1

Računarske mreže

Uvod

Komunikacije predstavljaju ključni preduslov za razvoj ljudskog društva. Sa jedne strane komunikacije su

nezaobilazni preduslov efikasnog poslovanja a sa druge strane trenutna dostupnost različitih informacija

drastično povećava kvalitet svakodnevnog života svakog pojedinca. Svako unapređenje komunikacionih

tehnologija je značajno uticalo na dalji razvoj ljudskog društva u celini. Tako je pojava telefona i televizije,

sada već zastarelih tehnologija, predstavljala pravu revoluciju u poslovnom i sociološkom smislu.

Prethodne dve decenije tehnološki razvoj je obeležila ekspanzija komunikacionih tehnologija. Ključni

trenutak u razvoju komunikacionih tehnologija predstavljalo je spajanje računara i komunikacija. Međutim,

proces spajanja je morao da sačeka neophodan nivo razvoja računarskih sistema čija je izvorna namena bila

izvršavanje složenih računarskih operacija. Danas su računari i komunikacije usko povezani jedni sa drugim.

Šta više, računari predstavljaju ključni element savremene komunikacione tehnologije označene kao

telekomunikaciona tehnologija. Telekomunikacija podrazumeva elektronski prenos podataka (teksta, slika,

video zapisa, audio zapisa itd.) korišćenjem određenog komunikacionog kanala kao što su telefonska mreža,

kablovske veze, mikrotalasnih linija ili satelitskog prenosa.

Tokom prve dve decenije svog razvoja računarski sistemi su bili strogo centralizovani. Razlog za to je bio

što su računari bili veoma glomazni sa jedne strane, i veoma skupi, pa samim tim i retki, sa druge strane.

Zbog toga su kompanije uglavnom posedovale „računski centar“ tj. prostoriju u kojoj je bio smešten

korporacijski računar. Da bi izvršili određenu kalkulaciju korisnici su morali da donesu svoje podatke u

računski centar. Razvojem računarske tehnologije računari su vremenom postajali sve manji i jeftiniji što je

omogućilo široku upotrebu računara. Tako su se stvorili uslovi da jedan jedinstveni računar bude zamenjen

većim brojem zasebnih ali međusobno povezanih računara na kojima su zaposleni samostalno realizovali

svoje poslovne zadatke. Takvi sistemi su nazvani računarske mreže (eng. computer networks).

U zavisnosti od tipa primene možemo razlikovati: poslovne računarske mreže, kućne računarske mreže i

mobilne računarske mreže [Tanenbaum, Balaban].

Poslovne mreže

Savremeni poslovni sistemi se ne mogu zamisliti bez postojanja i primene računara i računarskih mreža.

Računarske mreže omogućavaju zaposlenima da na brz i efikasan način realizuju svoje svakodnevne, vrlo

često, rutinske i ponavljajuće radne zadatke. Sa druge strane, zahvaljujući podacima i informacijama o

realizaciji pomenutih poslovnih aktivnosti menadžeri su u stanju da na efikasan način upravljaju poslovnim

sistemima. Očigledno je najveći značaj primene računarskih mreža u poslovanju distribucija podataka i

informacija. U nastavku su navedene neke najvažnije prednosti primene računarskih mreža u poslovne svrhe.

Informacioni sistemi

Računarska mreža je jedna od najbitnijih komponenti i preduslova svakog informacionog sistema.

Informacioni sistem poslovnog sistema se najjednostavnije može opisati kao jedna ili više baza podataka

kojima zaposleni pristupaju preko svojih aplikacija (softvera). Kako su zaposleni fizički udaljeni od

pomenutih baza podataka da bi pristupili podacima neophodno je da postoji računarska mreža koja ih

povezuje. Zahvaljujući računarskim mrežama podaci se skladište i čuvaju na jednom mestu (serveru) a

zaposleni im pristupaju, koriste i menjaju kao da se nalaze na njihovom računaru (klijentu). Zahvaljujući

tome, klijent može da koristi usluge banke na bilo kojem šalterskom mestu u bilo kojoj filijali banke. U

suprotnom novac bi mogao da podiže uvek na istom šalterskom mestu u istoj filijali. Sa druge strane

zahvaljujući činjenici da se podaci o svim transakcijama realizovanim na svim šalterskim mestima nalaze na

jednom mestu (serveru) menadžer banke može vrlo brzo da dobije podatke o realizovanim poslovnim

aktivnostima na svakom šalterskom mestu ponaosob. Kada bi se podaci o obavljenim transakcijama čuvali

na računarima šalterskih mesta neko bi morao da ide od računara do računara i da preuzima i obrađuje

podatke. Primena računarskih mreža je posebno značajna u kompanijama koje imaju dislocirane

2

organizacione jedinice. Zahvaljujući računarskim mrežama direktor prodaje u Londonu može vrlo brzo da

dobije spisak prodatih proizvoda u prodajnim centrima u Sidneju bez obzira na geografsku udaljenost od 10

vremenskih zona.

Veliki značaj primene računarskih mreža u savremenom poslovanju leži u mogućnosti obavljanja transakcija

sa poslovnim partnerima elektronskim putem. To je posebno izraženo u lancima snabdevanja u kojima je

pravovremeno naručivanje i efikasno isporučivanje od vitalnog značaja za proizvodne sisteme. Zahvaljujući

računarskim mrežama proizvođači mogu da naručuju potrebne delove elektronskim putem. Pravovremena

isporuka eliminiše potrebu za stvaranjem nepotrebnih zaliha i povećava sveukupnu efikasnost.

Komunikacija zaposlenih

Druga značajna prednost primene računarskih mreža se ogleda u efikasnijoj komunikaciji između zaposlenih.

Najrasprostranjeniji vid komunikacije između zaposlenih ali i između poslovnih partnera je e-mail. Ovaj vid

komunikacije je u mnogome zamenio klasičnu komunikaciju putem telefona. Telefonska komunikacija se

koristi jedino u slučajevima kada je potrebna trenutna korespodencija. U svim ostalim slučajevima e-mail

korespodencija je mnogo zahvalnija. Glavni razlog je taj što tekstualna poruka poslata putem e-mail-a ne

zahteva od druge strane da bude dostupna u trenutku njenog slanja. Drugi razlog je taj da svi e-mail klijenti

(e-mail programi) omogućavaju arhiviranje poruka. Treći i možda najznačajniji razlog je što se putem e-mail

poruka mogu slati i prateći dokumenti (ugovori, narudžbine, fakture, audio zapisi, video zapisi itd.).

U poslednje vreme vrlo značajno mesto u komunikaciji između zaposlenih i između poslovnih partnera

predstavljaju video-konferencije. Zahvaljujući ovoj tehnologiji koja se realizuje korišćenjem računarskih

mreža saradnici sa više međusobno udaljenih lokacija mogu da održe zajednički sastanak kao da se nalaze u

istoj prostoriji. Ova tehnologija omogućava zaposlenima ne samo da razgovaraju i diskutuju već i da gledaju

i čitaju ista dokumenta u elektronskom formatu pa čak i da pišu na zajedničkoj virtualnoj tabli. Pomoću ove

tehnologije kompanije i pojedinci prave velike uštede u vremenu i troškovima transporta.

Elektronsko poslovanje

Savremeno poslovanje zahteva što neposredniji kontakt sa potrošačima. Razvoj računarskih mreža a posebno

Interneta kao globalne računarske mreže je postavio temelje potpuno novog načina poslovanja koje je dobilo

naziv elektronsko poslovanje (eng. e-bussines). Avio-kompanije, turističke agencije, lanci trgovina

reklamiraju svoje proizvode i usluge putem Interneta. Zahvaljujući računarskim mrežama potrošači ne samo

da mogu da pregledaju kataloge sa proizvodima i uslugama, već mogu i da naručuju i plaćaju izabrane

proizvode i usluge. Internet sajtovi kompanija su postali globalno marketinško sredstvo i globalno prodajno

mesto. Troškovi održavanja Internet sajta su zanemarivi u odnosu na troškove klasičnih marketinških

aktivnosti (televizijske i radio reklame, promocije itd.). Sa druge strane zahvaljujući Internet sajtovima

kompanije proširuju svoje marketinško dejstvo na čitav svet. Internet prodaja drastično eliminiše troškove

prodajnih mesta i povećava obim prodaje.

