1.6. A hálózatok szabványosítása

Számos hálózatépítéssel és hálózatüzemeltetéssel foglalkozó cég létezik, és mindegyiknek saját elképzelése van arról, hogy hogyan kell a dolgokat csinálni. Koordináció nélkül teljes káosz uralkodna, és a felhasználók nem tudnák elérni a céljaikat. Az egyetlen kiút a hálózatok szabványosítása. A jó szabványok nemcsak a különböző számítógépek közötti kommunikációt teszik lehetővé, hanem bővítik a szabványnak megfelelő termékek piacát is. A nagyobb piac végül tömegtermeléshez, gazdaságosabb gyártáshoz, jobb implementációk megjelenéséhez vezet, és további olyan előnyökkel jár, amelyek az árakat csökkentik, a szabvány befogadását pedig növelik.

A következő alfejezetekben rövid bepillantást nyerünk a nemzetközi szabványosítás fontos, de alig ismert világába. Lássuk először, hogy mi tartozik egy szabványba. Egy értelmesen gondolkozó ember úgy vélhetné, hogy egy szabvány azt mondja meg, hogy hogyan kell működnie egy protokollnak, hogy az implementációja könnyen elvégezhető legyen. Ez az ember nagy tévedésben lenne.

A szabványok azt definiálják, ami az együttműködéshez (interoperability) kell: se többet, se kevesebbet. Ez lehetővé teszi a teljes piac felemelkedését, miközben lehetőséget biztosít a gyártóknak, hogy versenyezzenek egymással a termékeik minőségében. Például a 802.11 szabvány több átviteli sebességet is meghatároz, de nem mondja ki, hogy egy adónak mikor melyiket kell használnia, ami pedig kulcsfontosságú a jó teljesítmény eléréséhez. Ez annak a döntése lesz, aki a terméket készíti. A különböző termékek együttműködését elérni így azonban gyakran nehéz feladat, mivel sok döntéshelyzet adódik a megvalósítás során, és a szabványok is sok lehetőséget határoznak meg. A 802.11 esetében annyi probléma merült fel, hogy egy később általános gyakorlattá váló stratégia szerint megalakult a Wi-Fi Alliance (Wi-Fi Szövetség) nevű ipari csoportosulás, hogy a 802.11 szabvány együttműködési kérdéseivel foglalkozzon.

Ehhez hasonlóan a protokollokat leíró szabványok is csak a kommunikáló felek közötti üzeneteket definiálják, a gépen belüli szolgáltatási interfészeket nem, kivéve, ha ez a protokoll magyarázatát szolgálja. A valós szolgáltatási interfészek gyakran nem is nyíltak. Például az a mód, ahogy a TCP kapcsolódik az IP-hez a számítógépen belül, egyáltalán nem számít, ha egy távoli hoszttal kívánunk kommunikálni. Csak az számít, hogy a távoli hoszt is beszélje a TCP/IP-t. Valójában a TCP-t és az IP-t rendszerint együtt valósítják meg, bármilyen kifejezett interfész nélkül. Mindezek ellenére a jó szolgáltatási interfészek, mint a jó API-k, nagyon fontosak ahhoz, hogy ténylegesen használják is a protokollokat, és a legjobbak (mint a Berkeley-csatlakozók) nagyon népszerűvé válhatnak.

A szabványoknak két kategóriája van: a de facto és a de jure. A de facto (latinul „tényleges”) szabványok azok a szabványok, amelyek hivatalos tervezés nélkül maguktól alakultak ki. A HTTP, a webet működtető protokoll de facto szabványként kezdte meg az életét. A korai webböngészők része volt, melyeket Tim Berners-Lee fejlesztett ki a CERN-ben, és a protokoll használata a web növekedésével indult be igazán. Egy másik példa a Bluetooth. Eredetileg az Ericsson fejlesztette ki, de ma mindenki ezt használja.

