raČunarke mreŽe - Почетна · pdf fileraČunarke mreŽe računarska mreža je skup...

RAČUNARKE MREŽE

Računarska mreža je skup više računara, koji su međusobno povezani na

odgovarajući način, mogu da komuniciraju i dele resurse mreže.

Namena računarskih mreža je korišćenje zajedničkih:

podataka,

hardvera i

softvera

od strane više korisnika.

MODEL KOMUNIKACIONOG SISTEMA

1. Izvor – generiše podatke za prenos.

2. Predajnik – transformiše generisane podatke u oblik pogodan za prenos.

3. Komunikacioni kanal – može biti jednostavna veza (linija) ili kompleksna mreža.

4. Prijemnik – prihvata signal iz prenosnog sistema i transformiše ga u oblik pogodan za odredište.

5. Odredište – prihvata prenete podatke.

Izvor Predajnik Komunikacioni

kanal Prijemnik Odredište

ARHITEKTURA RAČUNARSKE MREŽE

Host – uređaj koji šalje ili prima podatke (računar, štampač, …)

Mrežni uređaj – obnavlja i/ili usmerava podatke kroz mrežu

Linija veze (komunikacioni kalal) - delovi mreže koji fizički povezuju čvorove

Deljeni resursi – zajedničke hardverske ili softverske komponente mreže

Čvorovi mreže

mrežni uređaj

deljeni

resurs

host linija veze

host

komunikacioni

kanal

VRSTE MREŽA PREMA TIPU LINIJE VEZE

TAČKA-TAČKA (POINT-TO-POINT)

Svaka dva računara su povezana posebnim linkom

MULTIPOINT

Postoji DELJENI LINK koji je zajednički za sve računare u mreži.

Vrste multipoint mreže:

- emisija ka svima

podatak sa linka primaju

istovremeno SVI RAČUNARI u mreži

- selektivna emisija podataka

podatak sa linka primaju

SAMO ODREĐENI RAČUNARI u mreži

VRSTE MREŽA PREMA SMERU PRENOSA PODATAKA

SIMPLEKS

POLUDUPLEKS

DUPLEKS

VRSTE MREŽA PREMA RELATIVNOM ODNOSU ČVOROVA

Term

inali

CPJ

HD uređaji

KLIJENT-SERVER

MREŽA

MREŽA

RAVNOPRAVNIH

RAČUNARA

HOST-BASED MREŽE

(zastarela vrsta)

VRSTE MREŽA PREMA RASPOREDU ČVOROVA

1. potpuno povezana mreža (mesh),

2. zvezda (star),

3. stablo (tree),

4. magistrala (bus),

5. prsten (ring)

POTPUNO POVEZANA MREŽA

Računari su međusobno direktno povezani

Svaka veza prenosi samo “svoje“ podatke

Privatnost podataka ZAGARANZOVANA

Identifikacija i izolacija kvara je jednostavna

ZVEZDA

Računari se povezuju sa mrežnim uređajem, MU (hub, switch, router).

Ne dozvoljava se direktni prenos poruka između računara.

Niža cena od potpuno povezane mreže.

Ako neka veza otkaže, posledice trpi samo računar čija je to veza.

MU

STABLO - VIŠE ZVEZDA POVEZANIH U JENU MREŽU

mreža može da se proširuje,

moguća je izolacija pojedinih delove mreže.

MU

MU

MU

CMU

MAGISTRALA

Svi čvorovi su priključeni na jedinstveni komunikacioni kanal.

Prednost: jednostavna instalacija

Nedostak: otežana rekonfiguracija i izolacija kvara

PRSTEN

Svi računari su povezani u prsten.

Prednost: jednostavna instalacija i rekonfiguracija.

Nedostatak: prekid jednog linka, prekida komunikaciju u celoj mreži.

RING

HIBRIDNE TOPOLOGIJE

Kombinacija različitih topologija

Koristi se kada različite podmreže treba međusobno povezati.

zvezda

magistrala

zvezda

MU

CMU

VRSTE MREŽA PREMA NAČINU PRENOSA PODATAKA

PRENOS PODATAKA SA KOMUTACIJOM PAKETA

Poruka se dele na pakete.

Ruteri prenose pakete do odredišnog računara.

Paketi mogu da putuju različitim putanjama.

Putanje određuju ruteri.

