of 19/19
SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA RAČUNARSKE MREŽE Tema rada: Aktivna mrežna oprema

Aktivna mrežna oprema 1

  • View
    258

  • Download
    25

Embed Size (px)

Text of Aktivna mrežna oprema 1

Aktivna mrena oprema

SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA

RAUNARSKE MREE Tema rada: Aktivna mrena opremaSadraj:

1. ZADATAK SEMINARSKOG RADA.....................................2

2. AKTIVNA MRENA OPREMA............................................5

2.1.RIPITER.............................................................................8

2.2. HAB................................................................................10

2.3. SVI................................................................................12

2.4. RUTER...........................................................................12

3. ZAKLJUAK...........................................................................15

LITERATURA..............................................................................161.Aktivna mrena oprema

Ureaji koji e upravljati saobraajem na mrei, su takozvane aktivne komponente. Neke su sofisticiranije od drugih, ali imaju istu namenu, da podatke koje aljete transportuju do odredita, kao i da podatke koje vi potraujete dopreme do vas. Povezivanjem aktivne mrene opreme kablovima jo uvek nije napravljena raunarska mrea, jer ona podrazumeva i konfigurisanje mrene opreme.

Ako izuzmemo iz jednaine sam tip prenosnog medijuma, aktivni ureaji su manje vie isti. Razlikuju se po broju portova, modula, tipu mree za koji su projektovani, ali je filozofija koja stoji iza njih ista.

Jo jedna stvar koju je to pre potrebno razjasniti je terminoloke prirode. U mreama postoji pojam PORTa koji se javlja u dva razliita konteksta. Prvi predstavlja fiziki konektor koji postoji na mrenom ureaju ili raunaru u koji ubadate recimo mreni kabl, dok je drugi kontekst logiki i malo kompleksniji.

Naime, zamislite da od mesta A do mesta B imamo poloen telefonski kabl kojim se povezuju centrale u gradovima. Vrlo je verovatno da e unutar tih kablova biti veliki broj manjih kablova , tzv. parica . Kada bi smo koristili celi kabl za telefoniranje izmeu dva grada, graani bi morali da ekaju da njihov prethodnik obavi razgovor, kako bi dobili vezu. Ovako, ukoliko parice obeleimo brojevima od 0 do 65534 imaemo 65535 graana koji e istovremeno komunicirati. Na isti nain svaka internet aplikacija ima port na kome funkcionie. Web stranice koriste HTTP protokol koji radi na portu 80. Kada pozovete, recimo www.microsoft.com, Microsoftov server sa vaim raunarom otvori komunikaciju na portu 80, dok ostali servisi , kao recimo MSN messenger funkcioniu nesmetano i obavljaju svoju komunikaciju na nekom drugom portu. Tako imamo vie istovremenih komunikacija kroz istu liniju. 1.1. Ripiter (Repeater)

Ripiter su jednostavni ureaji sa dva porta,koji rade na fizikom nivou. Osnovna namena ripitera je obnavljanje elektrinih signala. Poto signal koji se prenosi na veoj udaljenosti znatno oslabi, potreban je uredjaj koji e primiti taj signal i osposobljava ga za dalji prenos. Ripiteri ne vre nikakvu obradu podataka ve im je uloga samo da obnavlja signal.

Termin ripiter se pojavljuje u telegrafiji i kod elektromehanikih uredjaja koje korsti vojska za regeneraciju telegrafskog signala. Kasnije se ovaj termin upotrebljava u telefoniji i za prenos podataka. U telekomunikacijama ovaj termin ima vie znaenja:

1. Analogni ureaj koji pojaava signal bez obzira na njegovu prirodu (analogni ili digitalni).

2. Digitalni ureaj koji pojaava preoblikuje ili vri kombinaciju neke od ovih funkcija na digitalni signal za reemitovanje.

