FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE

UNIVERZITET U SARAJEVU

ODSJEK: Komunikacije

SMJER: Komunikacijske tehnologije

PREDMET: Računarske mreže

SKRIPTA IZ PREDMETA RAČUNARSKE MREŽE

- za prvi parcijalni ispit -

NAPOMENA: Ova skripta nije provjerena od strane profesora ili asistenta pomenutog predmeta, niti se može

koristiti kao osnovno sredstvo za spremanje ispita iz istoga.

Skriptu sastavio:Tarik Jažić (K.T.)

Sarajevo, oktobar 2012. godine

Uvod u računarske mreže

Mreža je skup međusobno povezanih čvorova linkovima (vezama). Računarska mreža je složen sistem komunikacione opreme i računara koji su međusobno povezani komunikacionim linijama i koje omogućavaju razmjenu informacija kao i primjenu zajedničkih resursa.Komunikacijska mreža je sistem hardvera i softvera koji se koriste da se omogući razmjena informacija između korisnika nekog sistema.Internet je globalna komunikacijska mreža koja omogućava prenos podataka, slike, zvuka u digitalnom obliku. Čvor u mreži je funkcionalna jedinica koja posjeduje procesne i memorijske resurse i preko mreže je povezana sa drugim jedinicama.Veze između čvorova su kanali preko kojih čvorovi komuniciraju i razmjenjuju podatke nekim od protokola. Dakle, računarska mreža predstavlja skup međusobno povezanih računara, perifernih uređaja i drugih resursa, s ciljem kvalitetnijeg, efikasnijeg i operativnijeg korištenja informacija, podataka i raspoloživih resursa.Svaka računarska mreža mora da zadovolji tri osnovna principa umrežavanja:

sposobnost govora preko funkcionalne veze,

mogućnost razumijevanja zajedničkog govora, odnosno mogućnost komunikacije i

posjedovanje i razmjenjivanje zajedničkog skupa usluga.

Kod klijent/server mreža osnovne komponente su: - fajl server (mogu biti i druge vrste servera, npr. E-mail serveri) – uobičajeno je to

računar s najvećom procesorskom snagom, velikom RAM memorijom i najvećim i najbržim hard diskovima,

- radne stanice – računari čija je konfiguracija određena prema poslovima koji se na njima obavljaju,

- komunikaciona oprema – razvodne kutije (hubs), skretnice (routers), kablovi, adapteri, konektori...

Najvažnije funkcije komunikacionih sistema su: - da ostvare komunikaciju i prijenos poruka,

- da odrede pravac protoka informacija,

- da izvrše transformaciju procesa u oblik koji se zahtjeva,

- da ostvare kontrolu protoka informacija,

- da usklade brzinu prijenosa poruka.

Posebna kategorija softvera koji pomaže u komunikaciji preko računarske mreže je poznat kao groupware. Groupware se odnosi na programe koji pomažu ljudima da rade zajedno, čak

2

i ako se nalaze udaljeni kilometrima jedni od drugih. Jedna od najčešćih groupware aplikacija koja se koristi preko računarskih mreža je elektronska pošta (e-mail).

Osnovne osobine mreža

Javne i veliki dio privatnih mreža trebale bi imati sljedeće osobine: - Otvorenost – dostupnost svim potencijalnim korisnicima

- Generalnost – u smislu povezivanja raznorodnih sistema, kako bi zadovoljile sve zahtjeve na određenom području

- Ekonomičnost – ekonomičnost se mjeri za dva parametra: koliko je mreža ekonomična sa stanovišta korisnika, a koliko sa stanovišta same mreže

- Modularnost – mogućnost naknadnog uključivanja nekih sistema

- Fleksibilnost - mogućnost promjene načina povezivanja (strukture) u toku rada same mreže

- Elastičnost – mogućnost povezivanja s drugim mrežama

- Adaptivnost – način upravljanja mrežom radi postizanja maksimalne kakvoće prema korisniku

- Transparentnost – mora postojati jedinstvena tehnologija koja povezuje korisnike na mreži

- Integralnost – mogućnost integracije različitih informacijskih struktura

Standardi računarskih mreža

Interne standarde donose pojedine kompanije ili njihov konzorcij, npr: EIA (Electronics Industries Association USA), LIM (Lotus Intel Microsoft USA) ATM Forum (ATM oprema), VESA (grafičke karte), INTEL, IEEE...Formalne standarde donose međunarodne i nacionalne organizacije, npr.: ISO (International Standardization Organization), ITU - T (International Telecommunications Union - Telecommunications), ANSI (American National Standardization Institute USA), NBS...

Brojčani sistemi u računarskim komunikacijama

U računarstvu i računarskim komunikacijama najvažniji su binarni i dekadski brojčani sistemi. To znači da oznaka „kilo“ označava 210 (1024), a ne 103 (1000), zato što se za izražavanje veličine memorije u računarstvu koristi binarni brojčani sistem. Tako memorija 1 KB sadržo 1024 bajta. Slično tome, memorija od 1 MB sadrži 220 (1.048.576) bajtova, a od 1 GB sadrži 230 (1.073.741.824) bajta, a baza podataka od 1 TB sadrži 240 (1.099.511.627.776) bajtova. Međutim, komunikaciona linija brzine 1 kb/s prenosi 1000 bitova u sekundi, a lokalna mreža od 10 Mb/s radi brzinom 10.000.000 bitova u sekundi zato što se ove brzine izražavaju u dekadnom sistemu.

3

Klasifikacija računarskih mreža

Podjela prema kapacitetu za prenos poruka

S obzirom na to da računarska mreža može biti u stanju da prenese jednu ili više poruka odjednom, mreže se prema kapacitetu za prenos poruka dijele u dvije grupe:

- mreže osnovnog opsega, koje u isto vrijeme mogu da prenesu samo jednu poruku

- mreže širokopojasnog opsega, koje u isto vrijeme mogu da prenesu više od jedne poruke

Podjela prema brzini prenosa podataka

Prema brzini prenosa, računarske mreže se mogu klasifikovati u četiri generacije mreža: - prva generacija sa brzinom ispod 10 Kbps, pa do nekoliko stotina Kbps

- druga generacija sa brzinom prenosa u opsegu od 1 do 20 Mbps

- treća generacija koja podržava brzine prenosa od 100 i više Mbps i

- četvrta generacija podržava brzine veće od 1 Gbps.

Podjela prema hijerarhijskoj ili geografskoj oblasti

Prema području koje te mreže pokrivaju, tj. po udaljenosti računara razlikuju se: PAN (Personal Area Network), LAN (Local Area Network), MAN (Metropolitan Area Network) i WAN (wide Area Network).

PAN mreža koja povezuje razne uređaje i koja je geografski ograničena na samo nekoliko metara razdaljine. Najčešći oblik komunikacije u ovim mrežama je preko računarskih sabirnica kao što su USB ili FireWire, dok imamo i bežične mreže (Wireless PAN - WPAN) gdje se komunikacija najčešće odvija preko Bluetooth tehnologije ili IrDA standarda.

LAN mreža se koristi za povezivanje računara unutar nekog zatvorenog prostora i može imati jedan ili nekoliko stotina čvorova. Računari se najčešće umrežuju specijaliziranim kablovima koji imaju veliku propusnost podataka (npr. UTP kabal) koji se priključuju na hub ili switch. Komunikacija se odvija preko TCP/IP protokola. LAN radi na najniža dva sloja OSI modela. Najčešći standardi koji se koriste su Ethernet, Token Ring te FDDI. WLAN je tehnologija za bežične LAN mreže. WiFi (Wireless Fidelity) predstavlja jednu od najrasprostranjenijih WLAN tehnologija. WiFi tehnologija je namijenjena za srednje i kraće dužine prijenosa (do nekoliko stotina metara).

MAN mreža nastaje povezivanjem LAN mreža i pokriva obično teritoriju jednog grada, tj. jedne oblasti. Za razmjenjivanje podataka najčešće se koristi optički kabl ili bežični način komunikacije.

WAN su mreže javnog karaktera i omogućavaju korištenje veoma udaljenih račuanarskih sistema. Povezuju računare, LAN, MAN i druga sredstva za prijenos podataka na široj osnovi. WAN pokriva relativno veliku geografsku površinu, a najpoznatija WAN mreža je upravo Internet. Protokol koji se najviše koristi je TCP/IP. U WAN mreže spadaju: CAN - mreža univerzitetskog kompleksa, DAN - mala mreža koja povezuje 20 do 30 čvorova, tako da mogu da se koriste zajednički resursi i SWAN - mreža širokog područja realizovana uz upotrebu satelita.

