Issuu on Google+


©

Oliver Jukić Ivan Heđi, 2012.

Urednik dr. sc. Oliver Jukić, v.pred. Recenzenti prof.dr.sc. Miljenko Mikuc prof.dr.sc. Dragan Jevtić Izdavač Visoka škola za menadžment u turizmu i informatici u Virovitici, Matije Gupca 78, 33000 Virovitica http://www.vsmti.hr Za izdavača prof.dr.sc. Vesna Bedeković Grafička priprema Ivan Heđi, dipl.ing. CIP zapis dostupan u računalnome katalogu Nacionalne i sveučilišne knjižnice u Zagrebu pod brojem 812002, ISBN: 978-953-56081-5-8

Odluku o odobrenju izdavanja publikacije "Računalne mreže - autorizirana predavanja i zbirka odabranih primjera" (Klasa: 602-04/12-01/99, Urbroj: 2189-74-12-04) donijelo je Stručno vijeće Visoke škole za menadžment u turizmu i informatici u Virovitici na svojoj sjednici od 18. srpnja 2012. godine. Na istoj sjednici, donešena je Odluka o izmjenama i dopunama u studijskim programima Visoke škole za menadžment u turizmu i informatici u Virovitici (Klasa: 602-04/12-01/133, Urbroj: 2189-74-12-02) kojom se ova publikacija uvrštava kao obvezna literatura na kolegiju „Računalne mreže“ koji se izvodi na studiju Menadžmenta, smjer Informatički menadžment.

Niti jedan dio ove knjige ne smije se umnožavati i preslikavati na bilo koji način, bez pismenog odobrenja autora


dr. sc. Oliver Jukić, v.pred.

Ivan Heđi, dipl. ing.

Računalne mreže Autorizirana predavanja i zbirka odabranih primjera

1. izdanje

Virovitica, 2012.  


Predgovor Poštovani studenti, ova skripta predstavlja recenzirani nastavni materijal u elektronskom obliku koji se sastoji od nastavnih materijala s predavanja i zadataka s auditornih vježbi iz kolegija "Računalne mreže", koji se predaje u petom semestru studija Menadžmenta, smjer Informatički menadžment, na Visokoj školi za menadžment u turizmu i informatici u Virovitici. Stoga je i osnovna namjena ove skripte da olakša studentima navedenog smjera praćenje nastave i polaganje ispita „Računalne mreže“. Gotovo je sigurno da će svaki student koji s razumijevanjem prođe ove nastavne materijale te nazoči predavanjima, auditornim i laboratorijskim vježbama položiti ispit bez ikakvih problema. Na kraju svake cjeline nalaze se i ispitna pitanja, koja mogu poslužiti za kvalitetniju pripremu ispita. Svakako preporučamo i korištenje naslova navedenih u literaturi, pogotovo [1]. Sve informacije o kolegiju, dodatnoj literaturi, bodovanju, načinu polaganja ispita i provedbi nastave studenti mogu dobiti od predmetnih nastavnika ili na službenim web stranicama kolegija. Svim studentima puno uspjeha u polaganju ispita žele autori! U Virovitici, srpanj 2012. godine Autori

3


Računalne mreže

Programski sadržaji

Programski sadržaji  

Lokalne računalne mreže: svrha, vrste, značajke, odabir, primjene, konfiguracije, kabliranje, prednosti, nedostaci.

Aktivni uređaji: repetitori, usmjerivači.

Bežične mreže i sobne bežične mreže.

Povezivanje računalne opreme serijskom komunikacijom: RS-232, USB. Svojstva, uloga, korištenje, ograničenja.

Modemi: vrste, ograničenja, primjena, konfiguriranje.

Prijenos podataka telefonskim sustavima. Analogna i digitalna telefonija. ISDN. Mobilna telefonija. Povezivanje, primjene, ograničenja.

Globalne računalne mreže: PSDN, ISO-OSI.

Internet: organizacija, tehnologija, protokoli: TCP/IP, DNS, SMTP, FTP, Telnet, HTTP.

Mrežne usluge: NFS, mail, www.

Sigurnosti, rizici i zaštita računalnih mreža .

4


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

RAČUNALNE MREŽE SERIJSKI I PARALELNI PRIJENOS PODATAKA

Serijska komunikacija (1) Ulazno/izlazni sklopovi omogućavaju povezivanje računala s različitim vanjskim (perifernim) uređajima posredstvom za to predviđenih priključaka  Prisjetimo se von Neumannovog modela računala (kolegij “Građa računala i operacijski sustavi”) 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (2)

U/I JEDINICA

PERIFERNI UREĐAJI

Serijska komunikacija (2)

CENTRALNA PROCESORSKA JEDINICA (CPU) ARITMETIČKOLOGIČKA JEDINICA

UPRAVLJAČKI SIGNALI

INSTRUKCIJE I PODACI MEMORIJSKA JEDINICA

UPRAVLJAČKA JEDINICA

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (3)

5


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

Serijska komunikacija (3) Serijski (eng. serial) prijenos podataka već se dugo primjenjuje u računalnoj tehnici  Serijska vrata (port) su ulazno-izlazni sklop koji omogućava razmjenu podataka između računala i okoline, pri čemu se odjednom razmjenjuje jedan bit podataka 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (4)

Serijska komunikacija (4) Primjerice, nekada su postojala jaka računala na kojima se radilo udaljeno korištenjem terminala  Terminal (DTE) je trebao dodatni uređaj (DCE, npr. modem) za spajanje na središnje računalo  DTE – Data Terminal Equipment  DCE – Data Communication Equipment  Primjer: terminali u zrakoplovnim lukama 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (5)

Serijska komunikacija (5)

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (6)

6


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

RS-232 (1) RS-232 je standard koji definira serijsku, digitalnu komunikaciju između DTE i DCE  RS-232-C je oznaka standarda kojeg je postavila EIA (Electronic Industries Association) 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (7)

RS-232 (2) "C" označava da je riječ o trećoj doradi specifikacije  U nastavku ćemo koristiti samo naziv "RS-232"  RS-232 propisuje konektor, električne karakteristike, signale i signalizaciju 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (8)

RS-232 (3) 

Ovo je serijski ulaz (port) na običnom PC računalu

Vrlo često se koristi i termin COM port

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (9)

7


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

RS-232 (4) S vremenom je sve veći broj uređaja dobivao COM portove, te su na taj način mogli biti spojeni s PC računalom  Primjer: različiti mjerni uređaji 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (10)

RS-232 (5) Osim toga, RS-232 vrlo se često koristi i za spajanje 2 računala (DTE-DTE)  U literaturi se kao maksimalna duljina kabela navodi 15 m  Danas je sve češća uporaba USB komunikacije 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (11)

RS-232 konektori (1) Izvorno standard propisuje uporabu DB25 konektora s 25 pinova (iglica)  Postoje "muški" (eng. pin, nožice) i "ženski" (eng. socket, rupice) konektor  "Muški" je u pravilu na DTE uređajima (računala i terminali). "Ženski" je u pravilu na DCE strani (modemi)  U svakodnevnoj upotrebi koristi se najčešće konektor s 9 pinova (DB9) 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (12)

8


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

RS-232 konektori (2)

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (13)

RS-232 signali (1) Što su pinovi? Možemo shvatiti da se kabel između dva konektora sastoji od 9 različitih žica, od kojih je svaka spojena na vlastiti pin konektora  Signali koji se prenosa svakom od žica imaje posebno određeno značenje, zbog toga su pinovi numerirani te svaki ima svoje ime  Razmatrat ćemo DB9 konektor 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (14)

RS-232 signali (2)

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (15)

9


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

RS-232 signali (3) 

Za najosnovniji prijenos podataka nužna je upotreba barem 3 pina: TXD (Transmit Data) služi za predaju podataka  RXD (Receive Data) služi za prijam podataka  GND (Ground) služi za električko uzemljenje 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (16)

RS-232 signali (4) 

Kako bi se ostvarila konekcija (veza) između DTE i DCE, potrebno je spojiti pinove GND (5) na DTE i DCE strani, te spojiti pinove TXD (3) i RXD (2), tako da TXD s jedne strane dođe na RXD na drugoj strani i obratno

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (17)

RS-232 signali (5) 1

DCD

DCD

1

2

RXD

RXD

2

3

TXD

TXD

3

4

DTR

DTR

4

5

GND

GND

5

6

DSR

DSR

6

7

RTS

RTS

7

8

CTS

CTS

8

9

RI

RI

9

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (18)

10


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

RS-232 signali (6) 

Ostali signali: DTR (Data Terminal Ready) označava spremnost DTE za rad  DSR (Data Set Ready) označava spremnost DCE za rad  RTS (Request To Send) označava da DTE ima spremne podatke koje želi poslati prema DCE  CTS (Clear To Send) označava spremnost DCE da primi podatke od DTE 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (19)

RS-232 kontrola toka (1) Kontrola toka podataka između DTE i DCE ostvariva je korištenjem signala RTS-CTS i DTR-DSR – govorimo o HW kontroli toka  U slučaju rada bez kontrolnih signala, moguća je i SW kontrola toka, primjerice korištenjem protokola Xon/Xoff 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (20)

RS-232 kontrola toka (2) Uređaj koji želi zaustaviti slanje podataka iz smjera sugovornika, pošalje sugovorniku znak Xoff (CTRL-S na tipkovnici)  Kada je spreman za prijam, pošalje Xon (CTRL-Q na tipkovnici)  Neke implementacije ovog protokola prihvaćaju bilo koji znak kao Xon simbol 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (21)

11


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

RS-232 kontrola toka (3) Moguće je i korištenje bez kontrole toka, ali u tom slučaju moguće je zagušenje  Stoga se određen nivo kontrole može uspostaviti na nivou primatelja podataka (aplikacije) 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (22)

RS-232 električke karakteristike (1) Radi se o digitalnoj komunikaciji  To znači da se žicom prenose logičke nule i jedinice  Električke karakteristike govore o tome na koji način su nule i jedinice, koje predstavljaju kodiranu informaciju, prezentirane električkim vrijednostima 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (23)

RS-232 električke karakteristike (2) +12V

Napon na obje strane se mjeri u odnosu na “ground” nivo  Ovo vrijedi za podatkovne pinove (TXD i RXD) 

LOGIČKA 0

+3V 0V

NEDEFINIRANO PODRUČJE

-3V

LOGIČKA 1

-12V Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (24)

12


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

RS-232 prijenos podataka (1) 

Dva osnovna načina prijenosa kod serijske komunikacije: 

Puni dupleks (engl. Full-Duplex)

Polu-dupleks (engl. Half-Duplex)

Postoji još i Simplex – prijenos samo u jednom smjeru (npr. miš)

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (25)

Puni dupleks Puni dupleks (engl. Full-Duplex) je postupak razmjene podataka kod kojeg se podaci istovremeno razmjenjuju u oba smjera  Kod takvog prijenosa računalo istovremeno šalje i prima podatke 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (26)

Polu-dupleks Polu-dupleks (engl. Half-Duplex) je postupak razmjene podataka kod kojeg se podaci mogu razmjenjivati u oba smjera, ali ne i u isto vrijeme  Kod takvog prijenosa računalo najprije šalje, a zatim prima podatke  U jednom času moguće je ili samo slanje ili samo prijam podataka 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (27)

13


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

RS-232 prijenos podataka (2) 

Da bi se podaci sa sabirnice mogli slijedno (sekvencijalno) poslati preko serijskog sučelja, u sklopu sučelja ugrađeni su posmačni registri koji omogućavaju pretvorbu paralelno zapisane informacije u registru u serijski slijed podataka i obratno

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (28)

RS-232 prijenos podataka (3)

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (29)

RS-232 prijenos podataka (4) Podaci se mogu prenositi asinkrono i sinkrono  Rašireniji je asinkroni način. On prenosi znak po znak (ne “bit po bit”!)  Sinkroni način prenosi blok znakova odjednom i bio je u širokoj upotrebi na velikim računalima 60-tih godina, kao i danas u računalnim mrežama 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (30)

14


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

RS-232 prijenos podataka (5) Podaci se prenose brzinama od 50,110, 150, 300, 600, 1200, 2400,4800, 9600, 19200, 38400, 57600... bita u sekundi  Danas se u praksi koriste i nestandardne brzine od 14400, 28800, 33600,... bita u sekundi, posebno za modemske komunikacije 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (31)

RS-232 prijenos podataka (6) Asinkronim načinom prijenosa prenosi se svaki znak zasebno  Znak može imati 5 do 8 bitova i utvrđuje se za svaku komunikaciju (razgovor) unaprijed, dogovorom sugovornika (ne može se utvrditi automatski) 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (32)

RS-232 prijenos podataka (7) Na početku svakog znaka nalazi se bit koji označava početak znaka: start bit (binarna 0)  Na sličan način znak završava stop bitom (binarna 1)  Pored bitova koji prenose informaciju, znak može na kraju sadržavati i paritetni bit koji omogućava otkrivanje jednostruke greške u prijenosu 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (33)

15


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

RS-232 prijenos podataka (8) Vrsta zaštite (pariteta) mora se dogovoriti unaprijed za svaku razmjenu podataka (razgovor)  Asinkroni prijenos ima relativno nisku efikasnost, jer u najboljem slučaju (8 bita, bez pariteta) prenosi se ukupno 10 bitova za 8 bita informacije što je 80% iskoristivosti, odnosno 25% overhead 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (34)

RS-232 prijenos podataka (9) Kodiranje podataka nije propisano RS232 standardom  Praktički svaki korisnik može smisliti vlastito kodiranje podataka  U praksi se danas uglavnom koristi ASCII kod, s obzirom da se uglavnom prenose znakovi 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (35)

USB komunikacija (1) USB: skraćenica od Universal Serial Bus (univerzalna serijska sabirnica)  Tehnološko elegantno rješenje za spajanje vanjskih uređaja s računalom (npr. memorijski stick, foto-aparat, printer, miš, tipkovnica, ...) uvedeno 1996. (USB 1.0) 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (36)

16


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

USB komunikacija (2) Zamjenjuje različite vrste serijskog i paralelnog prijenosa (“universal”)  Podaci se razmjenjuju serijski, a za verziju 2.0 nazivna brzina je 480 Mbps  Verzija 3.0 datira od studenog 2008. i 10 puta je brža od verzije 2.0  USB rasterećuje glavnu sabirnicu računala od dodavanja novih kartica 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (37)

USB komunikacija (3) 

Olakšava dodavanje novih uređaja (plugand-play), bez potrebe ponovnog pokretanja računala

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (38)

USB komunikacija (4) 

Raspored pinova na standardnim utičnicama: Pin 1: V (+5 V)  Pin 2: D- (podaci)  Pin 3: D+ (podaci)  Pin 4: uzemljenje 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (39)

17


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

USB komunikacija (5) 

Raspored pinova na mini i micro utičnicama: Pin 1: V (+5 V) Pin 2: D- (podaci)  Pin 3: D+ (podaci)  Pin 4: ID, razlika između host/slave konekcije  Pin 5: uzemljenje  

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (40)

USB komunikacija (6) USB je asimetričnog dizajna i sastoji se od poslužitelja (eng. host) i uređaja koji se na njega spajaju  Uređaji se spajaju kao grane preko hubova, pri čemu se može spojiti do 127 uređaja, uključujući hubove 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (41)

USB komunikacija (7)

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (42)

18


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

SATA SATA je skraćenica od Serial AT Attachment  Sučelje za serijsko povezivanje tvrdog diska s matičnom pločom računala  Duljina do 1 m, 7 pinova za podatke i 15 za napajanje: 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (43)

Paralelna komunikacija (1) Paralelni prijenos podataka ukazuje na to da se paralelno prenosi više bitova  Sklopovi za paralelni prijenos su direktno povezani sa sve tri sabirnice u računalu: podatkovnom, adresnom i upravljačkom  Vrlo raširen način spajanja printera, prije pojave USB 

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (44)

Paralelna komunikacija (2)

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (45)

19


Računalne mreže

P1: Serijski prijenos

Paralelna komunikacija (3)

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (46)

Ispitna pitanja (1) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Što je to RS-232? Za spajanje kakvih uređaja je zamišljen standard RS-232? Koje brzine prijenosa podataka i koju udaljenost prijenosa jamči RS-232 standard? Koje vrste konektora za RS-232 komunikaciju poznajete? Koliko signala (pinova) ima svaki od njih? Koji je minimalana broj signala potreban za prijenos podataka putem serijske komunikacije. Koji su to signali? Opišite električke karakteristike kod RS-232 komunikacije, tj. koji naponski nivoi određuju “0” a koji “1” kod prijenosa podataka? Na koji način se spajaju pinovi kod RS-232 kabela (potreban minimum za prijenos podataka)?

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (47)

Ispitna pitanja (2) 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Koja su osnovna svojstva asinkronog prijenosa? Koja vrsta registara se nalazi kao dio sklopa za serijsku komunikaciju? Obrazložite zbog čega. Objasnite razliku između pojmova Simplex, Full-Duplex i HalfDuplex. Objasnite glavna svojstva USB komunikacije Skicirajte raspored pinova kod USB komunikacije Objasnite glavna svojstva paralelnog prijenosa podataka

Računalne mreže – Serijski i paralelni prijenos podataka (48)

20


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

RAČUNALNE MREŽE INFORMACIJSKA MREŽA

Komunikacija Osnovni problem komunikacije je na odredištu točno ili dovoljno točno reproducirati poruku koja je poslana s izvorišta  Komunikacijski kanal omeđen je izvorištem (m) i odredištem (m’) komunikacije 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (2)

Jednostavan komunikacijski sustav (1)

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (3)

21


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Jednostavan komunikacijski sustav (2) Izvor informacija generira informaciju i(t) koristeći ograničen skup simbola (npr. riječi hrvatskog jezika) – diskretno izvorište  Koder informacije (ili “koder izvora”) kodira izvornu informaciju  Primjer: izgovorene riječi kodira znak po znak koristeći ASCII kod 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (4)

Jednostavan komunikacijski sustav (3) Koder signala (ili “koder kanala”) preuzima formirane kodne riječi i dodaje im zalihost (redundanciju)  Zalihost omogućava otkrivanje pogrešaka na prijamnoj strani (npr. paritetni bit) 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (5)

Jednostavan komunikacijski sustav (4) Pretvarač ima zadaću kodiranu informaciju s izlaza iz kodera kanala pretvoriti u signal s(t) pogodan za prijenos prijenosnim medijem (npr. u električni signal ili svjetlost)  Pretvarač na prijamnoj strani ima zadaću signal s prijenosnog medija s’(t) pretvoriti u signal koji ulazi u dekoder signala (kanala) 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (6)

22


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Jednostavan komunikacijski sustav (5)  Dekoder

signala (kanala) dekodira informaciju te eliminira zalihost

Dekoder informacije (izvora) dekodira informaciju i tako dekodiranu informaciju i’(t) prosljeđuje na odredište informacije  Temeljni problem komunikacije svodi se na to da i’(t) bude točna ili dovoljno točna reprodukcija informacije i(t) 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (7)

Jednostavan komunikacijski sustav (6) Tijekom prijenosa prijenosnim medijem moguć je utjecaj vanjskih smetnji na prijenos signala  Vanjske smetnje mogu uzrokovati različiti uređaji, pogotovo neispravni (iskrenja), drugi vodiči u blizini i sl. 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (8)

Jednostavan komunikacijski sustav (7) Uz to, i zemljino magnetsko polje može utjecati na samoindukciju u dugačkim električkim vodičima  Zbog toga je neophodna zaštita prilikom prijenosa  Najjednostavniji primjer zaštite prilikom prijenosa je paritetni bit 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (9)

23


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Informacijska mreža (1) Opisani komunikacijski sustav omogućava komunikaciju između dvije točke  Ukoliko više sudionika želi međusobno komunicirati, gotovo je nemoguće osigurati direktne komunikacijske sustave između svih parova izvorodredište 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (10)

Informacijska mreža (2) Primjerice, u telefonskoj mreži nemoguće je sve telefonske pretplatnike spojiti međusobno na direktan način  Umjesto toga, gradi se složenija struktura koju nazivamo komunikacijska mreža  Komunikacijska mreža se sastoji od čvorova i grana  Broj čvorova neovisan je o broju grana 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (11)

Informacijska mreža (3) 

Raspored mrežnih čvorova i način na koji su oni međusobno povezani granama naziva se mrežnom topologijom

Link koji povezuje pretplatnika s mrežom naziva se lokalna petlja (eng. local loop) Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (12)

24


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Informacijska mreža (4) Ovakva struktura omogućava prijenos informacije između čvorova po mrežnim granama, koje mogu biti i usmjerene  U čvorovima je moguće preusmjeravanje informacija sa jedne grane na drugu  Za to je nužno da svi čvorovi u mreži imaju pridjeljene jednoznačne „adrese“ na temelju kojih se vrši preusmjeravanje 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (13)

Informacijska mreža (5) Informacija koja se prenosi mrežom mora imati na neki način „zapisanu“ adresu odredišta  Ako put do odredišta nije direktno dostupan iz nekog čvora, u čvoru mora postojati „inteligencija“ koja će omogućiti isporuku informacije na odredište alternativnim putem 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (14)

Informacijska jedinica (1) Komunikacijskom mrežom prenose se tzv. informacijske jedinice  Informacijske jedinice mogu biti izvorne (korisničke) i upravljačke  Opći oblik informacijske jedinice: 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (15)

25


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Informacijska jedinica (2) Adresa jednoznačno određuje odredište takve informacijske jedinice  Uz odredišnu adresu, može biti navedena i izvorišna adresa informacijske jedinice  Sadržaj nije relevantan za prijenos informacije, ali je bitan na prijamnoj strani 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (16)

Informacijska jedinica (3) 

Zaštita (sistematska zalihost) se dodaje izvornom sadržaju informacijske jedinice u svrhu osiguravanja pravilnog prijenosa sadržaja informacijske jedinice (npr. paritetni bit)

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (17)

Operacije nad informacijskim jedinicama 

Nad informacijskim jedinicama provode se tri osnovne operacije u inf. mreži: Prijenos ili transmisija je premještanje informacijske jedinice po prijenosnom putu između dva čvora u informacijskoj mreži  Preusmjeravanje ili komutacija je usmjeravanje informacijske jedinice unutar čvora sa jednog na drugi prijenosni put  Obrada ili procesiranje je izvođenje određenih algoritama nad informacijskom jedinicom kojima se mijenja njezin sadržaj 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (18)

26


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Prijenos informacije (1) Prijenos ili transmisija (eng. transmission) je vezana na prijenosni put koji je u općenitoj strukturi komunikacijske mreže prikazan granom  Informacijske jedinice putuju granama ili linkovima mreže 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (19)

Prijenos informacije (2) U prijenosu sudjeluju i komponente koje se nalaze na rubovima grana, odnosno na samoj granici čvora i koje su povezane s unutarnjom strukturom čvora  Radi jednostavnosti, unutarnja struktura čvorova se ne prikazuje u modelima 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (20)

Prijenos informacije (3) Informacijske jedinice generiraju se u čvorovima mreže tvoreći tako informacijski tok  Informacijski tok je stohastički proces u kojem promatramo vjerojatnost pojave informacijske jedinice slučajne dužine u nekom slučajnom trenutku 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (21)

27


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Prijenos informacije (4) Informacijski tok promatramo na grani mreže ukoliko govorimo o prijenosu informacijskog toka  S druge strane, informacijski tok ulazi u određenu granu mreže iz čvora iz kojeg ta grana izvire (započinje), odnosno na izlazu iz određene grane mreže ulazi u određeni čvor u kojem ta grana završava 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (22)

Prijenos informacije (5) 

Pri tome mora biti zadovoljen uvjet očuvanja informacijskog toka u čvoru zbroj veličina svih informacijskih tokova koji ulaze u čvor mora biti jednak zbroju veličina svih informacijskih tokova koje iz čvora izlaze - u suprotnom može doći do gubitka informacije

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (23)

Prijenos informacije (6)

f1 + f2 + f3 = f4 + f5

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (24)

28


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Prijenos informacije (7) Primjer su telefonski pozivi uoči Božića – mrežom se ne mogu prenositi svi inf. tokovi koje korisnici generiraju  Isto tako je primjer i sustav odvodnje tijekom velike kiše  Maksimalna vrijednost informacijskog toka koja može biti prenesena određenom granom naziva se kapacitetom grane 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (25)

Preusmjeravanje informacije (1) Preusmjeravanje ili komutacija (eng. switching) je operacija kojom se informacijska jedinica preusmjerava sa jedne mrežne grane na drugu, i provodi se unutar mrežnog čvora  Stoga se čvorovi u mreži vrlo često nazivaju i komutacijskim čvorovima 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (26)

Preusmjeravanje informacije (2) Komutacijski čvor se sastoji od određenog broja predajnika i prijamnika  Potrebno je osigurati mogućnost spajanja bilo koja dva para predajnika i prijamnika  KOMUTACIJSKI ČVOR

Pm1

KOMUTACIJSKO POLJE

Pr1

Pm2

Pr2

Pmi

Prj

UPRAVLJANJE

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (27)

29


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Preusmjeravanje informacije (3) U tu svrhu koristi se tzv. komutacijsko polje  Ulazi i izlazi iz komutacijskog polja općenito se nazivaju polovima, a na njih su priključeni predajnici i prijamnici  KOMUTACIJSKI ČVOR

Pm1

KOMUTACIJSKO POLJE

Pr1

Pm2

Pr2

Pmi

Prj

UPRAVLJANJE

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (28)

Preusmjeravanje informacije (4)  KOMUTACIJSKI ČVOR

Pm1

KOMUTACIJSKO POLJE

Pr1

Pm2

Pr2

Pmi

Prj

Komutacijskim poljem upravlja funkcionalni blok upravljanja, koji na osnovu „želja“ vrši prospajanje između odgovarajućih polova

UPRAVLJANJE

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (29)

Preusmjeravanje informacije (5) Pojam „želja“ se odnosi na odredišnu adresu koju će u sebi sadržavati informacijska jedinica koja dolazi na ulaz u komutacijsko polje  Adresu koristi blok upravljanja  KOMUTACIJSKI ČVOR

Pm1

KOMUTACIJSKO POLJE

Pr1

Pm2

Pr2

Pmi

Prj

UPRAVLJANJE

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (30)

30


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Preusmjeravanje informacije (6) Kod preusmjeravanja valja naglasiti da postoje informacijske jedinice koje idu zajedno s adresom i one koje idu odvojeno od adrese  Više kada se bude govorilo o komutaciji kanala i komutaciji paketa 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (31)

Obrada informacije Obrada ili procesiranje (eng. processing) je operacija pri kojoj je moguća promjena sadržaja informacijskih jedinica  Obrada se vrši u pravilu računalno, u mrežnim čvorovima primjenom određenih algoritama 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (32)

Informacijska mreža 

“...je skup sklopovskih i programskih elemenata koji obavljaju operacije prijenosa (transmisije), preusmjeravanja (komutacije) i obrade (procesiranja) informacijskih jedinica...” prof.dr.sc. V. Sinković: Informacijske mreže, Šk. knjiga Zagreb 1994.

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (33)

31


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Općeniti model informacijske mreže (1) 

Tri su osnovna dijela informacijske mreže: Korisnički dio  Posluživanje (usluge)  Upravljanje 

Korisnik pristupa mreži preko pristupnog dijela (koji se u pravilu razmatra odvojeno), u kojem se obavljaju nužne transformacije oblika informacija Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (34)

PRISTUP

Općeniti model informacijske mreže (2)

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (35)

Općeniti model informacijske mreže (3) Korisnici, koji se nalaze u okolini mreže, mreži pristupaju kroz pristupni dio  Primjer: telefonski aparat kojim je telefonski pretplatnik spojen na lokalnu telefonsku centralu, a preko nje na cijelu telefonsku mrežu  U tom konkretnom slučaju, fizička veza prema mreži dijeli logički na dvije veze 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (36)

32


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Općeniti model informacijske mreže (4) Korisnik će jednim dijelom komunicirati s upravljačkim dijelom mreže (primjerice, slati će telefonske znamenke biranog broja putem tonskog biranja)  Drugim dijelom korisnik će komunicirati s dijelom mreže koji pruža usluge (to je u ovom slučaju prijenos glasa koji će mrežom biti propagiran prema drugoj strani telefonskog razgovora) 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (37)

Općeniti model informacijske mreže (5) Komuniciranje između korisnika i upravljačkog dijela mreže odvija se putem točno definiranog komunikacijskog protokola ili tzv. signalizacije  Komunikacijski protokol je skup pravila kojima se definira format i značenje poruka koje se razmjenjuju između dvaju mrežnih entiteta 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (38)

Općeniti model informacijske mreže (6) Protokol točno definira sve karakteristike koje se tiču prijenosa upravljačke informacije kao i sadržaj i značenje upravljačkih poruka  Primjer signalizacije su DTMF (eng. Dual-Tone Multi Frequency) tonovi u telefonskoj mreži koje telefon generira pritiskom na neku tipku 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (39)

33


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Općeniti model informacijske mreže (7) 

Za takve tonove su točno definirane tonske frekvencije koje je moguće koristiti, način na koji se prenose, ali i njihovo značenje

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (40)

Općeniti model informacijske mreže (8) Upravljački dio mreže će primiti tonove određene frekvencije i na osnovu prepoznavanja tih tonova zaključiti što korisnik želi koristiti od mrežnih usluga  Sličan princip vrijedi i za druge mreže, samo je format i sadržaj ovih upravljačkih poruka drugačiji 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (41)

Općeniti model informacijske mreže (9) Nakon što upravljački dio mreže prepozna želju korisnika za pružanjem određene usluge, komunicirat će s dijelom mreže koji je zadužen za pružanje usluga (posluživanje) također odgovarajućom signalizacijom  To ne mora biti ista signalizacija kojom komuniciraju korisnik i upravljački dio mreže 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (42)

34


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Općeniti model informacijske mreže (10) Na primjer, ukoliko korisnik upravljačkom dijelu izrazi želju da presluša glasovne poruke u svom sandučiću govorne pošte, upravljački dio će tu želju proslijediti poslužitelju, koji će započeti reprodukciju poruka  Između korisnika i posluživanja razmjenjuju se korisnički podaci - u gore navedenom slučaju to je govor 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (43)

Općeniti model informacijske mreže (11) 

Korisnički dio služi za prikupljanje odnosno predaju informacija korisnicima mreže

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (44)

Općeniti model informacijske mreže (12) Korisnici mreže mreži pristupaju putem terminalnih uređaja (primjerice, telefonski aparat)  Pristup mreži može biti fiksan (žični) ili mobilan (bežični) 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (45)

35


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Općeniti model informacijske mreže (13) Dio za posluživanje služi za obavljanje određenih usluga  Npr: telefonske centrale koje će operacijom komutiranja osigurati telefonsku vezu između dva korisnika 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (46)

Općeniti model informacijske mreže (14) Upravljački dio mreže namijenjen je upravljanju prilikom komutacije informacijskih tokova  Upravljački čvorovi su međusobno povezani posebnim granama, tzv. signalizacijskim kanalima 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (47)

Općeniti model informacijske mreže (15) Moguć je prijenos istim granama i upravljačke informacije i korisničke informacije  Također, isti čvor može imati komutacijske, procesne i upravljačke funkcije 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (48)

36


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Pristup mreži 

Gledano na „najnižem“ sloju, prilikom pristupa mreži koriste se: bakrena parica  koaksijalni kabel  optički kabel  bežični pristup  kombinacija gore navedenih tehnologija 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (49)

Bakrena parica (1) Bakrena parica se sastoji od dvaju međusobno izoliranih i upredenih vodiča  Obično je određeni broj parica smješten unutar kabela i izoliran zajedničkim omotačem  Dvije osnovne izvedbe su: 

oklopljena (STP – eng. Shielded Twisted Pair)  neoklopljena (UTP – eng. Unshielded Twisted Pair) 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (50)

Bakrena parica (2) Inačica UTP se koristi za telefonske instalacije i za kabliranje u lokalnim računalnim mrežama  Upredanje vodiča služi smanjivanju elektromagnetskih smetnji na koje ova tehnologija nije imuna  U tu svrhu provodi se i oklapanje, pri čemu se svaki upredeni par vodiča još dodatno zaštiti metalnom folijom 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (51)

37


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Koaksijalni kabel (1) 

Koaksijalni kabel je izvedba pri kojoj je jedan električki vodič smješten unutar drugog, cilindirčnog vodiča, pri čemu se između ovih dvaju vodiča nalazi izolator

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (52)

Koaksijalni kabel (2) Pokazuje manje smetnje u usporedbi s bakrenom paricom  Međutim, zbog toga ima veću cijenu, a uz to je smanjene savitljivosti i većeg promjera što otežava polaganje kabela  Najčešće se koristi za digitalni prijenos podataka te video aplikacije 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (53)

Optički kabel (1) Optički kabel koristi svjetlost kao nositelja prijenosa informacija  Svjetlost generirana laserom propagira se kroz staklenu nit  Optički kabel je izolator, nije osjetljiv na elektromagnetske smetnje, ali na njega djeluju druge vrste smetnji ili bolje rečeno izobličenja 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (54)

38


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Optički kabel (2) 

Vrste izobličenja: prigušenje - predstavlja omjer snage ulaznog i izlaznog signala, te ograničava domet optičkog signala  disperzija - označava proširenje optičkog signala koji se prenosi, te ograničava brzine prijenosa 

Usprkos tome brzine su kod optičkih tehnologija velike Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (55)

Bežični prijenos Nositelj informacije kod bežičnog prijenosa je elektromagnetski val  Karakteriziraju ga velike brzine i domet  Omogućava jednostavno pristupanje mreži koje ne zahtjeva fiksan pristup, odnosno kabliranje  To je posebno korisno na nedostupnim dijelovima mreže 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (56)

Postupci usmjeravanja (1) 

Za procjenu kvalitete komunikacijske mreže sa stanovišta korisnika, mora se uzeti u obzir način na koji se informacijski tokovi vode kroz informacijsku mrežu - koja generalna strategija komutiranja informacijskih jedinica je primjenjena

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (57)

39


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Postupci usmjeravanja (2) 

Dva osnovna načina komutiranja informacijskih jedinica kroz informacijsku mrežu su: 1. 2.

komutacija kanala komutacija paketa

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (58)

Komutacija kanala (1) Pozivajući (calling) korisnik priključen je na čvor u mreži i želi uspostaviti vezu s pozvanim (called) korisnikom koji je spojen na neki drugi čvor  Ta se želja signalizacijom predaje upravljačkom dijelu mreže  Postupno se rezerviraju transmisijski mrežni segmenti između čvorova u mreži, sve do odredišnog čvora 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (59)