Deljenje hardverskih i softverskih resursa

Još jedna, ništa manje značajna, prednost primene računarskih mreža je mogućnost deljenja računarskih

resursa. Iako cena hardverskih uređaja strmoglavo opada interes svake kompanije je optimalno korišćenje

hardverskih resursa. Računarske mreže omogućavaju da više korisnika (zaposlenih) koriste isti hardverski

resurs. Tipičan hardverski resurs pogodan za višekorisničku upotrebu je štampač. U većini slučajeva ne

postoji realna potreba da svaki zaposleni ima svoj štampač. Sa druge strane organizacija u kojoj je štampač

priključen na računar jednog zaposlenog bi podrazumevala da svi ostali zaposleni donose materijal za

štampanje na spoljašnoj memoriji (npr. CD, USB memorija itd.) i da je priključuje na računar zaposlenog sa

povezanim štampačem. Upotreba računarskih mreža omogućava da zaposleni sa svog računara samostalno

pokrene proces štampanja materijala na udaljenom računaru. Na ovaj način se pravi ušteda pri kupovini

samih hardverskih resursa ali i pri njihovom održavanju.

U poslednje vreme vrlo je aktuelno deljenje procesora. Ovaj mehanizam je dobio na značaju pojavom

paralelnog procesiranja odnosno izvršavanjem vrlo složenih i dugotrajnih proračuna na stotinama pa čak i

3

hiljadama umreženih računara odnosno procesora koji se popularno nazivaju superkompjuteri. Savremeno

projektovanje sofisticiranih proizvoda (automobila, aviona, vozova, mostova, medicinskih implantata itd.)

podrazumeva korišćene kompjuterskih simulacija njihovog ponašanja u realnim eksploatacionim uslovima.

Međutim, ovakve simulacije ne mogu da se realizuju na prosečnim računarima sa nekoliko procesora već je

neophodno korišćenje superkompjutera. Zahvaljujući računarskim mrežama kompanije ne moraju da

finansiraju sopstvene superkompjuter centre već da iznajmljuju resurse specijalizovanih kompanija.

Kućne mreže

Kompanija DEC (Digital Equipment Corporation) je 1977. godine bila druga kompanija u svetu po broju

prodatih računara. Kada su predsednika kompanije Kena Olsona upitali zašto kompanija DEC nije uzela

učešće na tržištu personalnih računara on je odgovorio da ne postoji razlog da neko ima računar kod kuće.

Istorija je demantovala njegove reči i korporacija DEC više ne postoji. Postavlja se pitanje zašto ljudi kupuju

računare za kuću? Prvobitno su se kućni računari koristili za igranje i za obradu teksta ali ako danas

analiziramo aktivnosti prosečnog korisnika kućnog računara videćemo da se najviše vremena utroši na

pretraživanje Interneta. Korišćenje Interneta možemo generalno podeliti u 4 kategorije aktivnosti:

1) Prikupljanje potrebnih informacija,

2) Komuniciranje sa drugim učesnicima,

3) Zabava i

4) Elektronska trgovina

Internet svakako predstavlja najveću riznicu informacija. Korišćenjem Interneta korisnik može na brz način

da dođe do željenih informacija bilo da su one opšteg ili usko stručnog karaktera. Tako na primer,

pregledanjem sajtova medijskih kuća u realnom vremenu dobijamo informacije o dešavanjima iz sveta

politike, ekonomije, umetnosti, sporta, itd. Obilaskom sajta nacionalne hidrometeorološke organizacije

možemo se informisati o tome kako nas vreme očekuje za vikend i da planiramo izlet sa prijateljima.

Zahvaljujući digitalnim mrežnim bibliotekama korisnicima Interneta su dostupni mnoge naučne i stručne

publikacije iz najrazličitijih oblasti. Praktično ne postoji naučni časopis koji nije prisutan na Internetu.

Uostalom, čitanost je osnovna svrha njihovog postojanja.

Drugi oblik primene računarskih mreža je komuniciranje sa udaljenim osobama. E-mail je i u slučaju kućnih

mreža najrasprostranjenija tehnologija komunkacije. Međutim u kućnim mrežama se sve više koristi trenutno

razmenjivanje poruka (eng. instant messaging). Prva verzija programa za razmenjivanje poruka se pojavila

1970. godine pod operativnim sistemom UNIX i omogućavala je komunikaciju dva korisnika u realnom

vremenu. Danas postoji veliki broj ovakvih programa kao što su Skype, Viber, Hangout, itd. Savremene

verzije ovih programa omogućavaju i istovremeno učešće većeg broja korisnika u komunikaciji.

U poslednje vreme računarske mreže se koriste i za prenošenje telefonskih razgovora, videofonskih seansi, i

radija. Prednost primene računarskih mreža se ogleda u značajno manjim troškovima prenosa. Još jedan

oblik korišćenja računarskih mreža predstavlja učenje na daljinu. Veliki broj univerziteta i fakulteta realizuje

pored klasičnog oblika nastave i ovakav oblik nastave koji rešava probleme prostornih ograničenja. Ovakav

oblik nastave je posebno pogodan za one ljude koji su radnom odnosu i ne mogu da prisustvuju klasičnom

izvođenju nastave.

Treću grupu mogućnosti koje sa sobom nose kućne računarske mreže čini interaktivna zabava. Trenutno je,

posebno kod mlađih generacija, popularno grupno igranje interaktivnih računarskih igara korišćenjem

računarskih mreža. Učesnici u ovakvom vidu zabave su međusobno povezani putem računarske mreže što im

omogućava da sede kod kuće. Drugi vid interaktivne zabave je mogućnost preuzimanja audio i video fajlova

sa Interneta.

Poslednju kategoriju aktivnosti koje se mogu realizovati putem kućnih računarskih mreža predstavlja

elektronska trgovina. Kupovina od kuće je već postala popularna. Ovaj vid kupovine omogućava kupcima da

na mreži, preko svog kućnog računara, pregledaju kataloge hiljade firmi. Kupci ne samo da imaju mogućnost

da dobiju sve potrebne informacije o proizvodu koji ih interesuje već i da saznaju kakva su iskustva vezana

za konkretni proizvod kupaca koji su taj proizvod već kupili. Kada kupac odluči koji proizvod želi da kupi ne

mora da napušta kuću i da troši vreme za odlazak u prodavnicu već kupovinu može da realizuje elektronski

prebacivanjem novčanih sredstava sa svog računa na račun firme čiji proizvod kupuje.

4

Zahvaljujući računarskim mrežama eliminišu se geografske i prostorne granice. Ljudima koji su locirani na

geografski udaljenim područjima su, zahvaljujući računarskim mrežama, dostupne usluge i proizvodi koji su

na raspolaganju i stanovnicima metropole.

Telekomunikacioni sistemi

Telekomunikacioni sistemi se generalno sastoje od hardvera, softvera i komunikacionih veza

(komunikacionih kanala) pomoću kojih se vrši prenos informacija između različitih lokacija. Osnovne

komponente telekomunikacionih sistema su:

1) Računari na kojima se vrši obrada podataka,

2) Ulazni i izlazni uređaji pomoću kojih se vrši prijem odnosno slanje podataka,

3) Komunikaciona veza preko koje se vrši prenos podataka,

4) Komunikaciona oprema pomoću koje se vrši distribucija podataka i

5) Komunikacioni softver koji na osnovu stadardizovanih protokola prenosa podataka upravlja

komunikacijom uređaja u komunikacionoj mreži.

U tekstu koji sledi su izložene osnovne karakteristike osvnovnih komponenti telekomunikacionih sistema:

komunikacionih veza, opreme i softvera.

Komunikacione veze

Komunikaciona veza (u literaturi se često koristi termin komunikacioni kanal) predstavlja medijum kroz koji

se vrši prenos podataka od pošiljaoca do primaoca u telekomunikacionom sistemu. U zavisnosti od toga da li

je medijum fizičkog karaktera ili ne, razlikujemo dve kategorije komunikacionih veza:

Komunikacione veze koje koriste fizičku vezu. U ovu grupu spadaju različite vrste kablova:

upredena žica, koaksijalni kablovi, optički kablovi itd...