A de jure (latinul „törvényes”) szabványok ezzel szemben olyan hivatalos szabványok, amelyeket bizonyos szabványosítási szervezetek elfogadtak. A nemzetközi szabványosítási szervezeteket általában két nagy csoportra oszthatjuk. Az egyik csoportba azok tartoznak, amelyek államközi szerződések útján jöttek létre, a másikba pedig az önkéntesen, nem szerződéses alapon létrehozott szervezetek. A számítógép-hálózatok szabványosításának világában mindkét típusú szervezetből van jó néhány, a legfontosabbak az ITU (International Telecommunication Union), az ISO (International Standards Organization), az IETF (Internet Engineering Task Force – Internet Működtetését Koordináló Testület) és az IEEE (Institut of Electrical and Electronics Engineers). A továbbiakban ezekről lesz szó.

A gyakorlatban nagyon bonyolult a viszony a szabványok, a vállalatok és a szabványosítási szervezetek között. A de facto szabványok gyakran de jure szabvánnyá fejlődnek, különösképpen, ha sikeresek. Ez történt a HTTP esetében, amit gyorsan felkarolt az IETF. A szabványosítási testületek gyakran ratifikálják egymás szabványait, ami úgy tűnhet, mintha egymás vállát veregetnék, hogy növeljék egy technológia piacát. Manapság sok, adott technikák körül kialakuló alkalmi üzleti szövetség játszik jelentős szerepet a hálózati szabványok kifejlesztésében és finomításában. Például a 3GPP (Third Generation Partnership Project – harmadik generációs társulási projekt) távközlési szervezetek olyan együttműködése, amely az UMTS 3G mobiltelefonos szabványokat irányítja.

1.6.1. Ki kicsoda a hírtávközlés világában?

A világ telefontársaságainak jogi helyzete igencsak eltérő az egyes országokban. Az egyik véglet az Egyesült Államok, ahol 2000-nél is több önálló (de legtöbbször nagyon kisméretű), magántulajdonban levő telefontársaság működik. Néhány az AT&T 1984-es feldarabolásával jött létre (ami akkor a világ legnagyobb vállalata volt, és az amerikai telefonok 80%-át ez a cég szolgálta ki), illetve az 1996-os távközlési törvénnyel (Telecommunications Act), mely teljesen újraszabályozta a piacot a verseny előmozdítása érdekében.

A másik végletet azok az országok jelentik, amelyek kormánya a távközlés területén monopóliummal rendelkezik, és egyedül uralja a levélküldést, a távírást, a távbeszélőrendszert, és sokszor a rádiót, valamint a televíziót is. A világ legtöbb országa ebbe a kategóriába esik. Vannak olyan esetek, amikor a távközlési felügyelőség egy külön állami cég, de van, amikor egyszerűen csak egy kormányszerv, amit rendszerint PTT-nek (Post, Telegraph & Telephone administration) hívnak. A fejlődés világszerte a liberalizáció és a szabadpiaci verseny irányába halad, nem pedig az állami monopólium felé.

Tekintettel az előbb említett különböző szolgáltatókra, nyilvánvalóan szükség van világméretű kompatibilitásra annak érdekében, hogy a különböző országokban élő emberek (illetve számítógépek) kapcsolatba kerülhessenek egymással. Ez az igény tulajdonképpen már régóta létezik. 1865-ben számos európai ország képviselői megalakították a mai ITU-T (International Telecommunication Union Nemzetközi Távközlési Egyesülés) elődjét, a CCITT-t (Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique – Nemzetközi Távíró és Telefon (technikai) Konzultatív Bizottság). A CCITT feladata az volt, hogy szabványosítsa a nemzetközi hírtávközlést, amely akkoriban még csak a távírást jelentette. Már akkor is nyilvánvaló volt azonban, hogy problémához fog vezetni az, ha az országok egyik fele a Morse-kódot használja, a másik fele pedig valamilyen más kódot. Amikor a telefon nemzetközi szintű szolgáltatássá vált, a CCITT magára vállalta a telefonrendszerek szabványosítását is. 1947-ben a CCITT az ENSZ egyik ügynöksége lett. Az ITU-T története 1960-ban kezdődött, de a mai nevét és formáját csak 1992-ben nyerte el.