Komutacija kanala (2) U konačnici imamo uspostavljen kompletan komunikacijski kanal između korisnika  Kada je kanal uspostavljen, kreće se s prijenosom korisničkih informacijskih jedinica (npr. glas) između dvije točke u mreži uvijek po istom putu  Informacijske jedinice u ovom slučaju idu odvojeno od adrese 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (60)

40


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Komutacija kanala (3) Nakon završetka komunikacije između dva čvora, dolazi do raskida veze  Zahtjev dolazi iz jednog od čvorova, a sukladno tome mreža oslobađa sve zauzete (alocirane) resurse – kanale na linkovima, spremnike podataka u čvorovima, zapise i sl.  Primjer komutacija kanala: telefonski razgovor 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (61)

Komutacija kanala (4) UPRAVLJANJE & USLUGE B D A 1 6

2 6

5 6

3 6

C

4 6

1 - pozivajući korisnik šalje zahtjev za uspostavom poziva upravljačkoj komponenti čvora A; transmisijski put između korisnika i čvora A već postoji 2 - čvor A šalje upravljački zahtjev čvoru B za prospajanjem transmisije između čvorova A i B 3 - čvor B šalje upravljački zahtjev čvoru C za prospajanjem transmisije između čvorova B i C 4 - čvor C šalje upravljački zahtjev čvoru D za prospajanjem transmisije između čvorova C i D 5 - čvor D prospaja transmisiju prema pozvanom korisniku i šalje mu upravljački signal da je stigao poziv za njega 6 – kompletan transmisijski put između dvaju korisnika sastavljen od 5 segmenata je prospojen i mogu se prenositi korisničke informacijske jedinice – uvijek po istom putu

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (62)

Komutacija kanala (5) Postavlja se međutim pitanje što ukoliko u određenom trenutku ne bude dovoljno mrežnih resursa na raspolaganju?  Ovakve situacije nisu nemoguće, a u određenim okolnostima su uobičajene  Svakom se dogodilo da tijekom velikih blagdana ne može uspostaviti telefonsku vezu zbog preopterećenosti mreže 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (63)

41


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Komutacija kanala (6) 

Razlog je u tome što se mreže planiraju na temelju prosječnih vrijednosti očekivanog informacijskog volumena, a ne na temelju krajnjih vrijednosti koje se dostignu nekoliko puta na godinu

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (64)

Komutacija kanala (7) 

Stoga je jedno od najvažnijih mjerila kvalitete mreža s komutacijom kanala tzv. vjerojatnost blokiranja:

PB = {vjerojatnost da pozivajući korisnik ne ostvari vezu}

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (65)

Komutacija kanala (8) Ovaj parametar obično se u telefonskim mrežama evaluira na temelju analize tzv. CDR (eng. Call Details Record) zapisa  Svaka centrala (čvor) u telefonskoj mreži generira datoteke u kojima su zapisani svi pozivi koji kroz čvor „prolaze“, uključujući i pozive koji nisu uspjeli zbog različitih razloga, među kojima može biti i nedostatak mrežnih resursa 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (66)

42


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Komutacija kanala (9) Takvi zapisi se analiziraju između ostalog i u svrhu naplate usluga koje su korisnici u mreži koristili, ali mogu dati i broj poziva koji su blokirani zbog nedostatka mrežnih resursa  Na temelju takvih analiza moguće je planirati nadogradnju mreže u budućnosti, na temelju egzaktnih pokazatelja mrežnih performansi 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (67)

Komutacija paketa (1) Na strani pozivajućeg korisnika (izvorišta) formiraju se paketi informacija (slijedovi nula i jedinica), kojima se pridodaje adresa odredišta, koja jednoznačno određuje odredišni čvor u mreži  Paketi sadrže dijelove poruke koja se želi prenijeti mrežom 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (68)

Komutacija paketa (2) Paketi se prenose etapno od čvora do čvora u mreži zauzimajući pritom samo jednu vezu između dvaju čvorišta, tražeći najpovoljniji put prema odredištu  Na odredište paketi poslani s istog izvorišta ne moraju stići istim redoslijedom kojim su i poslani  Također, ne moraju prolaziti istim putem 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (69)

43


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Komutacija paketa (3) 

Ako tijekom “napredovanja” paketa prema odredištu negdje ponestane slobodnih prijenosnih kapaciteta, paketi će čekati pohranjeni u memoriji komutacijskog čvora dok se kapaciteti ne oslobode

 Informacijske

jedinice u ovom slučaju idu skupa s adresom Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (70)

Komutacija paketa (4) Na odredišnoj strani mora postojati logika (aplikacija odnosno protokol višeg sloja) koja će “spojiti” pristigle pakete u izvornu informaciju  Primjer komutacije paketa: GPRS prijenos podataka (General Packet Radio Service) 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (71)

Komutacija paketa (5)

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (72)

44


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Komutacija paketa (6) Moguće su varijacije zbog boljih performansi prijenosa: fiksna ili varijabilna veličina paketa, veličina fiksnih paketa, maksimalna veličina varijabilnih paketa, ...  Primjerice, ATM način prijenosa radi s paketima iste, manje duljine 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (73)

Komutacija paketa (7) Tijekom svog napredovanja kroz mrežu prema odredištu, informacijska jedinica biti će određeno vrijeme „zadržavana“ u čvorištima mreže, točnije u memoriji čvorišta  Vrijeme zadržavanja utječe na performanse komunikacije 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (74)

Komutacija paketa (8) 

Stoga je za paketski komutirane mreže značajan parametar procjene kvalitete komunikacije srednje vrijeme kašnjenja: T = {prosječno vrijeme zadržavanja informacijske jedinice u mreži}

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (75)

45


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Komutacija paketa (9) Do blokiranja u mreži s komutacijom paketa može doći samo u slučaju da se memorija unutar čvora u potpunosti ispuni  To može biti posljedica problema u mreži, zbog kojeg nije moguća isporuka paketa prema susjednim čvorištima kroz duže vrijeme 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (76)

Komutacija poruka Ukoliko imamo situaciju da se cijela izvorna informacija (poruka) prenosi jednokratno u samo jednom paketu, govorimo o komutaciji poruka  Međutim za gore provedena razmatranja i analize ne postoji razlika između komutacije paketa i komutacije poruka 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (77)

Ispitna pitanja (1) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Koji je osnovni problem komunikacije? Skicirajte jednostavan komunikacijski sustav i detaljno opišite njegove komponente. Dajte definiciju informacijske mreže. Koji su osnovni elementi komunikacijske mreže? Skicirajte jednostavnu komunikacijsku mrežu. Što je to mrežna topologija? Skicirajte informacijsku jedinicu i opišite sve njene dijelove. Koje se operacije mogu izvoditi nad operacijskim jedinicama? Opišite ih ukratko. Opišite operaciju prijenosa ili transmisije. Opišite operaciju preusmjeravanja ili komutacije. Opišite operaciju obrade ili procesiranja. Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (78)

46


Računalne mreže

P2: Informacijska mreža

Ispitna pitanja (2) 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.

Skicirajte osnovnu strukturu komutacijskog čvora i opišite komponente strukture. Nabrojite i opišite tri osnovna dijela informacijske mreže. Dajte definiciju komunikacijskog protokola. Skicirajte i pojasnite općeniti model informacijske mreže. Koje se tehnologije koriste za pristup mreži? Opišite glavna svojstva bakrene parice. Opišite glavna svojstva koaksijalnog kabela. Opišite glavna svojstva optičkog kabela. Opišite glavna svojstva bežičnog prijenosa.

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (79)

Ispitna pitanja (3) 20.

21.

22.

23.

Koja su dva glavna načina preusmjeravanja informacijskih jedinica u informacijskoj mreži? Navedite konkretne primjere za svaki od nacina. Objasnite detaljno komutaciju kanala te navedite kojim parametrom se može vrednovati kvaliteta komunikacije u mreži s komutacijom kanala. Objasnite detaljno komutaciju paketa te navedite kojim parametrom se može vrednovati kvaliteta komunikacije u mreži s komutacijom paketa. Što je to komutacija poruka?

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (80)

47


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

RAČUNALNE MREŽE SLOJEVITA ARHITEKTURA INFORMACIJSKE MREŽE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (1) U čvorovima informacijske mreže se nad informacijskim jedinicama provode operacije komutacije i procesiranja  Informacijske jedinice premještaju se između čvorova operacijom transmisije  U nekim mrežnim čvorovima provodi se samo komutiranje informacijskih jedinica, dok se u nekima vrši procesiranje, koje može biti iznimno složeno 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (2)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (2) Neki čvorovi generiraju informacijske tokove koji putuju mrežom, koje pak drugi čvorovi u mreži apsorbiraju  Intuitivno je jasno da ne provode svi čvorovi iste operacije nad informacijskim jedinicama, te da u nekim čvorovima postoji više „inteligencije“ za obradu informacijskih jedinica nego u drugima 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (3)

48


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Slojevita arhitektura informacijske mreže (3) Primjer: korisnik koji želi saznati stanje svog bankovnog računa putem Interneta, generirat će određeni broj informacijskih jedinica u kojima je taj zahtjev sadržan  Njih će generirati aplikacija koju korisnik koristi za pristup mreži, obično neki Internet preglednik 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (4)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (4) Informacijske jedinice putovat će mrežnim granama i biti preusmjeravane vrlo vjerojatno kroz više mrežnih čvorova bez procesiranja sadržaja inf. jedinica  Tek će odredišni čvor imati u sebi dovoljno „inteligencije“ da u potpunosti procesira korisnički zahtjev - generira odgovor koji će sadržavati traženu informaciju – stanje bankovnog računa 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (5)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (5) Kako bi se naznačila ovakva arhitektura, u kojoj nemaju svi čvorovi iste kapacitete za provođenje operacija na informacijskim jedinicama, arhitektura informacijske mreže prikazuje se slojevito  Slojevi su smješteni jedan iznad drugog po vertikali, pri čemu viši slojevi imaju više „inteligencije“ 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (6)

49


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Slojevita arhitektura informacijske mreže (6) Svaki sloj može komunicirati samo sa slojem koji se nalazi neposredno iznad ili neposredno ispod njega  Za čvorove se tako kaže da obavljaju “funkcije N-tog sloja” – npr LAN komutator 2. sloja  Mrežni routeri rade na 3. sloju 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (7)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (7)

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (8)

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (8)

  

Zamislimo jednostavnu mrežu koja služi razmjeni pisama Mreža se sastoji od čvorova A i B na koje su spojeni korisnici K1 i K2, a koji žele komunicirati razmjenom pisma Čvorovi A i B – tvrtke, u kojima se korisnici K1 i K2 zaposleni Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (9)

50


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (9)

  

U mreži se nalaze i čvorovi PU1 i PU2 (poštanski ured) PU1(2) je poštanski ured u gradu u kojem se nalazi tvrtka A(B) Ova mreža arhitekturalno je podijeljena u tri sloja, od kojih svaki odgovara jednoj od operacija koje se provode nad informacijskim jedinicama Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (10)

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (10)

 

Korisnik K1 (čvor A) ima želju komunicirati s korisnikom K2 (čvor B) Korisnik K1 piše pismo - generira „informacijsku jedinicu“

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (11)

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (11)

 

Korisnik K1 pismo predaje sloju koji se nalazi ispod njega (1) pri čemu će uz samo pismo dati i informaciju gdje želi to pismo poslati Zamislimo da korisnik K1 ima tajnicu kojoj je proslijedio pismo na slanje Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (12)

51


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (12)

 

Tajnica će pismo staviti u kuvertu na koju će napisati odredišnu adresu Nakon toga, kuvertu će proslijediti sljedećem sloju ispod (2), koji je zadužen za prijenos kuverte, odnosno transmisiju Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (13)

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (13)

Primjer: proslijedit će ga dostavljaču koji je zaposlen u tvrtki, uz napomenu da kuvertu treba odnijeti u najbliži poštanski ured, do čvora PU1

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (14)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (14) Vidljivo je da tajnica vrši funkciju komutiranja  Da je kuverta bila namijenjena nekom drugom odjelu unutar iste tvrtke, tada bi bila usmjerena prema tom odjelu, a ne prema dostavljaču 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (15)

52


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Slojevita arhitektura informacijske mreže (15) Valja uočiti da dostavljač ne mora ništa znati o konačnoj adresi kuverte, već je dobio samo naputak da kuvertu odnese u poštanski ured – dobio je adresu prvog sljedećeg čvora u mreži  Tajnica ne mora znati ništa o samom sadržaju pisma – sadržaj mogu protumačiti samo sudionici u ovoj komunikaciji na nivou procesiranja 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (16)

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (16)

Dostavljač pismo nosi u pošanski ured PU1 (3) i to pješice - sam način prijenosa nije bitan za prijenos sadržaja, odnosno kuverte (bicikl, motor, automobil, ...)

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (17)

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (17)

 

Izbor načina prijenosa može utjecati na brzinu kojom će dostava biti izvršena U čvoru A se izvršene različite aktivnosti koje su se protezale kroz sve slojeve, na slici naznačene kao sloj procesiranja, komutiranja i transmisije Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (18)

53


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (18)

 

Dostavljač kuvertu donosi u čvor PU1 gdje se vrši analiza adrese (4) Na osnovu analize adrese kuverta iz čvora PU1 preusmjerava prema čvoru PU2 (5) Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (19)

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (19)

 

Čvor PU1 nije radio u ovom slučaju funkciju najvišeg sloja (sloja procesiranja) Prijenosni medij na putu prema čvoru PU2 je kamion (6) koji prenosi sve kuverte između tih dvaju čvorova Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (20)

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (20)

 

Poštanski kamion kuvertu donosi u čvor PU2 gdje se također vrši analiza adrese ispisane na kuverti (7) Na osnovu analize adrese, dolazi se do zaključka da je odredište te kuverte u istom gradu, te se ona usmjerava na poštara koji je zadužen za podjelu pošte u dijelu grada u kojem se nalazi tvrtka B (8) Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (21)

54


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (21)

 

Za prijenos kuverte između čvora PU2 i čvora B koristi se automobil (9) Po prijamu kuverte u čvoru B, dakle u tvrtki B, vrši se analiza adrese na kuverti, te se ona prosljeđuje tajnici korisnika K2 (10) Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (22)

TRANSMISIJA KOMUTACIJA

PROCESIRANJE

Slojevita arhitektura informacijske mreže (22)

 

Tajnica će ukloniti kuvertu te će pismo odnijeti korisniku K2 (11) I u ovom slučaju tajnica vrši samo funkciju komutiranja

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (23)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (23) Procesiranje će biti napravljeno na sloju na kojem je korisnik K2 – on će procesirati (pročitati) pismo, te na pravilan način interpretirati informacije koje su u njemu sadržane  U konačnici, možemo konstatirati da između korisnika K1 i K2 postoji logička komunikacija ili bolje rečeno logička veza (12) 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (24)

55


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Slojevita arhitektura informacijske mreže (24) Ona je fizički ostvarena prijenosom pisma kroz više čvorova u mreži, pri čemu su u određenim čvorovima vršene sve funkcije nad kuvertom, a u nekim čvorovima samo neke od njih  Simbolički to prikazujemo slojevitom mrežnom arhitekturom  Za pojedini čvor možemo reći da pripada određenom sloju 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (25)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (25) Tako će korisnici K1 i K2 komunicirati pismom (dakle, pisanim jezikom)  Za komunikaciju između poštanskih ureda biti će relevantna samo adresa napisana na kuverti  Oni ne analiziraju sadržaj kuverti, niti ih zanima način prijenosa između poštanskih ureda 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (26)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (26) Možemo reći kako niži slojevi pružaju usluge višim slojevima  Općenito - sloju N uslugu pruža sloj (N1), dok u isto vrijeme sloj N pruža uslugu sloju (N+1)  Dostavljač pruža uslugu tajnici korisnika K1 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (27)

56


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Slojevita arhitektura informacijske mreže (27) U isto vrijeme tajnica pruža uslugu korisniku K1  Točka u kojoj protokol višeg sloja pristupa protokolu nižeg, N-tog sloja naziva se N-SAP (eng. Service Access Point) – točka pristupanja usluzi 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (28)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (28) Točku pristupanja usluzi ne treba shvaćati doslovno  Zamislimo da programer piše program (aplikaciju) koji treba raditi kao web preglednik  Takva aplikacija generira određene informacijske jedinice, koje treba prenijeti do udaljenog poslužitelja 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (29)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (29) Aplikativno gledano, aplikacija će pozvati neku funkciju iz postojeće biblioteke funkcija koja je zadužena za slanje podataka  Tu funkciju će iskoristiti za slanje generiranih informacijskih jedinica, a možemo reći da je poziv te funkcije točka u kojoj aplikacija višeg sloja pristupa usluzi nižeg sloja 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (30)

57


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Slojevita arhitektura informacijske mreže (30) Informacijske jedinice koje pripadaju određenom sloju, ili bolje rečeno protokolu određenog sloja, nazivaju se PDU (eng. protocol data unit)  Koristi se i oznaka N-PDU, kako bi se naznačilo protokolu kojeg sloja pripadaju  Za potrebe globalne primjene u telekomunikacijama razrađen je model s točno određenim brojem slojeva 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (31)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (31) Svakom sloju su pridružene točno određene funkcionalnosti  Pri izboru broja slojeva bilo je potrebno voditi računa o tome da: 

veći broj slojeva omogućava kvalitetniji opis procesa i njihovo detaljnije raščlanjivanje  veći broj slojeva zahtjeva veći broj sučelja 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (32)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (32) 

Organizacija ISO (eng. International Organization for Stadardization) definirala je 1984. godine OSI referentni model (eng. Open System Interconnection)

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (33)

58


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Slojevita arhitektura informacijske mreže (33) Njime je moguće opisati svaki otvoreni sustav pomoću slojeva posloženih po vertikali  Prihvaćena je klasifikacija funkcija na 7 slojeva  Dakle, funkcije koje pojedini čvor u mreži može obavljati klasificirane su u 7 kategorija, te govorimo o 7 mrežnih slojeva 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (34)

Slojevita arhitektura informacijske mreže (34) Sve ove funkcije rade se pomoću hardvera (npr. mrežna kartica) i/ili softvera (npr. Internet preglednik)  Kako se model naziva OSI referentni model (OSI RM), govori se o slojevima OSI modela  Ne tražite ih iza računala, oni su zamišljeni! 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (35)

OSI referentni model (1)

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (36)

59


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

OSI referentni model (2) Fizički sloj (najniži) – ..., bavi se prijenosom po fizičkom mediju 2. Sloj podatkovnog linka – ..., omogućava pouzdan prijenos informacija fizičkim slojem (upravljanje pogreškama) 3. Mrežni sloj - ..., uspostava, održavanje i raskidanje veza 1.

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (37)

OSI referentni model (3) Transportni sloj – ..., omogućava pouzdan prijenos podataka između krajnjih komunikacijskih točaka u mreži (end-to-end) 5. Sloj sesije – ..., osigurava strukturu za komuniciranje između aplikacija 4.

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (38)

OSI referentni model (4) Prezentacijski sloj – ..., pruža neovisnost o razlikama u načinu prikaza podataka 7. Aplikacijski sloj – ..., korisniku omogućava pristup OSI modelu 6.

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (39)

60


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Matematički model informacijskog toka (1) Na diskretnom izvorištu informacije generiraju se poruke sastavljene od slijeda simbola, koji pripadaju određenoj abecedi simbola  Kako bismo kvantitativno mogli odrediti količinu informacije koja se prenosi u svakoj poruci, potrebno je odrediti koliko informacije u prosjeku sadrži svaki od simbola poruke 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (40)

Matematički model informacijskog toka (2) Pretpostavimo da je izvorište definirano skupom parova koji ćemo označiti kao: {xi, p(xi)}, i=1, 2, ...., N  Pri tome je xi jedan od N simbola koji se mogu pojaviti na izvorištu, dok je p(xi) vjerojatnost da se taj simbol pojavi, pri čemu vrijedi: 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (41)

Matematički model informacijskog toka (3) 

Informacijska vrijednost simbola xi koji se pojavljuje s vjerojatnošću p(xi) iznosi:

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (42)

61


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Matematički model informacijskog toka (4) 

Prosječnu količinu informacije izvorišta koja se prenosi po simbolu dobit ćemo zbrajanjem produkta informacijske vrijednosti svakog simbola i vjerojatnosti da se taj simbol pojavi:

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (43)

Matematički model informacijskog toka (5) Kolika je količina informacije po jednom simbolu?  Zamislimo da se na drugoj strani komunikacijskog sustava nalazi promatrač koji čeka informaciju o ishodu bacanja novčića 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (44)

Matematički model informacijskog toka (6) Tu informaciju će dobiti primitkom simbola, koji će biti kodiran u obliku binarne znamenke: 0 ili 1  Količina informacije koju je promatrač primio jednaka je razlici informacije koju ima nakon primitka znamenke i one informacije koju je imao prije primitka znamenke 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (45)

62


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Matematički model informacijskog toka (7) Prije primitka simbola (znamenke) koji označava ishod promatrač nije imao nikakvu informaciju, jer je vjerojatnost svih ishoda („pismo“ ili „glava“) jednaka i iznosi 0.5  Dakle, nije imao nikakvu spoznaju o mogućem rezultatu eksperimenta, odnosno nije mogao procijeniti koji je ishod više vjerojatan 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (46)

Matematički model informacijskog toka (8) Možemo reći da je promatrač prije primitka ishoda eksperimenta imao određenu količinu neodređenosti  U ovom slučaju možemo reći da promatrač ima točno jednu elementarnu neodređenost 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (47)

Matematički model informacijskog toka (9) Količina informacije koju promatrač ima nakon primitka simbola je točno ona količina informacije koja je dovoljna za rješavanje jedne elementarne neodređenosti  U kontekstu teorije informacije kao znanstvene discipline, osnovna jedinica za količinu informacije naziva se bit 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (48)

63


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Matematički model informacijskog toka (10) To je upravo količina potrebna za rješavanje jedne elementarne neodređenosti  Pri tome ne treba miješati bit kao binarnu znamenku i bit kao količinu informacije – razliku uočiti ovisno o kontekstu 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (49)

Matematički model informacijskog toka (11) Vjerojatnost pojave simbola "p"

Vjerojatnost pojave simbola "g"

I(„p“)

I(„g“)

I(X)

0,01

0,99

6,64

0,01

0,08

0,10

0,90

3,32

0,15

0,47

0,20

0,80

2,32

0,32

0,72

0,30

0,70

1,74

0,51

0,88

0,40

0,60

1,32

0,74

0,97

0,50

0,50

1,00

1,00

1,00

0,60

0,40

0,74

1,32

0,97

0,70

0,30

0,51

1,74

0,88

0,80

0,20

0,32

2,32

0,72

0,90

0,10

0,15

3,32

0,47

0,01

0,01

6,64

0,08

0,99

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (50)

Matematički model informacijskog toka (12) „Jakost“ informacijskog izvora ovisit će uz prosječnu količinu informacije koju nosi jedan simbol i o intenzitetu generiranja simbola (vijesti)  Intenzitet generiranja simbola mjeri se brojem simbola koje izvor generira u jedinici vremena, označava se grčkim slovom γ te se mjeri mjernom jedinicom erlang u sekundi (erl/s) 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (51)

64


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Matematički model informacijskog toka (13) 

Stoga ćemo jakost informacijskog izvorišta prikazati prosječnom veličinom informacijskog toka, koja je jednaka produktu intenziteta generiranja simbola i prosječne informacijske vrijednosti simbola na izvorištu

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (52)

Matematički model informacijskog toka (14) 

Kada promatramo informacijski tok koji se prenosi granama mreže u obliku slijeda informacijskih jedinica, možemo za i-tu informacijsku jedinicu uočiti vrijeme njene pojave (ti), kao i njezinu duljinu (bi)

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (53)

Matematički model informacijskog toka (15) 

Međudolazno vrijeme tai označava vrijeme između pojave informacijske jedinice (i-1) i informacijske jedinice i:

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (54)

65


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Matematički model informacijskog toka (16) Međudolazno vrijeme informacijskih jedinica je stohastička varijabla, čija raspodjela karakterizira informacijski tok  Stoga teorija vjerojatnosti igra vrlo važnu ulogu u analizi karakteristika komunikacijskih sustava  Postoje egzaktni matematički modeli kojima se opisuju informacijski tokovi 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (55)

Kapacitet kanala (1) Maksimalna moguća brzina prijenosa informacije određenom mrežnom granom (kanalom) naziva se kapacitet grane (kanala) i označava se sa C  Mjeri se jedinicom bit/s 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (56)

Kapacitet kanala (2) Kanalom ne može proći veći informacijski tok nego što iznosi kapacitet tog kanala: 0≤φ≤C  Propusnost kanala označit ćemo kao PR, a ona je dana relacijom: PR = min {φ,C} 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (57)

66


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Kapacitet kanala (3) Trajanje prijenosa informacijske jedinice prosječne duljine b kroz kanal kapaciteta C dano je relacijom: t=b/C  Opterećenje kanala govori o tome koliko je kapaciteta kanala iskorišteno stvarnim informacijskim tokom koji prenosimo, i kreće se u intervalu [0,1]: ρ = φ/C 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (58)

Kapacitet složenih struktura (1) U prethodnim slajdovima govorili smo o kapacitetu pojedinog kanala, odnosno mrežne grane  Informacijska mreža je složena struktura sastavljena od velikog broja čvorova i grana  U takvoj strukturi bitno je poznavati kapacitet između dvije proizvoljne točke u mreži, ili kapacitet cjelokupne mreže 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (59)

Kapacitet složenih struktura (2) Problem maksimalnog toka između bilo koja dva čvora u mreži jedan je od dva ključna problema pri analiza odnosno sintezi informacijskih mreža  Drugi problem je pronalaženje najkraćeg puta između dva mrežna čvora 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (60)

67


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Kapacitet složenih struktura (3) 

Serijska struktura koja se sastoji se od N različitih kapaciteta spojenih serijski između dva mrežna čvora A i B, označenih sa Ci, i=1, 2, ...., N ima ukupni kapacitet koji je jednak najmanjem od kapaciteta spojenih u seriju:

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (61)

Kapacitet složenih struktura (4) 

Možemo reći da je lanac jak onoliko koliko je jaka njegova najslabija karika

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (62)

Kapacitet složenih struktura (5) 

Za paralelnu strukturu, ukupan kapacitet biti će jednak zbroju svih kapaciteta:

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (63)

68


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Minimalni rez, maksimalan tok (1) U slučaju općenite strukture mreže, koja se sastoji od kombinacija serijski i paralelno spojenih kapaciteta, kapacitet između dvije točke u mreži nije moguće odrediti u općem obliku  Za određivanje takvog kapaciteta koristi se jedno od temeljnih pravila u analizi i sintezi informacijskih mreža tzv. pravilo minimalnog reza – maksimalnog toka 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (64)

Minimalni rez, maksimalan tok (2) Ono kaže da je kapacitet između dva čvora u mreži jednak kapacitetu minimalnog reza  Pod „rezom“ smatramo svaku kombinaciju kapaciteta čijim bismo uklanjanjem iz mreže uzrokovali potpuni prekid između izvorišnog i odredišnog čvora, a minimalni rez je onaj rez koji ima najmanji kapacitet 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (65)

Minimalni rez, maksimalan tok (3)

Za složenu strukturu rezovi s pripadajućim zbrojem kapaciteta rezova su:  {C1,C2}⇒Crez=40

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (66)

69


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Minimalni rez, maksimalan tok (4)

Za složenu strukturu rezovi s pripadajućim zbrojem kapaciteta rezova su: 

{C4,C5}⇒Crez =37

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (67)

Minimalni rez, maksimalan tok (5)

Za složenu strukturu rezovi s pripadajućim zbrojem kapaciteta rezova su:

{C1,C3,C5}⇒Crez =72

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (68)

Minimalni rez, maksimalan tok (6)

Za složenu strukturu rezovi s pripadajućim zbrojem kapaciteta reza su:

{C2,C3,C4}⇒Crez =105 Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (69)

70


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Minimalni rez, maksimalan tok (7)

Između svih rezova biramo onaj s najmanjim kapacitetom, a to je upravo maksimalan tok:  {C1,C2}⇒Crez=40  {C4,C5}⇒Crez =37 (kapacitet između točaka A i B)  {C1,C3,C5}⇒Crez =72  {C2,C3,C4}⇒Crez =105 Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (70)

Minimalni rez, maksimalan tok (8)

Pokušaj propuštanja kapaciteta 38 između A i B rezultirao bi gubitkom informacije na kapacitetu C4: 38 29 9

◄ ◄ +

9 12 17

+ + ►

29 17 26

  

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (71)

Projektni parametri mreže (1) Informacijska mreža sastoji se od određenog broja (N) mrežnih čvorova te određenog broja (M) mrežnih grana koje te čvorove povezuju  Skup svih čvorova, skup svih grana te način na koji su čvorovi povezani granama nazivamo mrežna topologija 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (72)

71


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Projektni parametri mreže (2) Skup čvorova: V = {1, 2, ..., j, ..., N}  Skup grana: E = {1, 2, ..., i, ..., M}  Svakoj grani može se uz kapacitet pridjeliti i težinska vrijednost, koju ćemo označavati s li, a koja predstavlja duljinu grane (eng. length) 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (73)

Projektni parametri mreže (3) Grana je određena i parom čvorova (j,k) koje povezuje  Ukoliko je grana usmjerena, tada taj par promatramo kao uređeni par, pri čemu je j izvorišni, a k odredišni čvor 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (74)

Projektni parametri mreže (4) Mrežna topologija može se prikazati matricom topologije (TO) veličine NxN  U matrici retci i stupci označavaju čvorove  Elementi matrice su indeksi grana koje povezuju čvorove  Kao elementi matrice mogu se umjesto indeksa prikazivati kapaciteti ili težinske vrijednosti tih grana, uz indeks grane 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (75)

72


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Projektni parametri mreže (5)

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (76)

Projektni parametri mreže (6) Tokovi u mreži prikazani su vektorom: f = |f1, f2, ..., fi, ..., fM|  Pri čemu je tok u grani i označen kao fi  Pri tome mora biti zadovoljen osnovni uvjet, a to je očuvanje toka u čvoru – zbroj svih tokova koji u čvor ulaze mora biti jednak zbroju svih tokova koji iz čvora izlaze 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (77)

Projektni parametri mreže (7)

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (78)

73


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Projektni parametri mreže (8) Kapacitet grane je projektni paramatar mreže i on predstavlja najveći tok koji je moguće prenijeti određenom granom  Kapacitet cijele mreže, slično kao i tok, označavamo vektorom: C = |C1, C2, ..., Ci, ..., CM|  Cijena pojedine grane u mreži je funkcija njezina kapaciteta: di (Ci) 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (79)

Projektni parametri mreže (9) 

Ukoliko se radi o linearnoj funkciji ovisnosti cijene o kapacitetu (najjednostavnijoj), cijena je definirana produktom koeficijenta cijene i kapaciteta te grane: di (Ci) = di * Ci

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (80)

Projektni parametri mreže (10) 

Koeficijenti cijene pojedinih grana zadaju se također vektorom: D = |d1, d2, ..., di, ..., dM|

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (81)

74


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Projektni parametri mreže (11) 

Cijena je parametar koji svaki vlasnik mreže želi minimizirati, ali uz uvjet da se ne naruši kvaliteta usluge koju nudi korisnicima, te da ne dolazi do prekomjernog gubitka informacijskih tokova

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (82)

Projektni parametri mreže (12) Gubitak informacijskog toka predstavlja uslugu koju je korisnik tražio a koja korisniku nije pružena, dakle nije naplaćena mada je mogla biti naplaćena  Konačno, cijena cijelog transmisijskog dijela mreže definirana je kao: 

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (83)

Ispitna pitanja (1) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Nabrojite i ukratko opišite svaki od slojeva OSI modela Što je to N-SAP? pojasnite detaljno. Napišite i pojasnite formulu za prosječnu količinu informacije izvorišta po simbolu. Što je to kapacitet kanala (grane)? Što je to propusnost kanala? Za zadani kapacitet i informacijski tok u grani pronađite propusnost. Napišite formulu koja opisuje trajanje prijenosa informacijske jedinice prosječne duljine kroz kanal kapaciteta C. Što je to opterećenje kanala? Za zadani informacijski tok i kapacitet grane pronađite opterećenje. U kojim vrijednostima se može kretati opterećenje?

Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (84)

75


Računalne mreže

P3: Slojevita arhitektura informacijske mreže

Ispitna pitanja (2) 8. 9. 10.

11. 12. 13. 14.