Pojednostavljeno reeno, na jednom portu (prikljuku) ripiter prima signal i prenosi ga da drugi port (prikljuak). Pri tom ripiteri imaju takozvanu 3R funkcionalnost:

Reamply (obnavljaju amplitudu)

Reshape ( obnavljaju oblik )

Retime (obnavljaju vremenske reference primljenog signala )

Pre nego to se signal prosledi na izlazni port Ripiter nema informacija o signalu koji pojaava, to znai da se podjednako odnosi i prema ispravnom i prema neispravnom signalu. Radi na prvom sloju OSI modela. Dobra strana ripitera je u tome to predstavlja jeftin nain za poveanje maksimalnih rastojanja u mrei. Meutim, mana mu je to moe da pone emitovanje dok je emitovanje paketa sa neke stanice u toku, to dovodi do sudara (kolizicije). Zbog toga je dobro da oba porta ripitera imaju (po jednu) diodu za indikaciju emitovanja i diodu za indikaciju problema.Slika 1 : Ripiter

Prvobitno ripiteri su bili dvo-portni uredjaji, da bi sadasnji najkorieniji ripiteri bili beini.tj wireless ripiteri. Ripiteri su sa standardnim portovima (BNC) za prikljuenje koaksijalnog Ethernet kabla. Funkcija im je da sve to dobiju na jednom portu emituju na sve ostale portove, tj ako detektuje koliziiju na jednom, alje poruku o koliziiji na sve ostale portove.

Obzirom da radim u PTT-u postoji na naem terenu jedan ripiter koji je postavljen u poti 15221 Svileuva. Ovaj uredjaj je implementiran zbog pojaanja signala na mestu gde zbog konfiguracije terena i unutranjeg prostora ima problema sa snagom signala . Sistem se sastoji od baznog pojaivaa sa antenom koja komunicira sa mobilnim telefonima, i spoljne/unutranje antene koja se montira na spoljanji ili unutranji zid i koja komunicira sa baznom stanicom. Pojaanje tog ripitera je do 50 dB. 1.2. Hab (Hub)

Habovi su jednostavni ureaji koji povezuju grupu korisnika. Habovi prosleuju sve pakete (ukljuujui e-mail,tekstualne dokumente, grafike,zahteve za tampanje i slino) koji dou do njih. Najee se koriste u topologiji zvezde i njena su glavna odlika.

Hab

Slika 2 : HabHab je mreni ureaj koji takoe funkcionie na prvom OSI (Open Systems Interconnection Reference Model) nivou (fizikom nivou). Na habu postoji vie konektora (obino su to RJ-45 konektori). Na svaki konektor se prikljuuje po jedan kabl, preko kojeg se povezuje po jedna radna stanica ili server. Omoguava povezivanje vie segmenata mree u jedan segment.

Hab funkcionie slino kao ripiter: ono to primi na jednom svom portu hab emituje na svim ostalim portovima. Moe se posmatrati kao vieportni ripiter. U Ethernet mreama sa UTP i optikim kablovima hab je vor koji povezuje stanice i servere. Moe se koristiti kao centralna taka u topologiji zvezde. Habovi sadre izmeu 6 i 24 porta i mogu se postavljati i uklanjati u zavisnosti od potreba i u skladu sa razvojem mree. Najee se koriste pri konfigurisanju mrea. Svaki hab ima jo jedan dodatni port koji se naziva uplink port. On slui za meusobno povezivanje dva haba. Povezivanje se vri tako to se spaja uplink port jednog haba sa obinim portom drugog haba

Slika 1 : Hab to primi na jednom svom portu - emituje na svim ostalim portovima

Slika 3 : Hab to primi na jednom svom portu - emituje na svim ostalim portovima

Habovi mogu biti :

Aktivni regeneriu i opet alju signale kao to to rade ripiteri

Pasivni su razvodne kutije za oienje ili prikljuni blokovi. Signal prolazi kroz razvodnu kutiju i za ovakve habove nije neophodno prikljuenje na strujnu mreu

Hibridni podravaju realizaciju mree vie razliitih kablova

Hab spada u kategoriju zastarelih (engl. Legacy) ureaja koji ima vrlo jednostavnu ulogu a to je da, kao obino vorite, sve to stigne od podataka na jedan od njegovih konektora (portova) prosledi svima (samo pojaano i oieno od umova, tj. regenerisano) Ovi ureaji su sve manje u upotrebi, osim u laboratorijskim uslovima gde ova njihova osobina dolazi do izraaja kada treba nadgledati saobraaj na mrei.