Az ITU-T körülbelül 200 kormányt tart nyilván a tagjai között, köztük az ENSZ szinte valamennyi tagja szerepel. Mivel az Egyesült Államok nem rendelkezik PTT-vel, valaki másnak kellett elvállalnia a képviseletét az ITU-T-ben. A választás a külügyminisztériumra esett, amit azzal indokolhattak, hogy az ITU-T nemzetközi ügyekkel foglalkozik, ami a külügyminisztérium szakterülete. Az ITU-T-nek 700-nál is több szekciója és társult tagja van. Vannak köztük telefontársaságok (például AT&T, Vodafone, Sprint), telekommunikációs eszközgyártók (például Cisco, Nokia, Nortel), számítástechnikai gyártók (például Microsoft, Agilent, Toshiba), chipgyártók (például Intel, Motorola, TI), médiavállalatok (például AOL Time Warner, CBS, Sony) és más érdeklődő vállalatok is (például Boeing, CBS, VeriSign).

Az ITU-nak az ITU-T-n kívül még két fő ágazata van. Mi elsősorban az ITU-T-re (Telcommunications Standardization Sector – Távközlési Szabványosítási Ágazat) fogunk koncentrálni, amely a távbeszélő- és adatátviteli rendszerekkel foglalkozik. Az ITU-R (Radiocommunications Sector – Rádiókommunikációs Ágazat) a rádiófrekvenciák kiosztását koordinálja a világszerte egymással versengő érdekcsoportok között. A harmadik ágazat az ITU-D (Development Sector – Fejlesztési Ágazat) az információs és kommunikációs technikák fejlesztését támogatja, hogy szűkítse a „digitális szakadékot” az információs technikákhoz ténylegesen hozzáférő, és azokat csak korlátozottan elérő országok között.

Az ITU-T feladata az, hogy műszaki javaslatokat tegyen a telefonok, a távírók és az adatkommunikáció interfészeire. Ezek gyakran válnak nemzetközileg elfogadott szabványokká, de a szó szoros értelmében az ITU-T ajánlásai csak műszaki javaslatokat tartalmaznak, melyeket egy ország a kedve szerint vagy befogadhat, vagy nem (mert a kormányok olyanok, mint a 13 éves kisfiúk: nem veszik jó néven, ha parancsolgatnak nekik). Gyakorlatilag bármelyik ország szabadon kiépíthet egy olyan távbeszélőrendszert, amely a többi országétól különbözik, azonban ebben az esetben számolnia kell azzal, hogy elvágja magát a külvilágtól. Ez működhet például Észak-Koreában, de más országokban komoly problémát jelentene.

Az ITU-T-ben a tényleges munkát a tanulmányi csoportok (Study Group) végzik. Jelenleg 10 tanulmányi csoport van, amelyek gyakran akár 400 emberből is állnak, és az általuk lefedett témák a telefonbeszélgetések számlázásától a multimédiás szolgáltatásokig és a biztonságig terjednek. Például az SG 15 szabványosítja az internethez való kapcsolódásra használt DSL technikát. A tényleges munkavégzést az teszi lehetővé, hogy a tanulmányi csoportokat munkacsoportokra (Working Party) osztják, amelyeket tovább bontanak szakértői csapatokra (Expert Team), és még ezeket is tovább osztanak ad hoc csoportokra. Ami bürokráciának indul, az mindig az is marad.

Mindezek ellenére az ITU-T ténylegesen is véghezvisz dolgokat. Megalakulása óta 3000-en felüli ajánlást készített, amelyek közül sokat a gyakorlatban is használnak. Például a H.264 ajánlást (amely egyben ISO-szabvány is MPEG-4 AVC néven) széles körben használják videotömörítésre, és az X.509 nyilvános kulcsú tanúsítványokat használják a webböngészés biztonságossá tételére és digitálisan aláírt elektronikus levelek küldésére.

Ahogyan teljessé válik a hírtávközlés 1980-as években elkezdődött átmenete a teljesen belföldi szolgáltatástól a teljesen globális szolgáltatásig, és a szabványok egyre fontosabbakká válnak, egyre több és több szervezet akar majd részt venni kialakításukban. Az ITU-val kapcsolatos további információkat lásd Irmer [1994] dolgozatában.