Objasnite pravilo minimalnog reza – maksimalnog toka. Pokažite na nekom konkretnom primjeru. Koji su osnovni projektni parametri koji određuju svojstva informacijske mreže? Što je to mrežna topologija? Na koji način se zadaje matricom topologije? Za zadanu zamišljenu mrežnu strukturu kreirajte matricu topologije i obratno, na osnovu zadane matrice topologije nacrtajte mrežnu strukturu. Objasnite uvjet očuvanja toka u čvoru. Kako se prikazuju tokovi u mreži? Kako se prikazuju kapaciteti u mreži? Što je to cijena grane? O čemu je ovisna? Koju funkciju ovisnosti poznajete? Kako se prikazuje ukupna cijena prijenosnog dijela mreže? Računalne mreže – Osnove arhitekture mreža (85)

76


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

RAČUNALNE MREŽE LOKALNE RAČUNALNE MREŽE (1) ETHERNET

Osnovna obilježja lokalnih mreža (1) Lokalna mreža ili LAN (eng. Local Area Network) je komunikacijska mreža koja povezuje različite DTE uređaje terminalni uređaji ili (radne) stanice  Osnovna namjena lokalnih mreža je razmjena informacija između DTE uređaja 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (2)

Osnovna obilježja lokalnih mreža (2) 

Lokalna mreža neke tvrtke služi za razmjenu podataka između djelatnika, ali i za razmjenu podataka između korisnika i različitih poslužitelja (npr. baza podataka), te dijeljenje određenih resursa (npr. pisača)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (3)

77


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Osnovna obilježja lokalnih mreža (3) Osobno računalo, printer, scanner,.... koji imaju ugrađenu mrežnu karticu (sklopovski dio koji služi za povezivanje računala s mrežom) postaju čvorovi u mreži  Ima mogućnost komuniciranja s drugim mrežnim čvorovima 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (4)

Lokalnost (1) LAN se prostire na ograničenom području, obično unutar jedne zgrade ili skupine zgrada (susjedstvo ) pokrivajući udaljenosti do nekoliko kilometara  Stoga su LAN-ovi veličinom znatno manji od javnih mreža 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (5)

Lokalnost (2) Grane (linkovi) su ograničene dužine, uz unaprijed poznatu mrežnu topologiju  Moguće je unaprijed predvidjeti „najgori slučaj“ prijenosa - za koji će vrijeme prostiranja informacijskih jedinica između dva mrežna čvora biti najveće 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (6)

78


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Broj stanica u LAN-u Broj mrežnih čvorova ili mrežnih uređaja (računala-stanice, poslužitelji, usmjerivači, komutatori, firewalli itd.) u lokalnim mrežama je ograničen  Najveći broj je do otprilike nekoliko stotina uređaja u mreži  Broj ovisi o topologiji, performansama opreme, te o prijenosnim, komutacijskim i transmisijskim kapacitetima 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (7)

Vlasništvo nad LAN-om (1) LAN-ovi obično povezuju korisnike koji pripadaju nekoj organizaciji - tvrtka, neka institucija ili ustanova (npr. VŠMTI)  Lokalne mreže su obično vlasništvo jedne organizacije, koja je vlasnik mrežne opreme, koja je mrežu izgradila i mrežu održava 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (8)

Vlasništvo nad LAN-om (2) Motiv organizacije za izgradnju mreže je potreba za takvom mrežnom infrastrukturom koja će dati potporu poslovanju te organizacije  Mreža je infrastruktura, ali se njome ne nude usluge poput klasičnog telefonskog poziva, već usluge koje su bitne za poslovanje tvrtke 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (9)

79


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Vlasništvo nad LAN-om (3) Lokalnim mrežama tvrtki upravljaju IT odjeli unutar tvrtki  Sve više se IT odjeli tretiraju kao pružatelji usluga koje ostali odjeli tvrtke (a oni su okrenuti samom poslovanju, core businessu) koriste, te oni predstavljaju korisnike lokalne mrežne infrastrukture 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (10)

Performanse (1) LAN-ovi su male veličine - utjecaj smetnji koje bi izazvalo magnetsko polje Zemlje je zanemariv  U okolini lokalnih mreža obično nema jakih izvora elektromagnetskih smetnji  Stoga je vjerojatnost pogreške u lokalnim mrežama vrlo mala  Lokalne mreže karakterizira vrlo velika brzina prijenosa, veličine reda Gbit/s 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (11)

Performanse (2) Za prijenos informacijskih jedinica (paketa) lokalnom mrežom, vrlo su bitna dva parametra  Prvi je vrijeme prostiranja signala s kraja na kraj linka (eng. propagation time)  Drugi je vrijeme slanja paketa na sam link 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (12)

80


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Performanse (3) Iz iskustva znamo da računalo spojeno na vrlo brzu mrežu s mrežnom karticom koja ne podržava takve brzine ne radi nominalnom brzinom lokalne mreže  Omjer vremena prostiranja i vremena slanja paketa označava se slovom a, i taj parametar se kreće unutar intervala [0.01, 0.1], mada postaje i veći od 0.1 što je posljedica sve većih brzina prijenosa 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (13)

Načini prijenosa (1) Ono što karakterizira većinu lokalnih mreža je princip na kojem one prenose informacije  Prve inačice LAN-ova povezivale su uređaje u mrežu pomoću tzv. dijeljenog medija (eng. shared media)  To znači da je svaka stanica bila spojena na medij (koaksijalni kabel), koji je bio zajednički svim stanicama 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (14)

Načini prijenosa (2) U mrežama s dijeljenim medijem, prijenos se radi na način da se poruke (paketi) odašilju svim uređajima u mreži, dok će svaki od uređaja na odgovarajućem sloju donijeti odluku da li će paket biti proslijeđen višim slojevima, preusmjeren ili odbačen  Ovaj princip naziva se odašiljanje (eng. broadcasting) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (15)

81


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Načini prijenosa (3) U slučaju da dvije ili više stanica u isto vrijeme pokušaju odašiljanje doći će do tzv. kolizije ili sudara  Stoga govorimo o problemu višestrukog pristupa dijeljenom mediju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (16)

Načini prijenosa (4) Za rješavanje ovog problema postoji cijeli niz protokola, koji u tom slučaju također karakteriziraju mrežu  Ukoliko se odašiljanje vrši ne na sve, već samo na određeni skup čvorova, naziva se multicasting 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (17)

Načini prijenosa (5) Moguća je i komunikacija po principu „od točke do točke“ (eng. point-to-point ili unicasting), u kojoj postoje veze između više parova mrežnih čvorova  Obično manje mreže koriste princip odašiljanja, dok mreže koje se prostiru većim geografskim područjem koriste komunikaciju point-to-point, premda to ne mora biti pravilo 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (18)

82


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Osnovne topologije sabirnička b) prstenasta c) zvjezdasta a)

Moguća je i kombinirana topologija

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (19)

LAN protokolni složaj (1) OSI referentni model ili OSI protokolni složaj - funkcije mreže klasificirane u 7 odijeljenih slojeva koji su razmješteni po vertikali jedan iznad drugog  Referentni model (protokolni složaj) za lokalne mreže pokriva funkcionalnost donja dva sloja OSI modela 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (20)

LAN protokolni složaj (2) 

Sloj podatkovnog linka OSI modela razdijeljen na dva podsloja. To su : podsloj upravljanja pristupom prijenosnom mediju (MAC – eng. Medium Access Control)  podsloj upravljanja logičkim linkom (LLC – eng. Logical Link Control) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (21)

83


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

LAN protokolni složaj (3) Ovaj protokolni složaj lokalnih mreža definirao je odbor IEEE 802 koji djeluje unutar IEEE organizacije (eng. Institute of Electrical and Electronic Engineers), najvećeg svjetskog strukovnog udruženja elektroinženjera  Stoga se i naziva IEEE 802 referentni model 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (22)

LAN protokolni složaj (4) Neke izvedbe LAN-ova imaju specifičnosti na fizičkom sloju  U tom se slučaju također definira specifičan protokolni složaj na fizičkom sloju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (23)

LAN protokolni složaj (5)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (24)

84


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Podsloj MAC (1) U mrežama koje koriste zajednički (dijeljeni) medij, neminovno dolazi do problema višestrukog pristupa mediju  Ukoliko na nekom sastanku ne postoje unaprijed dogovorena pravila ponašanja, česta situacija koja će se događati je ta da će nakon završetka jednog govornika riječ uzeti ne samo jedan, već dva ili više sljedećih govornika 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (25)

Podsloj MAC (2) Ukoliko dva govornika uzmu riječ u istom trenutku doći će do kolizije glasova  Treba pronaći način da se uspostave određena pravila (protokol) za rješenje problema pristupa zajedničkom mediju  Primjerice, to može biti pravilo da se za riječ treba javiti dizanjem ruke, i da riječ ima onaj koji je prije dignuo ruku 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (26)

Podsloj MAC (3) 

Problem višestrukog pristupa mediju javlja se u mrežama koje koriste zajednički medij, te je stoga nužno osigurati mehanizme odnosno protokole koji će taj problem riješiti

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (27)

85


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Podsloj MAC (4) 

Glavna dva pravca rješavanju problema višestrukog pristupa mediju su: prozivanje  slučajni pristup 

Prozivanje je način pristupa koji može biti centraliziran ili decentraliziran  Centralizirano prozivanje: jedna stanica ima ulogu upravljača te periodički proziva ostale stanice 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (28)

Podsloj MAC (5) Ukoliko u trenutku prozivanja stanica ima za isporučiti informacijske jedinice, učinit će to tada, nakon čega se nastavlja s prozivanjem  Kod decentraliziranog prozivanja nema upravljačke stanice, već se pravo pristupa mediju dobiva prijamom specijalnog paketa, tzv. pristupnog okvira (eng. token) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (29)

Podsloj MAC (6) Pristupni okvir kruži mrežom, stanica koja je spremna za transmisiju, čeka prolazak pristupnog okvira  Stanica prima okvir, te počinje transmisiju, a po završetku transmisije pušta okvir ponovno u mrežu  Token Ring je naziv onih mreža koje koriste ovaj način rješavanja višestrukog pristupa mediju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (30)

86


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Podsloj MAC (7) Slučajan pristup znači će stanica u trenutku kada ima spremne podatke za transmisiju pokušati pristupiti mediju  Ukoliko je medij zauzet, stanica će neko vrijeme pričekati te pokušati ponovno  Ako dvije stanice istovremeno započnu s transmisijom, doći će do kolizije  Nužan je protokol koji će riješiti problem kolizije 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (31)

Podsloj MAC (8) Uvođenjem zvjezdaste strukture, odnosno LAN komutatora, problem višestrukog pristupa značajno je smanjen  U komutiranoj (zvjezdastoj) topologiji višestruki pristup je moguć isključivo na nivou segmenta LAN-a, odnosno dijela lokalne mreže koji povezuje stanicu s komutatorom 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (32)

Podsloj MAC (9) Zadaća MAC podsloja je rješavanje problema pristupa mediju  Po definiciji MAC podsloj pruža usluge prvog višem sloju, a to je podsloj LLC  MAC podsloj je fizički implementiran na mrežnoj kartici računala odnosno bilo koje opreme koja predstavlja čvor u lokalnoj mreži ili na portu – priključku mrežnog uređaja 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (33)

87


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Podsloj MAC (10)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (34)

MAC adresa (1) Adresa računala na MAC sloju naziva se MAC adresa  Svako računalo u mreži, odnosno svaki mrežni uređaj ima vlastitu adresu na podsloju MAC, koja je jedinstvena u svijetu  To se postiže standardizacijom koju provodi organizacija IEEE 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (35)

MAC adresa (2) 

Time je onemogućeno da dvije stanice u mreži imaju istu MAC adresu, jer je jedan dio adrese (24 bita) rezerviran za identifikaciju proizvođača opreme, dok je drugi dio adrese (preostala 24 bita) rezerviran za identifikaciju samog uređaja

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (36)

88


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

MAC adresa (3) Već spomenuti odbor IEEE 802 definirao je format adrese na MAC sloju Njezina duljina iznosi 16 ili 48 bita  Danas se uglavnom koriste MAC adrese koje su duljine 48 bita, dakle 6 okteta  Svaki oktet se zapisuje pomoću dvije heksadecimalne znamenke, te se MAC adresa označava kao npr.: 00 50 c2 81 b0 61 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (37)

MAC adresa (4) Prilikom prijama paketa s fizičkog sloja na osnovu MAC adrese odredišta koja je zapisana u paketu MAC sloj određuje da li je paket namijenjen upravo toj stanici  Ukoliko jeste, iz paketa se izdvaja LLCPDU i prosljeđuje višem, LLC sloju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (38)

MAC adresa (5) Odredišnu adresu dolaznog paketa moguće je i filtrirati  Npr. MAC podsloj isporučuje LLC podsloju i one pakete čija MAC adresa nije identična MAC adresi stanice, ali se jednim dijelom poklapa s njom - koristi se svojevrstan wildcard 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (39)

89


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

MAC adresa (6) Paketi koji su namijenjeni za broadcast, imati će MAC adresu odredišta: FF FF FF FF FF FF  Standardi MAC podsloja su mnogobrojni, ali se danas najčešće koristi tzv. standard IEEE 802.3  Ovaj standard, skupa s pripadajućim CSMA/CD protokolom biti će opisan detaljnije u nastavku 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (40)

Podsloj LLC (1) Slojevita arhitektura: pojedini sloj pruža usluge sloju koji se nalazi iznad, dok za izvršavanje tih usluga koristi usluge sloja koji se nalazi ispod njega  LLC koristi MAC podsloj kako bi mogao svoje vlastite pakete (LLC-PDU) prenijeti određenim medijem, pri tome eliminirajući problem višestrukog pristupa mediju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (41)

Podsloj LLC (2) LLC podsloj pruža usluge višem sloju, koji će ih koristiti za slanje svojih PDU između dvaju krajnjih uređaja u mreži  Osnovne tri vrste usluga koje pruža podsloj LLC su: 

Spojna usluga Nespojna usluga bez potvrde primitka  Nespojna usluga s potvrdom primitka  

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (42)

90


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Podsloj LLC (3) Spojna usluga omogućava korisnicima podsloja LLC koji se nalaze na različitim čvorovima u mreži da uspostave logičku, stalnu vezu  Nespojna usluga bez potvrde primitka omogućava jednostavno slanje i primanje LLC-PDU. Pri tome, prijamna strana ne šalje nikakvu potvrdu predajnoj strani da je primila paket 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (43)

Podsloj LLC (4) 

Nespojna usluga s potvrdom primitka pruža uslugu kojom je moguće dobiti potvrdu da je paket stigao na odredište

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (44)

Ethernet (1) Počeci datiraju u ranim sedamdesetim godinama prošlog stoljeća  Na otočju Havaji (eng. Hawaii) tada se smatralo prednošću što gotovo da niti nema telefonske mreže  Istraživač Norman Abramson skupa s kolegama sa Sveučilišta Hawaii to nije shvaćao kao prednost 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (45)

91


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Ethernet (2) Naime, on i njegov tim su imali potrebu spojiti korisnike (terminale) na udaljenim otocima s centralnim računalom koje se nalazilo u gradu Honolulu  Pokušano je primjenom radio valova kratkog dometa  Definirane su dvije frekvencije tzv. upstream i downstream, kojima su praktični definirana dva kanala 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (46)

Ethernet (3) Upstream frekvencija (kanal) služila je za prijenos podataka od terminala prema centralnom računalu  Downstream freknvencija služila je za prijenos s centralnog računala prema terminalima  Struktura mreže je zvjezdasta, ali je izvor podataka koji se prenosi downstream kanalom uvijek isti – centralno računalo 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (47)

Ethernet (4)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (48)

92


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Ethernet (5) Terminal isporuči podatke po upstream frekvenciji, i nakon toga čeka potvrdu primitka koju dobije putem downstream frekvencije  Problem može nastupiti ukoliko dva terminala istovremeno okupiraju upstream frekvenciju, odnosno pristupaju centralnom računalu u isto vrijeme – kolizija  To je moguće s obzirom da su terminali neovisni jedni o drugima 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (49)

Ethernet (6) U tom slučaju, terminali neće dobiti potvrdu putem downstrem frekvencije i pokušat će ponovno poslati podatke putem upstream frekvencije  Na downstream frekvenciji ne može doći do kolizije, jer je izvor samo jedan, a to je centralno računalo  Ovaj način rješavanja problema kolizije nazvan je ALOHANET 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (50)

Ethernet (7) 

Student Robert (Bob) Metcalfe, koji je netom prije diplomirao na M.I.T. (eng. Massachusetts Institute of Technology) te doktorirao na Harvardu odlučio je spojiti ugodno s korisnim – provesti ljeto na Havajima, proučavajući Abramsonov rad

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (51)

93


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Ethernet (8) To je bilo ljeto prije početka njegovog rada u kompaniji Xerox PARC (eng. Palo Alto Research Center)  Dolaskom na posao, uvidio je da su istraživači u njegovoj tvrtki dizajnirali i proizveli ono što će kasnije biti nazvano računalo 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (52)

Ethernet (9) Međutim, računala su bila izolirana  Stoga je Metcalfe, zajedno s kolegom Davidom Boggsom počeo rad na ekseprimentalnoj lokalnoj računalnoj mreži, koristeći znanje i iskustvo koje je stekao radeći tog ljeta s Abramsonom  Rad je prezentiran u članku „Ethernet: Distributed Packet Switching For Local Computer Networks“ 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (53)

Ethernet (10) Prijenosni medij koji je omogućavao odašiljanje (broadcast) bio je koaksijalni kabel duljine 1 km – „The Ether“  Otuda potječe i naziv mreže – Ethernet  Etherom su se prenosili bitovi brzinom do 3 Mbit/s  U mreži je bilo do 256 računala (stanica), od kojih je svako bilo spojeno na medij, odnosno koaksijalni kabel 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (54)

94


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Ethernet (11) Da bi se stanica spojila na kabel, on je morao proći dovoljno blizu stanice da se ona na njega može spojiti  Prvo spajanje vršeno je tako da se malom iglicom (ili stopicom, eng. pin) pažljivo uđe u kabel do vodiča koji njime prolazi  Otuda i engleski naziv za takav spoj („konektor“) – vampire tap 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (55)

Ethernet (12) Grana mreže na koju je bio spojen određen broj stanica i koja je na oba svoja kraja bilja zaključena u električkom smislu nazivala se segment (Ether segment)  Segmente je bilo moguće međusobno spojiti obnavljačem signala (eng. repeater) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (56)

Ethernet (13) Moralo se voditi računa o tome da za svaki par izvorište-odredište postoji samo jedan mogući fizički put  Svaka stanica imala je sučelje prema mreži (eng. interface) te upravljački sklop (eng. controller)  Sučelje je bilo spojeno na primopredajnik (eng. transceiver) te preko njega na sam kabel 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (57)

95


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Ethernet (14) ELEKTRIČKO ZAKLJUČENJE

SPOJ

I = sučelje (interface)

PRIMOPREDAJNIK

I C STANICA

PRIMOPREDAJNIK

I C STANICA

PRIMOPREDAJNIK

OBNAVLJAČ SIGNALA

C I

PRIMOPREDAJNIK

PRIMOPREDAJNIK

C=upravljivi sklop (controller)

STANICA

ETHER SEGMENT #2

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (58)

Ethernet (15) U takvoj mreži paketi su bili odašiljani svim stanicama  Struktura paketa bila je vrlo jednostavna, načelno gotovo identična općenitoj strukturi informacijske jedinice  Stanica je pakete „kopirala“ (preuzimala) s Ethera samo u slučaju da je adresa paketa koji putuje mrežom bila odgovarajuća 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (59)

Ethernet (16)

S

ADRESA ODREDIŠTA

ADRESA IZVORIŠTA

PODACI

ZAŠTITNA SUMA

1 bit

8 bita

8 bita

0 .... 4000 bita

16 bita

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (60)

96


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Ethernet (17) Ovaj Xerox-ov Ethernet bio je toliko uspješan da je formirana grupacija DIX (DEC, Intel i Xerox)  Grupacija je definirala DIX standarde, koji su 1983. uz vrlo male izmjene postali IEEE 802.3 standard  Za taj standard je uvriježen naziv Ethernet, premda nije riječ o identičnom standardu 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (61)

CSMA/CD protokol (1) Glavni problem mreže sa zajedničkim prijenosnim medijem predstavlja kolizija ili sudar okvira  Kako sve stanice koriste isti prijenosni medij, u slučaju višestrukog pristupa prijenosnom mediju dolazi do kolizije  Električki gledano, sudar okvira manifestirat će se kao povećani napon za zajedničkom mediju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (62)

CSMA/CD protokol (2) Višestruki pristup desit će se svaki puta kada dvije stanice žele istovremeno predati svoje podatke na mrežu  U slučaju manjeg prometnog intenziteta, kolizija ne bi predstavljala problem sa stanovišta vjerojatnosti pojavljivanja  U slučaju većeg broja stanica i većeg broja zahtjeva za transmisijom paketa u mreži, kolizija postaje ozbiljan problem 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (63)

97


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

CSMA/CD protokol (3) Kako bi se problem kolizije riješio, odnosno kako bi se smanjila vjerojatnost kolizije, razvijen je cijeli niz protokola, koji pripadaju MAC podsloju  Protokoli kod kojih stanica „osluškuje“ da li na mediju već postoji nositelj prije nego započne transmisiju nazivaju se protokoli osjetljivi na nositelja (eng. carrier sense protocols) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (64)

CSMA/CD protokol (4) Protokol CSMA/CD (eng. Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) temelji se na tome da u slučaju kolizije okvira stanice koje su detektirale koliziju trenutno prekidaju transmisiju okvira, koji je ionako „oštećen“  Nakon toga, stanica će pokušati ponovno poslati okvir (retransmisija) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (65)

CSMA/CD protokol (5) Na taj način štedi se vrijeme jer se proces retransmisije pokreće ranije  Standard IEEE 802.3 (koji se, kako smo već rekli, naziva Ethernet mada nije u potpunosti identičan s izvornim Ethernetom) koristi ovaj protokol na svom MAC podsloju za rješavanje problema višestrukog pristupa prijenosnom mediju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (66)

98


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

CSMA/CD protokol (6) Stanica koja želi započeti transmisiju, provjerava da li je kanal slobodan  Ukoliko jeste, pričekat će vrijeme nazvano vrijeme između paketa (eng. interpacketGap ili IPG 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (67)

CSMA/CD protokol (7) 

Naime, između transmisije bilo koja dva paketa mora proteći određeno vrijeme kako bi se fizički ali i drugi slojevi pripremili za prijam sljedećeg paketa (ili okvira, stoga se ovo vrijeme ponekad naziva i vrijeme između okvira – eng. interframeGap ili IFG)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (68)

CSMA/CD protokol (8) 

Zbog toga će stanica koja detektira slobodan kanal pričekati upravo vrijeme IPG kako bi se osiguralo dovoljno vrijeme između paketa u slučaju da je prethodni paket prošao medijem neposredno prije provjere

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (69)

99


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

CSMA/CD protokol (9) Ovo vrijeme mjeri se u bitovima i jednaku je „trajanju“ 96 bita (vrijeme koje je potrebno da 96 bita prođe medijem)  Apsolutna vrijednost vremena ovisi o brzini prijenosa na mediju – veća brzina znači i manje vrijeme 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (70)

CSMA/CD protokol (10) Nakon isteka vremena IPG stanica kreće s transmisijom  Prilikom transmisije stanica mjeri napon na prijenosnom mediju  Ukoliko je on veći od onoga što stanica emitira, stanica detektira sudar odnosno koliziju na prijenosnom mediju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (71)

CSMA/CD protokol (11) Detekcija kolizije je analogni proces kojim se jednostavno uspoređuju dva signala  Stoga se kodiranju signala posvećuje velika važnost kako bi svojim svojstvima omogućio detekciju kolizije  Ukoliko do kolizije nije došlo, stanica završava transmisiju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (72)

100


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

CSMA/CD protokol (12) U slučaju detekcije kolizije, svaka od stanica koja je koliziju detektirala završava trenutno transmisiju svog okvira i započinje transmisiju signala zagušenja (eng. jam signal)  Nakon toga, stanica generira slučajno vrijeme koje će proteći prije nego ponovno počne slati okvir (retransmisiju) korištenjem BEB algoritma 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (73)

BEB algoritam (1) BEB (eng. Binary Exponential Backoff)  Nakon detekcije kolizije vrijeme se dijeli u diskretne odsječke koji su dovoljni da signal prođe povratni put između dvije najudaljenije točke mreže  Svaka stanica koja detektira koliziju pričekat će nakon toga određeni broj vremenskih odsječaka prije nego što započne retransmisiju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (74)

BEB algoritam (2) 

Broj odsječaka r je slučajan cijeli broj u intervalu: 0 ≤ r < 2n

n = redni broj pokušaja retransmisije okvira

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (75)

101


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

BEB algoritam (3) Algoritam se ponavlja do uključivo 10 retransmisija, što znači 10 detetiranih kolizija  U slučaju da se i nakon toga dogodi kolizija, parametar r će biti stalan za svaku sljedeću koliziju i iznosit će 1023 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (76)

BEB algoritam (4) Ako se dosegne broj od 16 detektiranih kolizija i pokušanih retransmisija, odustaje se od pokušaja transmisije te se više slojeve izvještava o pogrešci  Daljnja korekcija pogreške zadaća je tada viših slojeva 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (77)

Minimalna duljina okvira (1)

CSMA/CD protokolom je propisana minimalna duljina okvira  Stanica I kreće s transmisijom okvira A (a)  Okvir A se kreće prema najudaljenijem dijelu mreže, do stanice O 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (78)

102


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Minimalna duljina okvira (2)

Stanica O provjerava da li je kanal slobodan neposredno prije nego okvir A dođe do nje (b)  Kanal je u tom trenutku slobodan, te stanica kreće s transmisijom okvira B 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (79)

Minimalna duljina okvira (3)

U trenutku početka transmisije okvira B dolazi i okvir A, te dolazi do kolizije na mediju (c)  Kolizija se „vraća“ medijem prema stanici I, koja je emitirala okvir A (d) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (80)

Minimalna duljina okvira (4) Ukoliko s τ označimo vrijeme koje je potrebno signalu da prođe s kraja na kraj mreže (od stanice I do stanice O), tada je vrijeme potrebno da se dogodi najgori scenarij opisan gore jednako 2τ  Signal mora doći do najudaljenije stanice te se zatim signal kolizije (ukoliko do nje dođe) mora stići vratiti do izvorne stanice prije kraja transmisije 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (81)

103


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Minimalna duljina okvira (5) 

Ukoliko bi vrijeme transmisije paketa iznosilo manje od 2τ, tada bi se mogao dogoditi scenarij da izvorišna stanica I završi transmisiju prije nego detektira koliziju svog vlastitog okvira

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (82)

Minimalna duljina okvira (6) U tom slučaju ne bi niti pokušala retransmisiju, te problem kolizije ne bi bio riješen  Stoga se minimalnom duljinom okvira osigurava i minimalno vrijeme transmisije paketa, koje mora biti najmanje 2τ 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (83)

Topologije Ethernet mreža (1) Prve Ethernet mreže imale su sabirničku topologiju  Segmente takve mreže bilo je moguće spajati pomoću obnavljača signala (eng. repeater), te se na taj način povećavala duljina mreže  Kabliranje kod ovakvih topologija vršeno je debelim koaksijalnim kabelom (engl. thick coax) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (84)

104


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Topologije Ethernet mreža (2) Ukoliko je bilo potrebe za mrežom veće duljine, korišteni su obnavljači signala.  Spajanje na ovakav koaksijalni kabel radilo ubadanjem“ iglice (pina) u koaksijalni kabel (vampire tap) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (85)

Topologije Ethernet mreža (3) Preporukom je čak preporučena boja ovakvog kabela koja treba biti „svjetla....u kontrastu s pozadinskom bojom“  Na svakih 2,5 m postavljane su oznake (markeri) koje su označaval mjesta na kojima je bilo moguće spajanje stanica 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (86)

Topologije Ethernet mreža (4) Druga korištena generacija koaksijalnog kabela je tanki koaksijalni kabel (eng. thin coax)  Brzina je ista, ali je najveća duljina mrežnog segmenta ovdje 185 m  Spajanje stanica je kod ovog kabela znatno jednostavnije, i radi se pomoću tzv. BNC konketora, koji ima formu Tpriključka 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (87)

105


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Topologije Ethernet mreža (5) Tanki koaksijalni kabel je jednostavniji za instaliranje (radi lakšeg savijanja) a BNC konektori znatno pouzdaniji od spajanja ubadanjem u vodič  Nedostaci: duljina samog kabela, nezgrapna instalacija takve mreže, problem detekcije mjesta oštećenja kabela te pogreške na mjestima spajanja stanica 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (88)

Topologije Ethernet mreža (6) Stoga se 1990. specificira uporaba upredenih parica (eng. twisted pair)  Topologija postaje zvjezdasta, jer su sve stanice ovakvim kabliranjem spojene na jedan centralni čvor, nazvan hub (parični obnavljač ili razvodnik)  U svojoj suštini to je obnavljač signala, koji ima više priključaka (portova) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (89)

Topologije Ethernet mreža (7) Na ulaze su spojene stanice – kada stanica vrši transmisiju, signal dođe do huba  Dva osnovna tipa: pasivni i aktivni hub  Pasivni hub neće pojačavati signal prije proslijeđivanja, dok će aktivni hub signal primiti, obnoviti i pojačati, te ga proslijediti na sve svoje druge portove – svim stanicama 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (90)

106


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Topologije Ethernet mreža (8) Segment LAN-a postaje onaj dio mreže koji spaja stanicu s hubom  Domena sudara nije ograničena samo na segment LAN-a  Domena sudara (eng. collision domain) je područje mreže u kojem će doći do kolizije okvira ukoliko dvije stanice istovremeno vrše transmisiju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (91)

Topologije Ethernet mreža (9) S obzirom da hub prosljeđuje okvire koje odašilje jedna stanica na sve druge stanice koje su na hub spojene, možemo reći da hub ne razdvaja domene sudara okvira  Kako bi se provelo razdvajanje domena sudara okvira, umjesto huba u mreže se uvode LAN komutatori (eng. switch) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (92)

Topologije Ethernet mreža (10) Topologija je također zvjezdasta, pri čemu je komutator u sredini zvijezde  Na komutator je spojen određen broj stanica koje naravno mogu istovremeno početi transmisiju okvira  Da li će doći do kolizije ovisi o izvedbi komutatora 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (93)

107


Računalne mreže

P4: Lokalne računalne mreže (1)

Topologije Ethernet mreža (11) Ukoliko više priključaka ima zajedničko ožičavanje (međusobno su spojeni) do kolizije će doći  Međutim, u pravilu su priključci odvojeni, te se domena sudara okvira svodi na segment u kojem postoji samo jedna stanica 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (94)

Topologije Ethernet mreža (12) Dakle, LAN komutator u pravilu razdvaja domene sudara okvira, te time eliminira problem višestrukog pristupa mediju  Ethernet mreža koja ima zvjezdastu, komutiranu topologiju vrlo se često naziva i komutirani Ethernet (eng. switched Ethernet) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (95)

Ispitna pitanja 

Na sljedećem predavanju za cijelo poglavlje LAN-ova....

