Hálózatok korában élünk

2018.02.05. 17:41

Modern korunkban lépten-nyomon hálózatokba botlunk. Aki számítógépen dolgozik, ma már szinte semmilyen feladatát nem tudja elvégezni, ha a gépe éppen nem csatlakozik a munkahelyi hálózathoz.  

De hálózatot használunk – mégpedig gyakran ugyanazt az infokommunikációs hálózatot – akkor is, amikor telefonálunk. Ha hétvégén vagy este otthon a saját számítógépünket kapcsoljuk be, szintén a hálózatok hálózatára, az internetre lépünk. Egy másik hálózaton, a villamosenergia-hálózaton keresztül kapjuk azt az energiát, ami ezeket az eszközöket működteti. Hálózaton keresztül jutunk az otthonunk melegét biztosító gázhoz és az ivóvizünkhöz is. Ha pedig meg akarjuk látogatni a barátainkat, utak és vasutak hálózatán keresztül juthatunk el hozzájuk. A modern élet elképzelhetetlen hálózatok nélkül, ezért a hálózat fogalmát gyakran ösztönösen összekapcsoljuk a modernitással, pedig a hálózatok valójában mindig velünk voltak. Vízvezeték-hálózat például már több mint négyezer éve is volt Mohendzsodáróban, az utak, vagy legalábbis ösvények és útvonalak hálózata szintén egyidős az emberiséggel. A mindenü megtalálható hálózatok tehát mindig is fontosak voltak. Jelentőségük azonban napjainkban még inkább felértékelődött, ahogy az egyre fejlettebb hálózatok megjelentek és elterjedtek a technikában is. Amíg ugyanis a természetben megtalálható hálózatok organikusan fejlődtek, és szinte észrevétlenül, önmaguktól működnek, az emberkéz alkotta hálózatokat nekünk magunknak kell megterveznünk és működőképessé tennünk. Ehhez pedig elengedhetetlen, hogy megértsük a hálózatok működését, hiszen minél jobban megértjük őket, annál inkább tudunk a céljainkat támogató, hatékony struktúrákat létrehozni.

A hálózatok felértékelődése

A dolgok hálózatszerű összekapcsolódása, összefüggése és működése tehát az emberkéz alko a technikai hálózatok megjelenésével és terjedésével vált egyre láthatóbbá. Míg idegrendszerünk akkor is működik, ha nem ismerjük a felépítését, nem értjük a működését, vagy nem is tekintünk rá hálózatként, egy számítógépes hálózat nem ilyen, azt nekünk kell létrehoznunk és működőképessé tennünk. A hálózatok megsokszorozzák erőnket és lehetőségeinket. Ahogy emberek egy meghatározott létszámú csoportja is többet tud elérni együttműködő közösségként, mint egymástól elszigetelten gondolkodó és dolgozó egyének halmazaként, műszaki berendezéseink képességei és lehetőségei is megsokszorozódnak, ha azokat hálózatokba szervezzük. Más esetekben maga a hálózat teszi lehetővé a funkció megvalósítását. Gondoljunk például egy autó vezérlő elektronikájára. A jármű több pontján elhelyeze érzékelők és szabályozó berendezések önállóan nem képesek megvalósítani ugyanazt a funkcionalitást, mint hálózatba kötve, ahol az egyes mérési pontokról érkező információk a többi érték függvényében értékelhetők. A motor egy bizonyos fordulatszáma például lehet sok vagy kevés, attól függően, hogy gyorsítunk vagy fékezünk. A megfelelő szabályozási beavatkozáshoz pedig egy ilyen helyzetben a hálózat különböző pontjairól származó információkat kell összegyűjteni és feldolgozni. 

Amint a műszaki tervezők elkezdtek hálózatokban gondolkodni és há- lózatokkal foglalkozni, egyre több, hálózatokkal kapcsolatos tudásra és tapasztalatra tettünk szert. A technikai hálózatok megjelenésével és elterjedésével, illetve a hálózatokban történő gondolkodás megjelenésével együttjárt az is, hogy a hálózatokra máshol is fel gyeltünk. A technikai hálózatok tervezéséhez és kiépítéséhez fejleszteni kellett a hálózati modelleket is, azaz ki kellett dolgozni azt a leíró nyelvet és azokat a gondolati kereteket, amelyekkel a hálózatok jól modellezhetők. A hálózatok terjedésével, illetve az új tudásnak köszönhetően más területeken is azonosított hálózatok vagy hálózatszerű működés felfedezésével együtt járt, hogy a hálózati modellek elszakadtak a specifikus, konkrét technológiától, absztraktabbakká, általánosabb érvényűekké váltak, kialakult és fejlődö a hálózatok új tudománya. Ezzel a lépéssel pedig mód nyílt rá, hogy a hálózatok logikáját, jellemzőit és működését a kapcsolódó technológiától vagy egyéb hordozó közegtől, például az idegrendszer működésétől elvonatkoztatva, absztrakt módon is tudjuk vizsgálni. Ez lehetővé tette, hogy egy hálózat működésének megértésében elkülöníthessük a magából a hálózatos szerveződésből fakadó jellemzőket a hálózatot fizikai módon megtestesítő hordozó közeg jellemzőitől.