Komunikacione veze koje koriste bežičnu tehnologiju. U ovu grupu spadaju satelitski sistemi,

mikrotalasni sistemi itd...

Bez obzira na kategoriju sve komunikacione veze funkcionišu na principu prenosa talasa određene

frekvencije. Zbog toga karakteristike prenosa podataka (talasa) zavise od fizičkih karakteristika samog

medijuma.

Dve osnovne osobine komunikacionih veza su količina podataka koja se može preneti u jedinici vremena i

propusni opseg. S obzirom da je osnovna jedinica podatka bit u praksi se za meru prenosa podataka ustalila

jedinica broj bitova po sekundi (eng. bits per second, bps). Vremenom su komunikacione veze postajale sve

efikasnije u pogledu brzine prenosa podataka tako da danas najčešće govorimo o prenosu koji je reda

veličine Kbps (103 bps). Mbps (10

6 bps) i Gbps (10

9 bps).

Druga bitna osobina komunikacionog medijuma je propusni opseg (eng. bandwidth). Većina komunikacionih

veza funkcioniše na principu talasa pri čemu svaki talas ima svoju frekvenciju. Frekvencija talasa se meri

brojem oscilacija u sukundi (Hz, Herc). Svakom talasu određene frekvencije se može pridružiti jedan

podatak. Pošto se kroz komunikacioni kanal mogu istovremeno prenositi talasi razlišitih frekvencija ukupna

količina podataka koja se može istovremeno preneti kroz komunikacioni kanal zavisi od raspona frekvencija

tj. minimalne i maksimalne frekvencije koju omogućava taj komunikacioni kanal. Raspon frekvencija

komunikacionog kanala se zove propusni opseg. Što je veći propusni opseg veći je i kapacitet prenosa

kanala.

Komunikacione veze koje koriste fizičku vezu

Upredena žica se još naziva i upredena parica. Termin upredena parica potiče iz engleskog jezika (eng.

twisted pair), i ukazuje na njenu strukturu. Naime, ovaj tip komunikacione veze je sašinjen od dve izolovane

bakarne žice koje su upredene baš kao molekul DNK. Žice se upredaju jer se na taj način eliminišu

sopstveno elektromagnetno polje. Ovaj tip telekomunikacionog kanala je do skoro bio najviše primenjivan

medijum. Razlog za to je činjenica da se telefonska infrastuktura gradila upravo na bazi upredene žice. Zbog

postojeće infrastukture najjeftinije i najpraktičnije je bilo iskoristiti upravo ovaj medijum za prenos podataka.

5

Osnovni nedostatak ovog telekomunikacionog kanala je brzina prenosa koja se kreće od skromnih 300 bitova

u sekundi do najviše 10 Mbps. Brzina penosa zavisi od debljine žice i rastojanja, odnosno dužine.

Zahvaljujući niskoj ceni i prihvatljivim karakteristikama prenosa sva je prilika da će se upredena parica duže

vreme koristiti kao prenosni medijum.

Slika 7.0.a Upredena žica

Koaksijalni kabal je drugi najčešće primenjivan prenosni medijum. Koaksijalni kabal ima jezgro od čvrste

bakarne žice oko koje se nalazi plastični izolator. Na taj izolator je namotana gusto pletena bakarna žica

preko koje dolazi plastični zaštitni sloj. Ova vrsta medijuma postiže brzinu prenosa podataka koja se kreće u

rasponu od 56Kbps do 200Mbps. Zahvaljujući boljim performansama, što se posebno odnosi na manju

osetljivost na elektromagnetne smetnje, ovaj tip prenosnog medijuma se koristi za važne veze u

telekomunikacionim sistemima.

Slika 7.0.b. Koaksijalni kabal

Optički kablovi predstavljaju treću dominantnu kategoriju fizičkih prenosnih kanala. Optički kablovi se

izrađuju spajanjem stotina pa čak i hiljada vrlo tankih optičkih (staklenih) vlakana. Tehnologija prenosa

podataka je potpuno drugačija u odnosu na prethodne prenosne medijum i zasniva se na prenosu svetlosnih

signala. Zahvaljujući tome brzine prenosa su izrazito velike a pri tome ne postoji nikakva osetljivost na

elektromagnetne uticaje. Zbog toga se optički kablovi smatraju prenosnim medijumom budućnosti. Brzina

prenosa podataka se kreće u opsegu od 500 Kbps do 20 Gbps. Osnovni nedostatak optičkih kablova jeste

cena i složenija tehnologija ugradnje. Zbog toga se optički kablovi danas koriste uglavnom za formiranje

kičme telekomunikacionih mreža državnih institucija i organizacija kojima je potreban brz prenos podataka

(finansijske institucije). Prosečni korisnici su priključeni na mrežu putem jeftinijih i sporijih koaksijalnih

kablova i upredenih žica.

Komunikacione veze koje koriste bežičnu tehnologiju

Mikrotalasni sistemi su sistemi koji za prenos podataka koriste radio talase visoke frekvencije. Pomoću

ovog telekomunikacionog kanala moguć je prenos podataka brzinom od 256 Kbps do 100Mbps. Osnovni

nedostatak ovog komunikacionog kanala je što se prenos vrši pravolinijski pa je zbog zakrivljenja Zemlje

otežan direktan prenos od predajnika do prijemnika koji se nalaze na većim udaljenostima. Zbog toga je za

prenos na veće udaljenosti neophodno postaviti primo-predajne stanice i to na udaljenosti ne većoj od

100km.

Satelitski komunikacioni sistemi predstavljaju najsavremeniji telekomunikacioni prenos podataka. Princip

prenosa je isti kao i kod mikrotalasnih sistema tj. podaci se prenose radio talasima visoke frekvencije.

Međutim, u ovim sistemima funkciju primo-predajnih stanica imaju veštački sateliti koji kruže u orbiti oko

6

Zemlje. Sateliti se za zemaljske stanice ponašaju kao relejne stanice, primaju signal, pročišćavaju od

eventualnih šumova i prosleđuju sledećoj zemaljskoj stanici.

Bežične mreže za prenos podataka podrazumevaju prenos podataka primenom infracrvenog zračenja ili

običnih radio talasa. Ova tehnologija telekomunikacionog prenosa se najviše koristi bežičnim lokalnim

mrežama (WLAN).

Karakteristike prenosa podataka

Prenos podataka kroz komunikacione medijume može biti analogni ili digitalni. Analogni prenos predstavlja

prenos podataka u obliku analognog signala. Analogni signal ima oblik neprekidnog talasa određene

frekvencije (Slika 7.1.a). Većina tradicionalnih komunikacionih uređaja kao što su telefoni, radio i TV

aparati su konstruisani da reprodukuju analogne signale zbog čega je celokupna infrastruktura namenjena

ovim komunikacionim uređajima bazirana na analognom prenosu signala. Drugi tip prenosa je digitalni

prenos koji podrazumeva prenos signala koji je u digitalnom obliku. Digitalni signal prenosi podatke u formi

impulsa. Nula vrednost signala označava bit sa vrednošću 0 dok nenulta vrednost signala označava bit sa

vrednošću 1 (Slika 7.1.b). Digitalni signal je tačniji od analognog zbog čega dalji razvoj komunikacionih

kanala ide u smeru digitalnog prenosa. Međutim, većina sada prisutnih komunikacionih kanala (telefonske

linije napravljenje od upredene parice, koaksijalni kablovi itd.) mogu da podrže samo prenos analognih

signala. Kako su savremeni računari digitalni neophodna je konverzija digitalnog oblika podataka u analogni

kako bi bio moguć njihov prenos kroz određeni komunikacioni kanal.

Slika 7.1. Analogni i digitalni signali

Modulacija

Proces konverzije digitalnih signala u analogne naziva se modulacija, dok se obrnuti proces naziva

demodulacija. Shodno tome uređaj koji vrši konverziju digitalnih signala u analogne se naziva modulator,

dok se uređaj koji vrši konverziju analognih u digitalne signale naziva demodulator. S obzirom na to da

računari predstavljaju digitalne uređaje a da komunikaciona veza između njih prenosi analogne signale da bi

dva povezana računara mogla da komuniciraju neophodno je da poseduju i modulator i demodulator, pri

čemu bi se modulator koristio prilikom slanja podataka kroz mrežu a demodulator prilikom primanja

podataka od nekog drugog računara na mreži. Potreba za postojanjem i modulatora i demodulatora je

uslovila njihovo objedinjavanje u uređaj koji se zove modem.