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (96)

108


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

RAČUNALNE MREŽE LOKALNE RAČUNALNE MREŽE (2) WLAN , VLAN, POVEZIVANJE LAN-ova

WLAN (1) Stalna mrežna povezanost zahtjeva pristup mreži koji neće biti oslonjen niti na jednu vrstu kabela  Metoda pristupa je bežični prijenos, uz korištenje elektromagnetskih valova  Bežični pristup izbjegavan je sve do sredine devedesetih godina prošlog stoljeća 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (2)

WLAN (2) Glavni razlozi bili su sigurnost, relativno visoke cijene instalacije, manja brzina te potreba za posjedovanjem dozvole za rad na određenoj frekevenciji  Napredak tehnologije i standardizacija su amortizirali ove probleme  U današnje vrijeme su bežični LAN-ovi, (eng. Wireless LAN ili WLAN) široko rasprostranjeni 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (3)

109


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

WLAN (3) Cijene instalacije nisu više velike a sigurnost i brzine su povećane  WLAN omogućava pokretljivost stanica uz konstantnu povezanost s mrežom  Postoji mogućnost primjene na onim mjestima gdje je realizacija ožičenja teško izvediva (npr. nedostupnost)  Postoje i problemi specifični za WLANove 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (4)

WLAN – nedostaci (1) 

Gubitak snage elektromagnetskog zračenja (vala) uslijed njegovog prostiranja - snaga signala opada s udaljenošću od predajnika

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (5)

WLAN – nedostaci (2) Višestazno prostiranje signala reflektiranja signala od čvrstih objekata koji se nalaze na njegovom putu  Ono rezultira time da se signal propagira po više putanja prema svom cilju, te dolaskom i istovremenim prijamom višestrukih signala na cilju dolazi do njihovog zbrajanja (superpozicije), odnosno interferencije 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (6)

110


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

WLAN – nedostaci (3) Ukoliko valovi ne dođu istovremeno, imat ćemo višestruki prijam jednog te istog signala  Moguće je i potpuno iščezavanje signala uslijed nailaska na prepreke 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (7)

WLAN – specifičnosti (1) Signal se u WLAN-u prostire zrakom u obliku elektromagnetskog vala  Radi se o zajedničkom prijenosnom mediju – postoji i problem višestrukog istovremenog pristupa mediju  Kod ožičenog LAN-a, signal je prolazio cijelom domenom sudara i dolazio je do svih stanica u mogućoj domeni sudara 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (8)

WLAN – specifičnosti (2) Kod bežičnog LAN-a, uslijed iščezavanja signala, signal koji odašilje jedna stanica ne mora doći do svake stanice koja se nalazi u prostoru koji pokriva WLAN  Do kolizije kod ožičenih LAN-ova dolazilo je u trenutku odašiljanja paketa  Kolizija kod WLAN-a se prvenstveno događa kod prijama, na stanici koja prima pakete s dva različita izvora 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (9)

111


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

WLAN – osnovne topologije

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (10)

Pristup mediju 

Već su navedene specifičnosti WLAN-a: 

okviri koje odašilje jedna stanica ne moraju doći do svih stanica, kako je to slučaj u ožičenom LAN-u kolizija se kod ožičenog LAN-a događa prilikom predaje okvira, dok se u WLAN-u kolizija događa na prijamnoj strani, ukoliko jedna stanica prima signale s dva različita izvora

Kod rješavanja problem pristupa mediju u WLAN mrežama bitno je imati u vidu dva problema:  

problem skrivene stanice problem izložene stanice Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (11)

Problem skrivene stanice     

Stanice A i B žele odašiljati okvir prema C Signal stanice A ne dopire do stanice B Signal stanice B ne dopire do stanice A Signal obje ove stanice dopire do stanice C Primjenimo li metodu koju koristi ožičeni LAN, „osluškivanje“ zajedničkog medija će dati uvijek isti rezultat – medij je slobodan za transmisiju okvira. Naime:  

Stanica A neće detektirati nositelja Stanica B neće detektirati nositelja

Ukoliko stanice A i B istovremeno obave transmisiju okvira koji je namijenjen stanici C, doći će do kolizije na stanici C Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (12)

112


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Problem izložene stanice    A D

B

C

 

Stanica A(B) želi odaslati okvir prema C(D) Nikako ne može doći do kolizije, jer je odredište različito Pretpostavimo da stanica A obavlja transmisiju okvira prema stanici C Stanica B ima okvir koji želi poslati Primjenimo li metodu koju koristi ožičeni LAN,„osluškivanje“ zajedničkog medija prepoznat će nazočnost nositelja (signal koji odašilje A) na mediju, te će B odustati od transmisije

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (13)

Protokol MACA (1) Ova dva problema pokazala su kako nije moguće upravljati višestrukim pristupom dijeljenom prijenosnom mediju korištenjem CSMA/CD ili nekog sličnog protokola  Stoga je razvijen protokol MACA (eng. Multiple Access with Collision Avoidance) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (14)

Protokol MACA (2) Osnovna ideja ovog protokola je da stanica koja želi slati (glavni) okvir prvo šalje jedan kratki, „probni“ okvir duljine 30 okteta koji predstavlja traženje dozvole za slanje okvira, i koji je nazvan RTS (eng. Request To Send)  U RTS okviru je sadržana i duljina okvira koji stanica želi slati 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (15)

113


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Protokol MACA (3) Potencijalni primatelj glavnog okvira, nakon što primi RTS okvir i ukoliko je spreman za prijam glavnog okvira, odgovara slanjem okvira koji označava dozvolu za slanje  Taj okvir naziva se CTS (eng. Clear To Send)  U CTS okviru sadržana je također duljina glavnog okvira, kopirana iz RTS okvira  STANICA A

STANICA C

Glavni okvir spreman

Mirovanje RTS CTS GLAVNI OKVIR

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (16)

Protokol MACA (4) Ukoliko neka stanica X primi okvir RTS koji joj nije namijenjen, to znači da se nalazi u neposrednoj blizini predajnika (stanice A)  Stanica X neće odašiljati ništa sve dok okvir CTS ne dođe do predajnika, kako ne bi izazvala koliziju na predajniku  Nakon prolaska okvira CTS, stanica X može odašiljati svoje okvire 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (17)

Protokol MACA (5) 

Okvir ne mora fizički doći i do stanice X, ali njoj će biti poznato vrijeme potrebno za prolazak okvira, jer je duljina okvira unaprijed poznata

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (18)

114


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Protokol MACA (6) Ukoliko neka stanica X primi okvir CTS koji joj nije namijenjen, to znači da se nalazi u neposrednoj blizini prijamnika (stanice C)  Stanica X neće odašiljati ništa sve dok ne prođe glavni okvir, čija duljina je stanici X poznata jer je zapisana u CTS okviru 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (19)

Rješenje problema izložene stanice     

A šalje RTS prema C RTS dolazi do C, ali i do B C odgovara sa CTS CTS dolazi do A, ali ne i do B B čeka vrijeme potrebno da prođe CTS okvir prema A Nakon toga, A kreće s transmisijom, a B također može krenuti sa svojom transmisijom – kolizije nema

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (20)

Rješenje problema skrivene stanice     

A šalje RTS prema C RTS dolazi do C, ali ne i do B C odgovara slanjem CTS CTS dolazi do A, ali i do B B čeka vrijeme potrebno da prođe glavni okvir od A prema C, čija duljina je bila zapisana u CTS Nakon toga, B može krenuti sa svojom transmisijom – kolizije nema

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (21)

115


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

MACAW i CSMA/CA (1) Sudari su i dalje mogući – npr. dvije stanice istovremeno šalju RTS  Kako bi se poboljšale performanse komunikacije, protokol MACAW (eng. MACA for Wireless) uvodi i okvir ACK  ACK predstavlja potvrdu prijama okvira na drugom sloju 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (22)

MACAW i CSMA/CA (2) Stanica koja primi ispravan okvir, mora odgovoriti ACK okvirom, u suprotnom pošiljatelj zaključuje da okvir nije ispravno primljen  Na MACA i MACAW bazirani su protokoli MAC podsloja koje propisuje standard IEEE 802.11, npr. CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (23)

Povezivanje LAN-ova (1) Razlozi za povezivanje LAN-ova su mnogobrojni  Ponekad je veći LAN potrebno podijeliti na manje mreže, koje je onda opet potrebno spojiti  Za spajanje se koristi most (bridge) koji danas zamjenjuju komutatori 2. sloja 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (24)

116


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Povezivanje LAN-ova (2)  K

L LAN 5

1

A

3

2

C

B1

D LAN 1

F

LAN 2

G LAN 3

1

B

2

B2

3

I

E

 J

LAN 4

Stanica A generira okvir namijenjen stanici G Okvir dolazi do mosta B1 Okvir uz odredišnu adresu (G) ima zapisanu i izvorišnu adresu (A) Svaki most održava tablicu u kojoj su zapisani parovi (adresa, port) Most B1 će povezati adresu A s portom 1, i taj zapis pohraniti u tablicu (započinje proces učenja)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (25)

Povezivanje LAN-ova (3)  K

L LAN 5

1

A

3

2

C

B1

D LAN 1

F

LAN 2

G LAN 3

1

B

2

B2

3

I

E

J

LAN 4

Kako u ovom trenutku ne postoji zapis o portu na koji je spojena stanica G, most započinje proceduru koja se naziva tzv. „poplavljivanje“ mreže (eng. flooding) Okvir će proslijediti na sve svoje portove, osim onoga po kojem je okvir primio Most B1 će okvir proslijediti na portove 2 i 3

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (26)

Povezivanje LAN-ova (4)  K

L LAN 5

1

A

3

2

C

B1

D LAN 1

F

LAN 2

G LAN 3

1

B

E

2 3

B2

I

 J

LAN 4

Okvir će zatim doći do mosta B2 Most B2 će također započeti proces učenja te će povezati adresu A s portom 1 Odredišna adresa je nepoznata, te će i most B2 započeti poplavljivanje, tako što će okvir proslijediti na portove 2 i 3 Putem porta 2 okvir će pronaći svoje odredište, stanicu G

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (27)

117


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Povezivanje LAN-ova (5)  K

L LAN 5

1

A

3

2

C

B1

D LAN 1

F

LAN 2

G LAN 3

1

B

2

B2

3

I

E

 J

LAN 4

Stanica G generira odgovor stanici A Most B2 će pregledom tablice parova (adresa, port) ustanoviti da okvir mora proslijediti na port 1 Most B1 će pregledom tablice parova (adresa, port) ustanoviti da okvir mora proslijediti na port 1 Time okvir dolazi u LAN1 i pronalazi svoje odredište, stanicu A, ovaj put bez poplavljivanja mreže

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (28)

Povezivanje LAN-ova (6)  K

L LAN 5

1

A

3

2

C

B1

D LAN 1

F

LAN 2

G

LAN 3 1

B

E

2 3

B2

I

J LAN 4

Ukoliko stanica B šalje okvir stanici A, taj okvir prolaskom kroz mrežu LAN1 već pronalazi odredišnu stanicu (A), ali i dolazi do mosta B1 Most B1 prepoznaje da odredišna adresa (A) pripada istoj lokalnoj mreži, te stoga taj okvir ne prosljeđuje, već ga „uništava“, odnosno briše iz svoje memorije

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (29)

Algoritam preusmjeravanja na mostu Ako izvorišna i odredišna adresa pripadaju istom LAN-u, okvir se briše iz memorije 2. Ako su izvorišni i odredišni LAN različiti, gleda se odredišna adresa: 1.

poznata: okvir se prosljeđuje na odgovarajući port 2. nepoznata: okvir se prosljeđuje na sve portove osim dolaznog ("poplavljivanje“) 1.

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (30)

118


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Osnovne funkcije mosta (1) filtriranje okvira, pri čemu se na temelju odredišne adrese određuje da li okvir treba biti izbrisan ili proslijeđen, te na koji port 2. prosljeđivanje okvira iz jednog u drugi LAN, korištenjem gore navedenog algoritma 1.

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (31)

Osnovne funkcije mosta (2) 3.

učenje topologije mreže, na temelju izvorišnih adresa okvira. Ovim se generira tablica (adresa, port), koja se periodički provjerava, te se brišu svi zapisi koji su stariji od N minuta i koji vjerojatno više nisu validni

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (32)

Povezivanje raznovrsnih LAN-ova (1) Ovi mostovi su povezivali istovrsne LAN-ove gdje nije bilo potrebe za bilo kakvom konverzijom okvira  Što ako se želi povezati LAN i WLAN, koji nemaju isti format okvira?  Za to se koriste mješoviti mostovi (eng. mixed bridge) koji se nazivaju i translacijski mostovi (eng. translation bridge) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (33)

119


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Povezivanje raznovrsnih LAN-ova (2) Uz osnovne funkcije mosta, zadaća mješovitog mosta je pretvorba iz jednog u drugi format MAC okvira  Pretvorba se odvija na podsloju LLC: 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (34)

VLAN - Virtualni LAN (1) Premda LAN jedne tvrtke podrazumijeva djelatnike i mrežnu opremu koja pripada toj tvrtki, postoje i razlozi zbog kojih nije poželjno imati samo jednu mrežu  To su prvenstveno sigurnost i mrežno opterećenje 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (35)

VLAN - Virtualni LAN (2) 

sigurnost – na donjim slojevima OSI modela okviri koji putuju mrežom su vidljivi svim stanicama, pogotovo uzme li se u obzir i svojstvo odašiljanja (broadcasting), koje koriste mnogi protokoli viših slojeva. Kako postoje odjeli unutar tvrtki čiji podaci nisu namijenjeni korištenju izvan odjela, to predstavlja problem sa stanovišta sigurnosti Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (36)

120


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

VLAN - Virtualni LAN (3) 

opterećenje mreže – neke grupe računala generirat će veći promet koji može znatno smanjiti performanse ostalim korisnicima lokalne mreže

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (37)

VLAN - Virtualni LAN (4) a)

S1

b)

S2

c)

S1

S2

d)

Sva računala u istoj mreži b) Grupe računala koja međusobno češće komuniciraju c) Njihovo fizičko razdvajanje d) Problem – novi djelatnici geografski pozicionirani na “krivim” komutatorima a)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (38)

VLAN - Virtualni LAN (5) Puno bolji načina razdvajanja je kreiranje virtualnih lokalnih mreža (VLAN) - „softversko ožičavanje“  VLAN čini skupina krajnjih uređaja koji međusobno vrlo često komuniciraju, a promet na drugom sloju koji razmjenjuju stanice koje pripadaju istom VLAN-u ostaje unutar tog VLAN-a 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (39)

121


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

VLAN - Virtualni LAN (6) 

Uobičajena je praksa da se različiti VLAN-ovi označavaju bojama - time se postiže bolja preglednost, ukoliko stanice na skici prikažemo geografski raspoređene i u bojama

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (40)

VLAN - Virtualni LAN (7) Grupiranje stanica u VLAN ne provodi se dodatnim ožičavanjem, već softverski  Osnova je LAN komutator drugog sloja koji podržava VLAN koncept  Prvi korak je detektiranje koliko VLANova treba postojati unutar tvrtke, koja računala pripadaju pojedinim VLANovima i kako nazvati VLAN-ove 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (41)

VLAN - Virtualni LAN (8) port

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (42)

122


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

VLAN - Virtualni LAN (9) Zatim je nužno odrediti na komutatoru koji port je povezan s kojim VLAN-om, odnosno postaviti konfiguracijske tablice koje će definirati koji VLAN je dostupan putem kojeg porta  Jedan VLAN je distribuiran na više portova, ali teoretski se na jednom portu može nalaziti i više stanica koje pripadaju različitim VLAN-ovima 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (43)

VLAN - Virtualni LAN (10) 

Određivanje „članstva“ u VLAN-u moguće je definirati na osnovu:    

broja porta MAC adrese dijela ili cijele IP adrese na neki drugi način

Jedna stanica može prema potrebi biti članom i više VLAN-ova Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (44)

VLAN - Virtualni LAN (11) 

Promet 2. sloja jednog VLAN-a ostaje u njemu, a ako je potrebno spojiti stanice koje se nalaze u 2 različita VLAN-a, potrebno je koristiti uređaj 3. sloja – mrežni usmjerivač (router)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (45)

123


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

MAN / WAN MAN (eng. Metropolitan Area Network) je mreža koja pokriva područje grada  Najpoznatiji primjer su mreže za kabelsku televiziju  WAN (eng. Wide Area Network) je mreža koja pokriva šire geografsko područje  Vrlo često se radi o državi ili cijelom kontinentu 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (46)

MAN

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (47)

Ad hoc mreže (1) Ad hoc ili privremene mreže omogućavaju brzo umrežavanje u pokretu, bez prethodne izgradnje mrežne infrastrukture  Povezuju promjenjivi broj čvorova koji se kreću, obično na ograničenom prostoru  Topologija i uvjeti komuniciranja su promjenjivi 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (48)

124


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Ad hoc mreže (2) U mnogim situacijama korisnik ne zna koje su mu komunikacijske mogućnosti na raspolaganju  Primjerice, u prostoru gdje privremeno ili neželjeno dugo boravi (vlak, brod, zračna luka, ...) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (49)

Bluetooth (1) Jedno od rješenja su Bluetooth mreže  Namijenjen je za bežično povezivanje bliskih elektroničkih naprava – bežični telefon, modem, računalo, miš, tipkovnica, mikrofon, slušalica,...  Koristi ISM pojas frekvencija, koji služi za bežično povezivanje industrijskih, znanstvenih i medicinskih uređaja na kraćim udaljenostima 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (50)

Bluetooth (2) Projekt nazvan „Blutetooth“, nazvan prema vikingu Haraldu Blaatandu II (Blaatand = plavi zub), pokrenule su tvrtke Ericsson,IBM,Intel,Nokia,Toshiba  Tvrtke su formirale SIG (eng. Special Interest Group), konzorcij sa zadaćom razvoja standarda za bežično povezivanje računala i komunikacijskih uređaja 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (51)

125


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Bluetooth (3) U srpnju 1999. godine izdana je prva verzija standarda  Ubrzo zatim u standardizaciju se uključio i IEEE  Rezultat je standard IEEE 802.15.1, prvi PAN (eng. Personal Area Network) standard 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (52)

Bluetooth (4) Bluetooth kao tehnologija koristi se za bežično povezivanje računalnih i komunikacijskih uređaja na kratkim udaljenostima, tipično do 10 metara  Stoga ima svojstvo lokalnosti, ali i mobilnosti 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (53)

Bluetooth (5) Osnovna jedinica Bluetooth sustava je tzv. pikomreža (eng. piconet)  Pikomrežu čini do 8 uređaja koji se nalaze na udaljenosti do 10 metara  Od 8 uređaja u pikomreži jedan preuzima ulogu glavnog uređaja (eng. master) koji upravlja ostalim uređajima (eng. slave) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (54)

126


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Bluetooth (6) U jednoj prostoriji može postojati i više pikomreža, te mogu biti čak i povezani  Više pikomreža može biti udruženo u kompleksniji Bluetooth sustav, koji se u slobodnom prijevodu naziva raspršena mreža (eng. scatternet) na način da jedan od slave uređaja preuzme funkciju mosta 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (55)

Bluetooth (7) PIKOMREŽA 1

PIKOMREŽA 2

S

S

S

S

M

S

M S

S

S

S

S

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (56)

Bluetooth (8) Maksimalan broj uređaja u pikomreži odnosi se na aktivne uređaje  Unutar mreže može se nalaziti do 255 „parkiranih“ uređaja ili čvorova (eng. parked node) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (57)

127


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Bluetooth (9) Uređaj u pikomreži postaje parkiran kada ga glavni uređaj prebaci u stanje smanjene potrošnje energije, kako bi smanjio potrošnju baterija  U tom stanju uređaj može jedino odgovarati na signale glavnog uređaja (npr. odgovoriti na zahtjev za aktivacijom) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (58)

Bluetooth (10) Broj uređaja u pikomreži je promjenjiv i prilično dinamičan - ad hoc mreža, koja se ostvaruje prema potrebi i ima privremeni karakter  Razlog za korištenje centralizirane master-slave arhitekture je želja da Bluetooth sklopovi budu što jeftiniji  slave uređaji su što jednostavniji, oslanjaju se na master tijekom rada 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (59)

Umrežavanje računala u OS Windows - osnove Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (60)

128


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Peer-to-peer (1) U mrežama vrlo često postoji mrežna hijerarhija gdje niti jedno računalo nema centralnu ulogu  Prisjetimo se decentraliziranog upravljanja pristupom mediju  Takve mreže često se nazivaju peer-topeer mreže (isti s istim) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (61)

Peer-to-peer (2) Peer je također uvriježen naziv za drugu stranu u komunikaciji  Vrlo često se može vidjeti poruka da je došlo do prekida konekcije “by peer”  Primjer peer-to-peer mreže: osnovali ste malu tvrtku, kupili 3 PC računala i switch, te sva računala spojili na taj isti switch 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (62)

Umrežavanje računala (1) Mnogi operacijski sustavi imaju u sebi ugrađene mehanizme za umrežavanje računala  To su primjerice Unix i Windows  Kod Windows OS postoje serverske i “desktop” inačice (npr. Windows 2003 server, Windows XP professional) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (63)

129


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Umrežavanje računala (2) Windows računala obično su spojena u LAN mrežnim kabelom ili wireless dostupom  To je obično podešeno tako da bude vidljivo u tray prozoru: 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (64)

Umrežavanje računala (3) Umrežavanje je u Windows mrežama bazirano na jedinstvenim imenima računala  Također i IP adresa računala mora biti jedinstvena  O IP adresama će biti više riječi kada se bude govorilo o TCP/IP protokolu, za sada je možemo shvatiti kao adresu računala u računalnoj mreži 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (65)

Umrežavanje računala (4) IP adresa ima sljedeću formu: A.B.C.D  IP adresa može biti statička (nepromjenjiva) i dinamička (promjenjiva)  U Windows mrežama za radne stanice obično se koristi promjenjiva IP adresa računala, stoga se koristi ime za identifikaciju računala 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (66)

130


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Umrežavanje računala (5) 

Dakle, radne stanice imaju fiksna i jedinstvena imena, dok je IP adresa jedinstvena, ali nije fiksna Ukoliko želimo adresirati računalo, možemo ravnopravno koristiti IP adresu i ime računala O dodjeljivanju IP adrese brine se sama mreža u koju se spajamo, tj. njezin servis DHCP Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (67)

Konfiguriranje DHCP

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (68)

DHCP DHCP je skraćenica od Dynamic Host Control Protocol  Koriste ga tzv. DHCP klijenti za dobivanje informacija potrebnih za korištenje IP bazirane mreže (tipična je IP adresa)  Klijenti se za dobivanje tih informacija spajaju na DHCP server 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (69)

131


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Udruživanje računala u OS Windows (1) 

Dva su osnovna načina udruživanja računala u OS Windows: Workgroup  Domain 

Workgroup se koristi za spajanje računala peer-to-peer, dok je domena bazirana na client/server modelu

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (70)

Udruživanje računala u OS Windows (2) U slučaju peer-to-peer mreže, govorimo o Windows Workgroup-i  Računala u okolini pripadaju Radnoj grupi (Workgroup-i), te mogu dijeliti resurse na određeni način  Kod koncepta domene, jedno od računala ima ulogu servera, na koji se spajaju ostala računala (stanice) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (71)

Udruživanje računala u OS Windows (3) Server služi za pohranjivanje bitnih informacija za rad domene, te su na njemu instalirani različiti servisi koji su potrebni za rad  Tipičan primjer je DHCP, koji smo upravo spomenuli 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (72)

132


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Udruživanje računala u OS Windows (4) Da bi računala morala biti udružena u domenu, moraju imati mogućnost fizičke komunikacije, ali njihova lokacija nije bitna  Na istom mjestu gdje se definira ime računala, moguće je računalo priključiti određenoj domeni, s tim da moramo imati prava korisnika koja to omogućavaju (administrator domene) 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (73)

Udruživanje računala u OS Windows (5) 

My Computer->Properties->Computer name:

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (74)

Udruživanje računala u OS Windows (6)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (75)

133


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Korisnik u domeni (1) Svaki korisnik ima svoje korisničko ime (username) te se može spajati na bilo koje računalo unutar domene, ukoliko ne postoje određene restrikcije  Stoga, razlikujemo dva načina logiranja na računalo: 

 

lokalno domenski

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (76)

Korisnik u domeni (2) 

Ukoliko je računalo član domene, osim unošenja korisničkih podataka, korisnik može birati da li se spaja na lokalno računalo ili u domenu

<ime računala ili ime domene>

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (77)

Administriranje domene Administriranje domene vrši Domain Administrator  Koriste se alati koji su vidljivi pod Start->Programs->Administrative tools->...  Tipične akcije su administriranje korisnika i računala koji se nalaze u domeni, konfiguriranje DHCP servisa, ... 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (78)

134


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Korisnik u domeni

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (79)

Administriranje korisnika (1) Active Directory Users and Comuters služi za administriranje podataka o korisnicima  To može biti dodavanje novih korisnika, brisanje starih, promjene lozinki i sl.  Moguće je korisnike grupirati u grupe korisnika, koje imaju ista svojstva  Primjer je grupa Administrators 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (80)

Administriranje korisnika (2)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (81)

135


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Administriranje korisnika (3) 

Različiti tabovi kod prikaza korisnika:

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (82)

Roaming profile (1) Roaming profile je koncept koji podržava OS Windows, a koji daje korisniku mogućnost domenskog logiranja na bilo kojem računalu koje je umreženo u određenu domenu, te dostup njegovim lokalnim resursima  Sadržaj user roaming profila se nalazi na domenskom serveru te se sa njega “skida” prilikom logiranja 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (83)

Roaming profile (2) Tipičan primjer korištenja Roaming profila je taj da kada jednom sredimo vlastiti Desktop, isti izgled ćemo imati i na drugom računalu  Mogu se pogledati na: My Computer->Properties->Advanced>User profiles->Settings 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (84)

136


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Roaming profile (3)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (85)

Računala u domeni (1) Na istom mjestu gdje se vrši administracija korisnika domene, vrši se administriranje i računala u domeni  Moguće je vidjeti koja verzija OS je instalirana na računalu, koji service packovi i sl. 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (86)

Računala u domeni (2)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (87)

137


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Pristup podacima (1) U domenskom konceptu moguće je vlastite resurse dijeliti s drugim korisnicima  Tipičan primjer je dijeljenja prava pristupa folderima 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (88)

Pristup podacima (2) Na bilo koju datoteku ili folder možemo kliknuti desnim klikom miša, te odabrati opciju Properties  Unutar Properties, u tabu Sharing moguće je odabrati da li je dotični resurs podijeljen ili nije 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (89)

Pristup podacima (3)

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (90)

138


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Pristup podacima (4) Nakon što se odlučimo podijeliti određeni resurs, moguće je na nivou korisnika ili grupe korisnika pridjeliti prava pristupa resursu, npr. Full control, Change, Read  Tako možemo dozvoliti da svi mogu čitati naše datoteke, ali ih ne mogu mijenjati niti brisati 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (91)

Windows firewall (1) Windows firewall je zaštitni nivo u komunikaciji koji ima zadaću zaštiti naš sustav od neželjenih upada sa strane mreže  Postoje HW i SW firewalli (vatrozid)  Kod Windows OS imamo softverski firewall 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (92)

Windows firewall (2) Konfiguriranje se vrši u Control panel->Windows firewall  Moguće je blokirati pristup određenim portovima (o portovima će biti više riječi u sklopu TCP/IP protokola)  Ukoliko udaljena aplikacija želi ostvariti konekciju prema našem računalu, i ukoliko nemamo dozvoljeno spajanje na taj port, konekcija će biti odbijena 

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (93)

139


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Ispitna pitanja (1) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Opišite i ukratko pojasnite osnovna obilježjha lokalnih mreža. definirajte parametar a kod lokalnih mreža. Unutar kojeg intervala vrijednosti se kreće? Definirajte pojmove broadcasting, multicasting i unicasting. Koje osnovne topologije lokalnih mreža poznajete? Opišite ih ukratko. Što je to „problem višestrukog pristupa dijeljenom mediju“? Koja su dva glavna pravca rješavanja problema višestrukog pristupa dijeljenom mediju? Opišite ih. Skicirajte protokolarni složaj lokalnih mreža. Pojasnite osnovne zadaće podslojeva MAC i LLC. Što je to MAC adresa? Koje 3 vrste usluga pruža podsloj LLC gornjim slojevima? Opišite svaku od njih. Koju uglavnom koriste lokalne mreže? Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (94)

Ispitna pitanja (2) 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Kako je radio ALOHANET sustav? Prepričajte ukratko povijest nastanka Ethernet mreže. Skicirajte strukturu izvornog Ethernet paketa. Opišite detaljno CSMA/CD protokol Što je to interpacketGap (interframeGap) vrijeme u CSMA/CD protokolu? Opišite BEB algoritam. Zbog čega je nužno imati propisanu najmanju duljinu okvira kod standarda IEEE 802.3? Pojasnite detaljno. Pojasnite pojmove: debeli i tanki koaksijalni kabel, vampire tap. Što je to BNC konektor? Prema kojem algoritmu se vrši preusmjeravanje na mostovima? Koje su osnovne funkcije mostova? Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (95)

Ispitna pitanja (3) 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30.

Što je to lokalni most? Što je to mješoviti most? Što je to virtualna lokalna mreža? Koji uređaj je potreban ukoliko se želi povezati dva uređaja koji pripadaju različitim VLAN-ovima? Koja su tri glavna načina određivanja pripadnosti dolaznog okvira određenom VLAN-u? Koje su prednosti i nedostaci korištenja WLAN tehnologije? Skicirajte i pojasnite osnovne topologije bežičnih lokalnih mreža. Opišite detaljno problem skrivene stanice. Opišite detaljno problem izložene stanice. Skicirajte osnovnu razmjenu poruka u MACA protokolu. Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (96)

140


Računalne mreže

P5: Lokalne računalne mreže (2)

Ispitna pitanja (4) 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39.

Na koji način MACAW poboljšava performanse komunikacije u odnosu na MACA protokol? Što je to Bluetooth? Koji frekvencijski pojas koristi? Skicirajte i pojasnite arhitekturu Bluetooth mreže. Objasnite što znači peer-to-peer u kontekstu računalnih mreža? Što može biti adresa računala u Windows baziranoj mreži? Objasnite koncept dodjele IP adresa korištenjem DHCP servisa Koja su dva osnovna načina udruživanja računala u OS Windows? Opišite ih ukratko Na koja dva načina se može korisnik logirati na računalo koje je član određene domene? Opišite ukratko koncept roaming profile Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (97)

Ispitna pitanja (5) 40. 41. 42.

Koje atribute računala može administrator domene vidjeti u administratorskim alatima (navedite barem dva)? Objasnite koncept dijeljenja prava pristupa vlastitim podacima drugim domenskim korisnicima Objasnite koncept Windows firewall-a

Računalne mreže – Lokalne računalne mreže (98)

141


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

RAČUNALNE MREŽE PROTOKOLI KORIŠTENI NA INTERNETU

Internet (1) Internet je svjetska mreža koja se sastoji od međusobno povezanih (pod)mrêža  Internet putem internetskih komunikacijskih protokola omogućava komunikaciju među računalima i na taj način pristup različitim uslugama koje se pružaju putem računala 

Računalne mreže – Internet (2)

Internet (2) 

Primjeri internetskih usluga: world wide web e-mail  transfer datoteka  pristup udaljenim računalima  imeničke usluge  mrežne novosti  ...  

Računalne mreže – Internet (3)

142


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

ARPANET (1) Internetska arhitektura je nasljednica arhitekture mreže ARPANET – istraživačke mreže razvijane u SAD sedamdesetih godina prošlog stoljeća pod pokroviteljstvom Ministarstva obrane  Listopada 1957. CCCP lansira Sputnik, prvi umjetni satelit 

Računalne mreže – Internet (4)

ARPANET (2) Predsjednik USA Eisenhower osniva ARPA (eng. Advanced Research Projects Agency)  Agencija je radila na način da razvija suradnju sa znanstvenim, istraživačkim i nastavnim ustanovama i tvrtkama koje su imale obećavajuće ideje 

Računalne mreže – Internet (5)

ARPANET (3) S obzirom na okružje hladnog rata, jedan od prioriteta bila je komunikacijska mreža koja može preživjeti nuklearni napad  Do tada su se vojne komunikacije USA oslanjale na ranjivu telefonsku mrežu 

Računalne mreže – Internet (6)

143


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

Ranjivost telefonske mreže 

Uništenje (ispad) jednog čvora izbacuje iz funkcije dio mreže, ovisno o poziciji uništenog čvora

Računalne mreže – Internet (7)

ARPANET (4) Paketski komutirana mreža ARPANET bila je sastavljena od komutatora (switch) koji se nazivaju “HOST”  Unutar svakog hosta postoje procesi koji komuniciraju s drugim procesima na istom hostu ili na drugim hostovima 

Računalne mreže – Internet (8)

ARPANET (5) Procesi su izvor odnosno odredište podataka, krajnje točke u komunikaciji  Mrežna arhitektura vodi prema daljnjem istraživanju protokola i konačno tzv. TCP/IP modelu - Vinton G. Cerf i Robert E. Kahn: A Protocol for Packet Network Communication, IEEE Transactions on Communications, 1974. 

Računalne mreže – Internet (9)

144


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

HOST vs. PROCES

Računalne mreže – Internet (10)

Fizička struktura Interneta (1) Internet čine međusobno povezane podmreže (eng. Subnetwork - SN) koje su administrativno grupirane u autonomne sustave (AS)  Autonomni sustav: povezani dio mrežne topologije koji čini više podmreža sa jedinstvenom i jasno definiranom politikom usmjeravanja “prema van” 

Računalne mreže – Internet (11)

Fizička struktura Interneta (2) 

AS se najčešće nalazi pod administracijom i u vlasništvu jednog mrežnog operatora (npr. CARNET)

Računalne mreže – Internet (12)

145


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

Fizička struktura Interneta (3)

Računalne mreže – Internet (13)

Implementacija fizičke strukture

Računalne mreže – Internet (14)

Pojmovi (1) Korisnik obično putem telefonske mreže pristupa Internetu  Internet Service Provider (ISP) – pružatelj Internet usluge, ne mora nužno biti i telefonski operater 

Računalne mreže – Internet (15)

146


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

Pojmovi (2) 

Point Of Presence (POP) – točka u kojoj korisnički signal izlazi iz telefonske mreže i ulazi u regionalnu mrežu davatelja Internet usluge (“regionalni ISP”)

Računalne mreže – Internet (16)

Pojmovi (3) Backbone – na vrhu “hranidbenog lanca” su veliki operateri, koji imaju velike međunarodne mreže (tzv. backbone)  Backbone mreže su “kosturi” Internet mreže 

Računalne mreže – Internet (17)

Pojmovi (4) 

Network Access Point (NAP) – mjesto (npr. serverska soba) s usmjerivačima (ruterima), najmanje po jedan za svaki backbone Omogućava transfer paketa sa jednog na drugi backbone

Računalne mreže – Internet (18)

147


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

Pojmovi (5) 

Server farm – nakupine jakih računala koja mogu opsluživati ogromne brojeve web stranica u sekundi, obično u vlasništvu velikih kompanija i obično priključena direktno na backbone Računalne mreže – Internet (19)

Logička struktura Interneta (1) U logičkom smislu krajnjem korisniku je nevidljiva fizička struktura Internet mreže  Svaki krajnji sustav priključen na javnu infrastrukturu može izravno komunicirati s ostalima  Internet možemo promatrati kao jedinstvenu veliku mrežu s velikim brojem krajnjih sustava 

Računalne mreže – Internet (20)

Logička struktura Interneta (2)

Računalne mreže – Internet (21)

148


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

Heterogenost (1) Mreže koje sačinjavaju Internet se u pravilu razlikuju po veličini, namjeni, tehnološkim karakteristikama, karakteristikama prijenosnog medija itd.  Za pristup Internetu koristimo različite terminale (PC, mobitel, terminal) i pristupne mreže (LAN, WLAN, ADSL, analogni modem) 

Računalne mreže – Internet (22)

Heterogenost (2) Sama mrežna oprema u Internetu je različita, jer se za prijenos i komutaciju koriste različite tehnologije (npr. optički ili bežični prijenos)  Pitanje: što čini Internet jednom mrežom u logičkom smislu? 

Računalne mreže – Internet (23)

Jedinstveni adresni prostor (1) Odgovor je: jedinstveni adresni prostor  Ključni protokol u Internet svijetu je IP – Internet Protocol  IP služi kao osnovni mehanizam razmjene podatkovnih jedinica komutacijom paketa 

Računalne mreže – Internet (24)

149


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

Jedinstveni adresni prostor (2) Kod IP protokola nema stalno uspostavljene veze  Svaki čvor u mreži ima jedinstvenu tzv. IP adresu  Internet predstavlja na taj način komunikacijsku infrastrukturu za različite usluge (mail, www, transfer datoteka i sl.) 

