Nešto za faks

Uvod 1-1

Poglavlje 1Uvod

Computer Networking: A Top Down Approach 6th edition Jim Kurose, Keith RossAddison-WesleyMarch 2012

Predavanja prate gradivo knjige Computer Networking: A Top Down Approach, 6th edition, Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, March 2012

Uvod

Poglavlje 1: uvod

ciljevi:

dobiti osjeaj isaznati terminologiju

vie u dubinu idetalje e se ii kasnije

pristup:

koritenje Interneta kao primjera

pregled: to je Internet?

to je protokol?

rub mree: raunalo domain (host), pristup mrei, fiziki mediji

jezgra mree: prespajanje paketa/vodova, struktura Interneta

performanse: gubici, kanjenje, propusnost

sigurnost

slojevi protokola, modeli usluga

povijest

1-2

Uvod

Poglavlje 1: sadraj

1.1 to je Internet?

1.2 rub mree

krajnji sustavi, pristupne mree, poveznice1.3 jezgra mree

prespajanje paketa, prespajanje vodova, struktura mree

1.4 kanjenje, gubici i propusnost u mreama

1.5 slojevi protokola i modeli usluga

1.6 mree pod napadom: sigurnost

1.7 povijest

1-3

Uvod

to je Internet: pregled osnovnih elemenata

milijuni povezanih raunalnih ureaja:

raunala = krajnji sustavi

izvode mrene aplikacije

komunikacijske poveznice optika, bakar,

radiovalovi, sateliti brzina prijenosa

(bandwidth)

prespajanje paketa:prespajaju pakete (dijelove podataka)

usmjernici i prespojnici

iane poveznice

beinepoveznice

usmjernik

mobilne mree

globalni ISP

regionalni ISP

kunamrea

mreainstitucije

pametni telefon

PC

posluitelj

prijenosnik

1-4 ISP (Internet service provider)

Uvod

Zabavne Internet aplikacije

IP okvir za slike

http://www.ceiva.com/

Web-podrani tosteri+vremenska prognoza

Internet-telefoniInternet

hladnjak

Slingbox: udaljeno gledanje

i upravljanje kabelskom televizijom

1-5

Tweet-a-watt:

nadgledanje potronje energije

Uvod

Internet: mrea (drugih) mrea povezan ISP-ovima

protokoli kontroliraju slanje iprimanje poruka npr., TCP, IP, HTTP, Skype, IEEE 802.11

Internet standardi RFC: Request for comments

(zahtjevi za komentarima/objanjenjima)

IETF: Internet Engineering Task Force(borbena grupa za inenjerstvo Interneta)

to je Internet: pregled osnovnih elemenata

mobilna mrea

globalni ISP

regionalni ISP

kunamrea

mreainstitucije

1-6

to je Internet: pregled usluge

Infrastruktura koja prua usluge aplikacijama: Web, VoIP, e-pota, igre,

e-poslovanje, drutvene mree,

prua programsko suelje za aplikacije sredstva koja omoguuju

aplikacijama koje alju i primaju podatke spajanje na Internet

pruaju opcije usluga, analogno potanskoj usluzi

Uvod 1-7

mobilna mrea

globalni ISP

regionalni ISP

kunamrea

mreainstitucije

Uvod

to je protokol?

ljudski protokoli: koliko je sati? ja imam pitanje predstavljanje

slanje odreenih poruka

kada se poruka primi, poduzimaju se odreene akcije

mreni protokoli: strojevi umjesto ljudi

sve komunikacijske aktivnosti na Internetu odreuju protokoli

protokoli odreuju format i

redoslijed poruka koje se

alju i primaju te akcije koje

se poduzimaju prilikom

slanja i primanja poruka

1-8

Uvod

ljudski protokol protokol mrea raunala:

P: drugi ljudski protokoli?

bok

bok

Koliko je sati?

2:00

odgovor zaTCP-vezu

Get http://www.awl.com/kurose-ross

vrijeme

zahtjev zaTCP-vezom

to je protokol?

1-9

Doseg mree

s obzirom na veliinu mree koriste se razliite tehnologije i protokoli

najpoznatije lokalna mrea (local area network, LAN) mrea velikog dosega (wide area network, WAN)

postoje i gradska mrea (metropolitan area network, MAN) osobna mree (personal area networks, PAN) storage area network i system area network, SAN

Uvod 1-10

Uvod

Poglavlje 1: sadraj

1.1 to je Internet?