Na prijemnoj strani paketi se integrišu u poruku.

poruka se

dele na

pakete

Moguć je veći broj

prenosnih puteva

paketi se

integrišu u

poruku

PRENOS PODATAKA VIRTUELNOM PRIVATNOM MREŽOM (VPN)

- VPN služi za bezbedni prenos podataka kroz javnu mrežu.

- Način prenosa podataka: komutacija šifrovanih paketa

paketi se šifriraju koristeći digitalni potpis

- Zahvaljujući šifriranju paketa, stvara se tzv. VPN tunel koji se koristi kao

logička konekcija između dva mrežna uređaja.

VRSTE MREŽA U ODNOSU NA GEOGRAFSKI PROSTOR KOJE ZAUZIMAJU

LAN (Local Area Networks)

Računarska mreža u privatnom vlasništvu

Umrežavanje računara u ograničenom prostoru:

- u jednoj zgradi,

- kompleksu zgrada nekog fakulteta, vladine organizacije ili preduzeća

PRIMER. LAN u jednoj zgradi

MU

MU

MU

CMU

MU

PRIMER. LAN koji pokriva više zgrada

MAN (Gradska mreža) je javna mreža na nivou jednog grada

MU

WAN (Regionalna računarska mreža) - javna mreža koja obezbeđuje prenos podataka na velike daljine kao što je jedna država ili kontinent

Internet MREŽA

Jedinstvena svetska računarska mreža nastala udruživanjem velikog broja različitih računarskih mreža.

Umrežavanje se zasniva na dobrovoljnoj osnovi.

Internet funkcioniše na provajderskoj osnovi.

- provajder je isporučilac Internet usluga

Struktura Internet mreže: kičma (backbone), tranzitne mreže (TM) i periferne mreže (PM).

TRANZITNA MREŽA (TM):

- srednja brzina

- povezuje druge TM ili PM

KIČMA:

- velika brzina

- povezuje TM

PERIFERNA MREŽA (PM):

- LAN ili MAN

- ne prenosi se saobraćaj

između drugih mreža

MREŽNI SOFTVER (MS)

ARHITEKTURA MREŽNOG SOFTVERA

- Mrežni softver je odgovoran za:

1. uspostavljanje i raskidanje veze između čvorova

2. održavanje veze,

3. određivanje optimalne putanje između čvorova.

- MS sakriva sve detalje od korisnika vezane za komunikaciju između čvorova.

- MS - poseban modul operativnog sistema.

STRUKTURA MREŽNOG SOFTVERA

- Mrežni softver se sastoji iz više hijerarhijski povezanih slojeva (nivoa).

- Svaki sloj (nivo) obrađuje po jedan specifičan zadatak.

- Zadaci nižeg nivoa - transformacija bitova u električne signale

- Zadaci višeg nivoa - usmeravanje poruka od izvora do odredišta

VERTIKALNE VEZE IZMEĐU SLOJEVA - INTERFEJS SLOJEVA

- Pravilo za vertikalno povezivanje (Interfejs) između susednih vertikalnih slojeva:

Niži sloj k obezbeđuje određeni skup servisa višem sloju k+1.

Sloj k - 1

Sloj k + 1

Sloj k - 1

Sloj k Sloj k

Sloj k + 1

Sloj k - 1

Interfejs

Interfejs

Interfejs Interfejs

RAČUNAR 1 RAČUNAR 2

HORIZONTALNE VEZE IZMEĐU SLOJEVA - PROTOKOLI

- Protokol – p ravila za horizontalno povezivanje slojeva istog nivoa

- Protokol sloja k - pravila komunikacije između dva računara na sloju k

Sloj k - 1

Sloj k + 1

Sloj k - 1

Sloj k Sloj k

Sloj k + 1

Sloj k - 1

RAČUNAR 1

PROTOKOL

RAČUNAR 2

PRENOŠENJE PODATAKA IZMEĐU SLOJEVA

- Pri prenosu podataka ka nižem sloju u paket se utiskuje zaglavlje.

- Pri prenosu podataka ka višem sloju iz paketa se istiskuje zaglavlje.

istiskivanje

zaglavlja H4

iz paketa

H4M

poruka PREDAJNI

RAČUNAR

PRIJEMNI

RAČUNAR

utiskivanje

zaglavlja H4 u

poruku M

poruka

REFERENTNI MODELI U MREŽNIM KOMUNIKACIJAMA

Referentni model opisuje interakciju između: - različitih hardvera (uređaja) i - različitih softvera (programa odnosno servisa) umreženih računara

Ova interakcija se definiše pomoću protokola (pravila za komunikaciju).