4

Topologija komunikacijskih mreža

Topologija mreže određuje raspored mrežnih uređaja. Četiri najpoznatije LAN topologije su: magistrala, zvijezda, prsten i razgranata topologija.

- Zvjezdasta topologija - u LAN arhitekturi u kojoj su krajnje tačka na mreži prikopčane na centralni hub ili switch

- Prstenasta topologija se sastoji od serije uređaja spojenih jedan na drugi činedi zatvoren krug

- Razgranata topologija je identična magistralnoj topologiji, osim što je grananje sa više čvorova moguće kod razgranate

- Topologija magistrale - magistrala ili sabirnica je glavni vod koji predstavlja kičmu mreže i duž koga su povezani računari u određenim razmacima. Ova topologija se smatra pasivnom jer računari povezani na magistralu samo osluškuju šta se dešava na njoj

Mrežne topologije su načini, vrste i strukture povezivanja računarskih mrežnih elemenata u razne topološke mape.

Arhitektura računarskih mreža

Prilikom planiranja rasporeda mreže treba se razmotriti kako će se podaci prenositi preko mreže. Način prenosa podataka kroz mrežu je određen arhitekturom mreže koja u velikoj mjeri određuje strukturu mreže. Skup slojeva i protokola se naziva arhitektura mreže. Arhitektura računarske mreže definiše:

- metod pristupa mreži,

- topologiju mreže,

- brzinu mreže,

- tip kablovskog razvoda,

- format paketa podrške i

- varijante mreže

Uobičajene mrežne arhitekture su: - Ethernet - mrežna tehnologija za LAN mreže, temeljena na frame načinu rada. To

znači da se podaci šalju u paketima koji su prilagođeni za slanje preko računarske mreže. Ethernet definiše i protokole pomoću kojih se vrši prijenos podataka u mreži.

- Token Ring - vrsta mreže koja je šematski poredana u krug- FDDI (Fiber Distributed data Interface) - skup ANSI protokola za slanje digitalnih

podataka preko optičkog vlakna i rijeđe bakrenih žica. FDDI mreže su token mreže te podržavaju brzine do 100 Mbps. FDDI mreže su obično osnova WAN mreža.

- Frame relay - sinhronizovana mreža temeljena na HDLC protokolu. Podaci se šalju u HDLC paketima. Koristi se za prenos podataka između lokalnih (LAN) i širokopojasnih (WAN) mreža.

- Wi-Fi je bežični način umrežavanja računara gdje se podaci imeđu dva ili više računara prenose pomoću radio frekvencija (RF) i odgovarajućih antena. Najčešće se

5

koristi u LAN mrežama (WLAN), dok se u posljednje vrijeme sve više nudi i bežični pristup WAN mreži.

Peer-to-peer (P2P)

Peer-to-Peer (P2P) je mreža gdje se nalazi mnoštvo klijenta koji su ravnopravni, a ograničenje predstavlja brzina Internet veze jednog klijenta. Ovakve mreže se najviše koriste za dijeljenje dokumenata, video i audio podataka itd. Razlog leži u činjenici da ne postoji neko ko će kontrolisati koji podaci se dijele u mreži, jer ne postoji server niti neki glavni računar koji nadgleda sve ostale. Svi su ravnopravi i dijele podatke između sebe. Kod P2P mreža, korisnik pretražuje sadržaj svih učesnika u mreži.Mreže ravnopravnih računara se često nazivaju i radne grupe. Ovaj termin se odnosi na malu grupu ljudi. Ovakvu mrežu najčešće čini 10 ili manje računara. U tipičnom mrežnom okruženju, ova vrsta mreža pruža sljedeće prednosti:

- umrežavanje je jednostavno

- ne zahtjeva se kupovina posebnog softvera za umrežavanje

- korisnici su sami sebi administratori i sami planiraju bezbjednost

- ispad nekog računara iz mreže ima uticaj samo na eventualno dijeljenje resurse sa datim računarom; ostali računari mogu da nastave rad

Glavni nedostatak P2P arhitekture jeste adresiranje članova mreže. Dok je kod klijent-server mreža potrebno samo da klijenti imaju informaciju o tome koji serveri su dostupni na mreži (i koja je njihova adresa) kod P2P arhitekture je potrebno da svaki član ima informaciju dostupnosti ostalih članova. Iz tog razloga postoji više različitih arhitektura unutar P2P arhitekture: decentralizovana, centralizovana i hibridna arhitektura.

Decentralizovana P2P arhitektura predstavlja arhitekturu najbližu osnovnom P2P modelu. Ona je sačinjena isključivo od peer čvorova koji međusobno komuniciraju direktno.Centralizovana P2P arhitektura predstavlja “kombinaciju” P2P i klijent-server arhitektura.Hibridna P2P arhitektura predstavlja varijantu centralizovane P2P arhitekture koja se koristi u slučajevima kada se mreža sastoji od velikog broja peer čvorova i/ili uloga servera podrazumijeva i dodatne operacije sem evidentiranja.

Dvoslojna arhitektura

Ako su sve datoteke i podaci smješteni na serveru koji opslužuje klijente, onda za takvu arhitekturu kažemo da je dvoslojna arhitektura. Klijent-server je arhitektura mreže gdje su korisnik (klijent) i server odvojeni ili neravnopravni. Klijent je obično aktivan (šalje zahtjeve) i čeka dok se isti ne ispune. Server je pasivan, čeka na zahtjeve te ih ispunjava i šalje korisniku. Serveri su obično računarske mašine sa dobrim konfiguracijama i karakteristikama zbog toga što istovremeno moraju obraditi mnogo zahtjeva (veliki broj klijentskih zahtjeva se obrađuje na serveru).

Između klijenta i servera postoje različiti nivoi interakcija, koji se mogu klasificirati na sljedeći način:

- Host-driven terminal emulation – klijent se povezuje na server, na isti način kao što se terminal povezuje na host računar. Praktično, server obavlja sva procesiranja.

6

- Host-driven front-ending – klijent zaustavlja poruke dobivene od servera i konvertuje ih u bolji user-friendly interface, nego što je standardni interface koji server obezbjeđuje

- Host-driven client-server procesiranje – klijent pokreće aplikaciju omogućavajući joj da izvrši određene akcije za server

- Client-driven client-server procesiranje – server izvršava dio procesiranja na zahtjev klijenta

- Peer-to-peer client-server procesiranje – klijent i server rade zajedno u izvršavanju procesiranja – ravnopravno procesiranje – ne zna se ko je klijent, a ko server u aplikaciji

Serveri u klijent-server okruženju

U mreži sa više od 10 korisnika, mreža ravnopravnih korisnika u kojoj se računari ponašaju i kao klijenti i kao serveri, nije adekvatno rješenje. U takvim situacijama postoje namjenski serveri. Namjenski server je računar čija je jedina uloga opsluživanje ostalih članova mreže i ne koristi se kao klijent ili radna stanica. Za servere se kaže da su „namjenski" zato što oni ne obavljaju ulogu klijenta, ved su optimizovani da brzo opsluže specifične zahtjeve mrežnih klijenata i osiguraju bezbjednost datoteka, direktorijuma i sl.

Postoje različiti tipovi servera, zavisno od funkcije koju obavljaju u mreži:

- File server se koristi za storiranje aplikacionog softvera kao što je program za obradu teksta, program tabličnih proračuna, program za stono izdavaštvo, upravljaju pristupom korisnika i korištenjem dokumenata kao resursa itd.

- Server za aplikacije klijentu na raspolaganje stavlja klijentsku stranu klijent/server aplikacije. U serverima se nalazi velika količina različitih podataka koji su organizovani tako da je njihovo pozivanje jednostavno

- Komunikacioni (mrežni) serveri upravljaju komunikacijom između dvije ili više mreža - E-mail serveri su važna komponenta savremene komunikacije. Serveri e-pošte

upravljaju razmjenom poruka između korisnika na mreži- Print serveri se koriste za upravljanje operacijama printanja, upravljaju pristupom

korisnika i korištenjem štampača kao resurs - Serveri baze podataka omogućavaju korisnicima pristup podacima dijeljenih baza

podataka

Troslojna arhitektura

U troslojnoj arhitekturi datoteke i podaci nisu smješteni izravno na poslužitelju već u odvojenoj bazi podataka. Baza podataka je u pravilu smještena na odvojenom poslužitelju, a u slučaju velikog broja upita moguće je da postoji velik broj poslužitelja koji se zajedno koriste kao jedna baza podataka.Troslojnu arhitekturu čine tri osnovna sloja. Prvi sloj je klijentski koji uključuje preglednik i samu mrežu Internet. Srednji sloj je poslužitelj weba na kojem se izvršavaju skriptni jezici ili izvršne datoteke, dok je treći sloj, onaj u kojem se nalazi sistem za upravljanje bazom podataka i sama baza podataka.