Az absztrakció pedig lehetővé teszi a hálózatok számítógépes modellezését, működésük számítógépes szimulációját, tovább javítva a hálózatok megértésének képességét és mélyítve hálózatokkal kapcsolatos tudásunkat. Ezzel a jobb megértéssel végül létrejön egy pozitív visszacsatolás, a tanulási folyamat önmagát erősítővé válik. Egyre jobb hálózatokat építünk, mélyebben megértjük a hálózatos működésű, akár természetes jelenségeket, például a biológiában vagy az emberi kapcsolatokban is. Ez a folyamat ma még korántsem fejeződött be. Egyre több helyen vannak hálózatok körülöttünk, de még bőven akadnak kiaknázatlan lehetőségek. A technológia sok esetben adott a hálózatok alkalmazására, akár a lakóterekben vagy a ruházaton is, de használatuk még nem terjedt el széles körben. A gőzgép, a belső égésű motor, az elektronika, a számítógép korszakai után ma a hálózatok korát éljük.

Hálózatok mindenütt

Mitől hálózat egy hálózat? Hogyan ismerhetjük fel a hálózatokat? A hálózatot sajátos szerkezete határozza meg, amely alapjában véve nagyon egyszerű. A hálózatok olyan csomópontok halmazából állnak, amelyek valamilyen módon kapcsolódnak egymáshoz. A csomópontok és a közöttük lévő kapcsolatok sokfélék lehetnek, tehát a hálózatok is rendkívül változatosak.

A hálózatokról szinte azonnal eszünkbe jutnak az irodai számítógépes hálózatok és a hálózatok hálózata, az internet. Számítógépes hálózatok azonban ott is vannak, ahol nem látjuk őket. Gyártásvezérlésben és épületek vezérlésében a programozható logikai áramkörökre épülő hálózatok ma már szinte mindenütt jelen vannak. A korszerű járműveket szintén számítógépes hálózatok vezérlik. Nem állnak távol a számítógépes hálózatoktól a kommunikációs hálózatok sem, hiszen a digitális technikának köszönhetően ma már szinte el sem válik a telefonhálózat vagy a telekommunikáció az internettől. Szintén hálózati logikát követnek a mindannyiunk által naponta használt közműhálózatok is, például az elektromos hálózat, a víz- vagy gázvezetékek hálózata. Hálózatokat alkotnak a közlekedési útvonalak és a települések, a városokon belüli úthálózat, a közutak, a vasút, a hajózási útvonalak vagy a légiközlekedési folyosók.

Visszatérve a kommunikációs és számítógépes hálózatok sokrétűségére, azt is láthatjuk, milyen sokféle formát ölthetnek, illetve milyen sokféleképpen foghatók fel. A számítógépes hálózatok különböző rétegeinek leírására szolgáló Open Systems Interconnection (OSI) modell például a számítógépes hálózatok hét különböző rétegét írja le. Ugyanazt a fizikai hálózatot a modell minden szintjén más szempontból vizsgáljuk, és az aktuális nézőpontunktól függően más logikai hálózatot látunk. Egyik esetben a hálózat csomópontjai áramköri elemek, alkatrészek, kapcsolatai pedig az őket összekötő vezetékek. Másik esetben a csomópontok különböző vagy akár azonos számítógépen futó programok, kapcsolatai pedig az ezek közö kialakított interfészek. Az egyes rétegek pontos tartalma a hálózatok szempontjából nem fontos. A lényeg az, hogy ami logikailag hálózat, hálózatos viselkedést mutat, hálózatos jellemzőkkel írható le, az fizikailag sokféle alakot ölthet, azaz a csomópontok és a kapcsolataik nem feltétlenül kézzelfoghatók vagy láthatók. Miért fontos ez? Azért, mert így láthatjuk, hogy hálózatokkal mennyivel többféle esetben találkozhatunk, mint gondolnánk. Hálózatokként leírhatók például az emberi kapcsolatok is, amelyeket ráadásul – a számítógépes hálózatokhoz hasonlóan – elemezhetünk különféle rétegekbe kategorizálva. Egy alsó réteg lehet például, hogy kit tudunk elméletileg elérni, mert például benne van az illető száma a telefonkönyvünkben. Egy következő réteg lehet, hogy ki kit ismer személyesen. A magasabb szintű rétegeken pedig megjelenhet az ismeretség foka, jellege, az emberek közötti kapcsolatok tartalma. Felfogható hálózatként a gazdaság is, s az egyes szereplők lehetnek a csomópontok, amelyeket különböző kapcsolatok köthetnek egymással össze. Ha például megpróbálunk egy makrogazdasági modellt grafikusan ábrázolni, a modell elemei közötti kapcsolatot egy ábrán elmagyarázni, az áramköri modellekhez nagyon hasonló ábrát kapunk, aminek nemcsak az az oka, hogy a makrogazdasági modelleket valóban műszaki modellek ihlették, hanem az is, hogy mindkettő ugyanazt a hálózatos logikát követi.