S obzirom na veoma loe karakteristike ovih ureaja, male brzine (10Mbps) i podlonost koliziji podataka, treba ih izbaciti i zameniti sofisticiranijim svievima. 1.3. Svi(Switch)

Svi (Switch)je ureaj koji se zasigurno najvie koristi. Njihova cena je trenutno veoma povoljna te su tako uli i u nae domove. Njihova je uloga da reguliu saobraaj na mrei. Moemo sve nae raunare povezati na svi, a i svi na svi te tako proiriti nau mreu. Razlika u odnosu na Hab, iako isto izgledaju, jeste da svi vodi rauna o tome koji podatak kom raunaru ili mrenom ureaju prosleuje. Svi je u stanju da razlikuje (indentifikuje) ureaje koji su povezani na njega.

Slika 4: Viestruka istovremena i nezavisna komunikacija izmeu portova svia

Switch (srp. skretnica) je aktivni mreni ureaj koji povezuje mrene segmente. Pri komunikaciji dva raunara Switch kreira virtuelno kolo izmeu njih i omoguava im ekskluzivnu komunikaciju, to praktino ostalim parovima raunara omoguava da simultano komuniciraju bez optereivanja drugih maina. Kao i Bridge mreni ureaj i Switch pamti sve MAC adrese na mrei, stom razlikom to se kod Switch-a na jednom portu nalazi samo jedna MAC adresa a kod Bridge mrenog ureaja na jednom portu postoji potencijalni niz MAC adresa koje mora poznavati. Na slici je dat primer virtuelnog kola komunikacije kod Switch-a:

Slika 5: Virtuelno kolo

Ako raunar PC1 poalje mrene pakete raunaru PC2, na slici 23, Switch e meu njima kreirati virtualno kolo i njihovu komunikaciju ograniiti (ali istovremeno e saobraaj koji je namenjen svim segmentima na mrei biti prosleen na sve portove Switch-a) na ta dva raunara ne optereujui ostale raunare ili segmente mree. Istovremeno, ako raunar PC3 poalje mrene pakete raunaru PC4, Switch e za ova dva raunara kreirati novo virutalno kolo i na taj nain omoguiti maksimalnu optimizaciju mrenog saobraaja jer se nepotreban saobraaj ne prosleuje svim segmentima mree.

Slika 6: Svitch

U veini dananjih mrea Switch ureaj zauzima centralno mesto. Mogu biti upravljivi i neupravljivi sa brojem portova od 4 do 48. Omoguavaju povezivanje kako pojedinih segmenata mree tako i pojedinanih raunara ili mrenih ureaja. Upravljivi Switch omoguava administratorima mrea dodatne mogunosti podeenja i iskorienja mrenih resursa u smislu omoguavanja ili onemoguavanja odreenog protokola, usmeravanja mrenih paketa, itd. Neupravljivi Switch nema dodatnih mogunosti administracije ve funkcionie na ve predefinisani nain i prema mogunostima samog ureaja pri njegovoj konstrukciji. Na slici je dat primer praktinog umreavanja vie Switch ureaja na jednoj mrei:

Slika 7: Umreavanje switch ureaja

Takoe, Switch omoguava Full Duplex mrenu komunikaciju, naravno ako je podrava i mreni adapter raunara, to omoguava istovremenu dvosmernu komunikaciju izmeu raunara i Switch-a pa samim tim se poveava i brzina prenosa podataka. Full Duplex je komunikacija koja omoguava istovremeno da dva raunara jedan drugom alju i primaju podatke. U normalnim okolnostima, ako ne postoji Full Duplex, prvi raunar alje podatke drugom raunaru i nakon to prvi raunar zavri sa slanjem podataka onda drugi raunar poinje sa slanjem podataka prvom raunaru. U situacijama kada postoji Full Duplex komunikacija onda i prvi i drugi raunar alju podatke istovremeno bez ekanja da jedan od njih zavri sa slanjem podataka. Na ovaj nain se efektivno duplira protok, tj. 100 Mbps teoretski postaje 200 Mbps. Da bi Full Duplex komunikacija bila mogua, kao to smo rekli, mora i Switch i mreni adapter podravati tu komunikaciju. Na samom mrenom adapteru je mogue manuelno podesiti vrstu komunikacije ali proizvoai ovog tipa hardvera najee kao predefinisanu opciju postavljaju Auto Negotation ili AutoSense, odnosno da adapter automatski prepozna vrstu komunikacije. Na slici je dat primer podeavanja mrenog adaptera:

Slika 8: Svojstva mrenog adaptera

Ako se koristi opcija Auto negotation (AutoSense) onda se omoguava da se Switch i mreni adapter dogovore oko vrste i brzine komunikacije meu njima. Meutim, to dogovaranje zahteva odreeno vreme pa ako su eksplicitno poznata svojstva Switch-a onda je preporuljivo manuelno konfigurisanje mrenog adaptera da bi se izbegli gubici u vremenu. U praksi to je skraenje vremena koje je potrebno operativnom sistemu da zapone komunikaciju preko mree. Na primer ako imamo Switch od 100 Mbps koji podrava Full Duplex komunikaciju i raunare iji mreni adapteri podravaju te parametre, onda mrene adaptere raunara treba manuelno konfigurisati sa opcijom 100 Mbps Full Duplex. Ovakav nain podeenja mrene komunikacije je vrlo bitan naroito kada su u pitanju serverske maine koje rade sa velikim brojem uspostavljenih sesija istovremeno. Postupak manuelnog

konfigurisanja mrenog adaptera u multimediji za ovu lekciju.

Na ovaj nain smo saznali da Switch moe prepoznati parametre svakog od mrenih adaptera prikljuenih na njega i na osnovu toga prilagoditi komunikaciju sa njima. Ta mogunost je vrlo korisna kada u postojeim mrenim okruenjima postoje mreni adapteri razliitih brzina komunikacija, na primer od 10 Mbps, od 100 Mbps ili ako je novija oprema u pitanju od 1000 Mbps jer se na taj nain omoguava dalji nastavak rada svih prikljuenih ureaja bez potrebe za novim ulaganjima u mrenu opremu a samim tim i smanjenje trokova mrene infrastrukture.

U dosadanjem opisu Switch-a kao mrenog ureaja govorili smo o Layer 2 Switch mrenim ureajima koji u sebi objedinjuju gore navedene mogunosti. Meutim, postoje i Layer 3 Switch mreni ureaji koji pored funkcija Layer 2 Switch-a ukljuuju i funkciju rutiranja mrenog saobraaja, odnosno takav ureaj je i Switch i ruter istovremeno. Sama funkcija rutiranja e biti objanjenja u kasnijem delu kursa. Postoje Switchevi sa razliitim mrenim konektorima, brzinama, brojem konekcija, mogunostima odnosno funkcijama. Izgled Switch mrenog ureaja je dat na sledeoj slici:

1.4. Ruter(Root-er)

U okruenjima koja se sastoje od vie mrenih segmenata sa razliitim protokolima, habovi, mostovi ili svievi ne mogu obezbediti brzu komunikaciju, pa se u takvim mreama koriste ureaji koji poznaju adrese svih segmenata i koji pronalaze najbolju putanju za protok podataka. Takvi ureaji se nazivaju ruteri.

Slika 9: RuterRuteri mogu da komutiraju i usmere pakete preko vie mrea, a to rade razmenom informacija o protokolima izmeu odvojenih mrea. Ruteri imaju funkcije mostova kao to su filtriranje i izolovanje saobraaja kao i povezivanje mrenih segmenata.

Ruteri mogu da obezbede sledee funkcije mosta: filtriranje i izdvajanje saobraaja, povezivanje segmenata mree.

