Hálózati alapismeretek – összefoglaló tananyag

1. Hálózati alapfogalmak és eszközök

A számítógépes hálózatok célja, hogy különböző eszközök között adatátvitelt és erőforrás-megosztást biztosítsanak. A hálózatok felépítését az OSI-modell segíti megérteni, amely hét rétegre bontja a kommunikáció folyamatát. A gyakorlatban leggyakrabban a fizikai, adatkapcsolati és hálózati réteg fogalmaival találkozunk.

A legfontosabb hálózati eszközök:

Switch (kapcsoló): A 2. rétegben működik, MAC-címek alapján továbbítja a forgalmat, és egy szórási tartományt alkot VLAN-ok nélkül.

Router (forgalomirányító): A 3. réteg eszköze, IP-címek alapján dönt, és képes külön hálózatok összekapcsolására.

Access Point: Vezeték nélküli klienseket kapcsol a vezetékes hálózathoz.

A hálózatok működésében fontos szerepet játszanak a broadcast üzenetek, amelyek egy hálózat összes eszközét megszólítják. Ezek számát célszerű korlátozni, mert túlzott használatuk teljesítménycsökkenést okozhat.

2. IP-címzés és alhálózatok

Az IPv4-címzés 32 bites címeket használ, amelyeket négy oktett formájában ábrázolunk. Az IP-cím két részből áll: hálózati és hoszt rész. Ezek elválasztását az alhálózati maszk határozza meg.

Az IP-címek hagyományosan osztályokba sorolhatók:

A osztály: nagy hálózatok

B osztály: közepes hálózatok

C osztály: kis hálózatok

D osztály: multicast

Az A, B és C címosztályok ún. unicast címek, vagyis egyetlen hálózati eszközt azonosítanak. Ezeket klasszikusan hálózatok és hosztok címzésére használták, bár ma már a CIDR és VLSM miatt ritkán gondolkodunk tisztán osztályokban.

A D osztályú IP-címek multicast célokra szolgálnak. Ezekkel egy adatcsomag egyszerre több eszköznek is elküldhető, például videóstream vagy routing protokollok esetén. Ezekhez nem tartozik hosztszám.

Az E osztályú IP-címek kísérleti és kutatási célokat szolgálnak. A gyakorlatban nem használják őket hagyományos hálózatokban.

Címosztály    Első byte értéke    Ilyen típusú hálózatok maximális száma    A hálózaton belüli gépek maximális száma    Felhasználás
A     1–126    126     16 777 214     Nagy hálózatok (pl. nagyvállalatok)
B     128–191      16 384 65 534      Közepes méretű hálózatok
C    192–223    2 097 151   254      Kis hálózatok
D     224–239     –     –     Multicast címzés
E      240–255     –    –     Kísérleti, kutatási cél
A D és E osztályhoz nem tartozik hosztmező, ezért nincs értelmezett „gépek száma”.

A 127.x.x.x tartomány nem ré

A modern hálózatokban a CIDR és a VLSM (Variable Length Subnet Mask) használata terjedt el, amely lehetővé teszi eltérő méretű alhálózatok kialakítását. Ez hatékonyabb IP-cím gazdálkodást tesz lehetővé.

Fontos tudni, hogy minden alhálózatban két cím nem osztható ki: a hálózati cím és a broadcast cím.

3. VLAN-ok és kapcsolási technológiák

A VLAN (Virtual Local Area Network) logikai hálózatot jelent egy fizikai infrastruktúrán belül. Segítségével:

csökkenthető a szórási tartomány mérete,

növelhető a biztonság,

elkülöníthetők a különböző felhasználói csoportok.

A VLAN-ok közötti kommunikációhoz Layer 3 eszközre van szükség (router vagy L3 switch). A kapcsolók között a VLAN-forgalmat általában trunk portok továbbítják, 802.1Q címkézéssel.

Biztonsági kockázatot jelenthet a VLAN hopping, amikor egy támadó más VLAN-ok forgalmához próbál hozzáférni. Ennek megelőzése megfelelő trunk konfigurációval és felesleges VLAN-ok tiltásával lehetséges.

4. Útválasztás és redundancia

Az útválasztás lehet statikus vagy dinamikus. Dinamikus útválasztásnál a routerek protokollok segítségével cserélnek információt.

Fontosabb protokollok:

RIP: egyszerű, de lassú konvergencia

OSPF: link-state protokoll, Dijkstra algoritmust használ, area-kre bontható

BGP: autonóm rendszerek közötti útválasztás az interneten

A hálózati stabilitást növeli a redundancia, amely megakadályozza a hurok kialakulását. A 2. rétegben ezt az STP (Spanning Tree Protocol) biztosítja, amely BPDU üzeneteket használ és root bridge-et választ.

5. Hálózati szolgáltatások

A modern hálózatok számos alapvető szolgáltatást használnak:

DHCP: IP-címek automatikus kiosztása

DNS: névfeloldás IP-címekre

NAT / PAT: belső és külső hálózatok közötti címfordítás

A DHCP esetén fontos a konvergencia és a bérlet megújítása, míg NAT-nál gyakori megoldás a portátirányítás, amely lehetővé teszi belső szolgáltatások külső elérését.

Portok (csak a leggyakrabban használtak ;-)):

Port	Protokoll	Szolgáltatás	Rövid magyarázat
20, 21	TCP	FTP	Fájlátvitel, 21-es a vezérlő, 20-as az adatcsatorna
22	TCP	SSH	Titkosított távoli konzol hozzáférés
23	TCP	Telnet	Nem titkosított távoli elérés (nem ajánlott)
25	TCP	SMTP	E-mailek küldése
53	TCP/UDP	DNS	Névfeloldás, általában UDP
67, 68	UDP	DHCP	IP-cím automatikus kiosztása
80	TCP	HTTP	Titkosítatlan webes forgalom
443	TCP	HTTPS	Titkosított webes forgalom
110	TCP	POP3	E-mailek letöltése
143	TCP	IMAP	E-mailek kezelése szerveren
389	TCP/UDP	LDAP	Könyvtárszolgáltatás (pl. Active Directory)
445	TCP	SMB	Fájl- és nyomtatómegosztás Windows hálózatban
3389	TCP	RDP	Windows távoli asztal
443	TCP	HTTPS	Biztonságos webes kommunikáció

6. Hálózatbiztonság alapjai

A hálózatbiztonság célja az adatok védelme és az illetéktelen hozzáférés megakadályozása. Alapvető eszközök és megoldások:

ACL (Access Control List): forgalomszűrés IP-címek és portok alapján

Firewall: hálózati forgalom szabályozása

IDS / IPS: támadások felismerése és megakadályozása

DMZ: elkülönített zóna publikus szolgáltatások számára

Gyakori támadási formák az exploit, a ping flood, az ARP spoofing és a VLAN hopping. Ezek ellen megfelelő konfigurációval és frissítésekkel lehet védekezni.

7. VPN, QoS és automatizáció

A VPN (Virtual Private Network) titkosított alagutat hoz létre nyilvános hálózaton keresztül. A split tunneling lehetővé teszi, hogy csak a belső hálózat felé irányuló forgalom haladjon a VPN-en.

A QoS (Quality of Service) segítségével priorizálhatók a kritikus forgalmak, például hang- és videóadatok.

A modern hálózatokban egyre fontosabb a konfiguráció automatizálása, amely API-k és strukturált adatleíró nyelvek (például YAML) segítségével valósul meg. Ez csökkenti a hibák számát és növeli az üzemeltetés hatékonyságát.