Maturski rad - prezentacija

Računarske mreže

maj/jun 2007.

Računarske mreže – sadržaj 1

Osnovni pojam - 2

Tipovi – 3

Prijemnici i predajnici – 4

Povećanje brzine prenosa – 5

Komunikacioni kanali-žični prenos – 6

Komunikacioni kanali-bežični prenos -7

Učestanost – 8

Karakteristike prenosa – 9

Protokol – 10

Komunikacione mreže – 11

WAN mreža – 12

Komponente LAN-a – 13 – 17

Topologija LAN mreža – 18 – 19

Tehnike upravljanja i metode pristupa – 20

Uvod u internet -21

Istorija interneta – 22 – 23

IP adresa – 24- 25

OSI Model – 26

TCP/IP protokol – 27 – 29

Računarska mreža je sistem koji se sastoji od skupa računarskih

hardverskih komponenti, međusobno povezanih komunikacionom

opremom (opremom za povezivanje) preko komunikacionog kanala,

i snabdeven odgovarajućim softverom kojim se ostvaruje kontrola

funkcionisanja sistema tako da je omogućen prenos podataka

različitih tipova, kao i zajedničko korišćenje nekog uređaja.

Računarske mreže – osnovni pojam 2

Računarske mreže – tipovi mreža 3

• LAN – Local area network – privatna komunikaciona mreža koja opslužuje korisnike u jednom odredjenom geografskom prostoru

• MAN – Metropolitan area network – komunikaciona mreža koja pokriva područje nekog grada. Osnovna svrha ove mreže je da se izbegnu troškovi telefonskih komunikacija na daljinu.

• WAN – Wide area network – mreža koja pokriva veliko područje.

• Internet je mreža koja povezuje na stotine WAN-ova

Prednosti korišćenja – deoba perifernih uređaja (LAN), deoba programa i podataka, unapređivanje komunikacije (e-mail,chat), pristup bazama podataka (privatnim i javnim), čuvanje informacija

Računarske mreže – prijemnici i predajnici 4

modem – modem – modmodulator / ulator / demdemodulatorodulator

• brzina prenosa: baud (byte/sec) ili bps (bit/sec),

• ubrzan razvoj: 9,600; 14,400; 28,800; 33,600; 56,000, 115,200 bps

• FCC regulative ograničavaju prijem na brzinu od 53 Kbps, a predaju na 31,2 Kbps

Računarske mreže – povećanje brzine prenosa 5•ISDNISDN (Integrated service digital network) do 128 Kbps – digitalni prenos podataka, ima dve telefonske linije u paru.

• DSLDSL (Digital subscriber line) - 90-680 Kbps (upload); 0.64-8 Mbps (download) – obavlja i prenos i modemsku funkciju. Tehnika prenosa je prošireni spektar (spread spectrum) – analogni signal se prenosi preko širokog opsega učestanosti (efekat je kao da više modema paralelno rade). Može da "deli" liniju za telefonski razgovor i prenos podataka. Ograničeno rastojanje mesta prenosa od telefonske centrale

• Cable modemCable modem – koristi kabl za vezu sa kablovskom televizijom ne ometajući prenos TV signala, u stalnoj je vezi sa provajderom; problem zaštite podataka koji se prenose na istom segmentu kabla - 96 Kbps (upload), 30 Mbps (download);

• Modem za mobilnu telefonijuModem za mobilnu telefoniju - relativno spor u odnosu na fiksnu telefoniju, u snažnom razvoju.

• Satelitska antenaSatelitska antena – 400 Kbps – 33.6 Mbps

Računarske mreže – komunikacioni kanali-žični prenos 6

16 – 100 Mbps

do 200 Mbps

do 1Tbps

parice

bakarnažica

izolacijaomotač

omotač izolacijaspoljni

provodnikunutrašnjiprovodnik

koaksijalnikabl

Optičkovlakno

Stakleniomotač

Zaštitniomotač

optički kabl

UTP unshieldedSTP shielded

twisted pair

Računarske mreže – komunikacioni kanali-bežični prenos 7

mikrotalasimikrotalasidirektna vidljivost, veliki obim podataka

komunikacikomunikacioni oni satelitsatelit

infracrveni infracrveni signalisignali direktna vidljivostradio signaliradio signali (UHF/VHF)