Trenutno postoji nekoliko različtih mehanizama modulacije. Najjednostavniji je mehanizam modulacije

visine (amplitude) signala koji se naziva amplitudna modulacija. Kod amplitudne modulacije talas normalne

amplitude označava bit 1 dok talas manje amplitude označava bit 0. Na slici 7.2.a prikazan je digitalni signal

zapisa 10101 i njegov analogni ekvivalent dobijen amplitudnom modulacijom.

7

Slika 7.2 Amplitudna modulacija signala

Proces demodulacije je inverzan postupku modulacije, kako je to prikazano na slici iznad.

Načini prenosa

U svakoj komunikaciji učesnik koji prima određene informacije (sluša) mora da zna kada je počelo

emitovanje jednog podatka i kada se završilo. To je posebno izraženo u komunikaciji uređaja u

telekomunikacionim sistemima. Bez obzira na to da li je tip prenosa podataka digitalni ili analogni, uređaj

koji prima podatke ih prima u digitalnom obliku tj. u obliku niza bitova. Da bi prijemni uređaj mogao na

tačan način da rekonstruiše podatke na osnovu primljenog niza bitova on mora da zna gde je početak i gde je

kraj niza bitova koji se odnose na jedan podatak. Postoje dva načina prenosa podataka u zavisnosti od načina

obeležavanja sekvence bitova koja se odnosi na jedan podatak.

Asinhroni prenos omogućava prenos jednog bajta za drugim. Da bi prijemni uređaj mogao da prepozna kojih

8 bitova u primljenom nizu bitova čini celinu tj. bajt, ispred svakog bajta se nalazi jedan bit koji označava

početak (eng. start bit) a na kraju se nalazi bit koji označava kraj bajta (stop bit) (Slika 7.3). Pri prenosu niza

bitova kroz komunikacioni kanal postoji mogućnost gubljenja podataka u smislu da neki bit 1 tokom prenosa

postane 0. To bi proizvelo pogrešno čitanje poslatog bajta. Zbog toga se pre bita koji označava kraj bajta

stavlja bit za proveru parnosti. Bit za proveru parnosti ima vrednost 1 ukoliko je ukupan broj bitova 1 u

poslatom bajtu paran i obrnuto. Kada prijemni uređaj primi niz od 8 bitova koji su oivičeni bitovima za

početak i kraj on izvrši proveru parnosti i ukoliko se ona poklapa sa parnošću koju je utvrdio uređaj koji je

poslao podatke smatra se se da nije bilo greške u prenosu.

Slika 7.3. Asinhroni i sinhroni prenos

Drugi tip prenosa je sinhroni prenos. Kod sinhronog prenosa je moguć prenos blokova koji se sastoje od više

bajtova. Da bi to bilo moguće neophodno je takozvano sinhronizovanje predajnika i prijemnika. Za

sinhronizaciju uređaja koji šalje i uređaja koji prima podatke koristi se vremenski signal. Time se eliminiše

potreba da se ispred i iza svakog bajta postavljaju kontrolni bitovi. Umesto toga, bit za proveru greške kao i

indikatori početka i kraja bloka koji se nazivaju bitovima za sinhronizaciju (Slika 7.3). Sinhroni prenos

8

omogućava znatno brži prenos podataka ali je manje pouzdan jer prenosi manji broj bitova za proveru

grešaka.

Smer prenosa

Postoje tri tipa prenosa podataka kroz komunikacioni kanal: jednosmerni prenos, naizmenični prenos i

istovremeni prenos.

Jednosmerni prenos (eng. simplex) podrazumeva mogućnost prenosa samo u jednom smeru. Zbog toga je

ovakav tip komunkacionih kanala primenjiv kada se povezuju merne stanice koje mere određene veličine

(temperaturu, vlažnost vazduha itd.) i računari koji primaju i obrađuju te podatke.

Naizmenični prenos (eng. half-duplex) omogućava prenos podataku u oba smera ali ne istovremeno. To

znači da prilikom komunikacije dva uređaja jedan uređaj ima ulogu pošiljaoca a drugi uređaj ulogu

prijemnika. Kada se završi sesija uloge mogu da se zamene.

Dvosmerni prenos podataka (eng. full-duplex) omogućava istovremeni prenos podataka u oba smera. To

znači da u svakom trenutku jedan uređaj može istovremeno da bude i pošiljaoc i prijemnik podataka. Ovakav

prenos podataka je očito najbrži i najefikasniji. Primena ovakvog tipa komunikacionog kanala podrazumeva

da uređaji koji se povezuju mogu da realizuju istovremeno slanje i primanje podataka. Zbog toga su ovakvi

komunikacioni kanali karakteristični za računarske mreže.

Komunikaciona oprema

Osnovna komponenta u svakoj računarskoj mreži je računar. Da bi računar mogao da funkcioniše u

računarskoj mreži mora da poseduje komunikacioni softver pomoću koga može da uspostavlja komunikaciju

sa drugim računarima u mreži, oblikuje podatke koje treba pošalje drugom računaru, šalje podatke drugom

računaru i prima podatke od drugog računara.

Međutim, računarsku mrežu ne čine samo računari i komunikacina veza koja ih povezuje. Pored računara i

komunikacione veze neophodna je i komunikacina oprema koju čine sledeći uređaji: modemi, koncentratori,

multiplekseri, kontroleri i komunikacioni procesori.

Modemi su uređaji koji mogu da izvrše modulaciju i demodulaciju signala. Kako su komunikacione veze

koje se koriste za povezivanje računara u računarske mreže dominantno analogne a računari sa druge strane

digitalni svaki računar u mreži mora da poseduje modem. Pomoću modema računar vrši konverziju svojih

digitalnih podataka u analogne i zatim ih šalje ciljnom računaru putem komunikacione veze. Kada računar

prima podatke od nekog računara u mreži on prvo mora da ih konvertuje iz analognog oblika (kakvi su u

komunikacionoj vezi) u digitalni oblik (Slika 7.5).

Modemi se razlikuju po brzini prenosa, arhitekturi i tipu komunikacione veze za koju su projektovani. Pri

tom treba naglasiti da je brzina prenosa modema uglavnom ograničena brzinom prenosa komunikacione

veze. Tako na primer telefonski modemi mogu da prenose podatke brzinama od nekoliko desetina Kbps. U

poslednje vreme sve su popularnije računarske mreže koje koriste infrastrukturu kablovske televizije.

Infrastruktura kablovske televizije se bazira na primeni koaksijalnog kabla pa zbog toga i modemi

kablovskih računarskih mreža (kablovskog Interneta) imaju poseban priključak i znatno veću brzinu prenosa

u odnosu na telefonske modeme.

Modem je postao sinonim za uređaje pomoću kojih se računar povezuje na računarsku mrežu. Tako na

primer danas postoje i digitalne komunikacione mreže kroz koje se vrši prenos podataka u digitalnom obliku.

Očito, klasičan modem u ovakvoj mreži nema funkciju. Međutim, u literaturi se uređaj pomoću kojeg se

računar povezuje na digitalnu računarsku mrežu naziva digitalni modem bez obzira što nema funkciju

modulacije odnosno demodulacije signala.

Pored modulacije i demodulacije modem ima i druge funkcije. Jedna od njih je kompresija podataka.

Pomoću kompresije (pakovanja) podataka moguće je preneti više podataka kroz mrežu tako što se podaci

9

prvo komprimuju, prenesu i po prijemu raspakuju. Treća bitna funkcija modema je kontrola grešaka prilikom

prenosa kroz mrežu.

Koncentrator je programabilni telekomunikacioni računar koji ima ulogu da prikuplja (koncentriše) i

privremeno memoriše poruke sa klijentskih računara sve dok se ne steknu uslovi za ekonomično slanje ka

serveru.