7

Hardverski uređaji i mediji za povezivanje mreža

Sa stanovišta hardverske konfiguracije, u mreži mogu biti ugrađene mnoge hardverske komponente, među koje spadaju:

- mrežna kartica zadužena da pripremi podatke, obavlja slanje poruka i vrši kontrolu protoka podataka

- repetitori – služe za spajanje dvije jednake LAN meže, radi na fizičkom nivou i vrše regeneraciju signala i slanje drugom segmentu

- modem – služi za povezivanje dva računara preko telefonske linije i vrši konverziju analognih signala u digitalne signale, i obratno

- most – koristi se za povezivanje dvije mreže sa različitim standardima

- ruter – koristi se za usmjeravanje saobraćaja između dijelova u jednoj mreži

- mrežni prolaz (gateway) – koristi se kod priključivanja lokalnih mreža na neku globalnu mrežu

- BNC konektori –ugrađuju se u svakoj mreži na krajevima segmenata kabla kojim su povezani računari. BNC-T konektori se jednim krajem vežu za mrežnu karticu, a na druga dva kraja priključuju se BNC konektori

- BNC terminatori – nalaze se na krajevima mreža i to na prvom i posljednjem računaru u mreži

- mrežni kabal – koristi se za ostvarivanje veze između računara. Najčešće se koristi koaksijalni kabl na čijim krajevima se ugrađuju BNC konektori

- mrežni softver – ovaj softver upravlja većinom mrežnih funkcija

Mrežni adapteri

Mrežni adapteri (NIC - Network Interface Card) imaju ulogu fizičke veze između kablova i računara. Oni se instaliraju u slotove za proširenje svakog računara i servera u mreži. Kada se adapter instalira, u njega se priključuje mrežni kabl i na taj način se ostvaruje fizička veza između računara i mrežnog kabla. Uloga mrežnih adaptera je da:

- pripreme podatke iz računara za slanje kroz mrežu,

- pošalju podatke drugom računaru,

- kontrolišu protok podataka iz računara u sistem kablova,

- primaju podatke iz kablova i prevode ih u oblik koji procesor (CPU) može da koristi.

Podaci se kroz računar kredu putanjama koje se zovu sabirnice.

Slanje i kontrola podataka

Prije nego što pošalje podatke, mrežni adapter elektronski „pregovara“ sa adapterom računara koji treba da primi te podatke, jer obje kartice treba da se slože oko sljedećeg:

- maksimalne veličine grupa podataka koje se šalju,

- količine podataka koja može da se pošalje prije potvrde o prijemu,

- vremenskog intervala između slanja grupa podataka,

- vremenu koje treba da prođe prije nego što se pošalje potvrda,

8

- količine podataka koju može da primi svaka kartica prije nego što dođe do prepunjenja njenog bafera i

- brzine prenosa podataka.

Osnovna memorijska adresa i izbor primopredajnika

Osnovna memorijska adresa određuje dio memorije računara (RAM) koji mrežna kartica koristi kao bafer za čuvanje ulaznih i izlaznih podataka. Ovaj parametar se nekada naziva i početna RAM adresa. Mrežni adapteri imaju još neke parametre koji moraju da se definišu prilikom konfigurisanja. Na primjer, neke kartice imaju dva primopredajnika - ugrađeni i priključak za spoljašnji. U ovom slučaju se mora odlučiti koji primopredajnik se namjerava koristiti i potrebno je karticu podesiti na odgovarajući način. Da bi se osigurala kompatibilnost računara i mreže, mrežna kartica mora da se uklopi u unutrašnju strukturu računara (arhitektura sabirnice za podatke) i da ima odgovarajuće konektore.

Adapteri za bežične mreže

U nekim sredinama primjena kablova nije moguća. U tom slučaju računari se međusobno povezuju bežičnim putem i tada se u računarima instaliraju adapteri za bežične mreže. Oni svojim upravljačkim programima podržavaju glavne mrežne operativne sisteme. Adapteri za bežične mreže imaju:

- sobnu difuznu antenu i antenski kabl,

- mrežni softver koji omogudava rad sa konkretnom mrežom,

- dijagnostički softver za otkrivanje i otklanjanje problema.

Modemi

Modem je uređaj koji omogućuje računarima da komuniciraju preko telefonske linije. U mrežnom okruženju, modemi služe kao sredstvo komunikacije između mreža i kao put za povezivanje sa svijetom koji je van lokalne mreže. Modemi su poznati kao oprema za komunikaciju sa podacima i kao takvi imaju sljedeće karakteristike:

- serijski komunikacioni interfejs (RS-232),

- RJ-11 interfejs za telefonsku liniju

Modemi mogu da budu unutrašnji (interni) i spoljašnji (eksterni). Unutrašnji modem se instalira u slot za proširenje računara kao i bilo koja druga kartica računara. Spoljašnji modem se povezuje sa računarom pomoću serijskog (RS-232) kabla koji ide od serijskog porta računara do priključka na modemu koji je predviđen za računar.

Asinhroni način prenosa

Postoje različite vrste modema jer različite vrste komunikacionih okruženja zahtjevaju drugačije metode slanja podataka. Ta okruženja mogu da se grubo podijele u dvije grupe prema vremenskoj sinhronizaciji između modema u komunikaciji:

- asinhrono okruženje i

- sinhronizovano okruženje.

9

Asinhrone komunikacije, poznate kao ,,Async", su razvijene kako bi mogle da iskoriste obične telefonske linije. Svaki znak - slovo, broj ili simbol - pretvara se u string bitova. Stringovi su međusobno odvojeni pomoću start i stop bita. Oba uređaja, predajni i prijemni, moraju da se usaglase oko start i stop redoslijeda. Prijemni računar koristi start i stop bit označavače kako bi znao kada prima sljedeći bajt podataka. Dakle, komunikacija nije sinhronizovana. Jednostavno, predajni računar šalje podatke, a prijemni računar ih prima. Zatim, prijemni računar provjerava da li primljeni podaci stvarno odgovaraju onima koji su bili poslati.

Zbog moguće greške, asinhrone komunikacije mogu da uključe i poseban bit koji se naziva bit parnosti, koji se koristi za provjeru postojanja tj. pojave greške u prenosu i u šemi za ispravljanje greške koja se naziva provjera parnosti. Prema provjeri parnosti, broj bitova koji je poslat mora tačno da se slaže sa brojem primljenih bitova.

Sinhroni način prenosa

Sinhrone komunikacije oslanjaju se na šemi vremenske sinhronizacije koja je koordinirana između dva uređaja kako bi se bitovi podijelili u grupe koje se prenose kao blokovi. Ti blokovi nazivaju se okviri. Za početak sinhronizacije i periodičnu provjeru njene tačnosti koriste se posebni znaci. Zbog toga što se bitovi šalju i primaju u vremenski vođenom, kontrolisanom (sinhronizovanom) procesu, start i stop bitovi nisu neophodni. Prenos se završava sa krajem jednog okvira, a započinje novim okvirom. Ovakvo rješenje, ,,start-i-stop", mnogo je efikasnije nego asinhroni prenos, posebno kada se prenose veliki paketi podataka. Kada se šalju mali paketi, ta efikasnost nije tako uočljiva.

Ako nastane greška, u okviru sinhrone detekcije greške i šeme njenog ispravljanja, ostvaruje se i ponovljeni prenos.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

U tehnologiji DSL-a postoji nekoliko podvrsta, međutim, ona koja se danas najčešće koristi je takozvana asimetrična digitalna pretplatnička linija ADSL. Osnovna karakteristika ove vrste je asimetričnost. Ona postojeće telefonske linije sa upredenim paricama pretvara u vrlo upotrebljive komunikacione linije, okrenute prvenstveno ka multimedijalnim sadržajima. ADSL se naziva asimetričnom linijom jer brzina prenosa podataka od pretplatnik ka Internetu i od Interneta ka pretplatnika nisu jednake. Višestruko je veća brzina prenosa podataka od Interneta ka pretplatniku. Nedostaci: Ona zahtjeva poseban hardver, uključujući i ADSL modeme, kao i širokopojasne kablove, s tim da postoji i ograničenje po pitanju njihove dužine.