1.6.2. Ki kicsoda a nemzetközi szabványok világában?

A nemzetközi szabványokat az ISO (International Organization for StandardizationNemzetközi Szabványügyi Szervezet) adja ki, amely egy 1946-ban alakult önkéntes, nem államközi szerződéseken alapuló szervezet. Az ISO tagságát 157 tagállam nemzeti szabványügyi szervezete alkotja. A tagok között megtalálható az ANSI (Egyesült Államok), a BSI (Nagy-Britannia), az AFNOR (Franciaország), a DIN (Németország) és még további 153 szervezet.

Az ISO a legkülönbözőbb témákban ad ki szabványokat, a csavaroktól és a csavaranyáktól (szó szerint) kezdve a telefonpóznák bevonatáig mindent ideértve, és akkor még nem említettük az olyan szabványokat, mint a kakaóbabé (ISO 2451), a halászhálóké (ISO 1530) vagy a női alsóneműké (ISO 4416), illetve azt a rengeteg további témát, melyekről senki sem gondolná, hogy szabványosítva lennének. A távközlési szabványok kérdésében az ISO és az ITU-T gyakran együttműködik (az ISO tagja az ITU-T-nek), hogy elkerüljék azt a kínos helyzetet, hogy két hivatalos, egymással kölcsönösen nem kompatibilis nemzetközi szabványt dolgoznak ki.

Több mint 17 000 szabványt adtak eddig ki, beleértve az OSI-szabványokat is. Az ISO-nak 200-nál is több TC-je (Technical Committee – Műszaki Bizottság) van, amelyeket a megalakulásuk sorrendjében számoztak be. Ezek közül mindegyik külön szakterülettel foglalkozik. A TC1 bizottság például a csavarokkal és a csavaranyákkal foglalkozik, és a csavarok menetemelkedését szabványosítja. A JTC1 foglalkozik az információs technológiákkal, többek között hálózatokkal, számítógépekkel és szoftverekkel. Ez az első (és eddig egyetlen) JTC (Joint Technical Committee – Egyesített Műszaki Bizottság), melyet 1987-ben hoztak létre a TC7-ben és az IEC-ben (egy további szabványügyi szervezet) folyó tevékenységek egybeolvasztásával. A Műszaki Bizottságok albizottságokra (subcommittee, SC), azok pedig munkacsoportokra (working group, WG) vannak felosztva.

Az igazi munkát világszerte több mint 100 000 önkéntes végzi a munkacsoportokban. Ezek az „önkéntesek” legtöbbször olyan cégek megbízásából dolgoznak egy ISO-anyagon, amelyeknek a termékei éppen szabványosítás alatt állnak. Mások kormányhivatalnokként azon fáradoznak, hogy egy országukban elfogadott szabvány nemzetközi szabvánnyá váljon. Sok munkacsoportban egyetemi szakemberek is dolgoznak.

A szabványok elfogadása az ISO-ban mindig a lehető legszélesebb körű egyetértésen alapul. A szabványosítási folyamat úgy indul, hogy valamelyik ország szabványügyi szerve egy adott szakterületen nemzetközi szabványosítást lát szükségesnek. Ilyenkor megalakul egy új munkacsoport, amelynek feladata egy bizottsági javaslat (Committee Draft, CD) kidolgozása. A bizottsági javaslatot körbeadják a különböző tagszervezeteknek, amelyeknek hat hónap áll a rendelkezésre, hogy véleményezzék azt. Ha a nagy többség jónak találja, akkor egy átdolgozott dokumentumot, egy ún. nemzetközi szabványtervezetet (Draft International Standard, DIS) kell elkészíteni, amelyet ismét körbeadnak véleményezésre és szavazásra. Ennek a fordulónak az eredménye alapján elkészítik a nemzetközi szabványt (International Standard, IS), amelyet aztán jóváhagynak és kiadnak. Nagy viták esetén a bizottsági javaslat és a nemzetközi szabványtervezet számos változtatáson mehet keresztül, mire végre megszavazzák, és emiatt az egész folyamat akár évekig is elhúzódhat.