Multipleksor je uređaj koji ima funkciju vremenski ograničenog dodeljivanja zajedničke komunikacione

veze računarima koji je koriste. Ovaj uređaj je potreban kada računari koji se nalaze u okviru jedne

računarske mreže prosleđuju podatke koristeći zajedničku komunikacionu vezu udaljenoj računarskoj mreži.

Kontroleri su uređaji koji nadgledaju proces prenosa podataka između glavnog računara (servera) i

klijentskih računara.

U komunikacionu opremu spadaju i habovi, svičevi, ruteri i gejtvejovi o kojima će kasnije biti više reči.

Komunikacioni softver

U početku ključna komponenta u komunikaciji dva umrežena računara je bio hardver. Međutim, hardverska

raznolikost je vremenom izazvala pravi haos prilikom umrežavanja računara zbog čega softver dobija

dominantnu ulogu. Osnovna uloga komunikacionog softvera je da upravlja, nadgleda i kontroliše

komunikacije u mreži. U zavisnosti od uloge računara u računarskoj mreži razlikujemo sledeće tipove

komunikacionog softvera: telekomunikacioni monitori na centralnim host kompjuterima, mrežni operativni

sistemi na mrežnim serverima i web brauzeri na personalnim računarima (klijentima).

Osnovni zadatak komunikacionog softvera na umreženom računaru je da poruku koju treba da prosledi

udaljenom računaru organizuje u niz bitova na način koji ciljni računar može da razume i da rekonstruiše na

ispravan način. To znači da oba računara moraju da primene standardni način komunikacije kako bi se

razumeli. Zbog toga je proces kreiranja konačnog oblika poruke koju jedan računar prosleđuje drugom

putem komunikacione veze podeljen u slojeve (eng. layers). U okviru svakog sloja na računaru pošiljaocu se

vrši određena dogradnja izvornog oblika poruke i to po strogo definisanom skupu pravila i konvencija koji se

zove protokol (eng. protocol) sloja n. S druge strane na računaru primaocu poruke se u okviru svakog sloja

vrši obrada dobijene poruke shodno definisanim protokolima. Zbog toga se može reći da sloj n jednog

računara komunicira sa slojem n drugog računara. Protokol se može opisati kao dogovor između dve jedinke

kako treba da teče njihova komunikacija. Tako na primer, na poslovnom sastanku sa nekim biznismenom iz

zapadnog sveta učesnik će pružiti ruku. Međutim, ukoliko sastanku prisustvuje i biznismen iz Japana učesnik

sastanka će ga pozdraviti blagim naklonom. Narušavanje protokola može u potpunosti da naruši

komunikaciju.

U stvarnosti se nikad podaci sa n-tog sloja jednog računara ne prosleđuju direktno n-tom sloju drugog

računara, već n-ti sloj računara koji šalje podatke izvršava dogradnju podataka shodno svojim protokolima i

zatim ih prosleđuje sloju koji se nalazi neposredno ispod njega. Na taj način se postiže modularnost

komunikacionog softvera koja podrazumeva potpunu odvojenost slojeva. Izmene protokola unutar jednog

sloja ne utiču na, i ne izazivaju promene u funkcionisanju sloja ispod. Obrada podataka i njihovo

prosleđivanje se nastavlja sve do poslednjeg sloja ispod kog se nalazi fizički medijum tj. komunikacioni

kanal. Skup slojeva i odgovarajućih protokola se naziva zajedničkim imenom arhitektura mreže (eng.

network architekture).

Komunikacija između slojeva se može slikovito opisati na sledeći način [Tanenbaum]. Zamislimo dva

naučnika (procesi koji odgovaraju sloju 3) – jedan govori srpski i engleski a drugi govori kineski i francuski.

Pošto ne govore isti jezik svaki od njih angažuje preovodioca (procesi koj odgovaraju sloju 2). Svaki od

angažovanih prevodioca ima svog sekretara (proces koji odgovaraju sloju 1). Jedan od naučnika želi da

prenese svom kolegi da „Voli zečeve“. On sastavlja poruku na jeziku koji je njemu poznat, recimo

engleskom, i prosleđuje je svom prevodiocu u cilju prevođenja (prelazak sa sloja 3 na sloj 2). Pri tom važi

pravilo da naučnik mora da dostavi svom prevodiocu poruku u štampanom obliku. Prevodilac preuzima

poruku i posle dogovora sa prevodiocem drugog naučnika vezano za odabir jezika komunikacije prevodi

dobijeni tekst na taj jezik (na primer srpski). Izbor zajedničkog jezika zavisi od protokola i ravnopravnih

10

procesa u okviru sloja 2. Nakon završenog prevoda prevodilac daje prevedeni tekst svom sekretaru da ga

pošalje svom kolegi sa druge strane (recimo e-mail-om). Izbor načina slanja poruke se vrši u okviru sloja 1.

Po prijemu poruke sekretar sa druge strane je prosleđuje prevodiocu drugog naučnika (sloj 2). Prevodilac

drugog naučnika prevodi tekst sa srpskog na francuski i prosleđuje ga naučniku (sloj 3). Treba naglasiti da su

protokoli slojeva potpuno nezavisni jedan od drugog pa čak nisu ni poznati jedni drugima. Tako na primer

prevodioci mogu da se dogovore da tekst poruke prevedu na nemački umesto na srpski. Naučnik to uopšte ne

mora da zna, njegov zadatak je da dostavi tekst napisan na engleskom jeziku u štampanoj formi. Takođe,

sekretari se mogu dogovoriti da tekst šalju brzom poštom. Ta činjenica ni na koji način ne utiče na posao koji

obavlja prevodilac (sloj iznad). Svaki proces u okviru jednog sloja može poruci da priključi neke dodatne

podatke koji su namenjeni isključivo njegovom pandanu „sa druge strane“. Kada podaci stignu na svoje

odredište svaki sloj briše podatke koji su njemu namenjeni.

Slika 7.6 Naučničko-prevodilačko-sekretarska arhitektura

Stvarno funkcionisanje komunikacije između računara je vrlo slično pethodnom primeru. Razmotrimo sada

jedan „tehničkiji“ primer (Slika 7.7)[Tanenbaum]. Zamislimo da proces aplikacije jednog računara treba da

pošalje poruku P aplikaciji drugog računara (npr. Skype na jednom računaru da pošalje poruku „Zdravo“

Skype-u drugog računara).

11

Slika 7.7 Prikaz toka podataka

Proces aplikacije prosleđuje poruku M sloju 4. Sloj 4 ispred poruke postavlja zaglavlje H4 (eng. header) i

tako dograđenu poruku prosleđuje sloju 3. Zaglavlje može da sadrži redne brojeve koji omogućavaju sloju 4

drugog računara da poruke isporuči pravilnim redosledom. U okviru sloja 3 se vrši deljenje dobijene poruke

na manje porcije pri čemu se svakoj porciji (paketu) dodaje zaglavlje H3 kao i redni broj paketa. U našem

primeru to su paketi M1 i M2. Sloj 3 bira liniju za slanje i prosleđuje napravljene pakete sloju 2. Sloj 2

svakom paketu dodaje oznaku za završetak i svoje odgovarajuće zaglavlje H2 i prosleđuje ga sloju 1 u cilju

fizičkog slanja. Na računaru primaocu dobijena poruka se kreće u obrnutom smeru od sloja 1 do sloja 5 (do

sloja aktivne aplikacije). Svaki sloj na tom putu 1-5 u skladu sa svojim protokolima uklanja sebi namenjeno

zaglavlje vrši obradu poruke i prosleđuje sloju iznad.

TCP/IP protokol (--)

Model povezivanja računara koji se danas najviše koristi je TCP/IP protokol (eng. Transmission Control

Protocol/Internet Protocol). TCP/IP protokol je razvijen 1974. godine i na njemu je bilo zasnovano

funkcionisanje prve regionalne mreže ARPANET-a. ARPANET je bila istraživačka mreža koja je povezivala

nekoliko stotina univerziteta širom SAD i čiji razvoj je finansiralo Ministarstvo odbrane SAD. Jedan od

zahteva na kojem je insistiralo Ministarstvo odbrane je bio da mreža mora da funkcioniše i u uslovima kada

jedan ili više računara koji se nalaze između odredišnog i ciljnog računara otkažu. Zbog toga je bilo potrebno

razviti jedan fleksibilni model koji može funkcionisati i u izmenjenim uslovima.