Ruteri, u odnosu na mostove, imaju pristup irim informacijama u paketu, a koje koriste da bi poboljali njihovu isporuku. Koriste se u sloenim mreama jer nude bolje upravljanje saobraajem.

Ruteri se inae koriste u kompleksnijim mreama zato to pruaju pouzdanije upravljanje protokom podataka i meusobno dele podatke o usmeravanju ime zaobilaze spore veze i veze koje ne rade najbolje.

Rad rutera je zasnovan na "ruterskim tabelama" koje sadre mrene adrese i koje ustanovljavaju odredinu adresu ulaznih podataka. Tabela sadri:

sve poznate mrene adrese

nain povezivanja sa mrenim adresama

mogue putanje izmeu rutera

efikasnost svake od putanja mjereno brojem usputnih rutera.Slika 10: Povezivanje rutera

Na slici 10 predstavljena je mrea od sedam segmenata. Za njihovo povezivanje koristi se pet rutera. Svaki ruter bira najbolju moguu putanju do bilo kojeg segmenta koristei rutersku tabelu. Pri tome se uzima u obzir brzina prenosa, propusni opseg pa i cena kotanja linije. Svi ti faktori zajedno odreuju takozvanu "metriku". Na tabeli ispod pokazaemo kakva je metrika za ruter 1 iz predhodnog primjera.

Kada ruteri prime pakete koji su namjenjeni nekoj udaljenoj mrei, alju ih ruteru koji upravlja odredinom mreom. Ruteri su dosta slini mostovima, ali njihov rad je sporiji, jer izvravaju sloene funkcije na svakom paketu.

Ruteri imaju mo filtriranja, tako da oteenim i zalutalim podacima nee dozvoliti prolaz u mreu jer itaju samo adresirane podatke. Time smanjuju i optereenost mree.

Kao to smo ve spomenuli, ruter moe da "oslukuje" mreu i prepozna koji su segmenti najzauzetiji, na osnovu toga on odreuje kojom putanjom da alje podatke. Ako je neka putanja zauzeta on pronalazi alternativnu putanju kojom e poslati te podatke.

Postoje protokoli koji mogu da rade sa ruterima i oni koji ne mogu. Oni koji to mogu su DECnet, IP, IPX, OSI, XNS, DDP (AppleTalk) a oni koji ne mogu LAT i NetBEUI.

Postoje dvije vrste rutera:

- Statiki, kod kojih administrator runo mora da podeava i konfigurie rutersku tabelu usmjeravanja kako bi zadao svaku putanju to je dosta komplikovano.

- Dinamiki, koji automatski otkrivaju putanje i ispituju podatke sadrugih rutera. Oni ujedno za svaki paket pojedinano odluuju kako e slati paket preko mree.

Primer: Da bi se lake razumio rad rutera zamislimo lanac hotela. Kada gost iz hotela "A" zove gosta u hotelu "B" operator hotela "A" zna najbolji put da spoji poziv, na primjer preko gradske centrale.Ako poziv ne uspe preko gradske centrale, operator automatski trai najbolji mogui put, npr. preko centrale nekog drugog hotela u tom gradu.

Ruteri odravaju sopstvene tabele o odreivanju putanje, koje se obino sastoje o mrenih adresa, i, ako to arhitektura mree zahteva, uvaju se i adrese matinih raunara. Da bi se odredila odredina adresa dolazeih podataka, tabela za odreivanje putanje sadri: sve poznate adrese mree, uputstva za povezivanje sa drugim mreama, mogue putanje izmeu rutera, trokove slanja podataka du tih putanja.

Kao to je pokazano na slici, ruteri koriste svoje tabele za odreivanje putanja podataka da bi na osnovu trokova i dostupnosti odabrali najbolju od njih.

Ruteri zahtevaju odreene adrese. Razumeju samo brojeve mree koji im dozvoljavaju da komuniciraju sa ostalim ruterima i adresama lokalnih mrenih kartica (NIC). Ruteri ne komuniciraju sa udaljenim raunarima.