Računalne mreže – Internet (25)

Komutacija paketa

Računalne mreže – Internet (26)

Internet protokol (1) Paketi u IP protokolu nazivaju se i datagrami  Datagrami putuju mrežom a određeni čvorovi u mreži ih preusmjeravaju (komutiraju)  Paketski komutatori u Internet mreži nazivaju se usmjerivači (routeri) 

Računalne mreže – Internet (27)

150


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

Internet protokol (2) Glavna zadaća rutera je “prebacivanje” IP datagrama sljedećem ruteru koji se nalazi na putu prema paketskom (datagramskom) odredištu  Odredišna adresa definirana je već spomenutom IP adresom  Uz odredišnu, datagrami sadrže i izvorišnu adresu  Njima je definirana veza između hostova 

Računalne mreže – Internet (28)

Format IP datagrama

Računalne mreže – Internet (29)

IP adresa (1) Internet ili IP adresa je 32 bitni identifikator koji globalno i jednoznačno označava mrežno sučelje na Internetu  Mrežno sučelje – shvatiti kao LAN karticu, primjerice jedno računalo može imati dva sučelja prema Internetu i samim tim dvije IP adrese (“obični” LAN i WLAN) 

Računalne mreže – Internet (30)

151


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

IP adresa (2)

Računalne mreže – Internet (31)

IP adresa (3) Zapis IP adrese u pravilu čine 4 dekadska broja odvojena točkama, pri čemu svaki dekadski broj predstavlja po jedan oktet (8 bita) adrese  Primjer za IP adresu 192.168.2.1 

11000000

10101000

00000010

00000001

192

168

2

1

Računalne mreže – Internet (32)

IP adresa (4) IP adresa može biti numerička ili simbolička  Numerička je u binarnom obliku  Obično se predočava dekadski (kako je navedeno na prethodnom slajdu) - npr. 192.168.2.1 

Računalne mreže – Internet (33)

152


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

IP adresa (5) Simbolička adresa uvedena je kao lakše pamtljiva i razumljiva ljudima  Za preslikavanje između adresa zadužen je DNS (Domain Name System) 

Računalne mreže – Internet (34)

IP adresa (6) IP adresa sastoji se od mrežnog i računalnog dijela adrese  Za dodjelu mrežnog dijela zadužena je međunarodna organizacija IANA (Internet Assigned Numbers Authority), kako bi se osigurala globalna jednoznačnost  Računalni dio dodjeljuje lokalni administrator 

Računalne mreže – Internet (35)

IP adresa (7) IP adresa može biti i lokalna, koja vrijedi samo unutra LAN-a, ali ne i na nivou cijelog Interneta  Primjerice, student koji se spoji na WLAN VŠMTI dobije IP adresu koja vrijedi samo unutar toga LAN-a  Pri “izlasku” na Internet adresa se mijenja i Internet sve korisnike naše škole vidi kao jednu IP adresu 

Računalne mreže – Internet (36)

153


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

TCP protokol (1) Drugi najvažniji protokol je TCP (Transmission Control Protocol)  IP osigurava vezu između mrežnih čvorova, dok TCP osigurava vezu među procesima  TCP se nalazi “iznad” IP protokola  Internetska arhitektura naziva se još i TCP/IP arhitektura 

Računalne mreže – Internet (37)

Format TCP paketa

Računalne mreže – Internet (38)

TCP protokol (2) TCP paket sadrži izvorišna i odredišna vrata – port  Tim parametrom se određuju izvorišni odnosno odredišni proces  Pristup nekom hostu na port 80 spojit će nas s web serverom, a pristup na port 25 spojit će nas sa SMTP serverom (mail)  IP je ulica, a port je kućni broj 

Računalne mreže – Internet (39)

154


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

TCP/IP referentni model Slično OSI referentnom modelu (OSI RM), postoji i referentni model za TCP/IP arhitekturu, koji je znatno jednostavniji  Sastoji se od 4 sloja, koji odgovaraju određenim slojevima OSI RM 

Računalne mreže – Internet (40)

Protokolni složaj

Računalne mreže – Internet (41)

TCP/IP sloj pristupa mediju “Nulti” sloj, koji se može temeljiti na bilo kojem standardu  Ovaj sloj nije interesantan kada razmatramo Internet kao mrežu, s obzirom da mrežne usluge možemo transparentno koristiti bez obzira na način pristupanja mediju  Razlika može biti samo u performansama 

Računalne mreže – Internet (42)

155


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

TCP/IP mrežni sloj Zadaća TCP/IP mrežnog sloja je uspostaviti “nespojnu” (connectionless) vezu između dvaju mrežnih sučelja  Glavni protokol ovog sloja je IP, a sloj obuhvaća i kontrolne protokole  Primjer je ICMP (Internet Control Message Protocol) koji djeluje kada dođe do neočekivanih događaja u mreži (npr. nedostupno odredišno računalo) 

Računalne mreže – Internet (43)

TCP/IP transportni sloj Zadaća TCP/IP transportnog sloja je dati potporu komunikaciji između procesa, tj. krajnjih računala (host-to-host) i procesa na njima  Omogućava otkrivanje pogrešaka i upravljanje njima  Primjeri protokola transportnog sloja su TCP i UDP 

Računalne mreže – Internet (44)

TCP/IP aplikacijski sloj 

Aplikacijski sloj sadrži protokole koji služe kao osnova za pružanje usluge korisniku:

USLUGA

PROTOKOL

Mail

SMTP

Spajanje na udaljeno računalo

TELNET

Pregled web stranica

HTTP

Prijenos datoteka

FTP

Upravljanje mrežom

SNMP

Računalne mreže – Internet (45)

156


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

Prolaz podataka kroz protokolni složaj – slanje podataka (1) Podaci se “stvaraju” na razini aplikacije i prilikom slanja prolaze kroz sve slojeve TCP/IP referentnog modela  Na aplikacijskom sloju, podacima se dodaje aplikativno zaglavlje (APH) te se na taj način stvara A-PDU  A-PDU se predaje transportnom sloju na obradu – prisjetiti se primjera s kuvertom 

Računalne mreže – Internet (46)

Prolaz podataka kroz protokolni složaj – slanje podataka (2) Transportni sloj na A-PDU “lijepi” transportno zaglavlje (npr. zaglavlje protokola TCP) i time stvara T-PDU  T-PDU se predaje mrežnom sloju  Mrežni sloj dodaje zaglavlja protokola IP i time stvara IP datagram (paket) 

Računalne mreže – Internet (47)

Prolaz podataka kroz protokolni složaj – slanje podataka (3) IP datagram predaje se sloju pristupa mediju koji mu dodaje zaglavlja potrebna za pristup mediju, kao i zaštitu (npr. checksum)  Konačno dobiveni paket se šalje na fizički medij u obliku 0 i 1  Na prijamnoj strani postupak se izvodi obrnutim redoslijedom 

Računalne mreže – Internet (48)

157


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

Prolaz podataka kroz protokolni složaj – slanje podataka (4)

Računalne mreže – Internet (49)

Prolaz podataka kroz protokolni složaj – slanje podataka (5)

Računalne mreže – Internet (50)

Prolaz podataka kroz protokolni složaj – slanje podataka (6) Sa stanovišta mrežnog programera, slanje paketa iz sloja u sloj ne treba shvaćati kao nešto vrlo komplicirano  Vrlo često radi se o pozivima funkcija unutar iste aplikacije 

Računalne mreže – Internet (51)

158


Računalne mreže

P6: Protokoli korišteni na internetu

Prolaz podataka kroz protokolni složaj – slanje podataka (7) Primjerice, web preglednik pozove funkciju za slanje podataka (npr. send) koja podatke za slanje isporučuje TCP sloju  Međutim, nakon toga, slanje i prolazak kroz niže slojeve će biti napravljeni u pravilu u jegri operacijskog sustava, ali je to “skriveno” od programera 

Računalne mreže – Internet (52)

Ispitna pitanja (1) 1. 2. 3.

4. 5.

Skicirajte fizičku strukturu Interneta i opišite detaljno njezine komponente. Kako krajnji korisnik logički vidi Internet? Objasnite pojmove “backbone”, “server farm”, ISP, POP i NAP. Uslijed čega je Internet heterogena mreža? Što Internet čini jedinstvenom mrežom u logičkom smislu, bez obzira na heterogenost? Koje je ključni protokol Internet mreže? Koju vrstu preusmjeravanja on koristi? Objasnite pojam “mrežno sučelje” u kontekstu IP baziranih mreža.

Računalne mreže – Internet (53)

Ispitna pitanja 6.

7.

8. 9.

Objasnite IP adresu – što je to, od kojih dijelova se sastoji, u kojem obliku se može pojaviti? Na koji način je osigurana jednoznačnost IP adresa na globalnom nivou? Skicirajte TCP/IP referentni model zajedno s primjerima protokola za svaki od TCP/IP slojeva i usporedite ga s OSI referentnim modelom. Objasnite osnovne zadaće mrežnog, transportnog i aplikacijskog sloja kod TCP/IP referentnog modela. Skicirajte i detaljno objasnite prolaz aplikativnih podataka kroz TCP/IP protokolni složaj prilikom slanja podataka.

Računalne mreže – Internet (54)

159


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

RAČUNALNE MREŽE MREŽNE USLUGE IMPLEMENTIRANE NA INTERNETU

Internet Internet je svjetska mreža koja se sastoji od međusobno povezanih (pod)mrêža  Svaki korisnik koji se spoji na mrežu unutar vlastitog LAN-a ima mogućnost spajanja na bilo koje računalo unutar Internet mreže  Internet omogućava komunikaciju među računalima i na taj način pristup različitim uslugama na njima 

Računalne mreže – Mrežne usluge (2)

Usluga (1) Mrežni operator je obično i vlasnik mreže, a ujedno i mrežni administrator  Svaka mreža ima svoju cijenu izgradnje (CAPEX) kao i cijenu održavanja (OPEX)  Primjer: na početku rada novi GSM operator mora uz sve administrativne pristojbe uložiti znatna sredstva i u izgradnju vlastite mrežne infrastrukture 

Računalne mreže – Mrežne usluge (3)

160


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Usluga (2) Nakon što je mreža izgrađena, potrebno je istu nadzirati i održavati, kao i proširivati, dodavati nove elemente, tehnologije itd.  Koja je svrha takve mreže, tj. koji je cilj mrežnog operatora?  Cilj je ostvarivanje željene zarade na takvoj mreži 

Računalne mreže – Mrežne usluge (4)

Usluga (3) Svaku mrežu, pa tako i Internet, treba shvatiti kao infrastrukturu nad kojom se korisnicima mogu pružiti određene usluge  Za uslugu se vrlo često koristi i termin “servis”, od engleske riječi service 

Računalne mreže – Mrežne usluge (5)

Usluga (4) Najjednostavniji primjer usluge je telefonski razgovor  Ulaskom u digitalni svijet (ISDN, GSM) telefonski razgovor je bio “obogaćen” novim uslugama koje su korisnici plaćali (CLIP , CLIR, Call Barring, ...) ukoliko su ih željeli koristiti 

Računalne mreže – Mrežne usluge (6)

161


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Model usluge Svaka usluga ima model po kojem je realizirana  Najčešći model usluge je client-server odnosno klijent-poslužitelj  Ostale modele nećemo detaljno obrađivati (npr. peer-to-peer) 

Računalne mreže – Mrežne usluge (7)

Model klijent-poslužitelj (1) Izvedba usluge kod ovog modela je podijeljena između dva procesa: klijent i poslužitelj  Klijent slanjem zahtjeva poslužitelju traži uslugu  Poslužitelj takav zahtjev obrađuje i šalje rezultate obrade kao odgovor klijentu 

Računalne mreže – Mrežne usluge (8)

Model klijent-poslužitelj (2)

Računalne mreže – Mrežne usluge (9)

162


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Model klijent-poslužitelj (3) Klijent i poslužitelj moraju govoriti istim jezikom  U kontekstu Interneta, to znači da moraju koristiti isti format podataka te isti komunikacijski protokol (format i vrste poruka koje međusobno razmjenjuju) 

Računalne mreže – Mrežne usluge (10)

Model klijent-poslužitelj (4) Klijent i poslužitelj kao pojmovi odnose se na procese  Proces – apstrakcija programa u izvođenju  Oba procesa mogu se izvoditi na istom računalu ili na udaljenim računalima – za sam model to nije bitno  Internet omogućava mrežni rad, dakle pristup uslugama s udaljenog računala 

Računalne mreže – Mrežne usluge (11)

Klijent (1) Klijentsko računalo je računalo na kojem se izvodi klijentski program  Klijentski program je softver koji računalu omogućuje da djeluje kao klijent  Klijentski program u izvođenju je klijentski proces  Primjer klijentskog programa je bilo koji web preglednik 

Računalne mreže – Mrežne usluge (12)

163


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Klijent (2) 

Zadaće klijentskog programa su: osigurati korisničko sučelje za slanje zahtjeva poslužitelju  formatirati korisnički zahtjev u oblik koji je razumljiv poslužitelju  formatirati poslužiteljev odgovor u oblik koji je razumljiv korisniku 

Računalne mreže – Mrežne usluge (13)

Poslužitelj (1) Poslužiteljsko računalo je računalo na kojem se izvodi serverski program  Poslužiteljski program je softver koji računalu omogućuje da djeluje kao poslužitelj, tj. da opslužuje klijente  Poslužiteljski program u izvođenju je poslužiteljski proces  Primjer poslužiteljskog programa je bilo koji mail ili web server 

Računalne mreže – Mrežne usluge (14)

Poslužitelj (2) Izvođenje poslužiteljskog programa najčešće se pokreće odmah prilikom pokretanja operacijskog sustava (npr. Windows service sa StartupType=Automatic)  Stoga se serverski proces vrlo često naziva i “demon” (eng. daemon) 

Računalne mreže – Mrežne usluge (15)

164


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Poslužitelj (3) 

Zadaće poslužiteljskog programa su: “osluškivati” (eng. listen) i primati zahtjeve klijenata  obraditi zahtjev klijenta  odgovoriti na zahtjev slanjem rezultata obrade natrag klijentu 

Računalne mreže – Mrežne usluge (16)

Vrste poslužitelja prema načinu obrade Iterativni poslužitelj ima samo jedan poslužiteljski proces, koji sam redom obrađuje zahtjeve klijenata te im odgovara  Konkurentni poslužitelj sadrži jedan prijamni poslužiteljski proces koji prihvaća klijentske zahtjeve i raspoređuje posao na više obrađujućih poslužiteljskih procesa 

Računalne mreže – Mrežne usluge (17)

Veza klijenta i poslužitelja (1) Veza klijenta i poslužitelja određena je tzv. priključnicama na strani klijenta odnosno poslužitelja  Svaka strana komunikacije definirana je IP adresom i brojem vrata (porta)  Različiti procesi na istom računalu (istoj IP adresi) koriste različite brojeve portova za komunikaciju – analogno ulici i kućnom broju 

Računalne mreže – Mrežne usluge (18)

165


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Veza klijenta i poslužitelja (2)

Računalne mreže – Mrežne usluge (19)

Veza klijenta i poslužitelja (3) Klijent mora unaprijed znati adresu poslužitelja, kao i njegov broj porta, s obzirom da je on pokretač komunikacije  Poslužitelj će adresu klijenta saznati iz zahtjeva, ali bitno je da poslužitelj mora “slušati” na određenom portu kako bi mogao prihvatiti zahtjeve klijenata 

Računalne mreže – Mrežne usluge (20)

Veza klijenta i poslužitelja (4) Nakon uspostave veze, obično poslužitelj komunikaciju prebacuje na drugu priključnicu, dok priključnica koja “sluša” ostaje slobodna  Na taj način poslužitelj može opsluživati više klijenata (što je vrlo bitno npr. za jedan web server) 

Računalne mreže – Mrežne usluge (21)

166


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Veza klijenta i poslužitelja (5)

Računalne mreže – Mrežne usluge (22)

Veza klijenta i poslužitelja (6) 

Za neke standardne servise broj porta je već poznat (eng. well-known ports). U tom slučaju obično se broj porta u klijentskim aplikacijama ne mora navoditi eksplicitno

Računalne mreže – Mrežne usluge (23)

Veza klijenta i poslužitelja (7) Primjerice, kod spajanja na web server, obično se unese samo ime servera, dok web preglednik zna da mora koristiti port 80 (well-known)  Organizacija IANA “održava” listu portova koja se može pronaći na Internetu 

Računalne mreže – Mrežne usluge (24)

167


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Veza klijenta i poslužitelja (8) 

http://www.iana.org/assignments/port-numbers:

PORT NUMBERS (last updated 2009-11-03) The port numbers are divided into three ranges: the Well Known Ports, the Registered Ports, and the Dynamic and/or Private Ports. ... ftp 21/tcp File Transfer [Control] ftp 21/udp File Transfer [Control] ... telnet 23/tcp Telnet telnet 23/udp Telnet ... smtp 25/tcp Simple Mail Transfer smtp 25/udp Simple Mail Transfer ... Računalne mreže – Mrežne usluge (25)

Internet usluge 

Primjeri nekih internetskih usluga (usluge koje za komunikacijsku infrastrukturu koriste Internet mrežu (TCP/IP protokol): Elektronička pošta (e-mail)  World Wide Web  Transfer datoteka  Pristup udaljenim računalima  DNS 

Računalne mreže – Mrežne usluge (26)

Elektronička pošta (1) Ova usluga omogućava korisnicima slanje i primanje poruka i podataka korištenjem osobnih elektroničkih poštanskih adresa  E-mail je jedna od najstarijih internetskih usluga koja je u uporabi još od 1973. godine  Ujedno je i jedna od najpoznatijih 

Računalne mreže – Mrežne usluge (27)

168


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Elektronička pošta (2) U izvedbi ove usluge sudjeluju klijenti (krajnji korisnici) i poslužitelji koji čine sustav za dostavu elektroničke pošte između klijenata  Korisnik za slanje i primanje pošte koristi klijentski program (npr. Outlook Express) koji se spaja na svoj lokalni poslužitelj (na “mail server” – primjerice mail.vsmti.hr) 

Računalne mreže – Mrežne usluge (28)

Elektronička pošta (3) Poslužitelj prihvaća dolaznu poštu za svoje “lokalne” korisnike i prosljeđuje odlaznu poštu koju su poslali lokalni korisnici  Prosljeđivanje se vrši na osnovu e-mail adrese, koja ima format: korisnicko_ime@domena 

Računalne mreže – Mrežne usluge (29)

Elektronička pošta (4) Program klijenta naziva se Message User Agent (MUA)  Program poslužitelja naziva se Message Transfer Agent (MTA) 

Računalne mreže – Mrežne usluge (30)

169


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Elektronička pošta (5) Na poslužitelju postoji i poslužiteljski MUA na koji se spaja MUA prilikom primanja pošte, dok se prilikom slanja spaja na MTA  MTA na poslužitelju čeka na odlaznu poštu koju šalju lokalni korisnici 

Računalne mreže – Mrežne usluge (31)

Elektronička pošta (6) Za primljene poruke MTA provjerava odredišnu adresu  Ako je poruka namijenjena lokalnom korisniku, poruku pohranjuje u poštanski pretinac lokalnog korisnika (mailbox)  U suprotnom, MTA prosljeđuje poruku sljedećem MTA na putu prema odredištu  U dostavu poruke može biti uključeno više MTA 

Računalne mreže – Mrežne usluge (32)

Elektronička pošta (7)

Računalne mreže – Mrežne usluge (33)

170


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Elektronička pošta (8)

Računalne mreže – Mrežne usluge (34)

Elektronička pošta (9) 

Protokoli koje koristi elektronička pošta: Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) – između dva MTA odnosno između MUA i MTA prilikom slanja poruke  Post Office Protocol 3 (POP3) – između MUA i poslužiteljskog MUA prilikom primanja pošte 

Protokoli će biti detaljnije obrađeni na idućim predavanjima Računalne mreže – Mrežne usluge (35)

World Wide Web (1) S obzirom na to da je Internet globalna mreža, kao takva predstavlja komunikacijsku infrastrukturu za pristup različitim sadržajima na Internetu  WWW je globalni informacijski sustav za objavljivanje i pristup raznovrsnim informacijama koje su dostupne na Internetu 

Računalne mreže – Mrežne usluge (36)

171


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

World Wide Web (2) Počeci WWW-a se vežu uz istraživački centar za nuklearnu fiziku CERN (Higgsov bozon) u Švicarskoj 1989. godine  Svi dokumenti vezani uz WWW izdaju se pod okriljem W3C (World Wide Web Consortium) - http://www.w3.org/ 

Računalne mreže – Mrežne usluge (37)

World Wide Web (3) 

Temelji WWW-a: Internet kao infrastruktura HyperText Markup Language (HTML) kao jezik za opis multimedijskih dokumenata  HyperText Transfer Protocol (HTTP) kao protokol za razmjenu podataka  

Računalne mreže – Mrežne usluge (38)

World Wide Web (4) Sa korisničkog stajališta, WWW se sastoji od velikog broja dokumenata, ili web stranica koji se nalaze na poslužiteljima (web serverima) širom svijeta, a koji se mogu pregledavati putem web preglednika (klijenata)  Dakle, WWW također ima klijentposlužitelj arhitekturu 

Računalne mreže – Mrežne usluge (39)

172


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

World Wide Web (5) Svaka stranica može sadržavati poveznicu (link) na neku drugu stranicu bilo gdje u svijetu  Ideja “linkanja” stranica potiče od profesora Vannevar Busha, s M.I.T., još iz 1945. godine, prije izuma Interneta 

Računalne mreže – Mrežne usluge (40)

World Wide Web (6) 

Stranice se mogu pregledavati korištenjem klijentskih programa, koje nazivamo preglednicima (web browsers): Internet Explorer  Mozzila Firefox  Opera  Safari  Netscape Navigator (nekada davno....)  .... 

Računalne mreže – Mrežne usluge (41)

World Wide Web (7) 

Primjer HTML kôda:

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=windows-1250" /> <title>vsmti.hr - Računalne mreže</title> <meta name="description" content="Visoka škola za menadžment u turizmu i informatici Virovitica" /> <meta name="keywords" content="vsmti, Visoka škola Virovitica, Menadžment, Virovitica, Visoka škola, Menadžment, Turizmu, Turizam, Informatika, Virovitičko-podravska županija, Visoka škola za menadžment u turizmu i informatici u Virovitici, menadzment u turizmu, menadzment u informatici" /> <meta name="Generator" content="Joomla! - Copyright (C) 2005 - 2007 Open Source Matters. All rights reserved." /> <meta name="robots" content="index, follow" /> <base href="http://vsmti.hr/" /> <link rel="shortcut icon" href="http://vsmti.hr/images/favicon.ico" /> <link rel="stylesheet" href="http://vsmti.hr/templates/vs2/css/template_css.css" type="text/css"/><link rel="shortcut icon" href="http://vsmti.hr/images/favicon.ico" /> <link href="css/template_css.css" rel="stylesheet" type="text/css" /> </head> <body id="body_bg"> <table width="998" border="0" align="center" cellpadding="0" cellspacing="0" id="maintable"> <tr> <td valign="top"><table width="100%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0">

Računalne mreže – Mrežne usluge (42)

173


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

World Wide Web (8) 

Preglednik mora znati prije pristupa stranicama: Kako se stranica zove?  Gdje se stranica nalazi?  Kako pristupiti stranici? 

Odgovor na ovo pitanje daje URL (Uniform Resource Locator)  On služi kao jedinstveno ime stranice 

Računalne mreže – Mrežne usluge (43)

URL 

Primjer adrese:

http://vsmti.hr/images/stories/RacunalneMreze/RM_P6-MrezneUsluge.pdf

Protokol kojim se stranici pristupa opisan je dijelom http:// (HTTP protokol)  Dio stranice vsmti.hr govori o imenu hosta (servera)  Dio /images/stories/RacunalneMreze/RM_P6MrezneUsluge.pdf govori o lokaciji i imenu stranice (u ovom slučaju datoteke) 

Računalne mreže – Mrežne usluge (44)

Ostale web tehnologije Nakon nastanka HTML jezika pojavila se potreba za većom interakcijom korisnika i web stranice  Stoga su razvijane nove verzije protokola te dodavani nove aplikacije koje mogu prikazati podatke koje preglednici nisu izravno podržavali 

Računalne mreže – Mrežne usluge (45)

174


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Transfer datoteka (1) Transfer datoteka je standardna Internet usluga koja korisniku daje mogućnost dohvaćanja (“skidanja”) datoteka s udaljenog na lokalno računalo, odnosno postavljanja datoteka s lokalnog na udaljeno računalo  Unutar Windows mreže ovo omogućava i OS putem kopiranja datoteka, no što u slučaju različitih platformi? 

Računalne mreže – Mrežne usluge (46)

Transfer datoteka (2) 

Zahtjevi na transfer datoteka: Transparentni pristup datotečnom sustavu na udaljenom računalu  Očuvana cjelovitost datoteke prilikom transfera  Zaštita od neovlaštenog pristupa, prisluškivanja ili narušavanja komunikacije  Prilagodba formata datoteke lokalnom datotečnom zapisu po potrebi 

Računalne mreže – Mrežne usluge (47)

Transfer datoteka (3) Internetski protokol koji omogućava prijenos datoteka je File Transfer Protocol (FTP)  Ne zadovoljava sve zahtjeve s prethodnog slajda (npr. korisničko ime i lozinka se šalju kao clear text)  Baziran je na modelu klijent-poslužitelj  FTP otvara dvije TCP konekcije  To su upravljačka i podatkovna konekcija 

Računalne mreže – Mrežne usluge (48)

175


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Transfer datoteka (4) Upravljačka konekcija služi za prijenos korisnikovih naredbi na poslužitelj (npr. izlistavanje svih datoteka) u interaktivnom načinu rada te usklađivanje (koji port koristiti za prijenos podataka?) i pokretanje podatkovne konekcije  Podatkovna konekcija služi za prijenos podataka iz datoteke 

Računalne mreže – Mrežne usluge (49)

Transfer datoteka (5)

Računalne mreže – Mrežne usluge (50)

Transfer datoteka (6) Klijent prvo uspostavlja upravljačku vezu s poslužiteljem, koristeći adresu FTP poslužitelja i dobro znani port 21  Nakon toga uspostavlja se i podatkovna veza za transfer datoteka  Klijent se mora prijaviti na FTP poslužitelj (username i password), te se nakon uspješne prijave može kretati datotečnim sustavom poslužitelja 

Računalne mreže – Mrežne usluge (51)

176


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Transfer datoteka (7) Na taj način klijent može pronaći željenu datoteku te postaviti parametre prijenosa  Na korisnikov zahtjev za dohvaćanjem datoteke, poslužitelj otvara podatkovnu vezu sa svoje strane i pokreće slanje datoteke 

Računalne mreže – Mrežne usluge (52)

Transfer datoteka (8) Dvije su glavne vrste prijenosa: ASCII i binarno  Postoje i javni FTP poslužitelji, kojima je moguće pristupiti i anonimno (username ftp ili anonymous) 

Računalne mreže – Mrežne usluge (53)

Pristup udaljenim računalima (1) Pristup udaljenom računalu je standardna internetska usluga koja korisniku omogućuje interaktivni rad na udaljenom računalu preko mreže  Korisnik tako ima mogućnost potpunog korištenja resursa udaljenog računala (poslužitelja) kao da je spojen direktno na njega 

Računalne mreže – Mrežne usluge (54)

177


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Pristup udaljenim računalima (2)

Računalne mreže – Mrežne usluge (55)

Pristup udaljenim računalima (3) 

Glavni zahtjevi na ovu uslugu: transparentni pristup aplikacijama i podacima na udaljenom računalu  interaktivni rad  zaštita od neovlaštenog pristupa udaljenom računalu  zaštita od prisluškivanja ili narušavanja komunikacije 

Računalne mreže – Mrežne usluge (56)

Pristup udaljenim računalima (4) Svojstva terminala moraju biti prilagođena  Osim raznolikosti mrežne opreme, vrlo često su OS različiti na klijentu i na poslužitelju  Klasičan primjer: telnet s Windows računala na Unix računalo 

Računalne mreže – Mrežne usluge (57)

178


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Pristup udaljenim računalima (5) Primjer izvedbe ove usluge je telnet protokol  Telnet propisuje standardizirano sučelje pomoću kojeg klijentski program može pristupiti resursima udaljenog računala (poslužitelja)  Veza može biti lokalna, ili putem LAN/WAN 

Računalne mreže – Mrežne usluge (58)

Pristup udaljenim računalima (6)

TELNET KLIJENT

TELNET POSLUŽITELJ

korisničko sučelje korisnikov terminal

upravljač pseudoterminalom

upravljač terminalom

protokolarno sučelje

TCP veza

protokolarno sučelje

Računalne mreže – Mrežne usluge (59)

Pristup udaljenim računalima (7) Transport je uspostavljen pomoću TCP veze  Nakon uspostave veze, klijent i poslužitelj “pregovaraju” o svojstvima terminala  Ovaj postupak prilagodbe terminala je nevidljiv korisniku 

Računalne mreže – Mrežne usluge (60)

179


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Pristup udaljenim računalima (8) 

Nakon uspostave veze i autentifikacije, sve komande koje korisnik izda izvode se udaljeno, a rezultati se prikazuju na lokalnom terminalu

Računalne mreže – Mrežne usluge (61)

Pristup udaljenim računalima (9) Sa stanovišta sigurnosti, upotreba telnet protokola nije preporučljiva  Prijenos svih podataka, uključujući i lozinke, je kod protokola telnet u nekriptiranom obliku (clear-text)  SSH (Secure Shell Protocol) je mrežni protokol za sigurno spajanje na udaljeno računalo preko nesigurnog medija kao što je Internet 

Računalne mreže – Mrežne usluge (62)

Sustav imenovanja domena (1) Svako računalo u IP mreži ima svoju vlastitu IP adresu  Numerička adresa je nezgodna za pamćenje, stoga su uvedene simboličke adrese  Posebno je to uočljivo kod pristupa www stranicama – umjesto brojeva upisujemo npr. www.vsmti.hr – lako pamtljivo 

Računalne mreže – Mrežne usluge (63)

180


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Sustav imenovanja domena (2) Ime koje jednoznačno određuje računalo u Internetu naziva se Fully Qualified Domain Name (FQDN)  Hijerarhijska shema je: računalo.poddomena.domena  Poddomena može biti i više  Primjeri: 

 

oliver-mobile.vsmti.hr www.tel.fer.hr Računalne mreže – Mrežne usluge (64)

Sustav imenovanja domena (3) Promatrano s desne strane, domene postaju sve užeg opsega (olivermobile.vsmti.hr)  Dakle, krajnji desni dio daje prvu najopćenitiju informaciju o računalu (hr), nakon toga se polako “približavamo” računalu (vsmti), te ga na kraju potpuno lociramo između svih računala unutar domene vsmti.hr 

Računalne mreže – Mrežne usluge (65)

Sustav imenovanja domena (4) Domene prve hijerarhijske razine nazivaju se vršne ili primarne domene  Postoje dvije vrste: generičke i državne  Državne se definirane prema standardnim međunarodnim dvoslovnim kraticama država – npr. hr, de, at, si, ba,... 

Računalne mreže – Mrežne usluge (66)

181


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Sustav imenovanja domena (5) 

Generičke com – komercijalne tvrtke edu, gov, mil – američke visokoobrazovne institucije, vlada i vojska  int – organizacije osnovane međunarodnim ugovorima vlada  net – vezano uz internet operatore  org – druge organizacije  ...  

Računalne mreže – Mrežne usluge (67)

Sustav imenovanja domena (6) Domain Name System (DNS) vrši pridruživanje simboličkih adresa računala (FQDN) i numeričkih (IP) adresa  Baza DNS-a je hijerarhijski organizirana baza podataka distribuirana po Internetu  Korijen je na vrhu hijerarhije a smješten je na nekoliko repliciranih poslužitelja, uglavnom u SAD 

Računalne mreže – Mrežne usluge (68)

Sustav imenovanja domena (7)

Računalne mreže – Mrežne usluge (69)

182


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Razlučivanje adrese (1) Postupak “prevođenja” simboličke u numeričku adresu naziva se razlučivanje ili rezolucija adrese  Prilikom svakog poziva Internetske usluge korištenjem simboličkih imena umjesto IP adresa koristi se usluga razlučivanja adrese  Za razlučivanje je nadležan tzv. DNS poslužitelj (DNS server) 

Računalne mreže – Mrežne usluge (70)

Razlučivanje adrese (2) Primjer je klijent koji želi uspostaviti vezu s nekim poslužiteljem na Internetu kojemu zna samo simboličku adresu, npr. www.vsmti.hr  Klijent prvo šalje upit lokalnom DNS poslužitelju koji provjerava da li ima informaciju o traženoj IP adresi  DNS poslužitelj u LAN-u VŠMTI je naš domenski server 

Računalne mreže – Mrežne usluge (71)

Razlučivanje adrese (3) 

Dva su osnovna načina razlučivanja adrese odnosno prolaska kroz DNS hijerarhiju: iterativni  konkurentni 

Računalne mreže – Mrežne usluge (72)

183


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Iterativno razlučivanje adrese (1) 

Na klijentski upit, poslužitelj mora odgovoriti jednim od dva moguća odgovora: odgovorom na zahtjev ili  imenom drugog DNS poslužitelja za koejg smatra da ima više podataka o traženom upitu 

Vrši se delegiranje

Računalne mreže – Mrežne usluge (73)

Iterativno razlučivanje adrese (2) Kod iterativnog razlučivanja, najveći dio posla obavlja klijent  Kroz više iterativnih akcija upit-odgovor prolazi kroz DNS hijerarhiju i traži krajnju adresu  Postupak se ponavlja do pronalaska adrese, ili dok se ne iscrpe sve mogućnosti pretraživanja 

Računalne mreže – Mrežne usluge (74)

Rekurzivno razlučivanje adrese (1) Kada klijent šalje rekurzivni upit, poslužitelj preuzima posao pronalaženja informacija o traženom upitu  Ono što je u iterativnom upitu obavljao klijent, kod rekurzivnog upita obavlja poslužitelj 

Računalne mreže – Mrežne usluge (75)

184


Računalne mreže

P7: Mrežne usluge implementirane na internetu

Rekurzivno razlučivanje adrese (2) Poslužitelje obrađuje informacije i šalje nove upite drugim poslužiteljima sve dok ne pronađe traženu adresu  Klijent šalje svega jedan zahtjev te dobiva ili točnu informaciju koju je tražio ili poruku o grešci 

Računalne mreže – Mrežne usluge (76)

Ispitna pitanja (1) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Navedite jedan primjer jednostavne usluge i njene nadogradnje u komunikacijskoj mreži. Skicirajte i detaljno opišite model usluge »klijent-poslužitelj« Definirajte pojmove »klijentsko/serversko računalo«, »klijentski/serverski program« i »klijentski/serverski proces« Koje su osnovne zadaće klijentskog/serverskog programa u klijent-poslužitelj modelu? Objasnite pojam »demon« u kontekstu poslužiteljskog programa. Opišite razliku između iterativnog i konkurentnog poslužitelja. Čime je određena veza između klijenta i poslužitelja? Objasnite način uspostave veze (sa adresnog stajališta). Objasnite što je to port u TCP komunikaciji? Objasnite engleski pojam well-known port i navedite barem dva primjera dobro znanih portova. Računalne mreže – Mrežne usluge (77)

Ispitna pitanja (2) 9.

10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.

Skicirajte sustav razmjene elektroničke pošte s naznačenim protokolima i objasnite pojmove MUA, MTA, poslužiteljski MUA i mailbox. Koje su temelji WWW usluge? Opišite ukratko. Što je to URL i čemu on služi? Potkrijepite primjerom. Koji su zahtjevi na mrežni transfer datoteka? Skicirajte i detaljno objasnite uslugu FTP. Koji su zahtjevi na uslugu pristupa udaljenim računalima? Skicirajte i detaljno objasnite uslugu pristupa udaljenim računalima korištenjem telnet protokola. Što je to razlučivanje adrese (address resolution)? Opišite kako radi sustav imenovanja domena.