10

Komunikacijski medij

Prenosni medij je fizički put kojim informacije – podaci putuju od pošiljaoca do odredišta. U komunikacijske medije spadaju:

- telefonski kablovi, kao jedan od najstarijih komunikacionih medija rade na bazi analognih signala i njihova brzina prijenosa podataka je veoma mala (oko 10 Mb/s). Njihova glavna mana je što su previše osjetljivi na šumove i elektromagnetne talase.

- koaksijalni kablovi su kablovi koji se koriste za kablovsku televiziju i Internet. Sastoje se od koncentričnih cjevastih provodnika. Koriste se tvrdi i meki koaksijalni kablovi. Njihova prijenosna mod je oko 200 Mb/s.

- optički kabal ili svjetlovod je medij velikog kapaciteta. Forma mu je slična koaksijalnom kablu s tim što je urađen od specijalnog stakla. Informacije umjesto elektronskog nosi svjetlosni signal koji putuje kroz unutrašnjost kabla.

- mikrotalasni sistemi koriste mikro talase koji putuju duž površine zemlje pravolinijski i time obezbjeđuju prijenos između udaljenih lokacija.

- radio prijenos predstavlja prijenos informacije bežično, ali koriste se radio talasi koji su nižih frekvencija od mikrotalasa.

- satelitski prijenos je jedan od oblika mikrotalasnog prijenosa. Funkcioniše tako što se signal koji emituje zemaljska stanica prenosi ka satelitu, koji ponovo emituje drugoj zemaljskoj stanici.

Parice

Parice predstavljaju najzastupljeniju formu komunikacionih medija, obzirom da se koriste u telefonskoj mreži. One su relativno jeftine, imaju široku primjenu, lahke su za rukovanje. Međutim, parice imaju i dva važna nedostatka: one su relativno spore za prenos podataka i mogu se lahko prisluškivati i tako neautorizovano pristupati podacima. Ovaj tip kabla se sastoji od dvije neovisno izolirane žice koje su upredene jedna oko druge. Jedna žica nosi signal dok je druga uzemljena i apsorbuje interferenciju signala. Osim što se korist u telefonskoj mreži ovo je najjeftiniji kabl za instalaciju lokalnih LAN mreža.

Upredeni parični kabl može imati dvije forme UTP i STP. Upredanje pomaže da se smanji interferencija i preslušavanje. STP kabal ima metalni omotač za svaki par izolianih provodnika. Ovaj omotač sprječava prodiranje elektormagnetnog šuma i zbog načina proizvodnje ovaj kabl je skuplji od UTP kabla, ali je manje osjetljiv na šum. Standardni konektor za UTP kabal je RJ-45 konektor. To je plastični konektor koji izgleda kao nešto veći telefonski konektor. Kablovi sa upredenim paricama za povezivanje sa računarima koriste RJ-45 konektore. Oni podsjećaju na telefonske RJ-11 konektore, ali za razliku od njih malo su veći i imaju 8 provodnika (RJ-11 imaju 4 provodnika). Standard određuje koja žica se povezuje na koji pin.

Koaksijalni kabal

Koaksijalni kabal može da prenese mnogo veću količinu podataka nego parice. Iz tih razloga, najčešće se koristi za brz prenos velike količine podataka, kao i i za prenos televizijskih signala (za kablovsku televiziju). Koaksijalni kabal je 10 do 20 puta skuplji od parica, teži je za rad i nefleksibilan. Zbog svoje nefleksibilnosti uvećava troškove instalacije. Najznačajnija područja primjene koaksijalnog kabla su: distribucija televizijskog signala i LAN računarske mreže. U svom najjednostavnijem obliku, koaksijalni kabl se sastoji od bakarne žice u sredini

11

oko koje se nalazi najpre izolacija, a zatim sloj od upletenog metala - širm i, na kraju, spoljašnji zaštitni omotač.

Postoje dva tipa koaksijalnih kablova: - tanki kabl

- debeli kabl Od potreba konkretne mreže zavisi koja će vrsta biti upotrebljena. Tanki koaksijalni kablovi su fleksibilni koaksijalni kablovi debljine oko 0,64 cm. Ova vrsta kabla, zbog svoje fleksibilnosti i lahkog korištenja, odgovara skoro svakom tipu mreže. Kod tankih koaksijalnih kablova značajnije slabljenje signala se pojavljuje na razdaljinama većim od 185 metara.Debeli koaksijalni kablovi su relativno čvrsti, prečnika oko 1,27 cm. Nazivaju se i Standard Ethernet zbog toga što su to bili prvi kablovi koji su se koristili u popularnoj mrežnoj arhitekturi Ethernet. Što je debljina provodnika veća, veće su i daljine prenosa signala. Tako ova vrsta provodnika može da prenese signal na razdaljine od 500 metara bez značajnijeg slabljenja signala.

Optički kablovi

Optički kablovi sadrže optička vlakna. Ova vlakna prenose puls svjetlosti koji emituje laser. Prednosti optičkih kablova su: u stanju su da prenose mnogo vede količine podataka nego drugi fizički mediji, mnogo su brži i omogućuju veću sigurnost podataka. Jednim optičkim vlaknom može da se prenese preko 50000 simultanih telefonskih razgovora. Optički kabal sastoji se od optičkog jezgra (vlakna), omotača jezgra i zaštitnog omotača kabla. Najviše su u upotrebi optička vlakna sa jezgrom od stakla. Optička vlakna sa jezgrom od plastičnih masa imaju veću atenuaciju i veće dimenzije.

Bežične komunikacije

Bežično okruženje je često pogodna, a ponekad i jedina moguća mrežna opcija. Najveći broj bežičnih mreža se sastoji od bežičnih komponenti koje komuniciraju sa klasičnom mrežom sa kablovima, stvarajući tako jednu hibridnu mrežu. Ove mreže su atraktivne zbog toga što bežične komponente mogu da:

- osiguraju privremenu vezu sa postojećim kablovskim mrežama,

- osiguraju podršku postojećoj mreži,

- pruže određeni nivo prenosivosti,

- prošire mreže izvan dometa fizičkih veza.

Bežična komunikacija može biti posebno korisna kada su u pitanju: - prometne lokacije, kao što su predvorja ili recepcije,

- ljudi koji su stalno u pokretu,

- izolovane oblasti i zgrade,

- odjeljenja sa konstantnom i nepredvidivom promjenom fizičkog rasporeda,

- građevine od historijskog značaja kroz koje bi bilo teško sprovesti kablove, ...

12

Bežične mreže se mogu podijeliti prema različitim kategorijama, npr. prema svojoj tehnologiji:

- lokalne bežične mreže,

- proširene lokalne računarske mreže,

- mobilno računarstvo.

Bežični most je komponenta koja omogućava lahko povezivanje računara koji se nalaze u dvije različite zgrade bez upotrebe kabla.

Tri najznačajnija frekvencijska opsega za bežični prenos su: mikrotalasni, radio i infracrveni dio spektra. Frekvencijski opseg od 1 GHz do 40 GHz se naziva mikrotalasni frekvencijski opseg. Frekvencije u opsegu 30 MHz do 1 GHz su odgovarajuće za omnidirekcionalne aplikacije. Ovaj opseg se često naziva i radio opseg. Sljedeći značajan frekvencijski opseg je infracrveni dio spektra koji se koristi za lokalne i point-to-point i multipoint aplikacije unutar zatvorenog prostora.

Bežični LAN-ovi za prenos podataka koriste sljedeće četiri tehnike: - prenos infracrvenim zracima,

- prenos laserskim zracima,

- uskopojasni radio prenos preko jedne frekvencije,

- širokopojasni radio prenos.

Infracrveno svjetlo ima veliku propusnu moć, pa se, na ovaj način, podaci mogu prenositi velikom brzinom (uobičajeno je 10 Mbps). Postoje četiri tipa infracrvenih mreža:

- mreže u liniji vidljivosti- mreže sa razbacanim signalima - mreže sa odbijanjem signala- mreže sa širokopojasnim optičkim prenosom

Prenos signala kroz mrežu

Prenosni sistem treba da omogući prenos informacija pri čemu je potrebno signale učiniti „pogodnim“ za prenos. Tokom prenosa dolazi do određenih grešaka, a zadatak prijemnika je da izdvoji „izvornu informaciju“ tj. informaciju koja je poslana. Za prenos kodiranog signala kroz kabl mogu da se koriste dvije tehnike:

prenos u osnovnom opsegu i prenos u širokom opsegu.

Sistemi koji rade u osnovnom opsegu prenose digitalne signale preko jedne frekvencije. Signali teku u obliku pojedinačnih električnih ili svjetlosnih impulsa. Kod ove vrste prenosa se čitav komunikacijski kapacitet kanala koristi za prenos samo jednog signala. Digitalni signal koristi kompletan propusni opseg kabla, a to je jedan kanal. Termin propusni opseg (eng. bandwidth) se odnosi na kapacitet prenosa podataka, odnosno brzinu prenosa u sistemu digitalnih komunikacija koja se izražava u bitovima po sekundi (bps).