1.2 rub mree





1.6 mree pod napadom : sigurnost

1.7 povijest

1-11

Uvod

Bolji pogled na strukturu mree

rub mree: raunala domaini (hosts):

klijenti i posluitelji

posluitelji esto u podatkovnim centrima

pristupne mree i fiziki mediji: iane i beine komunikacijske poveznice (communication links) iana poveznica= vod

jezgra mree: povezani usmjernicimrea (drugih) mrea 1-12

mobilna mrea

Globalni ISP

regionalni ISP

kunamrea

mreainstitucije

Uvod

Pristupne mree i fiziki mediji

P: Kako povezati krajnji sustav na usmjernik?

pristupne mree kuanstava

institucijske pristupne mree(kole, kompanije)

mobilne pristupne mree

treba imati na umu: brzinu prijenosa (bandwidth),

npr. u bitovima po sekundi,za pristupnu mreu

dijeljen ili izdvojen pristup

1-13

Uvod

Pristupna mrea: DSL(digital subscriber line)

sredinji ured

ISP

telefonskamrea

DSLAM

glas i podaci se prenose na razliitimfrekvencijama preko izdvojene linije

do sredinjeg ureda

koristi postojee telefonske linije do sredinjeg ureda DSLAM

podaci preko DSL telefonske linije idu do Interneta glas preko DSL telefonske linije ide u telefonsku mreu

< 2.5 Mb/s brzina slanja (uobiajeno < 1 Mb/s)

< 24 Mb/s brzina primanja (uobiajeno < 10 Mbps)

DSLmodem

razdvaja(splitter)

DSL pristupnimultipleksor(Access Multiplexer)

1-14

ADSL

Pristupna mrea: DSL (nastavak)

3 kanala, 3 frekvencijska pojasa

alternativno

glas jedan frekvencijski pojas

u drugom frekvencijskom pojasu kanal za slanje i kanal za primanje se razdvajaju tehnikom ponitavanja jeke (echo cancellation)

takoer modue

ne koristi se frekvencijski pojas za glas, operater glas prenosi u paketima, tehnikom Internet telefonije (VoIP) zajedno s ostalim mrenim prometom

Uvod 1-15

Uvod

Pristupna mrea: kabelska mrea

kabelskimodem

razdvajasplitter

kabelsko sredite (headend)

kanali

V

I

D

E

O

V

I

D

E

O

V

I

D

E

O

V

I

D

E

O

V

I

D

E

O

V

I

D

E

O

D

A

T

A

D

A

T

A

K

O

N

T

R

O

L

A

1 2 3 4 5 6 7 8 9

frekvencijsko multipleksiranje: razliiti kanali koriste razliitefrekvencijske pojaseve

1-16

Uvod

podaci i TV kanali se prenose distribucijskom mreom na razliitim

frekvencijama preko dijeljenog kabela

kabelsko sredite (headend)

ISP

CMTS - zavrni sustav kabelskog modema

(Cable Modem Termination System)

HFC: hybrid fiber coax (hibrid optike i koaksijaknog kabela)

asimetrino: do 30Mb/s brzina primanja, a 2 Mb/s brzina slanja mrea kabela i optikih vlakana povezuje domove s ISP-ovim

usmjernikom

domovi dijele pristupnu mreu do kabelskog sredita razliito od DSL-a koji prua izdvojen pristup do sredinjeg

ureda

Pristupna mrea: kabelska mrea

1-17

kabelskimodem

razdvaja

Uvod

Pristupna mrea: kuna mrea

od/do kabelskog sredita ili

sredinjeg ureda

kabelski modemili DSL modem

usmjernik, vatrotit, NAT

iano, Ethernet (100 Mb/s)

beina pristupnatoka (54 Mb/s)

beiniureaj

obino kombiniranou jednoj kutiji

1-18

Uvod

Pristupne mree poduzea (Ethernet)

obino koriste kompanije, sveuilita, itd

brzine prijenosa: 10 Mb/s, 100Mb/s, 1Gb/s, 10Gb/s

danas, krajnji sustavi se obino spajaju na Ethernetov prespojnik

Ethernet prespojnik

institucijski posluitelje-pote, weba

institucijski usmjernik

institucijska poveznica sISP-om (Internetom)

1-19

Uvod

Beine pristupne mree

dijeljena beina pristupna mrea povezuje krajnji sustav s usmjernikom preko bazne stanice odn. pristupne toke

beini LAN: unutar zgrade (50 m) 802.11b/g (WiFi): brzina

prijenosa 11, 54 Mb/s

WAN beini pristup prua ga telekom (mobili)

operater; deseci kilometara

obino oko 1 do 10 Mb/s 3G, 4G: LTE

prema Internetu

prema Internetu

1-20

Uvod

Pristupne mree: ostalo

optika-do-domova telekomunikacijska tvrtka dovodi optike kablove do domova svojih

korisnika

naini koritenja vlakna

svaki korisnik ima svoje optiko vlakno (direct fiber)

vie korisnika dijeli jedno optiko vlakno

koristi se optiki razdvaja (splitter)

satelitska poveznica mogue koristiti u izoliranim podrujima

dail-up

ISDN

pristup internetu preko elektrinog prikljuka (IEEE P1901)