Računalne mreže – Mrežne usluge (78)

185


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

RAČUNALNE MREŽE KOMUNIKACIJSKI PROTOKOLI I MREŽNO PROGRAMIRANJE

Protokolni složaj (1)

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (2)

Protokolni složaj (2) Razmatrat ćemo protokole mrežnog, transportnog i aplikacijskog sloja TCP/IP referentnog modela  Kako bismo mogli razumjeti protokole, prisjetimo se kako izgleda prijenos podataka na TCP/IP protokolnom složaju 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (3)

186


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

Protokolni složaj (3) Aplikacija

Podaci Aplikacijski sloj

Aplikativno zaglavlje (APH)

Podaci

Transportno Aplikativno zaglavlje (TCP) zaglavlje (APH)

Podaci

IP zaglavlje

Transportno Aplikativno zaglavlje (TCP) zaglavlje (APH)

Podaci

IP zaglavlje

Transportno Aplikativno zaglavlje (TCP) zaglavlje (APH)

Podaci

A-PDU

Transportni sloj

T-PDU

Mrežni sloj

Sloj pristupa mediju Ethernet

Checksum

Preko mrežne kartice na fizički medij (npr. UTP kabel)

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (4)

Protokolni složaj (4) Primjer: Internet preglednik razmjenjuje aplikacijske podatke s web poslužiteljem na drugoj strani konekcije  Konekcija (veza) koja osigurava logičku povezanost tih procesa je uspostavljena preko TCP  Za razmjenu poruka na nižem (mrežnom) sloju TCP koristi nesiguran i nespojan protokol IP 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (5)

Komunikacija dvaju aplikacija Internet preglednik

http

web poslužitelj

TCP

TCP

TCP

IP

IP

IP

Ethernet

Ethernet

Ethernet

FIZIČKI MEDIJ Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (6)

187


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

Protokol IP (1) IP pruža nepouzdanu i nespojnu (eng. connectionless) uslugu dostave paketa (datagrama, PDU) od izvora do odredišta  Izvor i odredište određeni su IP adresama  Što znači “nepouzdanu” u gornjoj definiciji? 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (7)

Protokol IP (2) To znači da IP ne vodi računa o tome da li je poslani paket došao na drugu stranu, da li su datagrami došli u pravilnom redoslijedu ili su recimo udvostručeni  O tome će računa voditi viši, “pametniji” slojevi  Dakle IP brine o najboljoj mogućoj isporuci datagrama vodeći računa samo o tome da odbaci datagrame s pogreškom  Primjer slojevite komunikacije prikazan je na sljedećem slajdu 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (8)

Protokol IP (3) Poslovni prijedlog drugoj kompaniji

APLIKATIVNI SLOJ

Poslovni prijedlog drugoj kompaniji

Direktor

Direktor

POŠALJI OVAJ POSLOVNI PRIJEDLOG GOSPODINE DIREKTORE, IMATE POŠTU

TCP Prateći dopis

Prateći dopis

Tajnica direktora

Tajnica direktora

POŠALJI OVAJ DOPIS POŠTA ZA TVOG DIREKTORA

IP Dostavljač odjela

Dostavljač odjela

MOLIM TE, POVEZI I OVU KUVERTU ZA ZAGREB VAŠ ODJEL IMA POŠTU

FIZIČKI SLOJ Vozač

Recepcija

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (9)

188


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

Format IP datagrama

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (10)

TCP Transmission Control Protocol (TCP) je protokol transportnog sloja  Osigurava spojnu uslugu povrhu nespojnog IP-a te na taj način osigurava logičku vezu između dvaju procesa na krajnjim računalima  Ima mehanizme potvrde i retransmisije 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (11)

Mehanizmi potvrde i retransmisije (1) Postoji potvrda koju primatelj šalje pošiljatelju za primljene pakete  Ukoliko pošiljatelj ne dobije potvrdu unutar određenog vremenskog perioda, može ponovno poslati paket (retransmisija)  Logička veza među procesima ostvarena je 16-bitnim dodatkom adresi tzv. vratima (port) 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (12)

189


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

Mehanizmi potvrde i retransmisije (2) IP 167.78.98.121

mail server web server

ftp server

80

25

21

MS SQL server

1433

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (13)

Format TCP paketa 4 bita

4 bita

8 bita

izvorišna vrata (port)

16 bita odredišna vrata (port)

broj paketa broj potvrde zaglavlje duljina

rez.

upravljački bitovi

zaštitna suma opcije (izborno)

veličina prozora pokazivač hitnosti punjenje

podaci višeg sloja (podaci aplikativnog sloja, npr. koje je generirao Internet Explorer)

podaci

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (14)

UDP User Datagram Protocol (UDP) pruža nespojnu nepouzdanu uslugu transporta UDP paketa povrh IP  Minimalna nadogradnja nad IP, kratki paketi  O pouzdanosti više računa mora voditi aplikacija 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (15)

190


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

Format UDP paketa

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (16)

SMTP Simple Mail Transport Protocol (SMTP) služi za razmjenu poruka elektronske pošte (klijent šalje e-mail korištenjem ovog protokola)  Kao bazu koristi TCP konekciju i dobro znana vrata 25 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (17)

SMTP – primjer slanja spajanje na TCP port 25 MTA

MUA

220 mail.vsmti.hr ESMTP Exim 4.69 HELO Oliver-mobile.vsmti.hr 250 mail.vsmti.hr MAIL FROM: korisnik@vsmti.hr 250 OK RCPT TO: primatelj@domena2.hr 250 Accepted DATA

354 Enter message, ending with «.» on a line by itself

Tekst poruke, <CR><LF>.<CR><LF>

OK id=1NAisM-00033U-JZ

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (18)

191


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

HTTP HyperText Transport Protocol (HTTP) služi za komunikaciju www klijenata i poslužitelja  Kao bazu koristi TCP konekciju i dobro znana vrata 80  Temeljen je na modelu klijent-poslužitelj, a u komunikaciji podržava samo zahtjev i odgovor 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (19)

Mrežne aplikacije (1) Na našim računalima postoji velik broj aplikacija koje u svom radu koriste mrežu odnosno već spomenute komunikacijske protokole  Primjerice Internet Explorer,Mozilla Firefox i Netscape Navigator služe za pregledavanje web stranica, Outlook za čitanje mailova, Windows Explorer može služiti kao FTP klijent itd. 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (20)

Mrežne aplikacije (2) Osim ovih aplikacija, postoji i čitav niz konekcija koje se nalaze “ispod haube”  Drugim riječima, aplikacije koriste TCP/IP protokol za međusobno komunicirnje i razmjenu informacija  Pogledajmo izlistanje konekcija na jednom računalu (program TCPView.exe) 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (21)

192


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (22)

Mrežne aplikacije (3) Stoga je nužno programerima osigurati “alat” kojim će se moći služiti kako bi pisali mrežne aplikacije, koje imaju mogućnost spajanja s drugim aplikacijama korištenjem IP bazirane mreže  Prvo pokušajmo ustanoviti na kojem sloju TCP/IP referentnog modela se nalaze aplikativni programi 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (23)

Mrežne aplikacije (4) PROGRAMER NA APLIKATIVNOM SLOJU

U ULAZ

SLOJ TCP

TCP

IP

FIZIČKI SLOJ

MREŽA Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (24)

193


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

Mrežne aplikacije (5) Aplikacije se pišu na aplikativnom sloju, koji se nalazi iznad transportnog sloja  Stoga aplikacije “vide” samo transportni sloj, i njemu predaju svoje podatke koje žele predati mreži  Transportni sloj će zatim podacima dodati vlastita zaglavlja i proslijediti ih nižem, IP sloju 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (25)

Mrežne aplikacije (6)

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (26)

Mrežne aplikacije (7) Programer mora imati na raspolaganju “alat” koji mu omogućava: 1. povezivanje s procesima na udaljenim računalima (otvaranje konekcije) 2. slanje/primanje podataka 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (27)

194


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

Mrežne aplikacije (8) zatvaranje konekcije 4. notifikaciju u slučaju zatvaranja konekcije 5. mogućnost “slušanja” i prihvaćanja dolaznih konekcija 3.

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (28)

Mrežne aplikacije (9) Alat koji to programeru omogućava biti će svojevrstan API (eng. Application Programming Interface)  Tako postoji i više TCP API, koje možemo koristiti za pisanje mrežnih aplikacija 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (29)

Mrežne aplikacije (10) 

U pravilu radi se o dinamičkoj ili statičkoj biblioteci funkcija, koje imaju implementirane određene funkcije koje programeri širom svijeta koriste u svojim programima

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (30)

195


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

Mrežne aplikacije (11) Funkcije su opisane u zaglavnim datotekama, koje se uključuju u našu vlastitu aplikaciju  Kada su zaglavne datoteke uključene, aplikacija može pozivati i sve funkcije TCP API-ja, te na taj način komunicirati s TCP slojem i ostvarivati mrežnu povezanost 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (31)

Veza klijenta i poslužitelja Veza klijenta i poslužitelja određena je tzv. priključnicama na strani klijenta odnosno poslužitelja  Svaka strana komunikacije definirana je IP adresom i brojem vrata (porta)  Različiti procesi na istom računalu (IP adresi) koriste različite brojeve portova za komunikaciju – analogno ulici i kućnom broju 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (32)

Berkeley sockets (1) Socket je programska apstrakcija priključnice  Socket je klasa, koja u sebi ima implementirane funkcije koje komuniciraju s klasama nižih slojeva TCP/IP referentnog modela  Programer koristi samo one funkcije koje su “okrenute” aplikativnom sloju (samo one su javne) 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (33)

196


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

Berkeley sockets (2) 

Podatkovni članovi socketa su npr.:  lokalna IP adresa  broj lokalnog porta  udaljena IP adresa  udaljeni broj porta  ...

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (34)

Berkeley sockets (3) Berkeley sockets predstavljaju de facto standard u mrežnom programiranju  Opisat ćemo ukratko najbitnije funkcije, kako bismo stekli pregled mogućnosti ovog API-ja 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (35)

socket() (1) Ova funkcija stvara novi objekt koji predstavlja socket, i vraća handle (slično kao i kod datoteke) na novostvoreni socket  Ovako stvoreni socket nije povezan, ali može se povezati s udaljenom stranom u komunikaciji 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (36)

197


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

socket() (2) int socket(int domain, int type, int protocol); domain: npr. PF_INET za mrežni protokol IPv4 (naš, “standardni” IP)  type: npr. SOCK_STREAM  protocol: npr. IPPROTO_TCP ili IPPROTO_UDP 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (37)

bind() (1) Nakon kreiranja socketa, poznat je samo protokol mrežnog sloja koji on koristi, ali ne i njegova adresa  Naredba bind() će socketu pridružiti lokalnu adresu  Primjerice, socket koji služi za primanje zahtjeva web serveru, mora slušati na lokalnom portu 80 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (38)

bind() (2) int bind(int sockfd, const struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen);  socketfd: handle na socket koji smo dobili naredbom socket()  my_addr: lokalna adresa socketa (struktura podataka)  addrlen: veličina strukture koja opisuje lokalnu adresu Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (39)

198


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

listen() (1) Nakon što je socket kreiran i nakon što mu je pridružena lokalna adresa, možemo započeti sa “slušanjem” dolaznih konekcija  S obzirom da je lokalna adresa (uključujući i broj lokalnog porta) postavljena naredbom bind(), dovoljno je samo pozvati naredbu listen() i socket počinje sa “slušanjem” 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (40)

listen() (2) int listen(int sockfd, int backlog); sockfd: handle na socket  backlog: maksimalan broj konekcija na čekanju 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (41)

listen() (3) Poziv funkcije listen() neće završiti dok se ne desi nova konekcija. Kada funkcija “završi”, to znači da imamo novi zahtjev za konekcijom, koju možemo prihvatiti ili odbaciti  Sve dok zahtjev ne prihvatimo ili odbacimo, on je na čekanju 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (42)

199


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

accept() (1) Nakon što nam izađe i završi funkcija listen(), možemo prihvatiti novu konekciju  Prihvaćanjem nove konekcije, prebacujemo je na novi socket, a onaj socket koji je radio listen(), nastavlja dalje s pozivanjem te iste funkcije  Na taj način se uvijek drži slobodnim isti port (npr. port broj 80 za web server) 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (43)

accept() (2) int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, socklen_t *addrlen); sockfd: handle na socket koji je radio listen  clientaddr: adresa na koju želimo “preusmjeriti” dolazeću konekciju  addrlen: duljina adrese 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (44)

accept() (3) Naredba accept() će vratiti tzv. handle na potpuni novi socket koji će sada biti apstrakcija konekcije  Zahtjev za tu konekciju došao je s udaljenog računala, jedan socket je zaprimio zahtjev, a nakon prihvaćanja konekcije ona je apstrahirana novim socketom 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (45)

200


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

accept() (4)

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (46)

send(), recv() Funkcije koje služe za slanje odnosno primanje podataka po konekciji  Funkcija obično vrati broj bajtova koji su uspješno poslani  U slučaju neregularnog zatvaranja konekcije, funkcija send() vraća pogrešku – to je ujedno i način da se dijagnosticira pad konekcije 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (47)

connect() (1) Funkcija listen() karakteristična je za poslužiteljske aplikacije  Međutim klijent ne mora slušati i čekati zahtjev za primanje konekcije – on se mora spojiti na poslužitelj koji “sluša”  To se rad funkcijom connect() 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (48)

201


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

connect() (2) int connect(int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen); socketfd: handle na socket koji smo dobili naredbom socket()  serv_addr: adresa servera (IP + port)  addrlen: veličina strukture koja opisuje adresu servera) 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (49)

connect() (3) U slučaju uspješnog spajanja, funkcija connect() vratit će vrijednost 0  U suprotnom, vratit će -1, ali je moguće dobiti i kôd pogreške na nekim OS, odnosno u nekim kompajlerima (npr. funkcija GetLastError()) 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (50)

shutdown() (1) Nakon što je konekcija uspostavljena, obično se nakon nekog vremena javlja potreba da se konekcija i zatvori  Postoji mogućnost “grubog” raskida – npr. ukoliko netko isključi računalo s mreže, ili mu isključi napajanje  U tom slučaju, potrebno je neko vrijeme da druga strana shvati da je došlo do prekida (prilikom poziva funkcije send()) 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (51)

202


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

shutdown() (2) int shutdown(int sockfd, int howto); socketfd: handle na socket koji smo dobili naredbom socket() i čiju konekciju zatvaramo  howto: način zatvaranja 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (52)

close() (1) Ako je socket bio uspješno kreiran (naredbom socket()), ujedno su i alocirani određeni resursi koji su povezani s tim socketom  Stoga je na kraju nužno resurse dealocirati naredbom close()  On će ujedno i zatvoriti konekciju, ukoliko nije prije pozvana funkcija shutdown() 

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (53)

close() (2) int close(int sockfd);  socketfd: handle na socket koji smo dobili naredbom socket() i čije resurse dealociramo

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (54)

203


Računalne mreže

P8: Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje

Programski primjer int main(void) { struct sockaddr_in stSockAddr; int Res; int SocketFD = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if (SocketFD == -1) { cout >> "cannot create socket " >> endl; return -1; } memset(&stSockAddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in)); stSockAddr.sin_family = AF_INET; stSockAddr.sin_port = htons(1100); if (-1 == connect(SocketFD, (const struct sockaddr *)&stSockAddr, sizeof(struct sockaddr_in))) { cout >> "connect failed " >> endl; close(SocketFD); return -1; } /* perform read write operations ... */ /* send() and recv() functions ... */ shutdown(SocketFD, SHUT_RDWR); close(SocketFD); return 0; } Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (55)

Ispitna pitanja 1. 2. 3. 4. 5. 6.

7. 8. 9.

Opišite ukratko glavne značajke IP protokola. Opišite ukratko glavne značajke TCP protokola. Opišite ukratko glavne značajke UDP protokola. Opišite ukratko glavne značajke SMTP protokola. Opišite ukratko glavne značajke HTTP protokola. Koji dio svog zaglavlja koristi TCP/UDP protokol za uspostavljanje logičke veze između procesa na krajnjim računalima? Objasnite ukratko mehanizme potvrde i retransmisije. Na kojem sloju TCP/IP RM se nalaze mrežne aplikacije? S kojim slojem one komuniciraju direktno? Što je to socket? Navedite barem četiri parametra koji ga karakteriziraju. Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (56)

Ispitna pitanja 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.

Opišite funkciju socket() Berkeley socket API-ja. Opišite funkciju bind() Berkeley socket API-ja. Opišite funkciju listen() Berkeley socket API-ja. Opišite funkciju accept() Berkeley socket API-ja. Opišite funkciju connect() Berkeley socket API-ja. Opišite funkciju send/recv() Berkeley socket API-ja. Opišite funkciju shutdown() Berkeley socket API-ja. Opišite funkciju close() Berkeley socket API-ja.

Računalne mreže – Komunikacijski protokoli i mrežno programiranje (57)

204


Računalne mreže

P9: Mrežni standardi i sigurnost u mreži

RAČUNALNE MREŽE MREŽNI STANDARDI SIGURNOST U MREŽI

Mrežna heterogenost (1) Internet je svjetska računalna mreža koji spaja milijune računala širom svijeta  Paketi koji putuju mrežom mogu proći kroz vrlo velik broj komada mrežne opreme, koja spada u različite mrežne slojeve  Oprema kroz koju prolaze paketi ne mora biti samo od jednog proizvođača 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (2)

Mrežna heterogenost (2) Osim toga, paketi koji putuju mrežom prolaze kroz različite tehnologije u smislu prijenosa (npr. bakrena parica, optika, satelitska veza)  Konačno, mreža je “živi organizam” koji se iz dana u dan mijenja i u koji se svakodnevno dodaje nova oprema  Sve gore navedeno vrijedi i za telekomunikacijsku mrežu 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (3)

205


Računalne mreže

P9: Mrežni standardi i sigurnost u mreži

Mrežna heterogenost (3) Razvoj i održavanje mreže bili bi potpuni kaos bez određenog nivoa koordinacije između mrežnih operatera, proizvođača i integratora  Jedini način koordinacije je uspostavljanje mrežnih standarda, koji postaju “zakoni” za svakoga tko želi participirati u globalnoj mreži 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (4)

Mrežni standardi Standardizacija također stvara preduvjete i za masovniju proizvodnju te širenje tržišta, smanjenje cijena, što sve pogoduje proizvođačima opreme  Standardi su podijeljeni u dvije kategorije:  da facto standardi  de iure standardi 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (5)

De facto standardi De facto standardi su oni koji su se jednostavno “desili”  Za njihovu uspostavu nije bilo formalnog plana, ali se postali standard kroz masovnu i dugu primjenu  Primjer je Unix kao OS u većini sveučilišnih računalnih odjela 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (6)

206


Računalne mreže

P9: Mrežni standardi i sigurnost u mreži

De iure standardi De iure standardi su formalni standardi koji su uspostavljeni dogovorom i proglašeni od strane neke organizacije koja je zadužena za standardizaciju  Primjer je format IP adrese 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (7)

Telekomunikacijski standardi (1) Standardizacijom međunarodnih telekomunikacija bavi se ITU (eng. International Telecommunication Union)  1865. predstavnici europskih vlada formirali su tijelo koje je predhodnik ITU, a zadaća mu je bila standardizacija telegrafije 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (8)

Telekomunikacijski standardi (2) 1947. ITU postaje agencija UN-a  Podijeljena je u tri glavna sektora:  ITU-R (radio)  ITU-T (telecommunications)  ITU-D (development)  Od 1956. do 1993. ITU-T je djelovao pod imenom CCITT (fr. Comite Consultatif International Telegraphique et Telefonique) 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (9)

207


Računalne mreže

P9: Mrežni standardi i sigurnost u mreži

Telekomunikacijski standardi (3) Glavna zadaća ITU-T je izdavanje tehničkih preporuka vezanih za telefonska, telegrafska i podatkovna sučelja  Dakle, prilikom razmjene poruka između dvaju mrežnih entiteta, njihov format i značenje definirani su međunarodnom preporukom 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (10)

Internet standardi (1) Internet kao mreža ima svoje vlastite mehanizme standardizacije  Oni se razlikuju od ITU-T  Razlika se opisuje ovako : Ljudi koji dolaze na ITU-T sastanke nose odijela, a ljudi koji dolaze Internet standardizacijske sastanke, nose jeans 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (11)

Internet standardi (2) Suština je u tome da u ITU-T participiraju predstavnici vlada, te da je to organizacija koja je vrlo profesionalna  S druge strane, “Internet ljudi” preferiraju anarhiju kao princip  S obzirom da je na nivou stotina milijuna korisnika i računala teško uspostaviti komunikaciju bez standarda, minimumi su ipak uspostavljeni 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (12)

208


Računalne mreže

P9: Mrežni standardi i sigurnost u mreži

Internet standardi (3) Nakon uspostave ARPANET-a, Ministarstvo obrane SAD je formiralo neformalnu skupinu za nadzor te mreže  1983. ta skupina preimenovana je u IAB (eng. Internet Activities Board)  Zadaća je proširena te je postala nešto šira: sve istraživače koji su uključeni u ARPANET usmjeravati u istom smjeru 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (13)

Internet standardi (4) Kasnije je akronim promijenio značenje i postao je Internet Architecture Board  Kako se pojavljivala potreba za novim standardom (npr. novi algoritam rutiranja) istraživači su ga kreirali, a implementaciju su radili njihovi diplomandi  Međusobna komunikacija (kao i konačni standard) dolazili su u formi RFC (eng. Request For Comment) 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (14)

Internet standardi (5) RFC-ovi su pohranjeni on-line i mogu biti pregledani na www.ietf.org/rfc  Međutim, proizvođači opreme nisu željeli mijenjati svoje produkte samo stoga što su istraživači pronašli bolji algoritam za rutiranje  Stoga su istraživači premješteni u IRTF (eng. International Research Task Force) 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (15)

209


Računalne mreže

P9: Mrežni standardi i sigurnost u mreži

Internet standardi (6) Osim toga, postoji i IETF (eng. International Engineering Task Force)  Ideja je da IRTF radi na dugoročnijim i više znanstvenim standardima, dok bi se IETF bavio inženjerski, kratkoročnijim problemima 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (16)

IEEE IEEE (eng. Institute of Electrical and Electronics Engineers) je najveća profesionalna organizacija u svijetu koja izdaje mnoge časopise i organizira stotine konferencija širom svijeta  IEEE ima i vlastitu standardizacijsku skupinu, koja se bavi standardizacijom u domeni elektrotehnike  Mnogi LAN standardi su djelo IEEE 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (17)

Sigurnost u mrežama (1) U početku stvaranja računalnih mreža, one su bile namijenjene prvenstveno znanstvenicima i nije bio naglašen problem sigurnosti  S vremenom mrežu je počeo koristiti veliki broj ljudi, a usluge koje su postale sastavni dio svakodnevnog života traže sve veću sigurnost 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (18)

210


Računalne mreže

P9: Mrežni standardi i sigurnost u mreži

Sigurnost u mrežama (2) Problemi sigurnosti uglavnom postoje zbog zlonamjernih ljudi širom svijeta koji žele prijevarom ostvariti neku dobit, privući pažnju ili nekome naškoditi  Kao i u slučaju usluga, Internet je ovdje samo infrastruktura 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (19)

Sigurnost u mrežama (3) 

Problemi koje susrećemo u svakodnevnom životu svode se ponajviše (ali nisu ograničeni) na dvije kategorije:  “prisluškivanje” komunikacije  neželjeni upadi na naša računala

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (20)

Sigurnost u mrežama (4) Zaštita protiv “prisluškivanja” komunikacije svodi se na različite tehnike enkripcije podataka i ovdje je nećemo detaljno razmatrati  Neovlašteni upadi su nešto na što možemo utjecati ponekad i vrlo jednostavnim tehnikama 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (21)

211


Računalne mreže

P9: Mrežni standardi i sigurnost u mreži

Sigurnost u mrežama (5) Zaštita sigurnosti proteže se na sve nivoe protokolnog složaja  Na mrežnom nivou mogu se postaviti tzv. firewalli (“vatrozid”) čija je zadaća odbaciti potencijalno “zlonamjerne” pakete  Na transportnom sloju može se ostvariti enkripcija end-to-end (od procesa do procesa) 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (22)

Sigurnost u mrežama (6) 

Autentifikacija korisnika radi se na nivou aplikacije – primjerice, čak i da se spojimo na određeni port i dođemo do baze podataka kojima ne smijemo pristupiti (“probijemo” prva tri sloja), trebala bi postojati zaštita na nivou aplikacije (npr. password za pristup bazi podataka)

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (23)

Firewall (1) Sa stanovišta prosječnog korisnika, Internet i međusobna dostupnost svih računala izvor je zabave  Za menadžere u tvrtkama s povjerljivim podacima, to je noćna mora  U srednjem vijeku vladari su oko zamkova kopali duboke kanale, punili ih vodom, a preko njih spuštali vrata samo kada su bili sigurni da je posjeta dobronamjerna 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (24)

212


Računalne mreže

P9: Mrežni standardi i sigurnost u mreži

Firewall (2) Firewall je u stvari moderna adaptacija srednjovjekovnog sustava kanala oko zamka - to je dio računala ili računalne mreže čija je zadaća blokirati nedozvoljeni pristup računalu ili mreži.  Između ostalog, može biti konfiguriran da paketu dozvoli prolaz ili odbaci paket  Konfiguracija je skup pravila zapisanih u tablice koja postavljaju administratori 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (25)

Firewall (3)

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Firewall.png Računalne mreže – Sigurnost u mreži (26)

Firewall (4) Mogu biti implementirani kao sofverski, hardverski ili kombinirani  Prvi članak koji opisuje firewall tehnologiju izašao je 1988. godine  Inženjeri DEC (Digital Equipment Corporation) kreirali su sustav filtera poznat kao paket-filter firewall 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (27)

213


Računalne mreže

P9: Mrežni standardi i sigurnost u mreži

Firewall (5) Zadaća ovakvog sustava je ispitivanje svakog paketa i njegovo propuštanje ili zadržavanje ovisno o predefiniranim pravilima  Druga generacija filtrirala je i aplikativne podatke – mogla je “razumjeti” određene aplikacije i protokole, te na taj način filtrirati pakete 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (28)

Firewall – osnovna struktura (1) Application gateway

Outside LAN

Inside LAN

Packet filtering router Računalne mreže – Sigurnost u mreži (29)

Firewall – osnovna struktura (2) U suštini se firewall sastoji od dva routera s dodatnim funkcijama koje omogućavaju provjeru svakog paketa  Oni djeluju kao paket-filteri te mogu određene pakete blokirati  Paketi koji prođu filter dolaze do application gateway-a  Ovdje se provodi daljnje ispitivanje, ali na višem sloju TCP/IP modela 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (30)

214


Računalne mreže

P9: Mrežni standardi i sigurnost u mreži

AV programi (1) 

Antivirusni programi imaju zadaću boriti se na računalu protiv zlonamjernih programa koji se nastoje “useliti” na računalo i napraviti na njemu određenu štetu

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (31)

AV programi (2) Koriste se uglavnom dvije osnovne tehnike:  provjera datoteka radi pronalaženja poznatih virusa  analiza i detekcija sumnjivog ponašanja aplikacija, koje bi moglo upućivati na zaraženost  Više na LV 

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (32)

Ispitna pitanja 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Pojasnite zbog čega je nužna standardizacija u Internet i telekomunikacijskoj mreži. Navedite barem jednu organizaciju zaduženu za telekomunikacijske standarde i opišite ukratko njen posao. Opišite ukratko kronologiju nastanka IRTF i IETF. Objasnite što je to RFC. Opišite ukratko glavne principe zaštite na mrežnom, transportnom i aplikacijskom sloju TCP/IP RM Opišite ulogu firewall-a u jednoj računalnoj mreži. Skicirajte i objasnite osnovnu strukturu firewall-a Objasnite koje dvije tehnike najčešće koriste anti-virusni programi prilikom svoga rada.

Računalne mreže – Sigurnost u mreži (33)

215


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

RAČUNALNE MREŽE UPRAVLJANJE MREŽOM

Upravljanje mrežom (1) Komunikacijska mreža predstavlja infrastrukturu nad kojom je moguće realizirati određene usluge  Usluge mogu biti komercijalnog i nekomercijalnog karaktera  Primjerice, skupina entuzijasta može na Internetu otvoriti novi portal koji će biti javno dostupan i besplatan 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (2)

Upravljanje mrežom (2) S druge strane, telekomunikacijski operater ulaže znatna sredstva u razvoj svoje mreže čije usluge nudi na komercijalnoj bazi  Sve češće se osim klasičnog ugovaranja usluga (naplata po pozivu, po minuti, po megabajtu, po ...) koristi i tzv. SLA (eng. Service Level Agreement) 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (3)

216


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

Upravljanje mrežom (3) 

Smisao SLA je da korisnik usluga ima zagarantiran nivo kvalitete usluge, a u slučaju nepoštivanja od strane operatera, operater je dužan korisniku plaćati “penale” – kako je definirano SLA ugovorom

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (4)

Upravljanje mrežom (4) 

Sve prethodno navedeno zahtjeva da mrežni operater ima pregled nad stanjem u vlastitoj mreži, te da može u razumno kratkom vremenskom periodu reagirati na pojavu problema u mreži

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (5)

Upravljanje mrežom (5) Npr. u slučaju pada lokalne bazne stanice za GSM (“antene”), korisnici u jednom gradu mogu biti uskraćeni za uslugu telefoniranja  To predstavlja problem koji treba što ranije prepoznati i otkloniti 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (6)

217


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

Upravljanje mrežom (6) Osim toga, mrežu treba konfigurirati, voditi računa o sigurnosti u mreži i sl.  Stoga je osnovna svrha upravljanja mrežom osigurati neprekidno pružanje usluga tražene kvalitete, s optimalnim kapacitetom i uz razumnu cijenu 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (7)

Upravljanje mrežom (7) 

Kod problematike upravljanja mrežom razlikujemo dvije osnovne domene upravljanja:  Upravljanje telekomunikacijskom mrežom (klasične telefonske centrale, transmisijska oprem i sl.)  Upravljanje IP baziranim mrežama

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (8)

Upravljanje mrežom (8) 

Ovu podjelu ne treba shvaćati pregrubo, jer su domene isprepletene – ponegdje se koriste iste tehnike i protokoli, a i telekom operateri nude sve više usluga kojima je baza uz klasičnu telekomunikacijsku mrežu i IP oprema (npr. preuzimanje sadržaja za mobilne telefone)

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (9)

218


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

Upravljanje mrežom (9) Upravljanje telekomunikacijskom mrežom prvenstveno je stvar telekom operatera, koji moraju nadzirati svoju vlastitu infrastrukturu radi održavanja kvalitete usluga koje pružaju  IP bazirana mreža je, osim Interneta, i svaki LAN unutar tvrtke 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (10)

Upravljanje mrežom (10) Ukoliko tvrtka svoje poslovanje bazira na informacijskim tehnologijama, nadzor vlastite IP mreže je od ogromnog značaja  Primjerice, jedna banka mora imati kvalitetan nadzor nad vlastitim serverima, bazama podataka, komunikacijskom infrastrukturom i sl. 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (11)

Osnovni koncepti (1)

Operaterska sučelja (GUI,MML,CLI)

Upravljačka sučelja

Sustav upravljanja (management system)

Upravljani sustav (managed system)

Mrežni operater

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (12)

219


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

Osnovni koncepti (2)

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (13)

Osnovni koncepti (3) Mrežni operater komunicira sa sustavom upravljanja kroz operaterska sučelja  Sustav upravljanja u pravilu ima grafičko sučelje (GUI) koje koristi mreži operater, ili se koristi MML ili CLI (Man-machine Language odnosno Command Line Interface) 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (14)

Osnovni koncepti (4) Sustav upravljanja je obično kompleksan program koji ima zadaću prikupljanja različitih informacija s mreže kroz upravljačka sučelja  Mrežna oprema se nadzire specijaliziranim programima (sustav upravljanja mrežnim elementima) koji onda predstavljaju izvor informacija sustavu upravljanja 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (15)

220


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

Osnovni koncepti (5) U telekomunikacijskom svijetu, sustav upravljanja obično komunicira sa sustavima za upravljanje mrežnim elementima, umjesto direktno s mrežnim elementima  U IP svijetu, obično se komunicira direktno s mrežnim elementima 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (16)

Osnovni koncepti (6)

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (17)

Funkcijska područja upravljanja (1) Funkcije upravljanja mrežom su podijeljene u pet glavnih područja.  To su:  Upravljanje konfiguracijom (configuration management)  Upravljanje pogreškama (fault management) 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (18)

221


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

Funkcijska područja upravljanja (2)  Upravljanje

performansama (performance management)  Upravljanje korisničkim računima (accounting management)  Upravljanje sigurnošću (security management)

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (19)

Configuration management Ovo područje pokriva konfiguriranje mrežne opreme, ali ne samo to – radi se i o konfiguraciji izvođenja pojedine usluge  U realizaciji svake usluge sudjeluje određen broj mrežnih elemenata, tzv. configuration items  Inventory database - baza podataka o mrežnim elementima, eventualno i o njihovoj povezanosti 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (20)

Fault management (1) 

Pokriva funkcije detektiranja, analize i u konačnici korekcije neželjenog ponašanja (pogreška u radu) mreže odnosno njenih elemenata

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (21)

222


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

Fault management (2) Pokriva i izradu izvješća o problemima u mreži, kao i trouble-ticket sustave  Za svaki problem izda se tzv. troubleticket (TT), koji onda zaprimaju odgovorne osobe i rješavaju ga  Stanje TT se može pratiti (da li je i kada riješen, koliko je trajalo rješavanje itd.) 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (22)

Performance management Pokriva funkcije prikupljanja podataka o performansama, te njihovu analizu  Primjeri performansi:  koliko vremena je neki mrežni element bio “out-of-service”  koliko brzo se učitava pojedina web stranica  Služi i za procjenu efektivnog korištenja mrežnih resursa 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (23)

Accounting management Pokriva funkcije praćenja korištenja mrežnih resursa i naplatu njihovog korištenja  Proces naplate korištenja mrežnih resursa (usluga) poznat je pod pojmom billing  Revenue Assurance – proces kojim osiguravamo maksimalnu zaradu (npr. otkriva pogreške u obračunavanju naplate računa) 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (24)

223


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

Security management Pokriva funkcije otkrivanja narušavanja mrežne sigurnosti, kreiranja, održavanja, brisanja mrežnih ključeva  Npr. telefonski broj treba povezati s tarifom i uslugama koje pojedini korisnik ima  Fraud detection – proces otkrivanja neželjenog ponašanja korisnika u mreži (npr. koristi uslugu koju ne smije koristiti) 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (25)

Upravljački protokoli Upravljačka sučelja definiraju protokole koji se koriste za razmjenu upravljačkih informacija, kao i format poruka te njihovo značenje  Najpoznatiji protokol je Simple Network Management Protocol  Najviše je zastupljen u IP mrežama, ali se često koristi i u telekomunikacijskom svijetu 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (26)

SNMP (1) SNMP je akronim za Simple Network Management Protocol  To je jednostavan protokol koji koriste različite aplikacije u procesima upravljanja mrežom  Pozicioniran je na aplikativnom sloju TCP/IP referentnog modela, a kao transportni protokol koristi UDP 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (27)

224


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

SNMP (2)

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (28)

SNMP (3)

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (29)

SNMP (4) Osnovni koncept SNMP je ManagerAgent  Manager je centralni program koji komunicira s malim programima (agentima) koji se nalaze implementirani na mrežnoj opremi  Manager može komunicirati s više agenata i u tome nema ograničenja osim u smislu performansi 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (30)

225


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

SNMP (5)

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (31)

SNMP (6) Svaki proizvođač mrežne opreme može u standardnu programsku podršku na opremi uključiti i izvedbu SNMP agenta  U tom slučaju, oprema ima mogućnost nadzora, što može utjecati na konkurentnost na tržištu 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (32)

SNMP (7) Ukoliko oprema ima ugrađen SNMP agent, bilo koji SNMP manager može nadzirati takvu opremu, jer je SNMP standardni protokol za upravljanje  SNMP agent “sluša” na UDP port 161 (osim ako proizvođač nije drugačije specificirao) i preko njega prima SNMP poruke, na koje šalje odgovore 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (33)

226


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

SNMP (8) Ukoliko agent želi nešto “spontano” poslati manageru, u pravilu se koristu UDP port 162  Agent mora u svojoj konfiguraciji imati popis svih managera kojima treba slati spontane notifikacije 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (34)

SNMP (9)

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (35)

SNMP (10) 

Vrste SNMP poruka:  Get-Request (manager->agent) – služi za traženje/dobivanje informacija  GetNext-Request (manager->agent) – služi za traženje/dobivanje informacija  Set-Request (manager->agent) – služi za postavljanje nekih postavki na strani agenta

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (36)

227


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

SNMP (11)  Response

(agent->manager) – odgovor na Get-Request i SetRequest poruke  Trap (agent->manager) – poruka koju agent šalje spontano manageru

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (37)

SNMP (12) Slanjem SNMP poruka manager može jednostavno dobiti željenu informaciju od strane agenta  Primjer: SNMP agent je implementiran na PC računalu: 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (38)

SNMP (13) SNMP manager koji se nalazi na udaljenom računalu želi saznati koliko je hard diska slobodno na agentovom računalu  Šalje mu poruku SNMP Get-Request u kojoj naznači da ga zanima stanje HDD, a agent mu vrati SNMP Get-Response s traženom informacijom 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (39)

228


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

SNMP (14) Agent, s obzirom da ga je isporučio proizvođač PC, odnosno operacijskog sustava na PC, “zna” na koji način dobiti traženu informaciju na svom lokalnom PC  U svom zahtjevu manager se referira na tzv. upravljani objekt - managed object (MO)  U našem slučaju, MO je HDD 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (40)

SNMP (15) Manager u svom zahtjevu treba poslati informaciju o tome na koji MO misli kada kaže Get – to čini pomoću varijabli  Struktura SNMP poruke: 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (41)

SNMP (16) Kod slanja Get-Request i GetNextRequest poruka, vrijednosti varijabli postavljene su na 0  Kod Set-Request, Response i Trap poruka varijable imaju i vrijednost 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (42)

229


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

SNMP (17) Ime varijable naziva se i Object Id (OID)  Ono je formatirano kao slijed cijelih brojeva razdvojenih točkama, npr: .1.3.6.1.4.1.28685.2.4  Što to znači? 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (43)

MIB (1) Svaki SNMP agent ima svoju vlastitu bazu tzv. Management Information Base U njoj su na određeni način pohranjene sve varijable koje postoje na određenom agentu, zajedno s vrijednostima  Ukoliko SNMP manager pozna strukturu MIB-a određenog agenta, on tada zna i vrijednost kojih varijabli može tražiti od agenta 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (44)

MIB (2) Na koji način manager može znati strukturu MIB-a?  Svaki proizvođač opreme koji realizira i SNMP agenta na vlastitoj opremi, kreirat će i dokument koji u standardnom formatu opisuje strukturu MIB-a danog agenta 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (45)

230


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

MIB (3) Na taj način bilo koji integrator može programirati svog SNMP managera da komunicira s agentom i traži točno ono što ga zanima  Dakle, MIB je dio dokumentacije bez koje nema smisla isporučivati SNMP agenta 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (46)

Struktura MIB-a (1) Root

MIB ima stablastu hijerarhijsku strukturu:  Internet = .1.3.6.1 

ccitt (0)

iso (1)

joint (2)

org (3)

dod (6)

internet (1)

directory (1)

management (2)

experimental (3)

private (4)

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (47)

Struktura MIB-a (2) Svaki proizvođač može registrirati vlastitu granu u MIB  Registraciju provodi organizacija IANA  Tako i VŠMTI može registrirati vlastitu granu MIB-a 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (48)

231


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

Struktura MIB-a (3)

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (49)

Zapis MIB-a RFC1213-MIB DEFINITIONS ::= BEGIN IMPORTS mgmt, NetworkAddress, IpAddress, Counter, Gauge, TimeTicks FROM RFC1155-SMI IANAifType FROM IANAifType-MIB OBJECT-TYPE FROM RFC-1212;

-- PhysAddress ::= -- OCTET STRING -- This data type is used to model media addresses. For many -- types of media, this will be in a binary representation. -- For example, an ethernet address would be represented as -- a string of 6 octets.