Najjednostavniji oblik prenosa informacija ili podataka naziva se simpleks. U ovom slučaju, podaci se šalju samo u jednom smjeru, od predajnika ka prijemniku. Primjeri simpleksnog prenosa su radio i televizijski prenosi. Kod simpleksnog prenosa, problemi do kojih dođe za

13

vrijeme prenosa ne mogu da se otkriju i otklone. Oni koji šalju podatke na ovaj način čak ne mogu da budu sigurni ni u to da li su ti podaci uopšte primljeni.

U sljedećem nivou prenosa podataka, koji se naziva poludupleksni prenos, podaci mogu da se šalju u oba smjera, ali ne istovremeno. Primjeri ovakve komunikacije su kratkotalasne radio stanice i toki-voki. Kod poludupleksne komunikacije moguće je otkrivanje grešaka i zahtjev da se vrate podaci koji su oštedeni u prenosu. Skoro sve komunikacije modemom su poludupleksne. Pretraživanje po World Wide Webu je forma poludupleksne komunikacije.

Najefikasniji metod prenosa podataka je korištenje punog dupleksnog prenosa. U ovom slučaju, podaci mogu istovremeno da se prenose u oba smera, a dobar primer ove vrste predstavljaju kablovske veze koje mogu da se koriste za prijem TV kanala, telefonske veze i veze sa Internetom. Telefon je primjer uređaja koji radi na principu punog dupleksnog prenosa - oba sagovornika mogu da pričaju istovremeno.

Konektori u računarskim mrežama

Koaksijalni kabal prenosi signale u višem frekvencijskom opsegu u odnosu na paricu. Postoje različiti standardi za koaksijalni kabal i sa bi se konektovao koaksijalni kabal, neophodno je koristiti koaksijalne konektore. Najčešće korišteni tip konektora je BNC konektor. Postoje tri tipa BNC konektora BNC konektor, BNC T konektor i BNC terminator.BNC označava tip konektora koji se koristi kod Bus mrežne topologije. Postoje dvije varijante: Insercioni konektor i T – konektor. Osim toga postoji više varijanti konketora gledano prema dimenzijama. T-konektor služi za spajanje mrežne kartice na bus kabal, a insercioni konektor služi za spajanje dva kabla (npr. spajanje dva bus kabla).RJ-11 (Registered Jack 11) se koristi u telefonskim instalacija za prenos glasa i kod modemskih instalacija prenos podataka putem javne komutirane telefonske mreže (PSTN). RJ-45 (Registered Jack 45) se koristi kod instalacija za prenos podataka u računarskim mrežama za terminaciju UTP kablova i njihovo spajanje na HUB/SWITCH ili mrežnu karticu. Predstavlja fizički interfejs za prenos električnih impulsa u LAN mreži.Fiber optički konektori se koriste za terminaciju optičkih kablova i kontakt optičkog vlakna i optičkog emiter/receivera.

Hardverski uređaji i mediji za povezivanje mreža

Aktivna mrežna oprema

Uređaji koji se zovu hub, bridge, switch i router su gradivni elementi računarske mreže i svaki od njih radi specifične zadatke. Ovi uređaji se još zovu i aktivne komponente mreže. Sve druge komponente u mreži su pasivne (ormari, kablovi, kanalice, utičnice, patch paneli i konektori). Podjela opreme na aktivnu i pasivnu može biti zasnovana na dva kriterija:

prema kriteriju upotrebe električne energije za samo funkcioniranje te opreme (pasivna oprema ne treba struju za rad, aktivna treba) i

prema mogućnosti logičkog odlučivanja (za potrebe usmjeravanja mrežnog saobraćaja).

HUB

14

Hub je uređaj na koji se fizički spajaju sve radne stanice (računari) u mreži, tako da su grupisane u domenu koja se zove mrežni segment. Može se smatrati i pasivnom opremom sa gledišta da nema nikakvu logičku funkciju usmjeravanja prometa. On samo pojačava primljeni signal i prosljeđuje ga dalje na sve svoje portove. Hub radi na fizičkom sloju OSI referentnog modela.Hub se sastoji od sljedećih komponenti:

napojna jedinica,

priključni portovi i

jedinica za obradu i pojačanje signala sa portova.

Hub primljeni signal na jednom portu, pojača i pošalje na sve preostale portove. Dakle, hub radi kao i uređaj koji se zove repeater, s tim da pojačani signal emituje na sve preostale portove.

RIPITERRipiter je uređaj koji regeneriše i sinhronizuje signal i time omogućava njegov prijenos na veće razdaljine i rješava problem ograničenja za maksimalnu dužinu kabla ili udaljenost kod wireless mreža. Ima 2 porta i signal koji primi na jednom portu prenosi na drugi port.Ripiter radi u fizičkom sloju OSI referentnog modela. Ripiteri su najjeftiniji način za proširenje mreže.

BRIDGEPrimarni zadatak bridge uređaja je spajanje mrežnih segmenata, kako bi se omogućila razmjena podataka između njih.Bridge je uređaj koji funkcioniše na sloju linka podataka (drugi sloj) OSI referentnog modela.Bridge uređaj se u osnovi sastoji od:

napojne jedinice,

ulaznog i izlaznog porta,

elektronike za obradu i memorisanje podataka sa mreže.

Sve prispjele pakete na jedan port, bridge čuva u svojoj memoriji i kad se ukaže potreba proslijeđuje ih na drugi port. Dakle, bridge je uređaj tipa „store-and-forward“.

Prema načinu upotrebe, bridge uređaje možemo klasificirati na sljedeće kategorije: transparentni bridge uređaj – uređaj je transparentan za krajnje računare source route bridge – koristi se kod token-ring mreža i ima ulogu povezivanja token

ring segmenta udaljeni bridge uređaji - rade u paru i spajaju dva udaljena mrežna segmenta

Mostovi mogu da se koriste za: produženje segmenta,

podršku povećanog broja računara na mreži, „odgušenje“ uskih grla u saobraćaju koja su posljedica prekomijernog broja pridodatih

računara, dijeljenje preopterećene mreže u dvije odvojene mreže

povezivanje različitih fizičkih medija, npr. upredene parice i Ethernet koaksijalnog kabla.

15

Zbog toga što mostovi rade u sloju veze OSI modela, njima su nedostupne sve informacije sa viših nivoa OSI modela. Ne bave se razlikovanjem jednog protokola od drugog, već ih jednostavno proslijeđuju duž mreže. Svi protokoli prolaze kroz most, a na svakom računaru je da odredi koje od njih prepoznaje.

SWITCHSwitch funkcionira na sloju podataka OSI referentnog modela kao i bridge i switch se može posmatrati kao multiportni bridge. Dok je bridge namjenjen za povezivanje i proslijeđivanje saobraćaja između segmenata mreže, switch to čini isto ali između svojih portova. Jedina razlika između switch-a i bridge-a je u tome što su kod bridge uređaja sve funkcionalnosti izvedene software-ski, dok je kod switch uređaja to izvedeno u hardware-u. Jasno je da switch ima bolje performanse od bridge-a.

ROUTERRouter je uređaj koji funkcioniše na mrežnom sloju OSI referentnog modela. Router ispituje informacije iz zaglavlja paketa koji su bitni za 3 sloj modela i proslijeđuje pakete prema određenim pravilima. Pošto mrežni sloj podataka sadrži mnogo više overhead podataka u zaglavlju paketa, to router-u treba više vremena i resursa za obradu i klasifikaciju prispjelih paketa.Router je vrlo bitna komponenta u IP mrežama, jer spaja odvojene IP mrežne segmente. Svi hostovi u mreži imaju jedinstveni identifikator koji se zove IP adresa. IP adresa se sastoji od dva dijela. Prvi dio je adresa mreže u kojoj se nalazi računar, a drugi dio je adresa računara na toj mreži. Za hostove koji se nalaze na različitim mrežnim adresama, kažemo da su na različitim subnet-ima (podmrežama). Ruteri zahtjevaju određene adrese. Razumiju samo brojeve mreže koji im dozvoljavaju da komuniciraju sa ostalim ruterima i adresama lokalnih mrežnih kartica (NIC). Ruteri ne komuniciraju sa udaljenim računarima.Ruter može da osluškuje mrežu i identifikuje njene najzauzetije dijelove. Ovu informaciju ruter koristi pri određivanju putanje kojom šalje podatke. Ako je jedna putanja vrlo zauzeta, ruter identifikuje alternativnu i njome šalje podatke.