1-21

Raunalo: alje pakete podataka

funkcija slanja podataka:

preuzimanje aplikacijske poruke

podjela na manje dijelove:pakete duljine L bitova

prijenos paketa u pristupnu mreu brzinom prijenosa R

brzina prijenosa poveznice ili kapacitet kanala (transmission rate,capacity, bandwidth)

R: brzina prijenosa povezniceraunalo

12

dva paketa,

L bitova svaki

trajanjeprijenosa

vrijeme potrebno zaprijenos L-bitnih

paketa na poveznicu

L (bitova)

R (bit/s)= =

1-22Uvod

Uvod

Fiziki medij

bit: irenje ili propagacija izmeu parapoiljatelj/primatelj

fizika poveznica: to se nalazi izmeu poiljatelja i primatelja

voeni mediji (vodovi):

signal se iri kroz kruti medij: bakarne parice, optika vlakna, koaksijalni kabel

nevoeni mediji:

signal se iri (propagira) slobodno, npr., radio valovi

upletene parice (twisted pair, TP)

dvije izolirane bakrene ice kategorija 5: 100 Mb/s, 1 Gb/s

Ethernet

kategorija 6: 10Gb/s

1-23

Uvod

Fiziki medij: koaksijalni kabel i optika vlakna

koaksijalni kabel: dva koncentrina bakrena

voda

dvosmjerno (bidirectional)

irokopojasno (broadband): vie kanala na kabelu HFC

kabel s optikim vlaknima: vlakno kroz koje se prenose

svjetlosni impulsi; svaki impuls je jedan bit

velika brzina prijenosa: prijenos od-toke-do-toke

velikom brzinom (npr., 10-ci i 100-tine Gb/s)

mali omjer pogreaka: obnavljala su daleko razmaknuta neosjetljiv na elektromagnetski

um

1-24

Uvod

Fiziki medij: radio valovi (zrak)

signal se prenosi elektromagnetskim valovima

nema fizike ice dvosmjerno (bidirectional)

utjecaj okoline na irenje signala:

refleksija ometaju prepreke interferencija

Vrste radio poveznica: zemaljski mikrovalovi

LAN (npr., WiFi) 11Mb/s, 54 Mb/s

WAN (npr., mobilno) 3G mobilno: ~ nekoliko Mb/s LTE mobilno: ak ~100 Mb/s

satelitski kanali od kb/s do 45 Mb/s (ili vie

manjih kanala)

270 ms kanjenje od-kraja-do-kraja

geosinkroni nasuprot satelita na niskim visinama

1-25

Uvod

Poglavlje 1: sadraj

1.1 to je Internet?

1.2 rub mree






1.7 povijest

1-26

Uvod

mrea spojenih usmjernika

prespajanje-paketa: raunala dijele aplikacijske poruke na pakete prespajanje paketa od

usmjernika do usmjernika kroz poveznice na putu od izvora prema odreditu

svaki se paket alje punim kapacitetom kanala

Jezgra mree

1-27

Uvod

Prespajanje paketa: pohrani-pa-proslijedi

treba L/R sekundi za prijenos(guranje) L-bitnog paketa u kanal kapaciteta R bit/s

pohrani-pa-proslijedi: cijeli paket mora stii u usmjernik prije nego se moe slati na sljedeu poveznicu

primjer s jednim skokom:

L = 7.5 Mb

R = 1.5 Mb/s

kanjenje = 5 sekundi

vie o tome ubrzo

1-28

izvorR

odredite123

L bitovapo paketu

R

kanjenje od-kraja-do-kraja= 2L/R (ako zanemarimo propagacijsko kanjenje)

Uvod

Prespajanje paketa: ekanje u redu i gubici

A

B

CR = 100 Mb/s

R = 1.5 Mb/sD

Epaketi ekaju u redu na izlaznu poveznicu

1-29

ekanje u red i gubici: Ako brzina dolaska (u bitovima) na poveznicu prelazi

kapacitet kanala u odreenom periodu vremena:

paketi ekaju u redu, ekaju slanje na kanal paketi se mogu odbaciti (izgubiti) ako se prepuni

memorija (meuspremnik)statistiko multipleksiranje: slijed paketa od A i B nema odreeni uzorak

statistiko multipleksiranje

Uvod

Dvije glavne funkcije jezgre mree

prosljeivanje(forwarding):premjetanje paketa s ulaza na odgovarajui izlaz

usmjeravanje (routing):odreivanje puta od izvora do odredita kojim e putovati paketi

algoritmi usmjeravanja

algoritam usmjeravanja

lokalna tablica prosljeivanja

vrijednost zaglavlja izlaz

0100

0101

0111

1001

3

2

2

1

1

23

adresa odredita u zaglavlju paketa koji pristie

1-30

Uvod

Alternativna jezgra: prespajanje vodova

rezervacija sredstava od-kraja-do-kraja; rezervirani za pozivizmeu izvora i odredita:

na dijagramu, svaka poveznica (link) ima etiri voda

poziv dobiva 2. vod od vrha u gornjoj poveznici i 1. vod u desnoj poveznici

izdvojena sredstva: nema dijeljenja

garantirane performanse

segment vodova neiskoriten ako ga ne koristi vlasnik (nema dijeljenja)

uobiajeno se koristi u tradicionalnim telefonskim mreama

1-31

Uvod

Prespajanje vodova: FDM nasuprot TDM

FDM

frekvencija

vrijemeTDM

frekvencija

vrijeme

4 korisnika

Primjer:

1-32

Uvod

Prespajanje paketa nasuprot prespajanju vodova

Primjer:

kanal od 1 Mb/s svaki korisnik:

100 kb/s kada je aktivan aktivan 10% vremena

prespajanje vodova: 10 korisnika

prespajanje paketa: s 35 korisnika, vjerojatnost

da je vie od 10 korisnika aktivno u isto vrijeme je manja od 0.0004

Prespajanje paketa omoguuje da vie korisnika koristi mreu!

Nkorisnika

vod od 1 Mb/s

P: kako se doe do vrijednosti 0.0004?

P: to ako je broj korisnika > 35?

1-33

Uvod

odlino za povremene nalete (burst) podataka

dijeljenje sredstava jednostavno, nema uspostave poziva (veze)

mogue pretjerano zakrenje: kanjenje i gubitci paketa

potrebni protokoli za pouzdan prijenos podataka ikontrolu zakrenja

P: Kako simulirati ponaanje mrea s prespajanjem vodova?

garantirana propusnost potrebna za audio/video aplikacije jo uvijek nerijeen problem (poglavlje 7)

Je li prespajanje paketa jasan pobjednik?

P: analogija rezerviranja sredstava kod ljudi (prespajanje vodova)

nasuprot dodjeli prema potrebi (prespajanje paketa)?

Prespajanje paketa nasuprot prespajanju vodova

1-34

Struktura Interneta: mrea (drugih) mrea

krajnji sustav se spaja na Internet preko pristupnog ISP-a(Internet Service Providers)

ISP-ovi za kuanstva, kompanije i sveuilita pristupni ISP-ovi moraju biti meusobno povezani

tako da svaka dva raunala mogu meusobno razmjenjivati pakete

rezultirajua mrea (drugih) mrea je sloena

razvoj je voen ekonomijom i nacionalnim politikama

pokuajmo postupno objasniti trenutnu strukturu Interneta

Uvod 1-35


Pitanje: kako meusobno povezati milijune pristupnih ISP-a?

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamreapristupna

mrea

pristupnamrea

Uvod 1-36


Mogunost: povezati svaki ISP sa svakim pristupnim ISP-om?

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea


mrea

pristupnamrea

povezati svaki pristupni ISP

sa svakim izravno ne skalira se: O(N2) poveznica.

Uvod 1-37


pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea


mrea

pristupnamrea

Mogunost: povezati svaki pristupni ISP s globalnim prijenosnim ISP-om?

Korisnici ISP-ovi i pruatelji ISP-ovi imaju ekonomski dogovor

globalni

ISP

Uvod 1-38


pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea


mrea

pristupnamrea

Ali ako je posao globalnog ISP-a profitabilan javit e se konkurencija.

ISP B

ISP A

ISP C

Uvod 1-39


pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea


mrea

pristupnamrea

Ali ako je posao globalnog ISP-a profitabilan javit e se konkurencija . koja mora biti povezana

ISP B

ISP A

ISP C

IXP

IXP

meusobna poveznica

Internet exchange point

(Internetska toka razmjene)

Uvod 1-40


pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea


mrea

pristupnamrea

mogu se javiti regionalne mree za povezivanje pristupnih mrea ISP-ova

ISP B

ISP A

ISP C

IXP

IXP

regionalna mrea

Uvod 1-41


pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea

pristupnamrea


mrea

pristupnamrea

i mree za distribuciju sadraja (npr., Google, Microsoft, Akamai ) mogu imati svoje vlastite mree, da bi pribliili usluge i sadraj krajnjim korisnicima

ISP B

ISP A

ISP B

IXP

IXP

regionalna mrea

mrea za distribuciju sadraja

Uvod 1-42

Uvod


u sredini: mali broj dobro povezanih velikih mrea 1. razina (tier-1) komercijalni ISP-ovi (npr., Level 3, Sprint, AT&T, NTT),

nacionalna & meunacionalna pokrivenost

mree za distribuciju sadraja (npr., Google): privatna mrea koja povezuje podatkovne centre na Internetu, esto zaobilazei ISP-ove 1. razine iregionalne ISP-ove

1-43

pristupni

ISP

pristupni

ISP

pristupni

ISP

pristupni

ISP

pristupni

ISP

pristupni

ISP

pristupni

ISP

pristupni

ISP

regionalni ISP regionalni ISP

IXP IXP

ISP 1. razine ISP 1. razine Google

IXP

Uvod

ISP 1. razine: npr., Sprint

od/do korisnika

ravnopravni

od/do okosnice

POP: point-of-presence

1-44

Uvod

Poglavlje 1: sadraj

1.1 to je Internet?