TCP/IP protokol definiše referentni model sa 4 sloja:

1) Sloj aplikacija

2) Transportni sloj

3) Međumrežni sloj

4) Sloj za povezivanje računara sa mrežom.

Sloj aplikacija (eng. application layer) obuhvata sledeće protokole: protokol za virtuelni terminal

(TELNET), za prenos fajlova (FTP), za elektronsku poštu (SMTP), zatim protokol za imenovanje domena

(DNS) koji služi za preslikavanje imena računara u njegovu mrežnu adresu, protokol za preuzimanje strana

sa World Wide Web-a (HTTP) i mnoge druge.

Ispod sloja aplikacije nalazi se transportni sloj (eng. transport layer). Njega čine dva osnovna protokola:

protokol za upravljanje prenosom i protokol za korisničke datagrame. Protokol za upravljanje prenosom

(eng. Transmission Control Protocol) predstavlja pouzdan protokol sa uspostavljanje direktne veze koji

omogućava da niz bajtova poslat sa odredišnog računara stigne do ciljnog računara bez greške. Ovaj sloj deli

početni niz bajtova na odvojene porcije i prosleđuje sloju ispod. TCP protokol na ciljnom računaru prima

porcije bajtova i povezuje ih u početni niz bajtova. Drugi protokol ovog sloja, protokol za korisničke

12

datagrame (eng. User Datagram Protocol, UDP), je nepouzdan protokol zato što ne zahteva uspostavljanje

direktne veze dva računara. Ovaj protokol se primenjuje za jednostavne upite kod klijentsko-serverskih

komunkacija, kao i za aplikacije kod kojih je hitnost važnija od tačnosti kao što su prenos govora ili videa.

Ispod transportnog sloja se nalazi međumrežni sloj (eng. internet layer). Zadatak ovog sloja je da pakete

bajtova koje je dobio od transportnog sloja pošalje na odredište nezavisno od toga u kojoj se mreži ono

nalazi i kakva su pravila u toj mreži. Paketi na odredište mogu da stignu redosledom koji je drugačiji od

redosleda slanja iz razloga što ne moraju da putuju istom putanjom pa neki paket može da bude brži a neki

sporiji. Zbog toga viši slojevi moraju da izvrše njihovu rekonstrukciju prema rednim brojevima ugrađenim u

svaki paket. Funkcionisanje ovog sloja se slikovito može opisati poređenjem sa zemaljskom poštom

[Tanenbaum]. Određena osoba može da spusti u poštansko sanduče više pisama upućenih na različite adrese

u inostranstvu. Pisma najčešće putuju od jedne do druge poštanske ustanove u raznim državama koje su na

poštanskoj putanji, ali pošiljalac to ne vidi. Pošiljalac ne mora i ne treba da zna da se u svakoj državi koriste

druge poštanske marke, drugačiji format koverata i drugačiji sistem isporuke. Na sličan način funkcioniše

međumrežni sloj. Najvažniji protokol ovog sloja je IP (eng. internet protocol) pomoću kojeg se od paketa

bajtova prave tzv. IP paketi koji pored podataka sadrže i informacije o odredišnoj adresi kao i putanji do te

adrese. Najveći problemi su usmeravanje i izbegavanje zagušenja.

Poslednji sloj je sloj povezivanja s mrežom. Njegov zadatak je da dobijeni niz bitova prenese duž

komunikacionog kanala. Osnovni problemi ovog sloja jeste tačan fizički prenos bitova u smislu da kada

računar pošiljalac prosledi bit 1 drugi računar dobije upravo bit 1 a ne bit 0. O ovom sloju se u referentnom

TCP/IP protokolu vrlo malo govori.

Karakteristike računarskih mreža

Dve osnovne karakteristike računarskih mreža su tehnologija prenosa podataka i veličina. Generalno postoje

dva najčešće korišćena tipa tehnologije prenosa podataka:

1) Neusmereno (difuzno) emitovanje i

2) Emitovanje od tačke do tačke.

Neusmereno (difuzno) emitovanje (eng. broadcast networks) podrazumeva postojanje zajedničkog kanala

koji dele svi umreženi računari. Kada jedan od umreženih računara šalje poruku drugom računaru u mreži

njegov komunikacioni softver paketu podataka dodeljuje adresu ciljnog računara i prosleđuje poruku svim

računarima u mreži. Svi računari u mreži primaju poslat paket podataka i proveravaju na osnovu adrese da li

je paket sa podacima namenjen njemu. Ukoliko nije, računar ignoriše poruku u suprotnom prihvata je i

obrađuje.

Za razliku od neusmerenog emitovanja, emitovanje od tačke do tačke podrazumeva slanje poruke (paketa

podataka) tačno određenom računaru u mreži. Zbog toga se ovakav način slanja poruka često naziva i

usmereno emitovanje (eng. unicasting). Da bi ovakav tip emitovanja poruke bio moguć neophodno je ili da

postoji direktna veza svakog para računara ili da su računari međusobno povezani specijalnom

komunikacionom opremom koja ima ulogu preusmerivača. Primena jednog od ova dva navedena tipa

emitovanja poruka je uslovljena veličinom mreže. Generalno u manjim mrežama (mrežama sa manjim

brojem računara) moguće je primeniti neusmereno emitovanje. Međutim, u velikim mrežama neusmereno

emitovanje je prosto nemoguće. Zamislimo šta bi se desilo kada bi na Internetu svaki računar primio poruku

od svakog od nekoliko stotina miliona umreženih računara. Zbog toga se u velikim računarskim mrežama

primenjuje usmereno emitovanje. Međutim da bi usmereno emitovanje bilo moguće neophodno je da postoji

sistematizovan način obeležavanja tj. adresiranja računara u mreži.

Druga karakteristika računarskih mreža je veličina. Veličina mreže se meri veličinom prostora koji pokriva.

Najmanje mreže su lične mreže namenjene jednoj osobi. To bi recimo bila mreža koju čine računar, miš,

tastatura i štampač. Veći tipovi mreža su, gradacijski, lokalne, gradske i regionalne. Kombinovanjem više

mreža nastaju kombinovane mreže (eng. internetwork). Tipičan primer kombinovane mreže je ujedno i

najveća mreža koja pokriva celu planetu, Internet.

13

Topologija računarskih mreža

Topologija mreže označava fizičku realizaciju mreže. Osnovni kriterijumi za ocenjivanje određene

topologije računarske mreže se mogu grupisati u tri kategorije:

1) Kriterijum cene. Koliko košta u finansijskom smislu realizacija određene mrežne topologije?

2) Kriterijum efikasnosti komunikacije. Koliko je vremena potrebno da bi se podaci preneli sa jednog

računara na drugi?

3) Kriterijum pouzdanosti. Mogućnost daljeg funkcionisanja mreže i u slučaju otkaza nekog od

komunikacionih uređaja ili komunikacionog kanala.

U nastavku su navedeni najvažniji tipovi topologije računarske mreže u formi grafova čiji čvorovi

predstavljaju čvorove mreže [Mitić].

Potpuna povezanost

U potpuno povezanoj mreži svaki čvor u mreži je direktnom linijom povezan sa svim ostalim čvorovima u

mreži (Slika 7.8). Očigledno je da je cena koštanja ovakve topologije mreže izuzetno visoka. S druge strane

brzina prenosa podataka je vrlo velika jer se podaci direktno isporučuju ciljnom računaru. Pouzdanost

ovakvog tipa mreže je takođe visoka jer je potrebno da bude prekinut veliki broj komunikacionih kanala da

bi dva računara bila potpuno odsečena. Ovaj tip mreže može da podrži i neusmereno i usmereno emitovanje

poruka.

Slika 7.8 Potpuno povezana mreža

Delimična povezanost

U delimično povezanoj mreži direktne veze postoje samo između pojedinih parova računara (Slika 7.9).

Zbog toga je cena koštanja ovakve topologije mreže manja nego što je slučaj kod potpuno povezane mreže.