Dvije glavne vrste rutera su: statični - zahtijevaju da administrator ručno podesi i konfiguriše tabelu za određivanje

putanje i navede svaku putanju, dinamički - projektovani su da automatski otkriju putanje čime se podešavanje i

konfigurisanje svodi na najmanju mjeru. Dinamički ruteri ispituju informacije od drugih rutera i odlučuju o svakom paketu kako ga poslati duž mreže.

Razlika između mostova i rutera Mostovi i ruteri mogu da zbune, jer izgledaju kao da rade iste stvari, proslijeđuju pakete između mreža i šalju podatke preko linija regionalne mreže (WAN). Često se postavlja pitanje kako da se izabere kada da se koristi most, a kada ruter. Most, koji radi u MAC podsloju OSI sloja veze, „vidi" samo adresu čvora. Još određenije, most u svakom paketu traži adresu MAC podsloja čvora. Ako je prepozna, most smiješta paket u lokalu ili ga proslijeđuje odgovarajućem segmentu. Ako most ne prepozna adresu, on proslijeđuje paket svim segmentima, osim onom odakle je stigao. Most prvo prepozna (ili ne prepozna) adresu MAC podsloja, a onda ga na odgovarajući način proslijedi. Most može da prepozna samo jednu putanju između mreža. Ruter može da pretraži više aktivnih putanja i odluči koja je od njih u datom trenutku najbolja.BROUTER

16

Brouter = bridge + router je uređaj koji sadrži funkcije i bridge-a i routera, tj. radi u oba mrežna sloja: podatkovnom i mrežnom. Most ruteri, kao što im samo ime kaže, kombinuju kvalitete mosta i rutera. Most ruteri mogu da rade kao ruteri za jedan protokol, a kao most za sve ostale.Most ruteri mogu da:

preusmjere odabrane protokole sa određivanjem putanje,

premoste protokole bez određivanja putanje,

vrše međumrežne isporuke koje su ekonomičnije i lakše za upravljanje nego što bi to mogli pojedinačno most i ruter.

GATEWAYGateway nije ništa drugo do router uz još neke dodatne module. Router je najsloženiji uređaj jer omogućava regeneraciju signala, koncentraciju više priključaka, konverziju podataka i upravljanje protokom podataka. Kada je priključen kao izlazni uređaj lokalne mreže mora znati pretvoriti brzu Ethernet komunikaciju u relativno sporu serijsku komunikaciju (ovisno o vrsti). Na Ethernet strani koristi se MAC adresa a na izlaznoj strani IP adresa. Upravo MAC adresa njegovog Ethernet porta je podrazumjevana izlazna adresa za računare te naziva default gateway (Windows XP).Ako se vrši konverzija mrežnog protokola onda je ovo uređaj četvrtog sloja OSI modela.Mrežni prolazi su projektovani samo za određenu namjenu, a to znači da su predodređeni za jedan tip prenosa.Da bi obradio podatke, mrežni prolaz:

rastavlja dolazeće podatke kroz kompletan stek protokola mreže,

pakuje odlazeće podatke u kompletan stek protokola druge mreže kako bi se dozvolio prenos.

Neki mrežni prolazi koriste svih sedam slojeva OSI modela ali se obično protokoli pretvaraju na sloju aplikacije. Međutim, nivo na kojem mrežni prolazi rade zavisi od tipa mrežnog prolaza. Jedna od čestih upotreba mrežnih prolaza je da rade kao prevodioci između ličnih računara i okruženja mini ili velikih računara. Mrežni prolaz matičnog računara povezuje računare lokalne mreže (LAN) sa velikim ili mini računarskim sistemima tako da oni ne prepoznaju da se na lokalnim mrežama (LAN) nalaze inteligentni računari.

ACCESS POINTPristupne tačke (eng. access point) se koriste kod bežičnih mreža i djeluju kako centralni hub koji se preko posebnih adaptera spaja za switchom. Komunikacija se ostvaruje po CSMA/CA principu. To je primjer gdje se analogni signal modulira od strane digitalnog kako bi se ostvario radio-prijenos. Koriste se frekvencije od 2.4GHz i 5GHz. Zbog načela rasprostiranja elektromagnetskih valova 'na sve strane' sigurnost je jedan od značajnih problema.Ovakvi uređaji mogu poslužiti i kao bridge, osobito kad se želi povezati dva fizički odvojena prostora. S usmjerenim antenama mogude je povezati prilično udaljena mjesta, recimo otoke.

Komunikacijski ormari

Komunikacijski ormari služe za bezbjedno smještanje aktivne i pasivne mrežne opreme, terminiranje kablova sa obilježavanjem i njihovo aranžiranje kako bi se mogli jednostavno održavati i eksploatisati. Komunikacijski ormari mogu biti sa ili bez servera u njima.

Patch panel i ostala mrežna oprema

17

Patch panel služi za koncentriranje dolaznih kablova iz utičnica razmještenih po prostorijama koje pokriva lokalna mreža. Iz patch panela se tzv. patch kablovima povezuju računari spojeni na dolazne kablove sa aktivnom opremom (obično switch).

U pasivnu mrežnu opremu spadaju kablovi i konektori koji su već objašnjeni kao i naponska letva, četka za kablove, itd. Naponska letva služi kao izvor napajanja za aktivnu opremu. Postavlja se u komunikacijski ormar vodoravno ili okomito. Četka za kablove služi za struktuirano kabliranje u ormaru, radi lakšeg snalaženja i bolje organizacije.

Procesi u računarskim mrežama

Osnovne funkcije koje su neophodne u mreži bez obzira koju vrstu servisa te mreže pružaju su:

prenos,

komutacija,

signalizacija. Prenos je proces transportovanja informacije između dvije krajnje tačke sistema ili mreže.Komutacija predstavlja proces usmjeravanja bita od jednog računara do nekog drugog unutar mreže.Signalizacija je mehanizam koji omogudava mrežnim entitetima da uspostave, održavaju i završe sesiju u mreži.

Ekonomska ograničenja komunikacionih mreža zahtijevaju da se sredstva dijele među korisnicima (dijeljenje linkova). Dvije osnovne tehnike za dijeljenje ovih sredstava, koji omogućavaju dijeljenje hardware-a, su:

komutacija (switching),

multipleksiranje.

Multipleksiranje je prenos različitih tokova informacija istim fizičkim linkom. Pod tokom informacija podrazumijevamo sekvencu paketa, ili bit stream poslat od jednog korisnika drugom.

Protokoli u računarskim mrežama

Protokoli su pravila i procedure koje služe za komuniciranje.Specifikacija protokola obično uključuje:

format poruke koja se prenosi,

tretman greške u komunikaciji.

Protokol može označavati i softver kojim se realizuje određeni skup pravila za komunikaciju. Razni oblici komunikacije između računara ili programa obično se ne mogu ostvariti jednim velikim protokolom. Umjesto toga, stvaraju se porodice protokola koji međusobno surađuju i organizovani u “slojeve” (nivoe -layers).Kako rade protokoli

18

Proces prenosa podataka preko mreže odvija se u nekoliko koraka. Na svakom koraku realizuje se određena aktivnost. Aktivnost se odvija po striktno definisanim pravilima i procedurama koje se nazivaju protokol. Ukupne tehničke operacije, pomoću kojih se podaci prenose preko mreže, bit će podijeljeni u posebne, sistematične korake. Na svakom od tih koraka događaju se izvjesne akcije kojih nema na nekom drugom koraku. Svaki korak sadrži sopstvena pravila i procedure ili protokol.U predajnom računaru ovi koraci se izvršavaju od vrha ka dnu. U prijemnom računaru ovi koraci moraju da se sprovedu u obrnutom redoslijedu. Na predajnom računaru protokol:

dijeli podatke u manje cjeline (pakete), koje može da obrađuje,

paketima dodaje adresne informacije tako da odredišni računar na mreži može da odluči da li oni pripadaju njemu,

pripremi podatke za prenos kroz mrežnu karticu (NIC) i dalje kroz mrežni kabl.

Na prijemnom računaru, protokoli: preuzimaju pakete podataka sa kabla,

kroz mrežnu karticu unose pakete podataka u računar,

iz paketa podataka uklanjaju sve informacije o prenosu koje je dodao predajni računar,

kopiraju podatke iz paketa u prihvatnu memoriju (bafer) koja služi za ponovno sklapanje,

ponovno sklopljene podatke proslijeđuju aplikaciji u obliku koji ona može da koristi.