1.2 rub mree






1.7 povijest

1-45

Uvod

Kako dolazi do kanjenja i gubitaka?

paketi odlaze u red u meuspremnike usmjernika broj pristiglih paketa (privremeno) nadilazi kapacitet izlazne

poveznice

paketi odlaze u red i ekaju da dou na red

A

B

paket se prenosi (kanjenje)

paket eka (kanjenje)

slobodan (raspoloiv) dio meuspremnika: dolazni paketi seodbacuju (gube) ako nema slobodnog mjesta u meuspremniku

1-46

Uvod

etiri razloga kanjenja paketa

Tobrade: obrada u voru provjera pogreaka bitova odreivanje izlane

poveznicu

ukupno < milisekunde

A

B

irenje

prijenos

obrada

u voru ekanje u redu

Tekanja: ekanje u redu ekanje za prijenos na

izlaznu poveznicu

ovisio razini zakrenosti usmjernika

Tvora = Tobrade + Tekanja + Tprijenosa + Tirenja

1-47

Uvod

Tprijenosa: vrijeme prijenosa: L: duljina paketa (bitovi) R: kapacitet kanala (b/s) Tprijenosa = L/R

Tirenja: vrijeme irenja: d: duljina fizike poveznice c: brzina irenja kroz medij (~2x108 m/s kroz bakar i optiku,

3x108 m/s kroz zrak)

Tirenja = d/cTprijenosa & Tirenjasu jako razliiti!

etiri razloga kanjenja paketa

1-48

A

B

irenje

prijenos

obrada

u voru ekanje u redu

Tvora = Tobrade + Tekanja + Tprijenosa + Tirenja

Uvod

Analogija s karavanom

automobili se ire/propagirajubrzinom od 100 km/h

prolaz kroz naplatnu kuicu traje 12 s po automobilu(vrijeme prijenosa bitova)

auto~bit; karavana ~ paket

P: Koliko vremena treba da se karavana stigne do druge naplatne kuice?

vrijeme potrebno da se potisne cijela karavana kroz naplatnu kuicu = 12*10 = 120 s

vrijeme potrebno da se posljedni automobil propagira od 1. do 2. naplatne kuice: 100km/(100km/h)= 1 h

O: 62 minute

naplatna

kuicanaplatna

kuica

karavana od

10 automobila

100 km 100 km

1-49

Uvod

Analogija s karavanom (nastavak)

neka se sada automobili propagiraju brzinom od 1000 km/h i neka prolaz kroz naplatnu kuicu traje 1 min po automobilu

P: Hoe li prvi automobil stii do 2. naplatne kuice prije nego svi automobili prou prvu naplatnu kuicu?

O: Da! nakon 7 min, 1. automobil stie do 2.kuice; tri automobila su jo kod 1. naplatne kuice.

1-50

naplatna

kuicanaplatna

kuica

karavana od

10 automobila

100 km 100 km

Uvod

R: brzina poveznice (b/s)

L: duljina paketa (bitovi)

a: prosjena brzina dolaska paketa

Intenzitet prometa= La/R

La/R ~ 0: pros. malo ekanje u redu

La/R -> 1: pos. veliko ekanje u redu

La/R > 1: vie podataka dolazi nego

se moe posluiti, prosjeno kanjenje beskonano!

pro

sje

n

o

eka

nje

u r

ed

u

La/R ~ 0

Vrijeme ekanja (detaljnije)

La/R -> 1

1-51

Uvod

Stvarno kanjenje na Internetu i putovi (routes) kojima idu paketi kakva su stvarna kanjenja i gubici u Internetu?

traceroute program: omoguuje mjerenje ukupnog kanjenja od izvora do nekog usmjernika na putu prema odreditu. Za svaki i: alje 3 paketa koja e doi do i-tog usmjernika na putu

prema odreditu

usmjernik i e vratiti paket poiljatelju poiljatelj mjeri vrijeme od poetka slanja do primitka

odgovora.