-- groups in MIB-II

mgmt OBJECT IDENTIFIER ::= { iso org(3) dod(6) internet(1) mgmt(2) } directory OBJECT IDENTIFIER ::= { internet 1 } experimental OBJECT IDENTIFIER ::= { internet 3 } private OBJECT IDENTIFIER ::= { internet 4 } enterprises OBJECT IDENTIFIER ::= { private 1 }

system

-- This MIB module uses the extended OBJECT-TYPE macro as -- defined in [14];

at

OBJECT IDENTIFIER ::= { mib-2 3 }

ip

OBJECT IDENTIFIER ::= { mib-2 4 }

icmp

OBJECT IDENTIFIER ::= { mib-2 5 }

.... .... .... ....

-- MIB-II (same prefix as MIB-I) mib-2

OBJECT IDENTIFIER ::= { mib-2 1 }

interfaces OBJECT IDENTIFIER ::= { mib-2 2 }

OBJECT IDENTIFIER ::= { mgmt 1 }

-- textual conventions -- DisplayString ::= -- OCTET STRING -- This data type is used to model textual information taken -- from the NVT ASCII character set. By convention, objects -- with this syntax are declared as having --SIZE (0..255)

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (50)

SNMP trap Trap je poruka koju spontano (asinkrono) šalje SNMP agent u slučaju potrebe  Trap ima svoj vlastiti broj koji definira njegovo značenje, kao i cijeli skup varijabli koje pobliže definiraju situaciju zbog koje je poslan (npr. detaljan opis problema u mreži) 

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (51)

232


Računalne mreže

P10: Upravljanje mrežom

Ispitna pitanja 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Koja je osnovna svrha upravljanja mrežom? Definirajte SLA Zbog čega nekoj tvrtki može biti od velikog značenja nadzor vlastite IP mreže? Navedite primjer. Skicirajte osnovni koncept upravljanja mrežom s jasno naznačenim i opisanim svim sučeljima Nabrojite pet funkcijskih područja upravljanja mrežom. Opišite ukratko glavne funkcije configuration management funkcijskog područja upravljanja. Opišite ukratko glavne funkcije fault management funkcijskog područja upravljanja. Opišite ukratko glavne funkcije performance management funkcijskog područja upravljanja. Računalne mreže – Upravljanje mrežom (52)

Ispitna pitanja 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Opišite ukratko glavne funkcije accounting management funkcijskog područja upravljanja. Opišite ukratko glavne funkcije security management funkcijskog područja upravljanja. Što je to SNMP, u koju svrhu se koristi? Skicirajte položaj SNMP u protokolnom složaju TCP/IP referentnog modela. Opišite manager-agent model kod SNMP protokola. Koje portove koristi SNMP i koje vrste poruka postoje u ovom protokolu. Što je to MIB? Opišite njegovu namjenu kod komunikacije manager-agent. Što je to trap?

Računalne mreže – Upravljanje mrežom (53)

233


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

RAČUNALNE MREŽE JAVNA TELEFONSKA MREŽA

Literatura Šehović, E., S. Rajilić, V. Sinković, M. Tkalić: Uvod u integrirane digitalne sisteme, Sveučilište u Zagrebu, ETF, 1980.  Josip Župan: Uvod u komutacijske sustave, Školska knjiga, Zagreb, 1978.  Za ispit je dovoljan materijal s predavanja popraćen suvislim bilješkama nazočnog studenta 

Računalne mreže – Telefonska mreža (2)

Telefonska mreža (1) Za javnu telefonsku mrežu vrlo se često koristi skraćenica PSTN (eng. Public Switched Telephone Network)  Razmatranja koja smo apsolvirali kod komunikacijskih mreža a koja se tiču njihove strukture, načelno vrijede i za PSTN, osim što nema wireless pristupne transmisije 

Računalne mreže – Telefonska mreža (3)

234


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Telefonska mreža (2)

Računalne mreže – Telefonska mreža (4)

Telefonska mreža (3) Čvorovi u PSTN su telefonske centrale  Telefonske centrale u sebi objedinjuju funkcije komutacije i upravljanja (npr. analiziranjem znamenki izdaje se naredba za prospajanje poziva na određeni odlazni link)  Centrale su spojene tzv. transmisijom  U PSTN nema IP protokola, ali postoje neki drugi protokoli ! 

Računalne mreže – Telefonska mreža (5)

Telefonska mreža (4) 

Primjeri telefonskih centrala: Ericsson AXE-10 Siemens EWSD  ....  

Struktura PSTN je hijerarhijski strukturirana

Računalne mreže – Telefonska mreža (6)

235


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Lokalna centrala (1) Lokalna (krajnja) centrala je centrala na koju su spojeni krajnji korisnici  Korisnik je spojen na centralu na način da je njegov telefonski aparat fizički spojen pomoću dvije bakrene žičice (tzv. parica) do centrale  Pristup centrali je analogan 

Računalne mreže – Telefonska mreža (7)

Lokalna centrala (2) Korisnik je na centrali spojen na određeni modul koji predstavlja sučelje korisnika prema PSTN  Ime tog modula je različito od centrale do centrale. Uzet ćemo primjer Ericsson AXE-10 koji ima termin LIC (Line Interface Circuit), te ćemo ga koristiti u nastavku predavanja 

Računalne mreže – Telefonska mreža (8)

Lokalna centrala (3) U trenutku kada korisniku dolazi poziv, centrala će generirati određenu struju koja se propušta kroz paricu do korisnikovog telefona  Telefon je tako konstruiran da takva struja pokreće zvonjavu telefona  Korisnik zatim pričajući generira zvučne valove, koje mikrofon pretvara u el. signal koji šalje paricom do centrale 

Računalne mreže – Telefonska mreža (9)

236


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Tranzitna centrala Na višoj hijerarhijskoj razini, lokalne centrale spojene su s tranzitnim centralama, kako bi se telefonski promet usmjeravao na odredište, ukoliko ono nije dostupno unutar lokalne centrale  Između lokalne i tranzitne centrale može se nalaziti i tzv. čvorna centrala koja će preuzimati promet s više lokalnih i onda ga slati na tranzitnu centralu 

Računalne mreže – Telefonska mreža (10)

Međunarodna centrala Na nivou mreže, postoji jedna ili više međunarodnih centrala koje služe za preusmjeravanje prometa na međunarodne destinacije  Međunarodna centrala vezana je s drugim, inozemnim operaterima 

Računalne mreže – Telefonska mreža (11)

Moguća struktura dijela telefonske mreže

Računalne mreže – Telefonska mreža (12)

237


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Vrste poziva unutar centrale (1)

Računalne mreže – Telefonska mreža (13)

Vrste poziva unutar centrale (2)

Računalne mreže – Telefonska mreža (14)

Numeracija u PSTN mreži (1) PSTN koristi komutaciju kanala, dakle spojni put se prospaja, a tek nakon toga kreće komunikacija  Kada je poziv jednom uspostavljen, govor ide uvijek istim putem  Prospajanje spojnog puta radi se kroz više centrala, na osnovu biranog broja 

Računalne mreže – Telefonska mreža (15)

238


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Numeracija u PSTN mreži (2) Svaka centrala mora imati podatke o tome gdje usmjeriti poziv na osnovu biranog broja – mora imati definiranu numeraciju  Primjerice, lokalna centrala u najmanju ruku mora imati zapisane uređene parove za sve svoje korisnike (pretplatnike): LIC <-> pretplatnički broj 

Računalne mreže – Telefonska mreža (16)

Numeracija u PSTN mreži (3) 

Tranzitna i međunarodna centrala moraju imati zapisane uređene parove grupa biranih brojeva i odlaznih linkova za taj smjer poziva (npr. broj oblika 00386xxxxxxxx ide na link koji je spojen s međunarodnom centralom Republike Slovenije)

Računalne mreže – Telefonska mreža (17)

Numeracija u PSTN mreži (4) Analiza biranih znamenki radi se programski  Jedan od mogućih pristupa je tzv. tree structure  To je struktura koja ima N nivoa, najviše onoliko koliki je najveći potencijalni broj znamenki u biranim broju  Na prvom nivou se provjerava prva znamenka, na drugom druga, itd. 

Računalne mreže – Telefonska mreža (18)

239


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Numeracija u PSTN mreži (5) Na osnovu znamenke određuje se čvor u sljedećem nivou, sve dok se ne dođe do krajnjeg nivoa u kojem ja zapisana informacija o destinaciji poziva  Moguća implementacija: C++ struktura s pokazivačem istog tipa na Next 

Računalne mreže – Telefonska mreža (19)

Numeracija u PSTN mreži (6)

Računalne mreže – Telefonska mreža (20)

Numeracija u PSTN mreži (7) a)

korisnik na lokalnoj centrali (L) bira broj u SLO-GSM mreži

b)

L preusmjerava poziv na međunarodnu centralu (M)

c)

M preusmjerava u SLO-GSM Računalne mreže – Telefonska mreža (21)

240


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Numeracija u PSTN mreži (8) a)

korisnik na L bira broj u SLO fiksnoj mreži

b)

L preusmjerava na M

c)

M centrala preusmjerava u SLO-LJ

a)

korisnik na L bira broj u Osijeku

b)

L preusmjerava na čvornu centralu (Č) u OBŽ

c)

Č preusmjerava u na lokalnu centralu u Osijeku

Isti scenarij i za Beli Manastir Računalne mreže – Telefonska mreža (22)

Numeracija u PSTN mreži (9) a)

korisnik na L bira broj koji također pripada L

b)

L detektira da je poziv lokalni i pronalazi u bazi podataka broj LIC-a

c)

L preusmjerava poziv na odgovarajući LIC

Računalne mreže – Telefonska mreža (23)

Signalizacija u PSTN mreži (1) Telefonske centrale između sebe moraju razmjenjivati informacije kako bi uspostavile spojni put za poziv, a kasnije ga i raskinule  Primjer: lokalna centrala u Virovitici prepozna poziv koji nije lokalni te ga preusmjeri na tranzitnu centralu unutar VPŽ  Tranzitna centrala nakon analize prepozna poziv za Osječko-baranjsku županiju 

Računalne mreže – Telefonska mreža (24)

241


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Signalizacija u PSTN mreži (2) Tranzitna centrala preusmjerava poziv na tranzitnu centralu OBŽ  Tranzitna centrala OBŽ prepoznaje grad i šalje poziv na lokalnu centralu tog grada  Ona na osnovu broja preusmjeri poziv na određeni “LIC” i pošalje strujni impuls koji inicira zvonjenje telefonskog aparata 

Računalne mreže – Telefonska mreža (25)

Signalizacija u PSTN mreži (3) Kako bi centrale mogle međusobno razmjenjivati informacije, razvijen je sustav signalizacije (komunikacijskog protokola) unutar telefonske mreže  U Europi se koristi SS7 (Signalling System No. 7), ponekad nazvan i CCSS7 (Common Channel....)  Standardizacijom tog protokola bavi se ITU-T 

Računalne mreže – Telefonska mreža (26)

Transmisija u PSTN mreži Između telefonskih centrala se osim signalizacije prenosi i govor  Govor se prenosi transmisijskim linkovima među centralama  Prijenos govora između centrala je digitalan (slijed 0 i 1), dok se govor od korisnika prema lokalnoj centrali prenosi analogno (signal određenog valnog oblika) 

Računalne mreže – Telefonska mreža (27)

242


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Digitalni prijenos govora (1) Prethodno navedeno navodi na zaključak da se unutar centrale provodi pretvaranje analognog signala u digitalni  Govor se u telefonskoj mreži prenosi korištenjem tzv. PCM (pulsno kodna modulacija) 

Računalne mreže – Telefonska mreža (28)

Digitalni prijenos govora (2) Govor

Govor

Uzimanje uzoraka

Rekonstrukcija signala

Kvantiziranje po amplitudi

Dekodiranje

Kodiranje

Regeneracija signala

Digitalni prijenos Računalne mreže – Telefonska mreža (29)

Uzorkovanje signala (1)

Računalne mreže – Telefonska mreža (30)

243


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Uzorkovanje signala (1) Uzorkovanje signala svodi se na to da u “dovoljno kratkim” vremenskim intervalima “zapamtimo” vrijednost signala u tom trenutku te na taj način kreiramo uzorke  Dovoljno kratki: vremenski intervali moraju biti takvi da s obzirom na strukturu signala osiguraju kvalitetnu prezentaciju signala 

Računalne mreže – Telefonska mreža (31)

Uzorkovanje signala (2) Korištenjem teorije informacije i poznavanja svojstava govornog signala, dobivena je optimalna frekvencija uzimanja uzoraka govornog signala: f = 8kHz  To znači da se govor mora uzorkovati 8000 puta u jednoj sekundi  “Vremenska širina” jednog uzorka je 125 μs 

Računalne mreže – Telefonska mreža (32)

Kvantiziranje po amplitudi Kvantiziranje je postupak kojim se vrijednosti uzorkovanih signala transformiraju u konačan broj razina – kvantizacijskih intervala  Primjer: tri uzorka koji imaju vrijednosti 9V, 9.2V i 9.9V grupiramo u jedan kvantizacijski interval (od 9V do 10V) 

Računalne mreže – Telefonska mreža (33)

244


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Kodiranje (1) Nakon što je određen kvantizacijski interval određenog uzorka, potrebno ga je kodirati  Kodiranje se vrši korištenjem 13 segmentnog A-zakona  Kodiranje nije linearno, što znači da određena, više korištena, područja govora imaju više kvantizacijskih intervala na raspolaganju 

Računalne mreže – Telefonska mreža (34)

Kodiranje (2)

Računalne mreže – Telefonska mreža (35)

Kodiranje (3) Na taj način dobivamo finiju granulaciju onog dijela govora koji je statistički više zastupljen  Kodiranje se vrši kodom čija kodna riječ je 8 bita (1 bit predznak, 3 bita segment, 4 bita područje unutar segmenta) 

Računalne mreže – Telefonska mreža (36)

245


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Minimalna brzina prijenosa 

Kako bismo mogli kodirati sve uzorke koje je nužno prenijeti u jednos sekundi, moramo osigurati brzinu: 8000 uzoraka/sekundi x 8 bita/uzorak = 64000 bita/sekundi

Računalne mreže – Telefonska mreža (37)

Multipleksiranje (1) Kako bi mogli prenositi sav promet između centrala, prijenosni (transmisijski) linkovi (putevi) među centralama imaju veliki kapacitet prijenosa (znatno veći od 64000 bita/s)  Stoga je potrebno osigurati mehanizam udruživanja više govornih signala (od više korisnika) u jedan signal koji se prenosi među centralama 

Računalne mreže – Telefonska mreža (38)

Multipleksiranje (2) Postupak koji to omogućuje naziva se multipleksiranje  Dva su osnovna načina multipleksiranja: 

frekvencijsko  vremensko 

Računalne mreže – Telefonska mreža (39)

246


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Multipleksiranje (3) Kod frekvencijskog multipleksiranja svaki govorni kanal ima svoju vlastitu frekvenciju  Sve frekvencije se prenose istim putem, a na odredištu je moguće prepoznati i razdvojiti govorne kanale 

Računalne mreže – Telefonska mreža (40)

Multipleksiranje (4) U telefoniji se koristi vremensko multipleksiranje  Temelji se na činjenici da se multipleksirani signal prenosi brže od osnovnog, govornog kanala (od 64000 bit/s) 

Računalne mreže – Telefonska mreža (41)

Multipleksiranje (5) Izvorni govorni kanal tj. podaci sa njega, se prenose uvijek u istom vremenskom odsječku  Govorni kanali se definiraju na temelju vremenskog odsječka u kojem se prenose 

Računalne mreže – Telefonska mreža (42)

247


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Multipleksiranje (6)

Računalne mreže – Telefonska mreža (43)

Vrlo slično bilo je i....

Računalne mreže – Telefonska mreža (44)

PDH (1) Na odredištu se primjenjuje obrnuti postupak, a to je demultipleksiranje  Multipleksiranjem se više govornih kanala “slaže” u viši hijerarhijski nivo  Tako jer razvijena multipleksna hijerarhija, tzv. PDH – pleziokrona digitalna hijerarhija 

Računalne mreže – Telefonska mreža (45)

248


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

PDH (2) Prvi nivo PDH čine 30 govornih kanala + 1 kanal za signalizaciju + 1 kanal za sinkronizaciju  Taj nivo naziva se još i E1, a u njemu se nalazi: 32 x 8000 x 8 = 2048000 bita  Dakle brzina prijenosa na E1 je: 2048 kbit / s = 2Mbit / s 

Računalne mreže – Telefonska mreža (46)

PDH (3) Više razine PDH nastaju multipleksiranjem izvora s niže razine, i označavaju se s E2,E3 i E4  Imaju kapacitet prijenosa 8, 34 i 140 Mbit/s  Za brzine veće od 140 Mbit/s, koristi se SDH – sinkrona digitalna hijerarhija, koja ima znatno bolje performanse, nastala na kritici PDH 

Računalne mreže – Telefonska mreža (47)

Optički transmisijski sustavi (1) 

Glavna svojstva optičke transmisijske mreže: potencijalno ogroman transmisijski kapacitet uvjetovan fizikalnih zakonitostima – brzinom svjetlosti  mala učestalost pogreške  ... 

Računalne mreže – Telefonska mreža (48)

249


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Optički transmisijski sustavi (2) 

Glavni razlozi koji su potaknuli razvoj optičke transmisijske mreže: tehnološki napredak komponenti za prijenos, komutaciju i procesiranje optičkog signala  pad cijena fotoničkih komponenti  brzi rast prometa  zahtjevi za širokopojasnim uslugama  .... 

Računalne mreže – Telefonska mreža (49)

Optički transmisijski sustavi (3) Optički signal koristi binarnu prirodu signala koji prenosi: ima ili nema nečega (0 ili 1, ima ili nema svjetla)  Osnovna izobličenja optičkog signala su: 

prigušenje  disperzija 

Računalne mreže – Telefonska mreža (50)

Optički transmisijski sustavi (4) Prigušenje je omjer snaga ulaznog i izlaznog optičkog signala, te ograničava domet optičkog signala  Disperzija je izobličenje optičkog signala prilikom prijenosa, te ograničava brzinu prijenosa 

Računalne mreže – Telefonska mreža (51)

250


Računalne mreže

P11: Javna telefonska mreža

Ispitna pitanja (1) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Koje su osnovni tipovi centrala u telefonskoj mreži? Opišite njihove glavne zadaće Skicirajte i ukratko objasnite osnovne vrste poziva unutar telefonske centrale Zbog čega se provodi analiza biranih znamenki u telefonskoj mreži? Navedite jedan mogući primjer primjer realizacije Koji se protokol koristi za razmjenu informacija između centrala? Opišite jedan primjer uporabe tog protokola. Skicirajte i opišite korake kod digitalnog prijenosa govora Opišite postupak uzorkovanja govora kod digitalnog prijenosa. Kojom frekvencijom se uzorkuje govor? Opišite postupak kvantiziranja po amplitudi te kodiranja kod digitalnog prijenosa govora. Da li je kodiranje linearno? Obrazložite odgovor. Računalne mreže – Telefonska mreža (52)

Ispitna pitanja (2) 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.

Što je to 13 segmenti A-zakon i gdje se koristi? Koja je brzina prijenosa digitalnog govora? Na koji način se izračunava? Objasnite što je vremensko multipleksiranje podataka i kako radi. Objasnite pojmove PDH i SDH. Od čega se sastoji prvi nivo PDH Koja su glavna svojstva optičkog prijenosa podataka? Koji su glavni razlozi potaknuli razvoj optičke transmisijske mreže? Na koji način optički transmisijski sustavi prenose digitalne podatke? Što je to prigušenje optičkog signala? Na što utječe? Što je to disperzija optičkog signala? Na što utječe? Računalne mreže – Telefonska mreža (53)

251


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

RAČUNALNE MREŽE ISDN KORISNIČKA SIGNALIZACIJA

Literatura On-line training je dostupan na: http://www.dialogic.com/support/training/sli deshow2.asp?go=section&c=ISDNTheor y&s=5&language=vb  Za ispit je dovoljan materijal s predavanja popraćen suvislim bilješkama nazočnog studenta 

Računalne mreže – ISDN (2)

Javna telefonska mreža (1) U javnoj (“klasičnoj”) telefonskoj mreži (PSTN), korisnik pristupa prema telefonskoj centrali analognim signalom  Govorni analogni signal se u centrali pretvara u digitalni signal, te se kao takav prenosi između centrala, sve do odredišne centrale 

Računalne mreže – ISDN (3)

252


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

Javna telefonska mreža (2)

Računalne mreže – ISDN (4)

A/D i D/A pretvorba (1) Korisnički, analogni, signal s telefona mora se pretvoriti u digitalni kako bi se mogao prenositi transmisijskim putevima među centralama  Analogni signal se uzorkuje brzinom od 8000 puta u sekundi, a svaki uzorak se kodira s 8 bita  Na taj način se generira 64000 bita svake sekunde 

Računalne mreže – ISDN (5)

A/D i D/A pretvorba (2)

Računalne mreže – ISDN (6)

253


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

A/D i D/A pretvorba (3) 

Frekvencija uzorkovanja signala dobivena je korištenjem teorije informacije uzimajući u obzir svojstva ljudskog govora, te je najmanja brzina koja je potrebna kako bi se signal dovoljno vjerno prenosio (bez izobličenja) upravo 64000 bita u sekundi (64 kbit/s)

Računalne mreže – ISDN (7)

A/D i D/A pretvorba (4) Za kodiranje se koristi 13 segmentni Azakon  Kodiranje signala nije linearno, kako bi se za područja govora koja se češće koriste ostavilo više kodnih riječi  Prisjetiti se prošlog predavanja 

Računalne mreže – ISDN (8)

Prijenos podataka u PSTN (1) Računalni podaci koji se prenose s računala na Internet i obrnuto su digitalne prirode  Kako bi se mogli prenositi podaci s računala u PSTN (pristup Internetu analognom paricom), računalo mora imati dodati uređaj koji se naziva modem (MOdulator/DEModulator) 

Računalne mreže – ISDN (9)

254


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

Prijenos podataka u PSTN (2) Na taj način ostvaruje se veza s centralom putem analogne parice  Puno efikasniji bi bio digitalni pristup do telefonske centrale 

Računalne mreže – ISDN (10)

Prijenos podataka u PSTN (3) Telefonski aparat A/D

Digitalni signal

Telefonska centrala

Analogni signal A/D

A/D

Telefonska centrala

Telefonska centrala

Analognodigitalna pretvorba

A/D

MOD EM npr. RS-232 Raču nalo

Računalne mreže – ISDN (11)

Kako parica postaje digitalna? (1) U ISDN mreži, veza između korisnika i centrale je digitalna  U PSTN mreži, veza između korisnika i centrale je analogna  Fizički medij prijenosa (telefonska parica) je isti za klasičan telefonski signal i za ISDN  Pitanje je kako analogna parica postaje digitalna? 

Računalne mreže – ISDN (12)

255


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

Kako parica postaje digitalna? (2)

Računalne mreže – ISDN (13)

Kako parica postaje digitalna? (3) Dodatni uređaji na krajevima parica daju mogućnost digitalnog prijenosa istim fizičkim medijem  Brzina ovisi o cijeni koju smo spremni platiti – veća brzina prijenosa (brži takt) zahtjeva i skuplje uređaje  Većina privatnih korisnika je spojena na ISDN pomoću tzv. NT1 (Network Termination type 1) 

Računalne mreže – ISDN (14)

Kako parica postaje digitalna? (4) Na NT1 moguće je spojiti više uređaja (telefon, računalo, fax)  NT1 instalira u vaš dom telekom operater kod kojega ste zakupili ISDN priključak 

Računalne mreže – ISDN (15)

256


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

ISDN korisnički pristup (1) ISDN je skraćenica od Integrated Services Digital Network što bi u slobodnom prijevodu značilo Digitalna mreža s integriranim uslugama  Osnovna svojstva ISDN vide se već iz naziva – mreža je potpuno digitalizirana te omogućava integraciju više usluga  Mreža je digitalizirana end-to-end (s kraja na kraj) 

Računalne mreže – ISDN (16)

ISDN korisnički pristup (2) Prisjetimo se: do pojave ISDN u Hrvatskoj nije bilo moguće istovremeno pričati na telefon i spojiti se na Internet, dok je to nakon pojave ISDN bilo moguće  Dakle, tu se vidi integracija usluga (govor + prijenos podataka istovremeno) 

Računalne mreže – ISDN (17)

ISDN korisnički pristup (3) 

Osim ovog primjera integracije, danas svjedočimo i mnogim drugim uslugama koje su dostupne preko obične telefonske parice (mada ne nužno vezano na ISDN priključak):    

televizija radio video on-demand (MAXtv videoteka) ... Računalne mreže – ISDN (18)

257


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

ISDN korisnički pristup (4) ISDN kao sustav prijenosa koristi tzv. B kanale za prijenos podataka (govora)  Kapacitet B kanala je 64000 bita u sekundi – točno koliko je potrebno za prijenos govornog signala  Osim B kanala, postoji i tzv. D kanal koji služi za razmjenu signalizacijskih poruka koje su nužne za rukovanje pozivima u ISDN mreži 

Računalne mreže – ISDN (19)

ISDN korisnički pristup (5) 

Svaki od B ili D kanala ima svoj vremenski odsječak kada je aktivan na parici – vremenski multipleks:

http://www.dialogic.com/support/training/slideshow.aspx?i=180&go=back&c =isdntheory&language=vb

Računalne mreže – ISDN (20)

ISDN korisnički pristup (6) 

Dva su osnovna načina pristupa ISDN mreži:  

Basic Rate Interface (BRI) Primary Rate interface (PRI)

BRA ima 2B+D kanala, što obično zadovoljava potrebe privatnih korisnika (računalo+telefon)  D kanal u BRA ima kapacitet 16 kbit/s 

Računalne mreže – ISDN (21)

258


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

ISDN korisnički pristup (7) PRA ima 30B+D kanala, što obično koriste korisnici koji imaju potrebu za većim kapacitetom – tvrtke, npr. PRA spojen na kućnu telefonsku centralu  D kanal u PRA ima kapacitet 64 kbit/s, s obzirom na veću količinu signalizacijskih poruka 

Računalne mreže – ISDN (22)

ISDN korisnička signalizacija (1) 

B kanal je govorni kanal i on je prospojen između korisnika, a D kanal je prospojen između korisnika i mreže

Računalne mreže – ISDN (23)

ISDN korisnička signalizacija (2) 

B kanal ne može biti podijeljen u manje jedinice za prijenos podataka, ali se mogu spojiti dva B kanala u jedan kanal koji onda ima dva puta veću brzinu

Računalne mreže – ISDN (24)

259


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

ISDN korisnička signalizacija (3) U slučaju spajanja dva B kanala, prijenos podataka može ići neovisno po svakom kanalu, što znači da ne moraju svi paketi stići u isto vrijeme  Na odredištu će protokoli višeg sloja formirati logički povezane pakete 

Računalne mreže – ISDN (25)

ISDN korisnička signalizacija (4) http://www.dialogic.c om/support/traini ng/slideshow.asp x?i=250&go=nex t&c=isdntheory&l anguage=vb

Računalne mreže – ISDN (26)

ISDN korisnička signalizacija (5) U ISDN uspostava poziva vrši se razmjenom signalizacijskih poruka po D kanalu  Poruke korisničke signalizacije su opisane u ITU-T standardu Q.931  Svaka poruka ima svoj naziv koji definira njezino značenje, i određen broj parametara 

Računalne mreže – ISDN (27)

260


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

Uspostava veze (1) 

Korisnik (tj. oprema na njegovoj strani) šalje prema mreži poruku SETUP

SETUP u sebi sadrži (između ostalih) parametar called number, kojim definira pozvani broj Računalne mreže – ISDN (28)

Uspostava veze (2) 

Mreža će odabrati koji B kanal će koristiti pozivajući (A, calling) korisnik i o tome ga obavještava slanjem poruke SETUP_ACK

http://www.dialogic.com/support/training/slideshow.aspx?i=860&go=back&c =isdntheory&language=vb

Računalne mreže – ISDN (29)

Uspostava veze (3) Nakon toga, informacija o pokušaju uspostave poziva putuje mrežom (signalizacija), da bi u konačnici mreža na strani B korisnika odredila koji će B kanal on koristiti za komunikaciju  Mreža šalje B korisniku poruku SETUP, s pozivajućim i pozvanim brojem (opcionalno), kao i informacijom o tome koji B kanal će koristiti 

Računalne mreže – ISDN (30)

261


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

Uspostava veze (4) Otuda mogućnost prikazivanja broja koji nas zove  Svaki ISDN uređaj zna svoj broj – otuda mogućnost da imamo više telefonskih brojeva i aparata, od kojih zvoni samo jedan, ovisno o broju koji je pozvan 

Računalne mreže – ISDN (31)

Uspostava veze (5) 

Ukoliko neki od uređaja na B strani (spojeni na NT1) odluči primiti poziv (ovisno o biranom broju), poslat će poruku ALERT koja znači da je započeo sa “zvonjavom”

Računalne mreže – ISDN (32)

Uspostava veze (6) Primivši signal ALERT, telefon na A strani će u slušalici imati zvuk zvonjave na drugoj strani, te će čekati da B strana podigne slušalicu  Kada B strana podigne slušalicu, o tome će informirati korisnika na A strani porukom CONN  A strana uzvraća porukom CONN_ACK i veza je uspostavljena! 