A NIST (National Institute of Standards and Technology – Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet) az Egyesült Államok Kereskedelmi Minisztériumának hivatala. Ez korábban NBS (National Bureau of Standards – Nemzeti Szabványügyi Hivatal) néven volt ismert. Ez a szervezet olyan szabványokat ad ki, amelyek az Egyesült Államok kormányának beszerzéseinél kötelező érvényűek. Ez alól csak a Hadügyminisztérium kivétel, amelynek saját szabványai vannak.

A szabványosítás világának egy másik fontos szereplője az IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers – Villamos- és Elektronikai Mérnökök Intézete), amely a világ legnagyobb szakmai szervezete. Azon kívül, hogy rengeteg folyóiratot ad ki, és több száz konferenciát rendez meg évente, IEEE szabványokat is dolgoz ki a villamosmérnöki tudományok és az informatika területén. Az IEEE 802-es bizottsága sok LAN-fajtát szabványosított, ezeknek egy részét meg is fogjuk vizsgálni a könyv további részében. A tényleges munkát az 1.38. ábrán felsorolt munkacsoportok végzik. A sikeres munkacsoportok aránya a megalakulás óta alacsony; egy 802.x szám kiosztása még nem garantálja a sikert is. De a sikeres történeteknek (főként a 802.3 és a 802.11) iparra és a világra gyakorolt hatása óriási volt.

1.38. ábra - A 802 munkacsoportjai. A fontosakat *-gal jelöltük. A ↓-lal jelölt munkacsoportokat befagyasztották. A †-tel jelölt már megszüntette magát

kepek/01-38.png


1.6.3. Ki kicsoda az internetszabványok világában?

Az egész világot átfogó internet is rendelkezik saját szabványosítási rendszerrel, amely nagyon különbözik az ITU-T és az ISO rendszerétől. A különbséget durva közelítéssel úgy foglalhatnánk össze, hogy az ITU és az ISO szabványosítási konferenciáira öltönyben érkeznek a résztvevők, míg az internet szabványosítási konferenciáin a résztvevők farmert viselnek (kivéve a San Diegóban megrendezett találkozókat, amikor rövidnadrágot és pólót).

Az ITU-T és az ISO értekezletein olyan vállalati ügyintézők és közalkalmazottak ülnek, akiknek a szabványosítás a munkájuk. A szabványosítást jó dolognak tartják, és ennek szentelik életüket. Ezzel szemben az internetes szakemberek alapvetően az anarchiát részesítik előnyben, bár néha egyetértésre is szükségük van ahhoz, hogy a dolgok előre haladjanak. Így akármilyen fájdalmas is, időnként szükség van szabványokra. Az MIT-n dolgozó David Clark egyszer a következő híressé vált megjegyzést tette az internet szabványosítására: „döcögő egyetértés és futó programok”.

Amikor az ARPANET-et kiépítették, a DoD létrehozott egy informális bizottságot a hálózat felügyeletére. 1983-ban ezt a bizottságot átnevezték IAB-ra (Internet Activities BoardInternet Koordinációs Testületnek), és kissé kibővítették a hatáskörét is. Az lett a feladata, hogy az ARPANET és az Internet kutatóit többé-kevésbé ugyanabba az irányba terelje, akárcsak egy jó pásztor a nyájat. Az „IAB” betűszó jelentése később módosult, és ma az internet felépítését felügyelő testületet (Internet Architecture Board – Internet Architektúra Testületet) jelöli.

Az IAB körülbelül 10 tagja közül mindegyik vezetett valamilyen fontos témával foglalkozó munkacsoportot. Az IAB évente többször összeült, hogy megtárgyalja az eredményeket, és hogy visszacsatolást adjon a DoD-nek és az NSF-nek, amelyek akkoriban a támogatás legnagyobb részét adták. Amikor egy új szabványra volt szükség (például egy új útválasztó algoritmusra), az IAB tagjai alaposan átbeszélték a dolgot, és utána bejelentették a változtatást. Az akkoriban a szoftverfejlesztés legfontosabb embereinek számító egyetemistáknak ezután már csak meg kellett valósítaniuk a szükséges változtatásokat. A kommunikáció alapja egy jelentéssorozat volt, amelyeknek RFC (Request for Commentsmegjegyzések bekérése) volt a neve. Az RFC-ket online tárolják, és így bármely érdeklődő lekérheti őket a www.ietf.org/rfc címről. A jelentéseket meg is számozták a megjelenésük sorrendje szerint. Mára már több mint 5000 ilyen jelentés készült, közülük sokra ebben a könyvben is hivatkozni fogunk.