Razlikujemo sledeće modele:

- OSI referentni model (apstraktni)

- TCP/IP model (primenljiv)

1. OSI REFERNTNI MODEL

OSI referentni model je apstraktan model koji služi kao šablon za razvoj funkcija za komunikaciju.

Realizovan je hijerarhijski, u 7 logičkih nivoa (slojeva).

Na svakom sloju, OSI model opisuje funkcije (servise) samog sloja, i interfejs i protokole između slojeva.

Ap

likacio

no

orj

en

tisa

ni

7.

APLIKACIONI

SLOJ

Obezbeđuje standardne servise (elektronsku poštu, prenos udaljenih fajlova, Web, …)

6.

PREZENTACIONI

SLOJ

Prilagođava formate poruka, obezbeđuje sigurnost podataka, šifrovanje, ...

5.

SLOJ SESIJE

Uspostavlja dijalog između dva

prezentaciona sloja i koordinaciju

između dve aplikacije.

4.

TRANSPORTNI

SLOJ

Obezbeđuje pouzdan prenos celokupne poruke između računara u dve mreže

Mre

žn

o z

avis

ni slo

jevi 3.

MREŽNI SLOJ Obezbeđuje isporuku pojedinačnih paketa između različitih mreža

2.

SLOJ VEZA Obezbeđuje isporuku delova paketa (OKVIRI) između računara u istoj mreži

1.

FIZIČKI SLOJ

Odgovoran je za prenos pojedinačnih

bitova putem kablova

2. TCP/IP MODEL

Za razliku od ISO modela, TCP/IP model je praktičan model, koji je primenjen u praksi.

Sadrži 5 (odnosno 4) sloja.

U literaturi fizički i sloj veza se često združuju u jedan jedinstveni sloj, sloj pristupa mreži, tako da tada broj slojeva TCP/IP iznosi 4.

PROTOKOLI U TCP/IP MODELU

ENKAPSULIRANJE PODATAKA U TCP/IP MODELU

ADRESIRANJE U TCP/IP MODELU

MAC adresa

Ethernet:

48-bitne

MAC adrese su fabrički utisnute u

mrežnu karticu.

IP adrese

IP V4:

32-bitne

Ukupno IP:

232 = 4,294,967,296

Adrese portova

Svakom procesu se dodeljuje po

jedan port za komunikaciju.

TCP/IP:

16-bitne

IP ADRESE

Svaki uređaj na Internet mreži ima jedinstvenu 32 bitnu IP adresu.

Dekadni zapis IP adrese: 212 . 062 . 045 . 222

Binarni zapis IP adrese: 11010100 . 00111110 . 00101101 . 11011110

IP adresa se sastoji iz dva dela:

1. adrese mreže - AM (zajednička za sve uređaje na istoj fizičkoj mreži) i

2. adrese čvora - AČ (jedinstvena za svaki uređaj na toj mreži)

U zavisnosti od broja bitova koji se rezervišu za AM i AČ razlikujemo 5 klasa mreža: A, B, C, D, E

Kla

sa

1. bajt 2. bajt 3. bajt 4. bajt Opseg adresa Broj

mreža/čvorova

A 0 M (7) Č (24) 0.0.0.0 - 127.255.255.255 27 M, 224 Č

B 1 0 M(14) Č (16) 128.0.0.0 - 191.255.255.255 214 M, 216 Č

C 1 1 0 M(21) Č (8) 192.0.0.0 - 223.255.255.255 221 M, 28 Č

D 1 1 1 0 Muticast (28) 224.0.0.0 - 239.255.255.255 228 M, 0 Č

E 1 1 1 1 Rezervisana

KLASE MREŽA I MASKA MREŽA

Binarna reprezentacija maske Decimalna

reprezentacija Klasa 1. bajt 2. bajt 3. bajt 4. bajt

A 11111111 00000000 00000000 00000000 255.0.0.0

B 11111111 11111111 00000000 00000000 255.255.0.0

C 11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0

MREŽNA OPREMA

Pasivna i aktivna

PASIVNA MREŽNA OPREMA (kablovi, utičnice, priključnice, …)