Dakle, protokol je skup pravila pomodu kojih se upravlja razmjena podataka između dva entiteta (čvora). Skup tih pravila (elemenata protokola) čini:

sintaksa (pravilo za formatiranje i kodiranje podataka, tj. određuje nivo signala i format u kome se podaci šalju),

semantika (pravilo kontrole informacija i korekcije grešaka),

timing (vremenski raspored - određuje usklađivanje brzine u radu, tj. pravilo za određivanje brzine komunikacije i sekvenci).

OSI referentni model

OSI model je hijerarhijski model i treba da omogući mrežama različitih proizvođača da rade zajedno. Prednosti korištenja OSI slojevitog modela su:

Dijeli komunikacione procese u mreži na manje i jednostavne komponente.

Omogućava višeproizvođački razvoj kroz standardizaciju mrežnih komponenti.

Omogućava različitim vrstama mrežnog hardvera i softvera da rade zajedno.

Sprečava da izmjene na jednom sloju utiču na druge slojeve, tako da se ne ometa razvoj.

OSI model ima 7 slojeva: aplikacioni, prezentacioni, sesijski, transportni, mrežni, sloj linka podatka i fizički sloj. U OSI modelu osnovna su 3 koncepta: koncept usluge, interfejsa i koncept protokola.

19

Slika: Funkcije slojeva OSI modela

Sedam slojeva OSI referentnog modela su: Aplikacijski sloj – koji se nalazi na najvišem nivou i omogućava pristup aplikacijama

mreže.

Pezentacijski sloj – odgovoran je da se podaci razmjenjuju i predstavljaju korisnicima u obliku koji je njima razumljiv.

Sloj sesije (razgovora) – zadužen je da omogući korisnicima da se prijave za rad na udaljenom računaru i kasnije odjave.

Transportni sloj – odgovoran je za prijenos podataka na određenom, unaprijed dogovorenom nivou kvalitea.

Mrežni sloj - zadužen za usmjeravanje na odgovarajuće odredište informacije koja se prenosi.

Sloj linka podatka – obezbjeđuje: uspostavljanje, održavanje i raskid veze.

Fizički sloj – najniži sloj u OSI modelu i njegov zadatak je da preuzima pakete od sloja veze i pretvara signale u digitalni oblik pogodan za prijenos u mrežama.

Slojevi unutar jednog modela komuniciraju samo sa prvim slojem iznad i prvim slojem ispod sebe. Gornji protokol ovisi o funkcionalnosti koji pruža protokol ispod njega.

Funkcije slojeva OSI modela

20

Na slici ispod se može vidjeti da se slojevi jednog modela povezuju samo sa slojevima istog nivoa drugog modela. Npr., transportni sloj jednog modela šalje podatke transportnom sloju drugog modela. To se naziva peer-to-peer komunikacija. Svaki od modela u osnovi predstavlja jedan komunikacijski uređaj.

21

Virtuelna komunikacija između odgovarajućih slojeva u izvoričnom i u odredišnom računaru obavlja se pomoću njima odgovarajuće protokolske jedinice podataka (PDU – Protocol Data Unit).

Postupak pakiranja podataka, od 7. sloja prema 1. sloju, u oblik pogodan za prenos komunikacijskim vezama se naziva enkapsulacija. Odvija se na uređaju koji šalje podatke (izvor). Obrnuti postupak, od 1. sloja prema 7. sloju, kojim se iz bitova izgrađuje okvir, iz okvira uzima paket, iz paketa segment..., se naziva deenkapsulacija i odvija se na uređaju koji prima podatke (odredište).

Fizički sloj

Fizički sloj se brine o povorci bita preko komunikacijskog kanala. Dizajn treba osigurati da, kada jedna strana pošalje bit “1”, druga strana primi bit “1”, a ne bit “0”. Fizički sloj se bavi mehaničkim i električnim specifikacijama interfejsa i medijuma za prenos i definiše postupke i funkcije koje fizički uređaji i interfejsi moraju da obavljaju tokom prenosa. Zadaci fizičkog sloja su:

mehanička pitanja vezana za pristup medijumu,

električna pitanja vezana za pristup medijumu,

proceduralna pitanja vezana za pristup medijumu.

Fizički sloj je zadužen za: Definisanje karakteristika interfejsa između uređaja (računara) i medijuma za prenos.

Definisanje vrste medijuma za prenos.

Predstavljanje bitova pomodu električnih ili optičkih signala.

Određivanje trajanja bita tj brzina emitovanja.

Vremensku sinhronozaciju tj sinhronizaciju predajnika i prijemnika na nivou bita.

Definisanje smjera prenosa (simpleks, poludupleks, dupleks).

Način umrežavanja računara: da li se radi o topologiji u obliku magistrale, zvijezde, prstena ili mreže svako sa svakim.

22

Sloj veze

Protokoli sloja veze opisuju metode razmjene frejmova između uređaja preko zajedničkog medija. Osnovna funkcija je da se povorka bita koja sačinjava poslanu informaciju pretvori u frejmove (okvire) tipične dužine oko nekoliko stotina ili hiljada bajta, te da se frejmovi prenose sekvencijalno. Ovaj sloj je zadužen za:

Formiranje ramova: na otpremi dodaje paketu pristiglom iz sloja mreže zaglavlje i rep.

Fizičko adresovanje: u zaglavlje rama unosi fizičku adresu predajnika i fizičku adresu prijemnika.

Upravljanje protokom: ako je brzina kojom predajnik prihvata podatke manja od brzine kojom .predajnik šalje podatke, sloj veze aktivira mehanizam za upravljanje protokom kako bi se sprečilo da brzi predajnik zaguši spori prijemnik.

Kontrolu grešaka: pomodu informacija u repu rama, omogudava otkrivanje grešaka.

Upravljanje pristupa medijumu.

Mrežni sloj

Omogućava razmjenu pojedinačnih informacija preko mreže između identificiranih krajnjih uređaja. Ključno je određivanje kako će paketi biti rutirani od izvorišta do odredišta. Ukoliko je previše paketa u isto vrijeme u određenoj podmreži (subnet) oni će dobiti drugi put. Ovakva kontrola zagušenja je, također, funkcija mrežnog sloja, kao i neke općenite funkcije kvaliteta usluge (delay, jitter…). Adresiranje može da se razlikuje u mreži iz koje se šalje i u onoj u koju se šalje paket, mreža možda ne prihvati paket jer je prevelik, protokoli se mogu razlikovati… Mrežni sloj prevazilazi ove probleme i povezuje heterogne mreže. Sloj mreže nadzire isporuku paketa, a sloj transporta nadzire isporuku cijele poruke. Sloj mreže je neophodan ako su dvije stanice koje se nalaze u različitim mrežama koje su povezane uređajima koji se nazivaju ruteri. Mrežni sloj je odgovoran za:

logičko adresiranje: fizičko adresiranje (koje se obavlja u sloju veze) dovoljno je kada se računari nalaze u istoj mreži, u protivnom sloj mreže unosi u zaglavlje paketa logičke adrese izvorišta i odredišta,

određivanje putanje odnosno rutiranje,

kontrola zagušenja.

Transportni sloj

Transportni sloj definiše usluge za segmentiranje, transfer i reasembliranje infomacija pojedinačnih komunikacija između krajnjih uređaja. Dakle, osnovna funkcija transportnog sloja je da prima podatke od višeg sloja, razdvaja ih u manje jedinice, proslijeđuje ove jedinice do mrežnog sloja i osigurava da svi stignu ispravno na drugi kraj. Transportni sloj određuje i koju vrstu usluga će pružiti sesijskom sloju.

23

Osnovni zadatak sloja transporta je da: prihvata podatke iz sloja sesije,

podijeli ih, ako treba na manje jedinice,

propusti ih u sloj mreže,

osigura da svi dijelovi poruke stignu na drugi kraj.

U sloju transporta se obavlja slijedeće: SAP adresiranje – adresiranje tačaka pristupa uslugama ili adresovanje portova

Rastavljanje (segmentacija) i ponovno sastavljanje: poruka se dijeli na segmente koji se mogu prenijeti i svakom segmentu se dodjeljuje redni broj kako bi sloj transporta u odredištu mogao da prispjele pakete identifikuje i složi po ispravnom rasporedu, zamjenjujući pakete koji su se tokom prenosa zagubili njihovim ponovo poslatim kopijama

Upravljanje konekcijom: sloj transporta može da bude konekciono orijentisan ili beskonekcioni

Upravljanje protokom

Kontrola grešaka

Osnovna funkcija transportnog sloja je da prihvata podatke sloja iznad sebe, razdvaja ih u manje jedinice ako je potrebno, proslijeđuje ih mrežnom sloju i osigurava da svi dijelovi stignu ispravno na drugi kraj. Transportni sloj, također, odlučuje koji tip usluge de pružiti sesijskom sloju, i u konačnici korisnicima mreže.