Kada ruteri prime pakete namenjene udaljenoj mrei, oni ih alju ruteru koji se bavi tom udaljenom mreom. U neku ruku to je prednost, jer znai da ruteri mogu da: velike mree izdele u manje, slue kao bezbednosne barijere izmeu segmenata, spree pojavu bujice optih poruka, jer ih ne prosleuju.

Zbog toga to moraju da nad svakim paketom obave sloene funkcije, ruteri su sporiji od mostova. Pri prosleivanju od rutera do rutera, iz paketa se u sloju veze uklanjaju adrese izvora i odredita da bi se ponovo napravile. Ovo omoguava, recimo, ruteru da paket iz TCP/IP Ethernet mree uputi ka serveru u TCP/IP Token Ring mrei.

Zato to itaju samo adresirane pakete, ruteri ne dozvoljavaju oteenim podacima da prou u mreu. Poto ne dozvoljavaju prolaz oteenim podacima ili bujici optih poruka, ruteri dodatno ne optereuju mreu.

Ruteri ne oekuju adresu odredinog vora, ve adresu mree. Prosledie informacije samo ako je adresa mree poznata. Sposobnost da upravljaju prosleivanjem paketa koji prolaze kroz njih omoguava ruterima da smanje saobraaj izmeu mrea i da mnogo efikasnije koriste raspoloive kanale veze.

Koristei emu adresiranja rutera administratori mogu veliku mreu da podele u vie nezavisnih mrea, a kako ruteri ne prosleuju ili obrauju svaki paket, oni deluju kao zatitna barijera izmeu segmenata mree. To moe mnogo da smanji obim saobraaja na mrei i skrati vreme ekanja korisnika.

Za razliku od mostova, ruteri mogu da prihvate vie aktivnih putanja izmeu segmenata lokalne mree (LAN) i izvre izbor izmeu redundantnih putanja. Zato to mogu da poveu segmente koji koriste potpuno razliita pakovanja paketa i eme pristupa medijumu, ruteri esto mogu da biraju izmeu vie dostupnih putanja. To znai da ako jedna veza odnosno ruter ne radi, podaci i dalje mogu da se alju alternativnim putanjama.

Ruter moe da oslukuje mreu i identifikuje njene najzauzetije delove. Ovu informaciju ruter koristi pri odreivanju putanje kojom alje podatke. Ako je jedna putanja vrlo zauzeta, ruter identifikuje alternativnu i njome alje podatke.

Ruter o putanji za slanje paketa podataka odluuje odreivanjem broja preskoka (zapravo broja rutera kroz koji paket mora da proe da bi stigao na odredite) koji postoje izmeu meumrenih segmenata. Slino mostovima, ruteri prave tabele za odreivanje putanje koje se koriste u algoritmima za odreivanje putanje, kao to su: algoritam otvori prvo najkrau putanju" (open shortestpath first, OSPF) - algoritam za odreivanje putanje na osnovu stanja linije. Algoritmi na osnovu stanja linije upravljaju procesom odreivanja putanje i dozvoljavaju ruterima da brzo odgovore na izmene u mrei, protokol za razmenu informacija za odreivanje putanje (Routing Information Protocol, RIP) - za odluivanje o putanji koristi algoritme za odreivanje vektora rastojanja. Protokol za kontrolu prenosa/Internet protokol (TCP/IP) i IPX protokol podravaju RIP. Literatura:

Uvod u raunarske mree - Prof. dr Mladen Veinovi, dipl.in. i Aleksandar Jevremovi, dipl.in. , Beograd 2007

Raunarske mree Andrews Tanenbaum, Mikro knjiga, 2005, Beograd http://www.cet.rs/CETcitaliste/CitalisteTekstovi/522.pdf http://www.vps.ns.ac.rs/Materijal/mat63.pdf http://lekcijepil.elfak.ni.ac.rs/Mreze/2/ost_zas/ruter.html http://www.racunarskemreze.com/Knjiga

HYPERLINK "http://www.racunarskemreze.com/Knjiga?Module=BookOnline__Reader&Chapter=54"

Module