Cena koštanja zavisi od broja direktnih veza. Brzina prenosa podataka zavisi od broja čvorova koji se nalaze

na putu između odredišnog i ciljnog računara. Delimično povezana mreža ja manje pouzdana od potpuno

povezane mreže. Razlog je taj što prekid jedne komunikacione veze može da izazove potpun prekid

komunikacije između dva čvora. Tako u našem primeru prekid komunikacione veze A-B čvorovi B i D bi

bili potpuno odsečeni od čvorova A, C i E. Zbog toga se važni čvorovi uvek povezuju sa najmanje četiri

čvora (u našem primeru dodatnom vezom A-D).

14

Slika 7.9. Delimična povezana mreža

Mreža sa strukturom drveta

Mreža sa strukturom drveta spada u grupu hijerahijskih mreža. Mreže u velikim preduzećima su najčešće

organizovane primenom ove topologije. U ovakvim mrežama svaki čvor (osim onog koji predstavlja koren

drveta) ima jednog svog prethodnika (nadređeni čvor) i više naslednika (više podređenih čvorova).

Slika 7.10 Mreža sa strukturom drveta

Cena koštanja je znatno manja nego što je to slučaj kod prethodno opisanih topologija. Ova činjenica, uz

činjenicu da postoji visok stepen uređenosti, je jedan od ključnih razloga za poslovnu primenu. Brzina

prenosa podataka zavisi od pozicije čvorova koji komuniciraju u hijerarhijskoj strukturi. Međutim, zbog

visoke strukturiranosti pronalaženje putanje je vrlo efikasno. Pouzdanost nije jača strana ove mrežne

strukture. Ukoliko jedan od čvorova otkaže gubi se komunikacija sa svima, njemu podređenim, čvorovima u

mreži.

Mreža sa strukturom zvezde

Topologija zvezde je najprimenjivanija struktura računarskih mreža. U ovoj topologiji jedan čvor mreže je

povezan sa svim ostalim čvorovima. To znači da su svi čvorovi međusobno povezani preko tog centralnog

čvora. Cena realizacije ovakve topologije je relativno niska i srazmerna je broju čvorova u mreži. Brzina

prenosa podataka od čvora do čvora je velika i konstantna jer uvek postoji samo jedan međučvor, centralni

čvor. Najveći nedostatak ove topologije mreže jeste pouzdanost. Ukoliko se dogodi da centralni čvor otkaže

cela mreža se raspada na sastavne delove.

15

Slika 7.11 Mreža sa strukturom zvezde

Drugi nedostatak je rizik od zagušenja saobraćaja na centralnom čvoru. Zbog toga se na mestu centralnog

čvora najčešće ne nalazi računar, već specijalizovani uređaj koji upravlja saobraćajem i prenosom podataka

između računara. U zavisnosti od tipa uređaja koji ima ulogu centralnog čvora eitovanje može da bude

neusmereno ili usmereno.

Vrlo često se mreže sa strukturom zvezde kombinuju sa mrežama ili su gradivni elementi mreža drugačije

strukture (Slika 7.12).

Slika 7.12 Kombinovana topologija

Mreža sa strukturom prstena

Kod mreža sa strukturom prstena svi uređaji su vezani za komunikacioni kanal koji formira kružnu liniju

(Slika 7.13). Svaki računar ne može da komunicira direktno (bez posrednika) sa drugim računarom u prstenu

osim ako mu taj računar nije susedni računar. Komunikacija može da bude jednosmerna ili dvosmerna. Cena

realizacije ovakvog tipa mrežne strukture je relativno niska i srazmerna je broju čvorova u mreži. Brzina

prenosa podataka u opštem slučaju zavisi od pozicije računara koji komuniciraju ali i od toga da li je

komunikacija samo u jednom smeru ili u oba smera. Pouzdanost je relativno niska s obzirom da otkaz jednog

čvora u slučaju jednosmernog prenosa podataka može da odseče deo mreže.

16

Slika 7.13 Mreža sa strukturom prstena

Značajan problem ove mrežne strukture je sukob paketa koji se prenose. Pošto svi računari za komunikaciju

koriste jednu komunikacionu liniju postoji opasnost da neki računar pošalje poruku drugom računaru za

vreme dok je komunikaciona veza zauzeta. Slično se događa kada dve osobe koriste istu telefonsku liniju.

Jedno od rešenja je da računar pre nego što pošalje poruku oslušne da li je veza već zauzeta. Ukoliko je

zauzeta mora da sačeka njeno oslobađanje. Drugi princip je princip koji je uveo IBM i koji se zove Token

Ring. U ovoj metodologiji elektronski impuls kruži kroz mrežu od računara do računara. Samo računar koji

kod sebe ima „token“ može da šalje poruke. Na taj način se izbegava slučaj istovremenog slanja poruka.

Mreža sa strukturom magistrale

U mreži sa strukturom magistrale svi čvorovi su direktno vezani za glavni komunikacioni kanal.

Komunikacioni kanal može biti otvoren i tada ima oblik linije ili zatvoren kada ima oblik prstena (Slika

7.14).

Slika 7.14.a. Magistrala u obliku prave linije

Slika 7.14.b. Magistrala u obliku prstena

17

U ovoj topologiji mreže prenos podataka je dvosmeran. Cena realizacije ovakvog tipa mreže je srazmerna

broju čvorova. Brzina prenosa podataka je velika jer pri prenosu podataka od jednog računara do drugog

nema međučvorova. Osnovni nedostatak ove mrežne topologije je opasnost od zagušenja komunikacionog

kanala. Da bi mogao da se obavi prenos podataka neophodno je da komunikacioni kanal bude slobodan, u

suprotnom došlo bi do sukoba paketa podataka koji su poslati sa različitih računara. Zbog toga se topologija

mreže sa strukturom magistrale izbegava za umrežavanje računara čija je komunikacija česta. Pouzdanost

ovakve mrežne topologije je visoka zato što otkaz bilo kog računara ne ugrožava funkcionisanje ostatka

mreže. Potpuni otkaz mreže je moguć samo u slučaju da otkaže komunikacioni kanal.

Lokalne mreže

Vrlo je teško precizno definisati pojam lokalne mreže. Jedan od kriterijuma za razvrstavanje računarskih

mreža je veličina prostora koje mreže pokrivaju. Tako se u literaturi može naći podatak da su lokalne mreže

računarske mreže koje pokrivaju područje prečnika do 5 km. Generalno, lokalne mreže (eng. Local Area

Networks - LAN) su računarske mreže koje se uglavnom koriste u poslovnim sistemima u profesionalne

svrhe. Osnovna funkcija lokalnih računarskih mreža u poslovnim sistemima je distribucija podataka i

informacija i deljenje hardverskih resursa (npr. štampača). Lokalne računarske mreže se mogu klasifikovati

po: veličini, tehnologiji prenosa podataka i topologiji.

Brzina prenosa u klasičnim lokalnim mrežama se kreće u rasponu od 10 Mb/s do 100 Mb/s. Noviji tipovi

lokalnih mreža mogu da rade i sa brzinama do 10 Gb/s. Zbog svoje ograničene veličine kašnjenje u prenosu

podataka je zanemarivo.

Kad je reč o tehnologiji prenosa podataka u lokalnim računarskim mrežama podjednako je prisutno i

neusmereno (difuzno) i usmereno emitovanje podataka. Koji se tip tehnologije prenosa koristi zavisi od

opterećenja mreže, primenjene topologije mreže ali i od komunikacionih uređaja. U poslednje vreme najčešći

tip topologije mreže je topologija tipa zvezde pri čemu ulogu centralnog čvora najčešće ima uređaj kao što je

hab (eng. hub) ili svič (eng. switch). Ukoliko ulogu centralnog čvora ima hab reč je o neusmerenom

(difuznom) emitovanju. Naime, hab primi paket podataka od jednog od umreženih računara i prosleđuje

svim umreženim računarima. Svič je komunikacioni uređaj novijeg datuma koji je u izvesnoj meri

„inteligentniji“ od svog prethodnika. Svič poseduje tabelu u kojoj vodi evidenciju na kom priključku se

nalazi koji računar (broj priključka - adresa računara). Kada primi paket podataka koji treba da distribuira

nekom od umreženih računara on, na osnovu adrese odredišnog računara zapisane u paketu u svojoj tabeli,

pronađe odgovarajući priključak i samo na njega pošalje dobijeni paket podataka. Na taj način se drastično

smanjuje saobraćaj podataka u mreži.

