát az n. szintű PDU ugyanaz, mint az (n-1). szintű SDU). Abban az esetben, ha az (n-1). szinten levő szolgáltató nem tudja az SDU-t elemi módon továbbadni a fogadó fél szolgáltatójának, akkor az SDU elejére hozzáteszi a saját, (n-1). szintjének megfelelő adatokat, ezáltal az PDU-vá válik és azt továbbítja explicit kérés formájában az (n-2). szintű szolgáltató felé. (Tehát az (n-1). szintű PDU-ból úgy lesz (n-1). szintű SDU, hogy az (n-1). szintű szolgáltató a PDU elejére biggyeszti saját jellemző adatait) A beágyazódás, illetve fejrésszel való kiegészítés addig tart, amíg el nem jut a fizikai rétegig (bitek szintjéig). A legalsó rétegben tehát strukturálatlan bitsorozat keletkezik, ennek átviteléért a fizikai réteg a felelős. A vevő oldalon ugyanannak a bitsorozatnak kell megjelennie, amit majd a funkcionális elem átad az adatkapcsolati rétegnek. Ebben a távoli adatkapcsolati réteg funkcionális eleme megkeresi a vezérlő- és a szolgálati adategységet. Ekkor kezdődik el a kibontás folyamata. Leveszi a fejrészt és továbbadja az adategységet a fölötte lévő szint funkcionális elemének. Így kapja meg a vevő a fejrészek lehagyásával több lépcsőben a kívánt adatot.

Az n. szintű szolgáltató szolgálata az n. interfészen keresztül nyújtja a szolgálatot az (n+1). réteg számára. Ennek a szolgálatnak a nyújtása során az n. protokoll szerint kommunikálnak az n. szintű funkcionális elemek. Az együttműködés az n-primitívek segítségével valósul meg. Tehát a protokoll a szolgálat nyújtásában játszik fontos szerepet.

10. Nyílt rendszer definíciója. Nyílt rendszerek összekapcsolása.

A nyílt rendszer egy előre meghatározott kommunikációs követelményeknek eleget tevő rendszer. Több ilyen rendszer összekapcsolásával is nyílt rendszer jön létre, és így ezekhez más, ugyanilyen rendszerek is kapcsolódhatnak (szabványok, ajánlások figyelembevételével lehet egy ilyen rendszert előállítani és ilyenhez kapcsolódni). Ezek a rendszerek az ISO által kifejlesztett OSI szabványnak fognak megfelelni és ezáltal válnak nyílt rendszerré.

12. Két alkalmazási folyamat kommunikációja az OSI modell alapján.

A számítógép-hálózatokat rétegekbe vagy szintekbe szervezik, melyek mindegyike az azt megelőzőre épül. A rétegek célja: jól definiált szolgáltatásokat biztosítva a felsőbb rétegek elől eltakarni a megvalósítás részleteit. A kommunikáció során használt szabályok és konvenciók összességét protokollnak nevezzük. Azokat a funkcionális egységeket, amelyek a különböző gépeken az egymásnak megfelelő rétegeket magukba foglalják, társfolyamatoknak nevezzük. Minden egyes réteg adat- és vezérlőinformációkat ad át az alatta elhelyezkedő rétegnek, egészen a legalsóig. A fizikai rétegen zajlik a tényleges kommunikáció. A szomszédos rétegpárok között egy interfész húzódik, mely az alsóbb réteg által a felsőnek nyújtott elemi műveleteket és szolgálatokat definiálja.

A legfelső réteg (7.) kommunikációja: m üzenetet, melyet a 7. rétegben futó folyamat állított elő, 6/7 interfész által a 7.-ből a 6. rétegbe kerül, különböző átalakítások után (tördelés, fejrész hozzáadás, benne vezérlési információk...) eljut a legalsó rétegbe. A vevő-oldali gépen az üzenet rétegről rétegre halad felfelé, miközben folyamatosan megszabadul a fejrészektől.

Protokollok közötti kommunikáció: vízszintes irányú (virtuális), az adó n-edik protokollja kommunikál a vevő n-edik protokolljával. A tényleges kommunikáció függőleges irányú.

13. Hogyan kommunikál két társentitás?

Azokat a funkcionális egységeket, amelyek a különböző gépeken az egymásnak megfelelő rétegeket magukba foglalják társfolyamatoknak nevezzük. Ezek a társfolyamatok kommunikálnak egymással a protokollok felhasználásával. A valóságban nem az egyik gépen lévő n. réteg kommunikál a másik gépen lévő n. réteggel. Ehelyett minden egyes réteg adat- és vezérlőinformációkat ad át az alatta lévő rétegnek egészen a legalsó rétegig. A fizikai rétegen zajlik a tényleges kommunikáció.

16. Mutasson egy példát a megerősített szolgálatra (pl. telefon)!

Mind az emberek közti közvetett kommunikációban, mind a két egymással kommunikáló gép esetében a szolgáltatás kérése (request) egy jelzéssel történik. (pl.: telefonnál: felemelem a kagylót). A központ veszi a jelzést, feldolgozza, értesíti a másik felhasználót (pl.: kicseng a telefon). Ha válaszol (pl.: felemeli a kagylót) akkor visszaigazolást küld (response). Ez a visszaigazolás a hívónál egy konfirmációt eredményez, mely ebben az esetben az, hogy meghallja a hívott fél hangját. Mivel a felek között van response és konfirmáció, ezért megerősített szolgáltatásról beszélünk. Mindkét központban van valaki/valami, aki/ami az adatokat feldolgozza. Egy belső távközlési szolgáltató köti össze a két távoli központot. Aki/ami közreműködik a feladatban, az a funkcionális elem (FE), vagy más néven entitás. A szolgáltatás egy meghatározott interfészen, felületen keresztül vehető igénybe. Egy szolgáltató és a rá épülő funkcionális elem együtt a felette lévő interfészen keresztül értéknövelt szolgáltatást nyújt.