Protokoli transpotnog sloja su: TCP/IP, UDP, ATP, CUDP, DCCP, FCP... UDP je jednostavan beskonekcijski protokol opisan u RFC-u 768. Prednost mu je osiguravanje malog opterećenja mreže pri isporuci podataka. Dijelovi komunikacije u UDP-u se nazivaju datagrami. Ovaj protokol koristi „best effort“ princip za slanje datagrama. Neke od aplikacija koje koriste UDP uključuju:

Domain Name System (DNS),

Video Streaming,

Voice over IP (VoIP).

TCP je konekcijski orjentiran protokol opisan u RFC–u 793. On može dovesti do dodatnog opterećenja pri izvršavanju svojih funkcija. Dodate funkcije specificirane u TCP –u su: pravilan redoslijed isporuke, pouzdana isporuka i kontrola toka. Svaki TCP segment ima dodatnih 20 bajta u zaglavlju koja se dodaju u procesu enkapsulacije, za razliku od UDP segmenta koji ima samo 8 Bajta. Neke od aplikacija koje koriste TCP su:

Web Browsers,

E-mail,

File Transfer

24

Sloj sesije

Sesijski sloj omogućava korisnicima na različitim mašinama da uspostave sesiju. Sesija nudi različite usluge, uključujući:

kontrolu dijaloga (vodi računa o tome čiji je red da prenosi), token management (sprječava dvije strane da pokušaju istu kritičnu operaciju u isto

vrijeme) i sinhronizaciju (omogudava da duge transmisije mogu nastaviti od onoga mjesta gdje

su stale poslije pada).

Prezentacijski sloj

Prezentacijski sloj se bavi sintaksom i semantikom informacija koje se prenose. Ovaj sloj je odgovoran za:

prevođenje,

šifrovanje,

kompresiju.

Prije prenosa, informacija se mora pretvoriti u nizove bitova. Da bi se omogućila komunikacija između procesa koji za predstavljanje informacija koriste različite kodove, neophodno je obaviti prevođenje kodnog sistema koji se koristi u izvorištu u kodni sistem koji se koristi u odredištu. To se postiže na slijedeći način: U sloju prezentacije predajnika, informacija se iz formata koji se koristi unutar predajnika konvertuje u neki opšti format. U sloju prezentacije prijemnika obavlja se inverzna operacija, opšti format se prevodi u format koji se koristi u tom prijemniku. Kada se zahtjeva tajnost podataka, mora se obaviti šifrovanje podataka (data encription). Šifrovanje se obavlja u predajniku tako što konvertuje originalnu poruku u drugačiji oblik i tek onda šalje na mrežu. Cilj kompresije je da smanji broj bitova koji se prenose, a da se sačuva prenešena informacija.

Aplikacijski sloj

Aplikacijski sloj najbliži je krajnjem korisniku. On dostavlja mrežne servise/usluge aplikacijama krajnjeg korisnika. Za razliku od svih ostalih slojeva, ne dostavlja usluge ni jednom drugom OSI sloju, nego isključivo aplikacijama koje se nalaze van OSI modela. Primjeri takvih aplikacija su tablični kalkulatori, word procesori i sl.

Primjeri protokola u aplikacijskom sloju su: DNS protokol koji se koristi za pretvaranje internet adresa u IP adrese i obrnuto.

Telnet protokol omogućava udaljeni pristup do servera i mrežnih uređaja.

HTTP protokol koji prenosi datoteke koje sačinjavaju web stranice u world wide web-u.

FTP protokol omogućava razmjenu datoteka (file-ova)

SMTP protokol koristi se za transfer e-mail-ova i attahment-a

25

TCP/IP referentni model

TCP/IP omogućuje komunikaciju preko raznih međusobno povezanih mreža i danas je najrasprostranjeniji protokol na lokalnim mrežama, a također se na njemu zasniva i globalna mreža internet.

Sloj veze linka

Ispod internet sloja je velika praznina. TCP/IP model ne govori mnogo o tome šta se ovdje događa, osim da se host mora konektovati na mrežu koristeći isti protokol kako bi mogao slati IP pakete preko nje. Ovaj protokol nije isti i varira od mreže do mreže, od hosta do hosta.

Internet sloj

Internet je mreža sa komutacijom paketa, bazirana na beskonekcijskom internetworking sloju. Ovaj sloj je ključni dio koji drži čitavu arhitekturu zajedno. Omogućava hostovima da pošalju paket u mrežu i da on putuje nezavisno do odredišta. Internet sloj definiše protokol koji se naziva IP (Internet Protocol). Zadatak internet sloja je da dostavi pakete tamo gdje im je odredište. Ključno je rutiranje paketa, kao i izbjegavanje zagušenja.

Transportni sloj

Transportni sloj, kao i u OSI modelu, koristi se da omogući peer entitetima na izvorišnom i odredišnom hostu odvijanje konverzacije. Vrši segmentiranje bita i proslijeđuje ih internet sloju, a na odredištu vrši reasembliranje poruke. TCP vrši i kontrolu toka (flow control), kako bi spriječio da brzi pošiljalac uguši sporog primaoca.

26

UDP je nepouzdan, nekonekcijski orjentiran protokol kojeg koriste aplikacije koje ne žele TCP segmentiranje i kontrolu toka, već pružaju svoje. Koristi se za aplikacije u kojima je važnije da nešto stigne na vrijeme nego tačnost, kao što je slučaj sa prenosom videa ili govora.

Aplikacioni sloj

TCP/IP model nema prezentacijski i sesijski sloj. Iskustva sa OSI modelom su pokazala da velikom broju aplikacija ovi slojevi nemaju veliki značaj. Na ovom sloju se nalaze protokoli poput virtual terminal-a (TELNET), file transfer (FTP), e-mail (SMTP), DNS, HTTP, itd. Virtualni terminal omogućava korisniku da pristupi preko mreže nekom drugom terminalu i radi kao da je na njemu. DNS pretvara imena hostova u IP adrese i obrnuto.

Sličnosti i razlike OSI i TCP/IP slojevitog modela

OSI i TCP/IP model imaju dosta zajedničkog. Oba se zasnivaju na konceptu slojeva nezavisnih protokola, a funkcionalnosti slojeva su ugrubo slične. Oba modela koriste slojeve za prikaz komunikacije i ti slojevi imaju slične uloge. Oba sloja koriste packet-switched tehnologiju. Packet-switched tehnologija opisuje slanje podataka u malim zapakiranim jedinicama podataka zvanim paket. Paketi se usmjeravaju po mreži koristeći odredišnu adresu koja je sadržana u paketu. Put kojim paket dolazi od izvora do odredišta nije bitan. Bitno je da svi paketi stignu na odredište. Dijeljenje podataka za slanje u pakete omogućuje se da se iste komunikacijske veze (linije) dijele između većeg broja korisnika mreže. U oba modela slojevi ispod transportnog (uključujući i transportni) pružaju end-to-end, mrežno-nezavisnu transpornu uslugu procesima koji žele komunicirati, a slojevi iznad transportnog su aplikacijski orjentirani korisnici transportne usluge. Najočiglednija razlika pomenuta dva referentna modela je broj slojeva OSI-7 i TCP/IP-4 i njihovi nazivi.

27

Tri koncepta su osnova OSI modela: 1. Usluge (eng. service) – svaki sloj radi uslugu za sloj iznad sebe 2. Sučelje (eng. Interface) – interfejs govori procesima iznad sebe kao da pristupe 3. Protokoli (eng. Protocols) – definišu funkcije sloja, ono što je zadatak sloja

Vjerovatno najveći doprinos OSI modela je eksplicitno razlikovanje ova tri koncepta. TCP/IP originalno ne pravi jasnu razliku između ovih koncepata što rezultuje da su protokoli u OSI modelu bolje skriveni i da ih je moguće relativno lako zamjeniti kako se tehnologija mijenja, a ovakve zamjene su osnova korištenja slojevitih modela.

Još jedna razlika je ta što OSI podržava i konekcijski orjentiranu i nekonekcijski orjetiranu komunikaciju u mrežnom sloju, ali samo konekcijski orjentiranu u transportnom sloju. TCP/IP podržava oboje u transportnom sloju ostavljajudi korisniku na izbor, ali samo konekcijski orjentiranu u mrežnom sloju.

28