KABLOVI SA UPREDENIM PARICAMA (UTP)

Vrsta UTP kablova sa upredenim

paricama Oznaka Brzina

Maksimalna

duzina kabla

UTP kabl Kategorije 3 100BaseT4 100 Mb/s 100 metara

UTP kabl Kategorije 5 100BaseTX 100 Mb/s 100 metara

UTP kabl Kategorije 5 (5E) 1000BaseT 1000 Mb/s 100 metara

KOAKSIJALNI KABL

tanki 50 omski kabl za povezivanje manjih grupa računara - do 180m

deblji 75 omski kabl za izgradnju kičme Ethernet mreže - do 500m

KABL SA OPTIČKIM VLAKNIMA

- Sastoje se od velikog broja optičkih vlakana

od staklastog materijala

- Gubitak signala pri prenosu kroz optičko

vlakno je mali.

- Veoma velika brzina prenosa podataka–

vise 1000 Gb/s.

- Optički konvertori konvertuju naponske u optičke signale i obrnuto

omotač

optička

vlakna

AKTIVNA MREŽNA OPREMA

Uređaj za povezivanje

Mrežni uređaji

Repetitori Mostovi

Uređaji za međumrežno povezivanje

Ruteri Gateway

REPETITOR

1. Radi na fizičkom sloju

2. Služi za obnavljanje digitalnih signala zbog dejstva šuma

3. Služi povezivanje delova jedne mreže

Povezivanje delova jedne mreže repetitorom

Hub - repetitor sa više od dva porta

- bitove koje hub primi na jednom portu, emituju se na svim preostalim portovima.

MREŽNI MOST (SWITCH) - Radi na prva dva sloja mreže. - Prenosi delove paketa (okvire) sa jednog porta na drugi port. - Tabela hostova –spisak MAC adresa računara za svaki port mosta. - Koristi se za povezivanje računara u jednu mrežu ili povezivanje mreža istog tipa.

Tabela hostova

Port MAC adresa

računara

1 A (xxxxxa)

8 B (xxxxxb)

1

2 3 … 6 7

Tabela hostova

MAC adresa izvora

MAC

adresa

odredišta

MAC adresa izvora MAC adresa

odredišta

8 1

2 3 … 6 7

RUTERI - Rade na prva tri sloja mreže.

- Koriste IP adrese.

- Prenose i usmeravaju pakete između računara različitih mreža.

Tabela rutiranja

IP izvora

IP odredišta

IP izvora

IP odredišta

GATEWAY

- Radi na sedam nivoa.

- Kontroliše celokupni mrežni saobraćaj.

- Povezuju različite tipove mreža koji rade na različitim protokolima.

- Prilagođavaju formate paketa, brzinu prenosa …

LOKALNE RAČUNARSKE MREŽE (ETHERNET, TOKEN RING)

ETHERNET RAČUNARSKE MREŽE Ethernet je najrasprostranjenija mrežna tehnologija za LAN mreže.

Zasniva sa IEEE 802.3 standardu.

Karakteristike Ethernet mreže:

- Fizička topologija: zvezda

- Veza između čvorova: poluduplex

- Prenos podataka: multipoint ili point-to-point

MULTIPOINT ETHERNET

- koristi Hub kao mrežni uređaj,

- prenos podataka je jedan ka svima

POINT-TO-POINT ETHERNET (Komutirani Ethernet)

- koristi most ili svič kao mrežni uređaj,

- prenos podataka je jedan - jedan

MOST (switch)

ETHERNET STANDARD (IEEE 802.3)

IEEE 802.3 predstavlja skup IEEE standarda koji definišu fizički sloj i sloj veza u LAN mreži.

IEEE 802.3 opisuje prenos okvira podataka između računara unutar jedne mreže.

Za adresiranje računara IEEE 802.3 koristi MAC adrese.

Za fizičko povezivanje računara IEEE 802.3 koristi:

- ETHERNET mrežne kartice i

- UTP kablove (ređe koaksijalne ili optičke)

OKVIR PODATAKA ETHERNET STANDARDA

broj bajtova

7 1518

7 1 6 6 2 46-1500 4

Preambula Početak

okvira

Adresa

odredišta

MAC

Adresa

izvora

MAC

Tip

okvira Podaci

Kontrolna

suma

- Preambula (7B) – služi za sinhronizaciju prijemnika i predajnika

- Početak okvira (1B) – određuje pravi početak okvira

- Adrese izvora (6B) i odredišta (6B)

- Podaci (46-1500B) - Ako je polje sa podacima kraće od 46B, okvir se ubacivanjem određenih bitova dovodi do minimalne dužine od 46B.