3 mjerenja

3 mjerenja

3 mjerenja

1-52

Uvod

Stvarna kanjenja i putovi na Internetu

1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms17 * * *18 * * *

19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms

traceroute: gaia.cs.umass.edu to www.eurecom.fr

3 mjerenja kanjenja odgaia.cs.umass.edu do cs-gw.cs.umass.edu

* nema odgovora (moda izgubljen ili usmjernik ne eli odgovoriti)

prekooceanski

vod

1-53

Uvod

Gubitak paketa

red (odn. meuspremnik) ima ogranieni kapacitet

paketi koji pristignu kada je red popunjen se odbacuju tj. izgubljeni su

izgubljene pakete moe ponovo poslati prethodni vor, ili izvor, ili se ne uope ne alju ponovo

A

B

paket koji se prenosi

paket koji dolazi na popunjeni

meuspremnik se gubi

meuspremnik(ekanje)

1-54

Ostali uzroci kanjenja

Osim etiri osnovna uzroka kanjenja mogui su i drugi uzroci namjerno kanjenje kao dio protokola

ekanje na dijeljeni medij

ekanje na potvrdu o primitku

vrijeme paketizacije (multimedija u realnom vremenu) kanjenje zbog ponovnog slanja izgubljenog paketa

Uvod 1-55

Brzina slanja i frekvencijski pojas

bandwidth ima dva razliita znaenja irina frekvencijskog pojasa (u Hertzima) brzina prijenosa (u bit/s)

kapacitet komunikacijskog kanala ilipoveznice (link)= bandwidth u smislu brzine prijenosa (u bit/s)

Shannon-Hartleyev teorem:gornja granica kapaciteta Rmax je funkcija: irine frekvencijskog pojasa B omjer snage signala i uma S/N

Uvod 1-56

Rmax = Blog2(1+S/N)

Uvod

Propusnost (throughput)

propusnost: brzina (bit/s) kojom se bitovi prenose od poiljatelja do primatelja trenutna: brzina u nekom trenutku prosjena: brzina unutar nekog vremenskog intervala

posluitelj s datotekomod F bitova koju

alje klijentu

kapacitet vezeRs [b/s]

kapacitet vezeRc [b/s]

posluitelj alje bitove(fluid) u cijevi

cijev prenosi

brzinom Rs

cijev prenosi

brzinom Rc

1-58

Uvod

Propusnost (nastavak)

Rs < Rc Koja je prosjena propusnost od-kraja-do-kraja?

Rs [b/s] Rc [b/s]

Rs > Rc Koja je prosjena propusnost od-kraja-do-kraja?

Poveznica na putu od kraja-do-kraja ograniava

propusnost od kraja-do-kraja!

poveznica koja je usko grlo

Rs [b/s] Rc [b/s]

1-59

Uvod

Propusnost: Internet-scenarij

10 veza (poteno) dijele okosniku poveznicu kapaciteta R [b/s]

Rs

Rs

Rs

Rc

Rc

Rc

R

propusnost od-kraja-do-kraja po vezi: min{Rc, Rs, R/10}

u praksi: Rc ili Rsobino predstavlja usko grlo

1-60

Iskoritenost mree (utilization)

Koliko je propusnost mree iskoritena?

omjer propusnosti i kapaciteta kanala R U= / R

Iskoristivost mree ili maksimalna relativna propusnost Omjer maksimalne propusnosti i kapaciteta kanala U= max / R

Uvod 1-61

Uvod

Poglavlje 1: sadraj

1.1 to je Internet?

1.2 rub mree






1.7 povijest

1-62

Uvod

Slojevi protokola

Mree su sloene, imaju puno razliitih dijelova:

raunala (domaini) usmjernici poveznice preko

razliitih medija

aplikacije protokoli sklopovlje, programi

Pitanje:Ima li nade da se

organizira struktura mree?

1-63

Uvod

Organizacija zranog prijevoza

niz koraka

karta (kupnja)

prtljaga (provjera)

prolaz (ukrcaj)

pista (uzlijetanje)

usmjeravanje zrakoplova

karta (pritube)

prtljaga (preuzimanje)

prolaz (iskrcaj)

pista (slijetanje)



1-64

Uvod

karta (kupnja)

prtljaga (provjera)

prolaz (ukrcaj)

pista (uzlijetanje)

usmj. zrakoplova

odlazna zrana luka dolazna zrana lukameunarodni upravljaki centri zrane kontrole

usmj. zrakoplova usmj. zrakoplova

karta (prituba)

prtljaga (preuzimanje)

prolaz (iskrcaj)

pista (slijetanje)

usmj. zrakoplova

karta

prtljaga

prolaz

pista

usmj. zrakoplova

Uslojavanje funkcionalnosti kod zranog prijevoza

slojevi: svaki sloj implementira neku uslugu

uz pomo akcija unutar vlastitog sloja oslanjajui se na usluge nieg sloja

1-65

Uvod

Zato uslojavanje?

izlaenje na kraj sa sloenim sustavima: eksplicitna struktura omoguuje identifikaciju i

odnose izmeu dijelova sloenog sustava slojeviti referentni model

modularnost olakava odravanje i nadogradnju sustava promjena unutarnje implementacije usluga nakon sloja

je transparentno (nevidljivo) ostatku sustava

npr., promjena pravila za provjeru prtljage ne utjeu na ostale slojeve

loe strane uslojavanja?