1989-re az internet olyan méreteket öltött, hogy ez a nagyfokú informális stílus tovább már nem állta meg a helyét. Akkoriban jó néhány forgalmazó kínált TCP/IP-termékeket, és nem akartak változtatni azokon csak azért, mert tíz kutatónak jobb ötlete támadt. 1989 nyarán az IAB-t újból átszervezték. A kutatókat az IRTF (Internet Research Task Force – Internetkutatásokat Koordináló Testület) szervezetbe tömörítették, amely a mérnököket összefogó IETF (Internet Engineering Task Force – Internet Működtetését Koordináló Testület) szervezettel együtt az IAB részlege lett. Az IAB tagságát kibővítették, és a kutatócsoportok szakemberein kívül más szervezetek képviselői is helyet kaptak benne. Kezdetben az újjászervezett IAB egy állandóan megújuló csoport volt, amiben egy képviselő 2 évig dolgozhatott, és az új képviselőket a régiek javaslata alapján nevezték ki. Később aztán megalakult az Internet Society (Internet Társaság), amelyet az internet iránt érdeklődő szakemberek hoztak létre. Az Internet Society hasonló szerepet tölt be, mint az ACM és az IEEE. Választott tisztségviselők irányítják, és azok jelölik ki az IAB-képviselőket.

Az IAB kettéválasztásának célja az volt, hogy az IRTF-ben a hosszú távú kutatási célokra, míg az IETF-ben a rövid távú mérnöki kutatási célokra összpontosítsanak. Az IETF-et további munkacsoportokra osztották fel, és mindegyiknek saját feladatokat adtak. A munkacsoportok elnökeiből álló vezetőtestület eleinte sokszor összeült, hogy a mérnöki fejlesztéseket irányítsa. A munkacsoportok többek közt új alkalmazásokkal, felhasználói információkkal, OSI-integrációval, útválasztással és címzéssel, adatbiztonsággal, hálózatmenedzsmenttel és szabványokkal foglalkoztak. Időnként olyan sok munkacsoport dolgozott (néha több mint 70), hogy külön szakterületek jöttek létre, és csak a szakterületek elnökei ültek össze a vezetői értekezleteken.

Az eddigieken kívül az ISO mintájára kialakult egy sokkal formálisabb szabványosítási folyamat is. Ahhoz, hogy valamiből szabványtervezet (Proposed Standard) legyen, az alapelképzelést nagyon világosan el kell magyarázni egy RFC-ben, és szakmai berkekben kellő érdeklődésnek kell lennie iránta. Ez biztosítja azt, hogy csak alaposan átgondolt javaslatokkal álljanak elő. Ahhoz, hogy a szabványtervezetből előzetes szabvány (Draft Standard) legyen, 4 hónapig legalább két különböző helyen alapos tesztelésnek kell alávetni egy működő implementációt. Ha az IAB meggyőződött arról, hogy az elképzelés jó, és a szoftver működik, akkor az elképzelést ismertető RFC-t Internetszabványnak (Internet Standard) nyilvánítja. Néhány internetszabvány DoD-szabvány (MIL-STD) is lett, ami által kötelező érvényűvé vált a DoD beszállítói számára.

A webes szabványokhoz a World Wide Web Konzorcium (World Wide Web ConsortiumW3C) fejleszt ajánlásokat és irányelveket, hogy előmozdítsa a világháló hosszú távú növekedését. Ez egy ipari konzorcium, melyet Tim Berners-Lee vezet, és 1994-ben hozták létre, amikor a web igazán elkezdett beindulni. A W3C-nek jelenleg több mint 300 tagja van világszerte, és 100-nál is több W3C-ajánlást állított elő (így hívják a szabványaikat), melyek olyan területeket fednek le, mint a HTML és a webes magánszféra védelme.