- Kontrolna suma – Za detekciju grešaka

TIPOVI ETHERNET MREŽE

Tip Etherenet-a

Brzina prenosa Kabl Max rastojanje

Standardni Etherenet

10 Mb/s

debeli koaksijalni kabal

tanki koaksijalini kabal

UTP kabl

optički kabl

500m

200m

100m

500m

Brzi Ethernet 100 Mb/s

UTP kabl kategorije 3

UTP kabl kategorije 5

Optički kabl

100m

100m

2000m

Gigabitni Ethernet > 1 Gb/s UTP kabl kategorije 5

Optički kabl

100m

5000m

PRIMER ETHERNET MREŽE

SWITCH

BEŽIČNE MREŽE

- Koriste radio talase ili svetlosne signale

- Podela:

1. Personalne bežične mreže (WPAN)

2. Bežične lokalne mreže (WLAN)

3. Bežične mreže na daljinu (WWAN)

BEŽIČNE PERSONALNE MREŽE

- Bežična komunikacija elektronskih uređaja do 10 metara

- Infracrveni prenos (Infrared Data Association - IrDA)

Nedostatak:

potreba za optičkom vidljivošću

mala brzina prenosa podataka

- Bluetooth prenos - koristi radio talase (komunikacija do 10 metara)

BEŽIČNE LOKALNE MREŽE

- Bežične lokalne mreže (WLAN) su fleksibilni komunikacioni sistemi.

- WLAN nudi iste servise kao i LAN.

- Prednosti WLAN-a nad LAN-om:

1. mobilnost

2. fleksibilnost

3. brzina protoka

4. jednostavnost

5. smanjenje troškova instalacije

- Komponente u WLAN-u:

1. Bežične mrežne kartice,

2. Pristupna tačka (Access Point - AP)

- povećava domet signala (do 300 m)

- bežično povezuje pojedine računare

- bežično povezuje dve LAN mreže

ORGANIZACIJA WLAN-a

- ad hoc,

- infrastrukturna,

- tačka-tačka

AD HOC umrežavanje

AP: ne

broj korisnika: desetak

domet: do 10-20m

INFRASTRUKTURNO umrežavanje

AP: da

broj korisnika: 15-50

domet: do 300m

TAČKA-TAČKA UMREŽAVANJE

- Za prenos podataka između udaljenih tačaka dve mreže.

NAČINI POVEZIVANJA NA INTERET

- Preko Internet servis provajdera (ISP)

Tipičan paket usluga koje nude ISP sadrži:

1. pristup Internetu

2. e-mail adrese

3. web hosting

4. registracija domena

POVEZIVANJE LAN MREŽE NA INTERNET

1. Pomoću RUTERA

ruter

2. Pomoću MODEMA (aDSL modem, kablovski modem)

4.10.1. POVEZIVANJE INDIVIDUALNIH KORISNIKA

1. aDSL

2. kablovski modem

3. bežično

4. mobilna telefonija

xDSL (Digital Subscriber Line)

- Služi za prenos podatka i govornog signala putem telefonske parice kroz javnu telekomunikacionu mrežu

- ADSL signal se pomoću splitera razdvaja na govorni signal i podatke.

Vrste DSL

tehnologija

VDSL

ADSL

HDSL

SDSL

IDSL

ISP

Telekomunikaciona mreža

Oprema za ADSL internet:

1. telefonska utičnica 2. spliter 3. telefonski kabl 4. telefonski aparat 5. telefonski kabl 6. ADSL modem 7. UTP kabl 8. naponski kabl

4

2

6

3

1

5

7

8

KABLOVSKA MREŽA

- Služi za prenos podatka i TV signala putem kablovske mreže.

- Signal iz kablovske mreže se pomoću splitera razdvaja na TV signal i podatke.

Oprema za kablovski internet:

1. antenska utičnica 2. spliter 3. koaksijalni kabl 4. televizor 5. koaksijalni kabl 6. kablovski modem 7. UTP kabl 8. računar

1

2

3 4

5

6

7

8