Pored topologije tipa zvezde vrlo često su u primeni i topologije tipa magistrale (eng. bus) i tipa prstena (eng.

ring). Navedeni tipovi topologije mreže podržavaju neusmereni prenos podataka zbog čega su manje

efikasne u slučaju gustog saobraćaja. Drugi problem kod ovih tipova topologije jeste utvrđivanje optimalnog

principa dodeljivanja komunikacionog kanala svakom računaru u mreži o čemu je već bilo reči u poglavlju

koje se odnosilo na topologiju mreže.

Gradske mreže

Gradske mreže je znatno lakše defnisati nego što je to slučaj sa lokalnim računarskim mrežama. Kao što i

sam naziv kaže gradske mreže (eng. Metropolitan Area Networks - MAN) su računarske mreže koje

pokrivaju područje jednog grada. Gradske mreže obično koriste postojeću komunikacionu infrastrukturu

fiksne telefonije a posebno kablovske televizije. Kablovska televizija je nastala kao odgovor na problem

lošeg televizijskog prijema u pojedinim područjima. Zbog toga je primenjena metodologija koja je

podrazumevala postojanje zajedničke antene postavljene na obližnjem uzvišenju od koje bi TV signal bio

kablovima distribuiran po kućama. Zbog izrazitog kvaliteta slike na ovaj način kablovska televizija je postala

standardan način distribucije televizijskog programa u razvijenim zemljama sveta.

Popularizacijom Interneta operateri kablovske televizije su uvideli da distribucija Internet usluga

korišćenjem postojeće kablovske infrastrukture može da bude mnogo unosniji posao od same kablovske

18

televizije. Tako su operateri kablovske televizije postali i operateri kablovskog interneta a gradske

televizijske mreže postale gradske računarske mreže.

Na slici 7.15 je dat opšti šematski prikaz gradske mreže nastale na infrastrukturi kablovske televizije.

Slika 7.15. Gradska mreža realizovana na infrastrukturi kablovske televizije

Rešenje prikazano na slici 7.15 podrazumeva da se i TV signal i Internet dovedu do centralnog razvodnika,

odakle se dalje distribuiraju do kuća korisnika.

Regionalne mreže (+)

Regionalne mreže (eng. Wide Area Network - WAN) ili mreže širokog područja su mreže koje pokrivaju

(obuhvataju) veliko geografsko područje. To može biti područje države pa čak i ceo kontinent. Regionalne

mreže se najčešće sastoje od međusobno povezanih, dislociranih lokalnih ili gradskih mreža. Lokalne i

gradske mreže su međusobno povezane takozvanom komunikacionom podmrežom (eng. communication

subnet). Sami računari su vlasništvo korisnika ili poslovnih sistema dok je komunikaciona podmreža

vlasništvo ovlašćenog davaoca Internet usluga (telefonska kompanija, nacionalni ili regionalni operater

kablovske televizije itd.) Osnovni zadatak podmreže jeste da poveže dislocirane računarske mreže i da

obezbedi prenos podataka sa jedne mreže na drugu.

Svaka komunikaciona podmreža se sastoji od prenosnih linija i prekidačkih elemenata. Prenosne linije su

komunikacioni kanali koji se najčešće realizuju od prenosnika velike prenosne snage kao što su optička

vlakna. Prekidački elementi su specijalni računari koji imaju ulogu raskrsnica u kojima se spajaju tri ili više

prenosnih linija. Ovi prekidački elementi imaju vrlo komplikovan zadatak da odluči kojom linijom da

prosledi dobijeni paket podataka tako da podaci što pre stignu od odredišnog računara. Zbog svoje uloge u

sistemu prenosa podataka ovi se prekidački elementi nazivaju usmerivači (eng. routers).

Na slici 7.16. dat je opšti prikaz strukture jedne regionalne računarske mreže.

Slika 7.16. Opšti prikaz strukture regionalne mreže

19

Kao što se vidi na slici pojedinačni računari su najčešće deo neke manje računarske mreže (lokalne ili

gradske računarske mreže) koja je preko svog usmerivača povezana sa podmrežom regionalne mreže. Iako je

teoretski to moguće, u praksi je vrlo redak slučaj da je jedan usamljeni računar preko usmerivača povezan na

regionalnu mrežu.

Generalno gledano, komunikacione podmreže regionalnih mreža se sastoje od velikog broja usmerivača i

linija prenosa koji su najčešće organizovani kao topologija delimično povezane mreže. To znači da veliki

broj usmerivača nisu direktno povezani zbog čega se njihova komunikacija vrši preko posrednika, odnosno

međuusmerivača.

Najčešći princip prenosa podataka kroz komunikacionu podmrežu je princip „čuvaj i prosledi“ ili princip

komutiranja paketa (Slika 7.17.).

Slika 7.17. Tok podataka od pošiljaoca do primaoca

Komutiranje paketa se sastoji u sledećem. Računar pošiljalac deli svoju poruku u pakete i svakom paketu

dodeljuje redni broj. Tako napravljene pakete računar prosleđuje svom usmerivaču (čvor A) tj. usmerivaču

računarske mreže kojoj računar pošiljalac pripada. Usmerivač prima pakete i odlučuje kojem usmerivaču na

podmreži da prosledi svaki paket. Tom prilikom, za svaki pojedinačni paket koji je došao na red za slanje

usmerivač u datom trenutku vremena odlučuje kojem susednom usmerivaču da ga prosledi. To znači da dva

susedna paketa u seriji ne moraju da budu prosleđena istom susednom usmerivaču. Susedni usmerivač (čvor

C) koji je dobio paket čeka da primi ceo paket i tek nakon toga ga prosleđuje dalje. Postupak se nastavlja sve

dok svaki od paketa ne bude isporučen usmerivaču računarske mreže na kojoj se nalazi odredišni računar

(čvor E). Odredišni računar dobija pakete od svog usmerivača i pakuje ih, ne po redosledu prijema, već po

njihovim rednim brojevima koje je upisao računar pošiljalac.

Odluku o tome kojem susednom usmerivaču da prosledi dobijeni paket podataka donosi svaki usmerivač

posebno. Tako na primer, usmerivač A može dobijeni paket podataka da prosledi usmerivaču E preko

međuusmerivača B i D ili preko međuusmerivača C. Odlučivanje o tome kojem susednom usmerivaču

proslediti dobijeni paket predstavlja najsloženiji zadatak usmerivača. Za proces odlučivanja koriste se

specijalni, vrlo komplikovani algoritmi za usmeravanje. Najvažniji kriterijum u ovim algoritmima je brzina

dostavljanja paketa odredišnom računaru.

Kombinovane mreže

Kombinovana mreža ili međumreža predstavlja skup međusobno povezanih mreža (eng. internetwork,

internet). Ovi engleski termini se odnose na kombinove mreže kao poseban tip mreže i zbog toga se pišu

malim početnim slovom. Da ne bi došlo do zabune, globalni Internet, koji, uzgred budi rečeno. predstavlja

samo jednu kombinovanu mrežu, se piše velikim početnim slovom. Kombinovane mreže su nastale kao

posledica potrebe povezivanja različitih računarskih mreža. Različitost računarskih mreža se ogleda u

različitosti primenjenog hardvera i softvera zbog čega je njihovo povezivanje nije ni malo lak zadatak.

Tipičan primer međumreže je WAN koji povezuje više lokalnih mreža (Slika 7.16.). Zbog toga vrlo često

dolazi do terminološke zabune u smislu da li je svaki WAN međumreža. Da bi se jasno postavilo

razgraničenje koji WAN je međumreža uvedeno je pravilo da ukoliko je ista institucija vlasnik i

administrator različitih, međusobno povezanih lokalnih mreža da je onda reč o jedinstvenoj mreži. U

20

suprotnom kažemo da je reč o međumreži. Takođe, ukoliko se povezane lokalne mreže razlikuju po

topologiji ili tehnologiji prenosa podataka smatramo da je pre u pitanju međumreža nego jedinstvena mreža.