Comm. Tower

Oko

32,

000

km

RadioSatelit

Mali kapacitet, mala rastojanja

Računarske mreže – učestanost 8

102210 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 102110

radio talasimikrotalasi

infra-crveni zraci

ultra-violetni zraci

Koaksijalni kabl

vidljiva svetlost

X-zraci

gama zraci

telefon mikrotalsaniradio i satelitski prenos

optički kabl

parice

mobilniučestanost(Hz)

Računarske mreže – karakteristike prenosa 9• BrzinaBrzina ((transmission ratetransmission rate) – ) – učestanost signala, propusni opseg (razlika min i max učestanosti koje se prenose preko jednog kanala)

• Komunikacione veze – Komunikacione veze – jednoznačna (point-to-point), višeznačna (multipoint, multidrop lines)

• Tip prenosa – Tip prenosa – serijski i paralelni

• Smer prenosa - Smer prenosa - simpleks, poludupleks, puni dupleks

• Način prenosa – Način prenosa – asinhroni i sinhroni

• Komutacija paketa (Komutacija paketa (packet switchingpacket switching) – ) – deoba poruke na pakete i slanje preko više alternativnih linija

• Multipleksiranje – Multipleksiranje – više signala preko jednog kanala

• Tehnike kodiranja – Tehnike kodiranja –

• Fizički interfejs – Fizički interfejs – raspored pinova, nivoi napona itd, EIA (The Electronic Industries Association) utvrđuje standarde

Računarske mreže – protokol 10

• Skup pravila i standarda koji odredjuju način razmene Skup pravila i standarda koji odredjuju način razmene podataka izmedju hardverskih i softverskih komponentipodataka izmedju hardverskih i softverskih komponenti

• Svrha komunikacije – Svrha komunikacije – komercijalne aplikacije i prikupljanje podataka

• Zatvoreni i otvoreni protokoli – Zatvoreni i otvoreni protokoli – oprema samo jednog proizvođača ili različitih proizvođača

• Kategorije protokola Kategorije protokola Karakter orijentisani (BISYNC, MODBUS, ASCII) započinju prenos slanjem specijalnog znaka “Broj bajtova” (DDCMP, DECNET), započinju prenos slanjem karaktera iza koga sledi broj bajtova poruke Bit orijentisani protokoli (SDLC, HDLC, TCP/IP) poruke proizvoljne dužine, nema specifičnih karaktera Protokoli posebne namene (svi ostali)

Računarske mreže – komunikacione mreže 11

Elementi mreže i postupak prenosa

Token-ring

Čvor

ČvorČvor

Korisnik

Host

Bus

Host

Čvor

Čvor

ČvorČvor

Čvor

Host Čvor

ČvorČvor

Upload

Download

Računarske mreže – WAN mreža 12•Komutirani (switched) ili dial-up servis – uspostavljanje veze izmedju dva čvora po posebnom pozivu. Veza ostaje uspostavljena do okončanja poziva. Usluge ove vrste pružaju telefonske kompanije (POTS – plain old telephone service).

•Direktan servis (dedicated) – obezbedjuje stalnu vezu izmedju dva čvora pomoću direktne, iznajmljene (leased) linije (standardne, ISDN, DSL itd.)

Mainframe

Multiplexer Multiplexer

Computer

Computer

Computer

Computer

Computer

Computer

spore linije

brza linija

HostFrontEndProcessor

Računarske mreže – komponente LAN-a 13

HubHub - uredjaj koji povezuje segmente jedne jedne mremrežžee•prosledjuje poruku koju prima (ne čitajući je) svakom uredjaju koji je na njega vezan • koristi za vezivanje više računara u jednoj tački u mreži

Bay Networks

Bay Networks Stackable Hub

Hub

Small Hub

Logički simboli

Računarske mreže – komponente LAN-a 14SwitchSwitch - povezuje dva ili više računara, hub-a, segmenta mreže ili više mreža koje imaju isti standard za prenos isti standard za prenos podatakapodataka• kreira sesije i obezbedjuje pravilan redosled u njihovoj realizaciji• ispituje adresu destinacije paketa i prosledjuje ga direktno (bez izmene) ka toj destinaciji. • može se programirati tako da se pojedini delovi mreže koje on povezuje izdvoje kao logičke celine