1-66

Uvod

Internetov model (ili TCP/IP model)

aplikacijski (application): podravanje mrenih aplikacija FTP, SMTP, HTTP

transportni (transport): prijenos podataka od-procesa-do-procesa TCP, UDP

mreni (network): usmjeravanje datagrama od izvora do odredita IP, protokoli usmjeravanja

sloj (podatkovne) poveznice, (data) link:prijenos podataka izmeu dva susjedna mrena elementa Ethernet, IEEE 802.11 (WiFi), PPP

fiziki (physical): bitovi na ici

aplikacijski

transportni

mreni

povezniki

fiziki

1-67

Uvod

ISO/OSI referentni model

prikaz (presentation): omoguava aplikacijama da interpretiraju znaenje podataka, npr., enkripcija, kompresija, kodiranja

razgovor (session): sinkronizacija, provjera stanja, oporavak od pogreaka u razmjeni podataka

u Internetovom modelu nedostajuovi slojevi! ove se usluge, ako su potrebne, mora

implementirati npr. u aplikacijskom sloju

trebaju li?

aplikacijski

sloj prikaza

sloj razgovora

transportni

mreni

povezniki

fiziki

1-68

Uahurivanje slanje podataka:

nii sloj dobiva jedinicu podataka usluge (service data unit, SDU) od vieg sloja

SDU predstavlja teret (payload) kojem sloj dodaje svoje podatke, npr. u zaglavlje, i tako nastaje jedinica podataka protokola (protocol data unit, PDU)

primanje podataka: vii sloj dobiva PDU od nieg sloja iz PDU-a se izvadi SDU i predaje viem

sloju

Uvod 1-69

N-ti sloj

SDU

PDU

N-ti sloj

SDU

PDU

Uvod

izvor

aplikacijski

transportni

mreni

povezniki

fiziki

HtHn M

segment Ht

datagram

odredite

aplikacijski

transportni

mreni

povezniki

fiziki

HtHnHl M

HtHn M

Ht M

M

mreni

povezniki

fiziki

povezniki

fiziki

HtHnHl M

HtHn M

HtHn M

HtHnHl M

usmjernik

(router)

prespojnik

(switch)

Uahurivanjeporuka (message) M

Ht M

Hn

okvir

1-70

Sloenija stvarnost uslojavanja

ISO OSI model nastao prekasno Internet se neovisno razvijao

izvorni Internetov model imao 4 sloja moderni model je podijelio najnii sloj na 2 sloja

jedan protokol moe obavljati funkcije vie slojeva

vie protokola u suradnji mogu ostvarivati funkcije jednog sloja podslojevi unutar sloja

za neke primjene funkcije odreenih slojeva nisu potrebne, odnosno trivijalne su za mnoge aplikacije funkcije sloja prikaza su prejednostavne da bi se

ostvarivale posebnim protokolom

meuslojna optimizacija (cross-layer optimization)

Uvod 1-71

Primjeri uahurivanja protokola

Uvod 1-72

HTTP

IP

TCP

FTP

Ethernet

SMTP DNS TFTP

UDP

IEEE 802.11

ICMP

ARP

RIP

OSPF

IEEE 802.2

Uvod

Poglavlje 1: sadraj

1.1 to je Internet?

1.2 rub mree

krajnji sustavi, pristupne mree, veze1.3 jezgra mree





1.7 povijest

1-73

Uvod

Mrena sigurnost

Podruje mrene sigurnosti: kako napadai mogu napasti raunalnu mreu? kako moemo obraniti raunalnu mreu od napada? kako oblikovati arhitekture koje su otporne na napade?

Internet nije izvorno oblikovan s (puno) sigurnosti na umu izvorna vizija: grupa u kojoj lanovi imaju meusobno

povjerenje i koja je spojena na transparentnu mreu dizajneri Interneta ga naknadno popravljaju sigurnosni aspekti na svim slojevima!

1-74

Uvod

Napadai: postavljaju zlonamjerni kod na

raunala spojena na Internet

zlonamjerni kd (malware) moe doi na raunalo na nain:

virus: samoumnaajua infekcija nakon primanja/izvoenja objekta(npr., dodatka u e-poti)

crv: samoumnaajua infekcija kod pasivnog primanja objekta koji sama sebe pokree

pijunski zlonamjerni kd moe biljeiti pritiske tipki na tipkovnici, posjeena web-sjedita, slati prikupljene podatke na sjedite za prikupljanje podataka

zaraeno raunalo moe biti ukljueno u botnet, koji se koristi za slanje neeljene e-pote ili za DDoS napad

1-75

Uvod

meta

Denial of Service (DoS): napad uskraivanja usluge; napada ini sredstava (posluitelje, propusnost) nedostupne legitimnim korisnicima optereujui sredstva s izmiljenim prometom