Bay Networks

Bay Networks Stackable Switch

Izdvojenelogičkeceline

ATM Switch

Workgroup Switch

Logički simboli

Računarske mreže – komponente LAN-a 15

Logički simbol

BridgeBridge - povezuje segmente mremrežže istog tipae istog tipa. • radi na dva najnidva najnižža slojaa sloja OSI modela, obezbedjujući povezanost fizičkog sloja i sloja veze podataka.• prebacuje saobraćaj sa jednog segmenta mreže na drugi na osnovu adresa paketa. • ima bafere za privremeni smeštaj paketa. Paketi se čuvaju kada dodje do zagušenja u mreži, da bi se naknadno kad se mreža rastereti prosledili dalje

Bridge

LANLAN

Bridge

Računarske mreže – komponente LAN-a 16

Logički simbol

RouterRouter - je "inteligentan" uredjaj koji podržava vezu izmedju sličnih, ali i različitih LAN-ova, kao i vezu LAN-a sa WAN-ovima i MAN-ovima koji koriste isti mreisti mrežžni protokolni protokol. • radi na poslednja tri sloja OSI modelaposlednja tri sloja OSI modela, vidi celu mrežu (za razliku od bridge-a koji vidi samo svoju vezu) • kada primi jedan paket, ruter analizira adresu njegovog krajnjeg odredišta i odredjuje najbolju putanju u mreži, menja okruženje paketa (ali ne i njegov sadržaj) tako da adresira sledeći ruter koji se nalazi na odredjenoj putanji prema krajnjem cilju

3Com

3Com Router

WAN

LAN

WAN

Router

Računarske mreže – komponente LAN-a 17

Logički simbol

GatewayGateway - se koristi za prenos podataka izmedju dve mreže koje koriste razlirazliččite veze podataka i standarde ite veze podataka i standarde mremrežžee• radi na svih sedam slojeva OSI modelsedam slojeva OSI modelaa • prima podatke sa jedne mreže, obradjuje ih da bi ih prilagodio formatu druge mreže i šalje ih preko te druge mreže • neki gateway-i ovu operaciju izvode čisto hardverski (veoma brzo), dok neki koriste i odgovarajući softver što usporava njihov rad

Gateway

Računarske mreže – topologija LAN mreža 18ZvezdaZvezdaStar Star networknetwork

Scanner

PrinterServer

Workstation

Laptop

ComputerComputer

Minicomputer

Disk array

Token-ring

Mac II

Minicomputer

WorkstationLaptop

Printer

Computer

Mainframe

• svi uređaji se vezuju u jednu tačku, preko hub-a• prenosom upravlja server

• svi uređaji se vezuju u prsten• poruku šalje čvor koji ima “žeton”• poruka ide od čvora do čvora sve do primaoca• “žeton” ide od čvora do čvora

PrstenPrstenRing Ring networknetwork

Računarske mreže – topologija LAN mreža 19

MagistralaMagistralaBus Bus networknetwork

FDDI network FDDI network ((FFiber iber ddistributed istributed ddata ata nnetwork)etwork)

Minicomputer

WorkstationLaptop

Printer

Mainframe

Mac II

Computer

FDDI

BusServer PrinterMinicomputer

ComputerWorkstation

Printer• svi uređaji se vezuju na magistralu• svako sa svakim komunicira• kolizija poruka

• dupleks ring tehnologija• brzina 100 – 200 Mbps• prenos slike

Računarske mreže – tehnike upravljanja i metode pristupa 20

Klijent-Server LANKlijent-Server LAN

klijentiklijenti - - traže neke podatke

serveriserveri - - pružaju podatke (file server, database server, print server, mail server, fax server, communication server )

middlewaremiddleware -- softver koji povezuje rad servera i klijenta

Master/slave Master/slave – master upravlja komunikacijom

Peer-to-Peer LANPeer-to-Peer LAN – mreža uredjaja koji su potpuno ravnopravni u smislu komunikacija i koji koriste isti mrežni protokol za razmenu podataka

• token ring (deterministički) protokol

• multi-cast, multi-drop (stohastički) protokol

Računarske mreže – uvod u internet 21

Internet je globalna računarska mreža. Pre svega, pojam internet znači mreža unutar mreže, ili internkonekcija između više računara. Strukturno postoje male mreže koje se međusobno vezuju, i time čine ovu strukturu. Internet se sve više naziva globalnom mrežom informacija (velika internacionalna-globalna baza podataka). Broj računara na internetu se trenutno procenjuje na oko 150.000.000. Količina informacija koju ti serveri poseduju je ogromna, i teško je proceniti i prikazati realno kolika je ona zaista.

Računarske mreže – istorija interneta 22

Internet vodi poreklo od ARPANET mreže kojom je američka vojna agencija, ARPA (isto i DARPA - (Defense) Advanced Research Project Agency), 60-70. godina 20. veka povezivala nekoliko univerziteta radi razmene istraživačkih rezultata vezanih za moguću odbranu od nuklearnog rata. Sa slabljenjem hladnog rata, ARPANET se orijentiše na povezivanje i drugih univerziteta radi razmene istraživačkih radova.

Značajan događaj za razvoj Internet mreže predstavlja projekat protokola za mrežnu komunikaciju, TCP (Transmission Control Protocol), objavljen 1974. godine, koji će predstavljati temelj svih nivoa komunikacije na Internetu - od najnižeg, vezanog za komunikacione kanale, do najvišeg, vezanog za komunikaciju među apikacijama i korisnicima. U to vreme počinje da se koristi termin "Internet" mada je zapravo reč o ARPANET mreži.Godine 1983. ARPANET se deli na vojni i civilni sektor, da bi 1990. godine ARPANET mreža bila ukinuta i zamenjena Internet mrežom.

Računarske mreže – istorija interneta 23

Do 1990. godine ova mreža se prepoznavala po elektronskoj pošti (e-mail) kao osnovnom servisu. Tek pojava HTTP protokola (HyperText Transfer Protocol), razvijenog u CERN-u (Centre European de Rechearche Nuclaire), Ženeva, 1989. godine, omogućuje postavljanje (i preuzimanje) proizvoljnih informacija na ovu mrežu. U početku u vlasništvu države (Amerike), Internet prelazi u ruke velikog broja vlasnika pojedinih njenih segmenata, a korišćenje postaje javno i pristup (uz naknadu) slobodan. Broj računara na mreži doživljava eksplozivan rast, da bi 1997. godine već bio preko 16 miliona.

Računarske mreže – IP adresa 24

Svaki računar povezan na Internet ima jedinstvenu IP (Internet Protocol) adresu. To je 32-bitni celi broj koji se, zbog jednostavnosti, interpretira kao niz od 4 cela broja u intervalu [0,255], razdvojenih tačkama.

Na primer, 32-bitni ceo broj10010011 01011011 01000000 00011011interpretira se (i zapisuje) kao niz celih brojeva147.91.64.27

Ovakav zapis poznat je kao IP adresa računara (ili drugog uređaja) na Internetu.

Računarske mreže – IP adresa 25

Postoji nekoliko klasa IP adresa koje se razlikuju po tome koliko su "generičke", tj. koliko je brojeva (od četiri) u njihovom sastavu fiksirano (prvi, prva dva, prva tri, sva četiri). Od klase adrese zavisi broj računara koji se, tom adresom, mogu direktno priključiti na Internet. Prethodni primer je adresa četvrte klase - sva četiri broja su fiksirana - i određuju samo jedan računar. Pri priključivanju na Internet telo odgovorno za dodelu IP adresa i domena dodeljuje adrese i klase.

Adrese dužine 32 bita (4 “okteta”) omogućuju oko 4 milijarde adresa. S obzirom na enormnu brzinu kojom Internet raste, predložena je nova “norma” (u okviru verzije 6 Internet Protokola: IETF - IPv6) koja uvodi 128-bitne adrese tj. adrese koje se sastoje od 16 okteta. Broj adresa pri tome je nezamislivo veliki (4 milijarde na 4. stepen).

IP adresa nije pogodna za ljude. Umesto IP adrese koristi se tzv. ime domena specifičnog računara (koje odgovara IP adresi 4. klase), ili mreže računara (što odgovara IP adresi viših klasa). Na primer, IP adresa147.91.64.27 može da se označi imenom domenaalas.matf.bg.ac.yu

Računarske mreže – OSI Model (Open System Interconection) 26

1. Fizicki sloj

2. Veza podataka (data link)

Adapter Adapterprenos podataka od cvora do cvora (upravljanjepristupom mediju, ubacivanje paketa u okvire)

prenos bitova duz komunikacionog kanala

3. Mreza (network)rutiranje podataka na razlicite mreze

(deoba blokova na okvire)