1. odaberi metu

2. provali u raunala u

okruenju (za botnet)

3. sa zaraenih raunala kojima

pakete prema meti

Napadai: napadaju posluitelj

i mrenu infrastrukturu

1-76

Uvod

Napadai mogu presresti pakete

Presretanje i snimanje paketa (packet sniffing): zajedniki medij (dijeljeni ethernet, beino) mreno suelje koje prima/snima sve pakete (npr.,

ukljuujui i lozinke!) koje prolaze kroz zajedniki medij

A

B

C

izv:B odr:A teret

Wireshark koji se koristi na laboratorijskim vjebama

je (besplatan) program za snimanje mrenih paketa

1-77

Uvod

Napadai mogu koristiti lane adrese

lane IP-adrese (IP spoofing): slanje paketa s lanom izvorinom adresom

A

B

C

izv:B odr:A teret

1-78

ozbiljnije o sigurnosti (Mree raunala 2)

Uvod

Poglavlje 1: sadraj

1.1 to je Internet?

1.2 rub mree






1.7 povijest

1-79

Uvod

Povijest Interneta

1961: Kleinrock teorija redova (queueing theory)pokazana uinkovitost prespajanja paketa

1964: Baran prespajanje paketa u vojnim mreama

1967: ARPAnet osmiljen u okviru Advanced Research Projects Agency

1969: prvi ARPAnetovvor u funkciji

1972:

ARPAnetova javna demonstracija

NCP (Network Control Protocol) prvi protokol od-raunala-do-raunala

prvi program za e-potu ARPAnet ima 15 vorova

1961-1972: Prvi principi mrea s prespajanjem paketa

1-80

Uvod

1970: ALOHAnet satelitska mrea na Hawaima

1974: Cerf and Kahn arhitektura povezanih mrea

1976: Ethernet na Xerox PARC-a

kasne 70-te: vlasnike arhitekture: DECnet, SNA, XNA

kasne 70-te : prespajanje paketa fiksne duljine (pretea ATM-a)

1979: ARPAnet ima 200 vorova

Cerf and Kahns princip umreavanja: minimalizam, autonomija

ne zahtjeva unutarnje promjene za povezivanje mrea

model usluge najbolje to moe

usmjernici bez voenja stanja (stateless routers)

decentralizirano upravljanje

definiralo je dananju arhitekturu Interneta

1972-1980: Povezivanje, nove i vlasnike mree

Povijest Interneta

1-81

Uvod

1983: razvijanje TCP/IP

1982: definiran protokol SMTP za e-potu

1983: definiran DNS za prevoenja imena raunala u IP-adrese

1985: definiran protokol FTP

1988: kontrola zakrenja u TCP-u

Nove nacionalne mree: Csnet, BITnet, NSFnet, Minitel

100 000 raunala spojeno u konfederaciji mrea

1980-1990: novi protokoli, irenje mrea

Povijest Interneta

1-82

Uvod

rane 1990-te: ARPAnet povuena iz upotrebe

1991: NSF podignuta ogranienja za komercijalnu upotrebu NSFnet-a(rasputen, 1995)

rane 1990-te: Web

Razvijen u CERN-u hipertekst [Bush 1945, Nelson

1960-te]

HTML, HTTP: Berners-Lee 1994: Mosaic, kasnije Netscape kasne 1990-te: komercijalizacija

Weba

kasne 1990-te do 2000-te:

jo super aplikacija (killer apps): instant poruke, P2P dijeljene datoteka

mrena sigurnost postaje vana

procjenjuje se ~50 milijunaraunala, vie od 100 milijuna korisnika

okosnike poveznice na brzinama od Gb/s

1990, 2000-te: komercijalizacija, Web, nove aplikacije

Povijest Interneta

1-83

Uvod

2005-danas ~750 milijuna raunala

pametni telefoni i tableti

agresivno irenje irokopojasnog pristupa

poveana sveprisutnost beinog pristupa velikih brzina

javljaju se socijalne mree: Facebook: ubrzo jedna milijarda korisnika

davatelji usluga (Google, Microsoft) stvaraju svoje vlastite mree

zaobilaze okosnicu Interneta, omoguuju bripristup trailicama, video sadraju, itd.

e-poslovanje, sveuilita, poduzea pokreu svoje usluge u oblaku (npr., Amazon EC2)

Povijest Interneta

1-84

Uvod

Uvod: saetak

Preletjelo se kroz jako puno of materijala!

pregled Interneta

to je protokol?

rub i jezgra mree,pristupne mree

prespajanje paketa nasuprot prespajanju vodova

struktura Interneta performanse: gubici, kanjenja,

propusnost

slojevi i modeli usluga

sigurnost

povijest

sada bi trebali:

poznavati kontekst i imati osjeaj to su to mree

vie u dubinu i detalje u nastavku!

1-85

Documents

Nešto za faks