4. Transportobezbedjivanje isporuke cele poruke

(deoba poruke na blokove, odredjivanje krajnjihtacaka rutiranja na pojedinim mrezama)

5. Sesija

Prevođenje imena i adresa, zaštita podatakastart, stop i upravljanje redosledom prenosa

6. Prezentacijapravila za konverziju podataka

(dekompresija podataka i priprema podataka zaprenos, odnosno za prijem od strane aplikacije)

7. Aplikacija

svrha komunikacije (e-mail, prenos datoteka itd.,interfejs prenosa podataka sa aplikacijom)Cvor u mrezi Cvor u mrezi

Token ring(IEEE 802.5)

Ethernet(IEEE 802.3)

ISDN

TCP/IPSPX/IPXNetBEUI

NetBIOSSockets

TLI

Peer-to-Peer

OSI model je apstraktni opis svih mogućih funkcija računarske mrežne komunikacije, predstavljen u obliku sedam slojeva.

Računarske mreže – TCP/IP protokol 27

TCP/IP protokol (Transfer Control Protocol / Internet Protocol

TCP/IP je skup protokola, koji se još naziva i Internet protokol. Nastao je pod okriljem američke vladine agencije za napredna istraživanja (DARPA), ali je igrom slučaja vremenom postao osnova javne i globalne Internet mreže. Istraživanja su započeta 1970. godine, u saradnji sa nizom vodećih američkih univerziteta.

SlojeviKao i OSI model, TCP/IP je zasnovan na prenosu podataka po slojevima (sa tom razlikom da OSI model ima 7 slojeva, a TCP/IP 4 ili 5). Imena slojeva koje TCP/IP podržava su Aplikativni, Trasportni, Internet i Pristupni, pri čemu se u nekim podelama Pristupni sloj deli na Fizički i Datalink sloj.

Sloj 5 - AplikacijeAplikativni sloj TCP/IP-ja odgovara zbiru Aplikativnog, Prezentacionom i sloju Sesije OSI modela. Mrežni protokoli (i odgovarajući programi) na ovom nivou su Telnet, FTP, SNMP, HTTP i SMTP.

Računarske mreže – TCP/IP protokol 28

Sloj 4 - TransportTransportni sloj odgovara sloju 4 OSI modela, sa tom razlikom da nema funkcionalnost OSI sesije. Osnovna namena ovog sloja je obezbedi prenosni servis. Najvažniji protokoli sloja 4 su TCP (Transmission Control Protocol) i UDP (User Datagram Protocol). Oba protokola služe aplikativnom sloju za prenos podataka, a sam izbor zavisi od zahteva za pouzdanošću prenosa:TCP je pouzdan, konekcioni protokol koji obezbeđuje proveru grešaka i kontrolu toka podataka preko virtualne veze, koja se uspostavlja i po završetku prenosa raskida. FTP, HTTP i SNMP servisi koriste TCP da bi obezbedili prenos podataka bez grešaka i gubitaka.UDP je nepouzdan, prenos bez konekcije, ali sa zato sa manjim opterećenjem mreže. UDP ne obuhvata proveru grešaka pri prenosu, niti ima mehanizme za kontrolu toka podataka. SNMP i multimedijalne aplikacije koriste UDP, SNMP zbog nadzora mreže (što je proces koji ne bi trebalo da preoptereti mrežu), a multimedijalne aplikacije zbog manjeg opterećenja mreže.

Računarske mreže – TCP/IP protokol 29

Sloj 3 - InternetSloj 3 je odgovoran za usmeravanje (ruting) podataka preko mreže. Omogućava komunikaciju preko mreža istog ili različitog tipa i obavlja prevođenje između različitih adresnih šema. IP (Internet Protocol) i ARP (Address Resoluton Protocol) se nalaze u sloju 3.

Slojevi 1 i 2Kombnacija prenosa po Datalink i Fizičkom sloju se obavlja u hardveru uz pomoć pristupnih metoda jao što su CSMA/CD (Carrier Sensed Multiple Access with Collision Detection) iz Ethernet protokola. Ethernet funkcioniše na pristupnom nivou mreže, tako što Ethernet elektronika radi na Fizikom sloju, a CSMA/CD MAC (Medium Access Control) metod po Datalink sloju.

K R A J