Računalne mreže – ISDN (33)

262


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

Uspostava veze (7)

Računalne mreže – ISDN (34)

Uspostava veze (8)

Računalne mreže – ISDN (35)

Raskidanje veze

Računalne mreže – ISDN (36)

263


Računalne mreže

P12: ISDN korisnička signalizacija

Ispitna pitanja 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Da li je veza korisnika i telefonske centrale u klasičnoj telefoniji analogna ili digitalna? Da li to vrijedi i za ISDN? Kako analogna parica postaje digitalna? Objasnite B i D kanal kod ISDN (namjena, kapacitet,...) Objasnite razliku između BRI i PRI. Koji način pristupa je uobičajen za privatne korisnike, a koji za poslovne? Na koji način se dijeli parica između B i D kanala? Kojim je standardom definirana ISDN signalizacija? Objasnite ISDN poruke SETUP i SETUP_ACK Objasnite ISDN poruke ALERT, CONN i CONN_ACK Objasnite ISDN poruke DISC, REL i REL_COMPLETE Koliki je kapacitet B kanala i da li je on dovoljan za prijenos govora? Obrazložite odgovor Računalne mreže – ISDN (37)

264


Računalne mreže

P13: GSM

RAČUNALNE MREŽE GSM

Pokretljivost u mrežama (1) Razvoj telekomunikacija ima za cilj postizanje komunikacije (govor, podaci, multimedija), kako za stacionarne tako i za pokretne korisnike  Jedna adresa, odnosno jedan pozivni broj, trebaju omogućiti komunikaciju bez vremenskih i prostornih ograničenja 

Računalne mreže – GSM (2)

Pokretljivost u mrežama (2) 

Da bi se ti ciljevi ostvarili potrebno je ostvariti: mobilnost (pokretljivost) terminala  prenosivost i transparentnost usluga koje mreža pruža 

Mobilnost terminala: zahtjev da se terminal može kretati kroz mrežu, pri čemu korisnik može u svakoj prostornoj točki mreže koristiti mrežne usluge Računalne mreže – GSM (3)

265


Računalne mreže

P13: GSM

Pokretljivost u mrežama (3) Prenosivost usluga: zahtjev da se usluga koja je implementirana u jednoj mreži mora moći uvoditi i u druge mreže  Transparentnost usluga: zahtjev da se jedna usluga može realizirati kroz više različitih mreža, pri čemu je to korisniku transparentno (“prozirno”) 

Računalne mreže – GSM (4)

Pokretljivost u mrežama (4) 

Najvažniji sustavi bitni za pokretljivost u mrežama: GSM (Global System for Mobile communications)  GPRS (General Packet Radio Service)  UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) 

Računalne mreže – GSM (5)

Model pokretljivost (1) Prilikom uključivanja terminala mreža mora registrirati njegovu lokaciju, te početi pratiti kretanje  Lokacija je određeno mrežno područje, određena geografski ili administrativno  Priliko prelaska granice dvaju područja mreže, treba ustanoviti promjenu lokacije 

Računalne mreže – GSM (6)

266


Računalne mreže

P13: GSM

Model pokretljivost (2) Nakon uspostave poziva korisnik mora moći nastaviti kretanje tako da poziv ostane neprekinut, čak i prilikom ponovnog prelaska granice dvaju područja  Kretanje terminala se prati preciznije tijekom razgovora 

Računalne mreže – GSM (7)

Model pokretljivost (3)

Računalne mreže – GSM (8)

Pretpostavke pokretljivosti 

Osnovne pretpostavke za pokretljivost terminala su: prijenosni terminal  bežični pristup mreži  mrežna inteligencija koja omogućuje određivanje lokacije terminala, praćenje kretanja terminala i transparentnost mrežnih usluga u svim područjima mreže 

Računalne mreže – GSM (9)

267


Računalne mreže

P13: GSM

Generička arhitektura mreže (1) 

Dijelovi generičke arhitekture mreže: jezgrena mreža (Core network) pristupna mreža (Access network) – žična ili bežična  privremene mreže (Ad-hoc network) spojene na jezgrenu mrežu preko žične ili bežične pristupne mreže  medijski prilaz (Media gateway)  

Računalne mreže – GSM (10)

Generička arhitektura mreže (2)

Računalne mreže – GSM (11)

Mobilne generacije: 1G 

Analogni sustavi prijenosa iz 1980-ih godina: NMT standard (Nordic Mobile Telephony) koji su nekada koristili stari 099 mobiteli (u ponudi T-HT) – Europa  AMPS (Advance Mobile Phone Service) u SAD 

Vrlo se često događalo da se sugovornika izrazito loše čuje, ali veza nije “pucala” – analogni prijenos Računalne mreže – GSM (12)

268


Računalne mreže

P13: GSM

Mobilne generacije: 2G Digitalni sustavi prijenosa s početka 1990-ih godina  Primjer: GSM (Global System for Mobile communications; Group Spécial Mobile)  Sugovornika se dobro čuje, ali ako kvaliteta prijenosa padne ispod neke razine, veza “puca” 

Računalne mreže – GSM (13)

Mobilne generacije: 2.5G Međukorak između 2G i 3G  Paketski prijenos podataka na 2G platformi  Tipičan primjer je GPRS (General Packet Radio Service) 

Računalne mreže – GSM (14)

Mobilne generacije: 3G i 4G Poboljšane performanse i brzina prijenosa  Primjer je UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)  4G: evolucija gdje su sve usluge dostupne “uvijek i svugdje” 

Računalne mreže – GSM (15)

269


Računalne mreže

P13: GSM

Arhitektura GSM sustava OMC

BSC

HLR

VLR

PSTN

BTS

SIM

BTS

GMSC

MSC

BSC

EIR

AUC

ME BTS Mobile Station

Base Station Subsystem

Network Subsystem

Računalne mreže – GSM (16)

Mobile station  

ME + SIM ME (Mobile Equipment) je u stvari mobilni telefon, ili neka druga oprema koja koristi GSM mrežu (npr. laptop) ME ima pridružen tzv. IMEI (International Mobile Equipment Identity), koji jednoznačno određuje mobilni telefon SIM (Subscriber Identity Module) dolazi u obliku kartice koja ima ima pridružen tzv. IMSI (International Mobile Subscriber Identity), koji jednoznačno određuje telefonskog pretplatnika

OMC

BSC

HLR

VLR

PSTN

BTS

SIM

BTS

GMSC

MSC

BSC

EIR

AUC

ME BTS Mobile Station

Base Station Subsystem

Network Subsystem

Računalne mreže – GSM (17)

Base Transceiver Station (BTS) BTS služi kao pristupna točka mobilnom telefonu za ulazak u mobilnu mrežu. To je oprema koja je vidljiva običnom korisniku u obliku antena  Svaki BTS ima određeno područje koje pokriva vlastitim signalom 

OMC

BSC

HLR

VLR

PSTN

BTS

SIM

BTS

GMSC

MSC

BSC

EIR

AUC

ME BTS Mobile Station

Base Station Subsystem

Network Subsystem

Računalne mreže – GSM (18)

270


Računalne mreže

P13: GSM

Base Station Controller (BSC) 

Više BTS modula je pridruženo jednom BSC modulu, koji ima zadaću upravljati njihovim radom Pridjeljuje resurse BTS modulima (npr. može im promijeniti predajnu snagu prema potrebi) BSC kao i sva druga oprema opisana u nastavku predavanja nije vidljiva običnom korisniku

OMC

BSC

HLR

VLR

PSTN

BTS

SIM

BTS

GMSC

MSC

BSC

EIR

AUC

ME BTS Mobile Station

Base Station Subsystem

Network Subsystem

Računalne mreže – GSM (19)

Mobile Switching Center (MSC) 

MSC djeluje kao standardna centrala u fiksnoj telefoniji, uz dodatak funkcija koje podupiru mobilnu telefoniju Registrira korisnike, preusmjerava pozive, vrši autentikaciju, prati da li imate dovoljno kuna na prepaid računu, prati trenutne lokacije korisnika, ...

OMC

BSC

HLR

VLR

PSTN

BTS

SIM

BTS

GMSC

MSC

BSC

EIR

AUC

ME BTS Mobile Station

Base Station Subsystem

Network Subsystem

Računalne mreže – GSM (20)

Home Location Register (HLR) 

 

HLR je baza podataka s podacima o mobilnim pretplatnicima, može posluživati više MSC-ova U HLR su pohranjeni podaci o domicilnim pretplatnicima (npr. HLR VIPneta sadrži samo podatke o VIPnet pretplatnicima) Pohranjeni su podaci i o trenutnoj lokaciji korisnika Tipični podaci pohranjeni u HLR su:  

OMC

BSC

HLR

VLR

PSTN

BTS

SIM

BTS

GMSC

MSC

BSC

EIR

AUC

ME BTS Mobile Station

Base Station Subsystem

Network Subsystem

trenutna lokacija korisnika informacija o uslugama

Računalne mreže – GSM (21)

271


Računalne mreže

P13: GSM

Visitor Location Register (VLR) 

VLR je baza podataka s podacima o mobilnim pretplatnicima, može posluživati više MSC U VLR su pohranjeni podaci o pretplatnicima vlastite i drugih mreža (roaming) koji su na području određenog MSC Ti podaci su privremeni i čuvaju se dok je “gost” u lokacijskom području Podaci se dobivaju iz HLR koji se nalazi u pretplatnikovoj domicilnoj mreži

OMC

BSC

HLR

VLR

PSTN

BTS

SIM

BTS

GMSC

MSC

BSC

EIR

AUC

ME BTS Mobile Station

Base Station Subsystem

Network Subsystem

Računalne mreže – GSM (22)

AUC & EIR 

AUC (Authentication center) je zaštićena baza podataka s kopijama ključeva (lozinki) vezanih na svaku SIM karticu, koji se koriste za autorizaciju odnosno zaštitu prilikom prijenosa signala EIR (Equipment Identity Register) sadrži podatke o mobilnim telefonima (MS), a ima tri baze: tzv. crnu, bijelu i sivu listu Crna lista – ukradeni mobiteli

OMC

BSC

HLR

VLR

PSTN

BTS

SIM

BTS

GMSC

MSC

BSC

EIR

AUC

ME BTS Mobile Station

Base Station Subsystem

Network Subsystem

Računalne mreže – GSM (23)

Gateway MSC (GMSC) 

 

Ukoliko MSC ima funkciju gateway-a, naziva se i GMSC Dovoljan je jedan za cijelu mobilnu mrežu GMSC služi kao “prijelaz” iz mobilne mreže u klasičnu javnu telefonsku mrežu odnosno ISDN Ukoliko s fiksnog telefona zovete na mobitel, vaš poziv mora proći kroz GMSC

OMC

BSC

HLR

VLR

PSTN

BTS

SIM

BTS

GMSC

MSC

BSC

EIR

AUC

ME BTS Mobile Station

Base Station Subsystem

Network Subsystem

Računalne mreže – GSM (24)

272


Računalne mreže

P13: GSM

Operation and Maintenance Center (OMC) Centralno mjesto u mreži GSM operatera s kojeg se nadzire rad mreže  U OMC automatizirano dolaze podaci o kvarovima na mrežnoj opremi, a OMC osoblje na osnovu toga alarmira mrežne stručnjake koji vrše popravke 

OMC

BSC

HLR

VLR

PSTN

BTS

SIM

BTS

GMSC

MSC

BSC

EIR

AUC

ME BTS Mobile Station

Base Station Subsystem

Network Subsystem

Računalne mreže – GSM (25)

OMC ALATI

Računalne mreže – GSM (26)

Komponente GSM Sustava

Računalne mreže – GSM (27)

273


Računalne mreže

P13: GSM

Kako rade HLR i VLR? (1) Upravljanje pokretljivošću zasniva se na dva lokacijska registra: HLR i VLR  Pretpostavimo da turist iz Njemačke slijeće u Hrvatsku i uključuje mobitel  Mobitel pronalazi najjači signal s BTS-a i preko BSC informacija o uključivanju mobitela dolazi u MSC  Ta informacija između ostalog sadrži IMSI i IMEI 

Računalne mreže – GSM (28)

Kako rade HLR i VLR? (2) Na osnovu tih podataka, MSC provjerava da li je pretplatnik “domaći” ili “gostujući”  Ako je pretplatnik domaći (turist je pametan pa je kupio HR-prepaid karticu): 

svi podaci se nalaze u vlastitom HLR

Ako je pretplatnik gostujući (roaming turist je donio svoj mobitel iz Njemačke): 

na osnovu IMSI naš MSC će pronaći koji je pretplatnikov “domaći” HLR Računalne mreže – GSM (29)

Kako rade HLR i VLR? (3) Nakon toga će VLR iz odgovarajućeg HLR “povući” podatke o pretplatniku  Ujedno će pretplatnikov HLR zapamtiti informaciju da je korisnik na području Hrvatske 

Računalne mreže – GSM (30)

274


Računalne mreže

P13: GSM

Registracija – domaća mreža zahtjev za registracijom 2. registracijska poruka 3. pretplatnički podaci povučeni iz HLR 4. uspješna registracija 1.

Računalne mreže – GSM (31)

Registracija – posjećena mreža posjećena mreža

korisnikova «domaća» mreža

HLR

HLR

2

3

VLR

1

4

Mobilni terminal

zahtjev za registracijom 2. registracijska poruka 3. pretplatnički podaci povučeni iz pretplatnikovog domaćeg HLR 4. uspješna registracija 1.

Mobilni terminal

0

Računalne mreže – GSM (32)

Promjena lokacije u vlastitoj mreži 1. HLR

6

5

2. 2

VLR stari

3.

3

VLR novi

4. 5.

1

Mobilni terminal

0

4

6.

zahtjev za registracijom registracijska poruka pretplatnički podaci uspješna registracija deregistracijska poruka potvrda deregistracije

Mobilni terminal

Računalne mreže – GSM (33)

275


Računalne mreže

P13: GSM

Uspostava poziva (1) Primjer: gostujućeg korisnika netko iz Njemačke zove s fiksnog telefona  Njemačka fiksna centrala ne može znati da je korisnik u Hrvatskoj, te proslijeđuje poziv njemačkoj mobilnoj mreži  U Njemačkoj taj poziv dolazi na GMSC, koji kontaktira svoj vlastiti HLR koji je zapamtio da je korisnik u Hrvatskoj u trenutku kada je on uključio mobitel 

Računalne mreže – GSM (34)

Uspostava poziva (2) Stoga će njemački HLR kontaktirati hrvatski VLR kako bi dobio informaciju o trenutnoj lokaciji korisnika i hrvatskoj centrali (MSC) na koju treba preusmjeriti poziv  Poziv se preusmjerava na hrvatski MSC, koji na osnovu zadnje lokacije korisnika preusmjerava pozive preko BSC na BTS odnosno na mobilni telefon 

Računalne mreže – GSM (35)

Uspostava poziva (3)

Računalne mreže – GSM (36)

276


Računalne mreže

P13: GSM

Uspostava poziva (4) Poziv između mreža odvija se signalizacijom na relaciji: MS-BTS-BSC-MSC-GMSC-druga mreža

Računalne mreže – GSM (37)

Ispitna pitanja (1) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Što treba ostvariti kako bi se omogućila pokretljivost u mrežama? Koje su najvažniji sustavi bitni za pokretljivost u mrežama? Nacrtajte i objasnite model pokretljivosti Koje su osnovne pretpostavke za pokretljivost terminala? Skicirajte i pojasnite generičku arhitekturu mreže Koje generacije pokretnih sustava poznajete? Napišite i opišite njihove predstavnike Skicirajte i pojasnite arhitekturu GSM sustava Objasnite osnovne zadaće BTS i BSC Objasnite osnovne zadaće MSC, HLR, VLR, AUC i EIR Objasnite osnovne zadaće GMSC

Računalne mreže – GSM (38)

Ispitna pitanja (2) 11. 12. 13. 14. 15.

Objasnite osnovne zadaće OMC Skicirajte i objasnite razmjenu poruka kod registracije korisnika u domaćoj mreži Skicirajte i objasnite razmjenu poruka kod registracije korisnika u posjećenoj mreži Skicirajte i objasnite razmjenu poruka kod promjene lokacije Kako izgleda uspostava poziva iz fiksne mreže prema korisniku u posjećenoj mreži?

Računalne mreže – GSM (39)

277


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

RAČUNALNE MREŽE USLUGE ZA SLANJE PORUKA GPRS i UMTS AD HOC MREŽE

Usluge izmjena poruka (1) GSM mreže omogućava komunikaciju kratkim poruka (SMS = Short Message Service)  Unutar GSM mreže njima rukuje posebni centar SMS-C (Short Message Service Centre) – shvatiti kao “centralu za poruke” 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (2)

Usluge izmjena poruka (2) Duljina poruka je ograničena na 160 znakova, ali sustavi uglavnom raspolažu rješenjima za ulančavanje više poruka  Osnovni procesi kod razmjene poruka: 

prijenos poruke od izvorišnog MS (Mobile Station) prema SMS-C  prijenos poruke od SMS-C prema odredišnom MS 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (3)

278


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

Usluge izmjena poruka (3) MS uključen u sustav spreman je u svakom trenutku primiti/poslati SMS  Nakon svake poslane poruke izvorišni MS dobiva notifikaciju o tome je li SMSC primio poruku, a ako nije dobiva i razlog neprimanja  Nakon što isporuči poruku na odredište, SMS-C dobiva potvrdu primitka, koju zatim može proslijediti pošiljatelju 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (4)

Usluge izmjena poruka (4) Ako odredišni MS nije uključen u GSM mrežu, poruka će određeno vrijeme čekati da bude isporučena i SMS-C će je proslijediti po uključenju MS  Ako prođe više od predviđenog vremena, poruka se gubi 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (5)

Neki elementi SMS poruke (1) vrijeme valjanosti poruke (validity period) – maksimalno vrijeme koje se poruka čuva u SMS-C  vrijeme primitka poruke u SMS-C (service centre timestamp)  prioritet (priority) –poruka s prioritetom  postojanje više poruka (more messages to send) – SMS-C obavještava MS da postoji više poruka spremnih za isporuku 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (6)

279


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

Neki elementi SMS poruke (2) identifikator protokola (protocol identifier) – označava protokole višeg sloja  neisporučene poruke – SMS-C obavještava MS o postojanju poruka koje su poslane, ali nisu primljene  uključivanje nakon dužeg vremena (alert sc) – poruka koja obavještava da je MS koja nije duže vrijeme bila dostupna, ponovno uključena u sustav 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (7)

SMS mrežna arhitektura (1) Dodavanjem SMS-C u GSM mrežu omogućava se SMS usluga  Jedan SMS-C može obuhvaćati i više MSC u GSM (odnosno SGSN u GPRS mreži)  Nakon primitka poruke, SMS-C locira pretplatnika i prosljeđuje poruku odgovarajućem MSC ili GMSC 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (8)

SMS mrežna arhitektura (2) BTS

BTS

EIR

BSC

AUC

MSC

BTS

Javna telefonska mreža

HLR

SMS-C

VLR

GMSC

BTS

BTS

BSC

MSC EIR

AUC

BTS Base Station Subsystem

Network Subsystem

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (9)

280


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

MMS (1) MMS je skraćenica od Multimedia Messaging Service – usluga razmjene multimedijskih poruka  Izmjena multimedijskih poruka omogućava komuniciranje porukama koje ne sadrže samo tekst, već i crteže, slike u boji, animacije, zvukove, itd. 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (10)

MMS (2) Ova usluga zahtjeva veće brzine prijenosa  Najniži sloj može biti GSM, GPRS, EDGE ili UMTS  Podržava i razmjenu mailova 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (11)

GPRS prijenos podataka (1) Pokretni Internet omogućava rješenja za pristup Internetu putem mobilnog telefona  Opća paketska radijska usluga (GPRS General Packet Radio Service) uvodi u GSM sustav komutaciju paketa za prijenos podataka, uz već prisutnu komutaciju kanala za prijenos govora 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (12)

281


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

GPRS prijenos podataka (2) GPRS je u stvari proširenje GSM arhitekture dodatnim entitetima, kako bi se ostvarile tražene funkcionalnosti  Uvođenje paketskog prijenosa u GSM mrežu ostvareno je uz minimalne promjene, tako da je GPRS funkcionalnost u stvari dodavana na postojeću mrežu 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (13)

GPRS karakteristike Bolje karakteristike bežičnog prijenosa podataka  Bolja iskoristivost kanala u odnosu na prijenos podataka komutacijom kanala  Brzo i jednostavno dodavanje čvorova koji omogućavaju GPRS prijenos u GSM mrežu  Korak prema 3G mrežama 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (14)

GPRS – korisničke mogućnosti Povezivanje s Internetom preko pokretnog terminala  Stalna veza s Internetom uz povećanu brzinu  Naplata prema ostvarenom prometu, a ne prema vremenu provedenom na Internetu 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (15)

282


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

GPRS arhitektura (1) OMC

BSC

EIR

AUC

Javna telefonska mreža

BTS

SIM

BTS

GMSC

MSC

BSC

HLR

VLR

ME BTS Mobile Station

Base Station Subsystem

SGSN

Network Subsystem

GGSN

WWW Corporate LAN

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (16)

GPRS arhitektura (2) Iz pogleda na arhitekturu je razvidno da je GSM mreža osnova dok je GPRS prijenos omogućen dodatnim komponentama: SGSN i GGSN  Na BSC dodan je PCU (Packet Control Unit) kao njegov dio koji služi za povezivanje sa SGSN 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (17)

GPRS arhitektura (3) Ukoliko mobitel umjesto uspostave klasičnog govornog poziva pokušava uspostaviti podatkovnu vezu (GPRS), već na BSC će taj poziv biti preusmjeren na SGSN (Serving GPRS Support Node)  GGSN (Gateway GPRS Support Node) ima zadaću kao i GMSC, ali je u ovom slučaju gateway prema Internetu (www ili korporativna lokalna računalna mreža) 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (18)

283


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

GPRS arhitektura (4) U određenom trenutku kada je GSM mreža bila postavljena, operater je počeo dodavati GPRS komponente te omogućavati i tu vrstu usluge  Zbog toga su nove usluge obično dostupne prvo u većim mjestima, a onda se polako “šire” na ostatak mreže 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (19)

GPRS arhitektura (5) Čvorovi u GPRS mreži međusobno komuniciraju putem IP protokola  Jedan SGSN može opsluživati više BSC  Područje koje pokriva jedan SGSN naziva se RA (Routing Area)  SGSN je ekvivalent MSC/VLR u GSM, a GGSN je ekvivalent GMSC u GSM 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (20)

GPRS arhitektura (6) 

Osnovne zadaće SGSN: Usmjeravanje paketa na relaciji RA<->MS zaštita podataka i provjera autentičnosti korisnika  upravljanje pokretljivošću i logičkom vezom prema MS  prikupljanje podataka za naplatu  suradnja s drugim čvorovima u mreži  

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (21)

284


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

Pristup Internetu 1. 2. 3. 4. 5.

MS zahtjeva od SGSN pristup SGSN provjerava zahtjev na temelju pretplatničke informacije iz HLR DNS u SGSN traži IP adresu GGSN Stvara se logička veza SGSN-GGSN GGSN dodjeljuje dinamičku IP adresu MS i omogućava pristup Internetu

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (22)

UMTS Opći pokretni telekomunikacijski sustav (Universal Mobile Telecommunication System) – 3G  Cilj telekomunikacija je višemedijska komunikacija za stacionarne i pokretne korisnike bez vremenskih i prostornih ograničenja uporabom jedne adrese 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (23)

UMTS karakteristike (1)  

  

Osobna pokretljivost Veća brzina prijenosa (do 144 kbit/s u svim uvjetima, do 384 kbit/s u otvorenom i do 2 Mbit/s u zatvorenom prostoru) Komutacija kanala i paketa Simetrični i asimetrični prijenos Kvaliteta govora usporediva s fiksnom mrežom Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (24)

285


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

UMTS karakteristike (2) Podrška uskopojasnih i širokopojasnih usluga  Integracija s fiksnom mrežom  Koegzistencija s 2G  Brzi pristup Internetu u pokretu 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (25)

Ad hoc mreže (1) Ad hoc ili privremene mreže omogućavaju brzo umrežavanje u pokretu, bez prethodne izgradnje mrežne infrastrukture  Povezuju promjenjivi broj čvorova koji se kreću, obično na ograničenom prostoru  Topologija i uvjeti komuniciranja su promjenjivi 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (26)

Ad hoc mreže (2) U mnogim situacijama korisnik ne zna koje su mu komunikacijske mogućnosti na raspolaganju  Primjerice, u prostoru gdje privremeno ili neželjeno dugo boravi (vlak, brod, zračna luka, ...) 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (27)

286


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

Bluetooth (1) Jedno od rješenja su Bluetooth mreže  Namijenjen je za bežično povezivanje bliskih elektroničkih naprava – bežični telefon, modem, računalo, miš, tipkovnica, mikrofon, slušalica,...  Koristi ISM pojas frekvencija, koji služi za bežično povezivanje industrijskih, znanstvenih i medicinskih uređaja na kraćim udaljenostima 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (28)

Bluetooth (2) Mreža Bluetooth uređaja naziva se pikomreža (eng. piconet)  Ona sadrži do 8 uređaja od kojih jedan djeluje kao glavni (master), a ostali kao slave  Master sinkronizira ostale uređaje 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (29)

Piconet Pikomreža Slave Slave

Master

Slave

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (30)

287


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

Bluetooth (3) Uređaj je uključen u pikomrežu samo tijekom komunikacije, tako da su broj uređaja i njihov sastav promjenjivi  Omogućena je komunikacija od točke do točke (point-to-point), ili s više točaka (point-to-multipoint)  Više neovisnih i nesinkroniziranih pikomreža na istom prostoru čini tzv. scatternet 

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (31)

Scatternet

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (32)

Ispitna pitanja (1) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Koji su osnovni procesi kod razmjene poruka? Koje su elementi SMS poruke? Koja je maksimalna duljina SMS poruke? Da li je moguće slati poruke koje su dulje? Ako da, na koji način? Skicirajte i objasnite SMS mrežnu arhitekturu Što je to MMS? Što je to GPRS? Nabrojite osnovne karakteristike GPRS Koje korisničke mogućnosti nudi GPRS?

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (33)

288


Računalne mreže

P14: Usluge za slanje poruka

Ispitna pitanja (2) 9. 10. 11. 12. 13. 14.

Skicirajte i objasnite GPRS mrežnu arhitekturu Što su to SGSN i GGSN u GPRS? Objasnite njihove uloge Objasnite tijek pristupa Internetu u GPRS Što je to UMTS i koje su mu karakteristike? Što su to Ad hoc mreže? Objasnite glavne značajke Bluetooth-a

Računalne mreže – Messaging, GPRS i UMTS, Ad Hoc mreže (34)

289


Računalne mreže

AV1: Matematički modeli u informacijskim mrežama

Auditorne vježbe br. 1

Matematički modeli u informacijskim mrežama

290


Računalne mreže

AV1: Matematički modeli u informacijskim mrežama

Zadatak 1 Izvorište informacija generira 5 simbola u jedinici vremena (sekundi). Pri tome je prosječna informacijska vrijednost simbola na izvorištu 0.72 bita. Kolika je jakost informacijskog izvorišta odnosno prosječna veličina informacijskog toka? Ako izvorište informacija generira 5 simbola u sekundi znači da je intenzitet generiranja simbola 5 / 0.72 ? ∙

5 ∙ 0.72

3.6

/

Zadatak 2 Koliki je intenzitet generiranja simbola ako je prosječna vrijednost simbola na izvorištu 0.88 a prosječna vrijednost informacijskog toka 1.76 / ? 0.88 1.76 ?

/

1.76 0.88

2

/

Zadatak 3 Informacijski tok prenosi se granama mreže u obliku slijeda informacijskih jedinica: informacijska jedinica 1 pojavila se u grani A u vremenu 5 , informacijska jedinica 2 10 , informacijska jedinica 3 pojavila se u grani A u pojavila se u grani A u vremenu vremenu 12 i informacijska jedinica 4 pojavila se u grani A u vremenu 17 . Izračunajte međudolazna vremena te srednje međudolazno vrijeme. Vrijeme između pojave 1 informacijske jedinice i informacijske jedinice . međudolazno vrijeme i označava sa 10 12 17

naziva se

5 5 10 2 12 5

12 3

3

4

Zadatak 4 Izračunajte propusnost kanala ako je maksimalna moguća brzina prijenosa informacije određenom mrežnom granom 9600 / a informacijski tok 9200 / . Maksimalna moguća brzina prijenosa informacije određenom mrežnom granom je kapacitet grane (kanala) i označava se slovom . 9200 9600

/ / 291


Računalne mreže

AV1: Matematički modeli u informacijskim mrežama

,

9200,9600

9200

/

Zadatak 5 Koliko je trajanje prijenosa informacijske jedinice prosječne duljine 8 bita kroz kanal kapaciteta 9600 / ? 8 9600

/

8 9600

0,00083

/

0,83 ms

Zadatak 6 Koliki mora biti kapacitet kanala da bi trajanje prijenosa informacijske jedinice prosječne duljine 32 bita bilo manje od 1 ms? 32 0,001

32000

/

32

odnosno kapacitet kanala mora biti veći od 32

/

/

Zadatak 7 Izračunajte opterećenje kanala ako je kapacitet kanala 3.2 kbit/s a informacijski tok koji prenosimo 2500 erl bit/s. Opterećenje kanala govori koliko je kapaciteta kanala iskorišteno stvarnim informacijskim tokom koji prenosimo i kreće se u intervalu od 0 do 1. 3.2

/

3200

/

2500 / 3200 /

0.78125

Zadatak 8 Koliko maksimalan informacijski tok možemo prenesti kanalom kapaciteta 4400 bit/s ako želimo da nam opterećenje kanala ne pređe 0.9 erl.

0.9 ∙ 4400

3960

/

Zadatak 9 Izračunajte ukupni kapacitet između čvorova A i B sa mreže na slici

ako je zadano:

50

/ ,

45

/ ,

30

/ ,

25

/ .

Na mreži na slici možemo uočiti da je to serijski spoj pa je ukupni kapacitet mreže jednak 292


Računalne mreže

AV1: Matematički modeli u informacijskim mrežama

min

,

min

,

,

25

/

Zadatak 10 Izračunajte ukupni kapacitet između čvorova A i B sa mreže na slici

ako je zadano:

50

/ ,

45

/ ,

30

/ ,

25

/ .

Na mreži na slici možemo uočiti da je to paralelni spoj pa je ukupni kapacitet mreže jednak ∑

150

/

Zadatak 11 Izračunajte ukupni kapacitet između čvorova A i B sa mreže na slici

ako je zadano: 30 / .

50

/ ,

45

/ ,

30

/ ,

25

/ i

U slučaju općenite strukture mreže, koja se sastoji od kombinacija serijski i paralelno spojenih kapaciteta, kapacitet između dvije točke u mreži nije moguće odrediti u općem obliku. Za određivanje takvog kapaciteta koristi se jedno od temeljnih pravila u analizi i sintezi informacijskih mreža tzv. pravilo minimalnog reza – maksimalnog toka. Ono kaže da je kapacitet između dva čvora u mreži jednak kapacitetu minimalnog reza. Pod „rezom“ smatramo svaku kombinaciju kapaciteta čijim bismo uklanjanjem iz mreže uzrokovali potpuni prekid između izvorišnog i odredišnog čvora, a minimalni rez je onaj rez koji ima u tom slučaju najmanji kapacitet.

293


Računalne mreže

AV1: Matematički modeli u informacijskim mrežama

Za zadanu mrežu rezovi su: , , , ,

95 / 55 / 105 105

, ,

/ / 55

Ukupni kapacitet mreže je

/ .

Zadatak 12 Izračunajte ukupni kapacitet između čvorova A i B sa mreže na slici C1

C2

A

B

C3

ako je zadano:

30

/ ,

40

/ i

50

/ .

Za zadanu mrežu rezovi su: , ,

80 90

/ /

Ukupni kapacitet mreže je 80

/ .

Ovaj zadatak se može riješiti i uobičajenom metodom serijskog i paralelnog spoja. Zadatak 13 Izračunajte ukupni kapacitet između čvorova A, B i C sa mreže na slici

ako je zadano:

30

/ ,

40

/ i

50

/ . 294


Računalne mreže

AV1: Matematički modeli u informacijskim mrežama

Pravilom minimalnog reza – maksimalnog toka ukupni kapacitet mreže je

70

/ .

55

/ .

Zadatak 14 Izračunajte ukupni kapacitet između čvorova A i B sa mreže na slici

ako je zadano: 30 / i

50 / , 30 / .

45

/ ,

30

/ ,

25

Pravilom minimalnog reza – maksimalnog toka ukupni kapacitet mreže je

/ ,

Zadatak 15 Zadana je matrica topologije. Skicirajte mrežu. A B C D E F G

A * 1 2 -

B 1 * 3 10 5 6 -

C 2 3 * 4 -

D 10 4 * 9 8

E 5 * 11 7

F 6 9 11 * -

G 8 7 *

Skicirana mreža:

295


Računalne mreže

AV1: Matematički modeli u informacijskim mrežama

Zadatak 16 Zadana je mreža. Skicirajte matricu toplogije.

Matrica topologije je:

A B C D F

A * 2 1 -

B 2 * 3 4 -

C 1 3 * 10 6

D 4 10 * 9

F 6 9 *

Zadatak 17 |35,28,43,54,15,30,12|. Cijena mreže linearno Kapacitet cijele mreže zadan je vektorom ovisi o zadanom kapacitetu mreže. Ovisnost je zadana vektorom koeficijenata cijena |2,5,4,1,6,5,7|. Izračunajte cijenu cijele prijenosne mreže. pojedinih grana 35 ∙ 2 760

28 ∙ 5 č

43 ∙ 4

54 ∙ 1

15 ∙ 6

30 ∙ 5

12 ∙ 7

296


Računalne mreže

AV2: Lokalne računalne mreže

Auditorne vježbe br. 2

Lokalne računalne mreže

297


Računalne mreže

AV2: Lokalne računalne mreže

Zadatak 1 Na slici je prikazano 5 lokalnih mreža, međusobno povezanih uređajima na drugom sloju (npr. most ili komutator 2. sloja). Pretpostavimo da su svi uređaji u mreži upravo uključeni. Stanica A generira paket koji je namijenjen stanici J. Odgovorite na sljedeća pitanja: a. na koje portove uređaja B1 će biti preusmjeren taj paket? Na portove 2 i 3, dakle na sve portove osim na onaj s kojeg je paket stigao, jer neposredno nakon uključenja uređaj nema nikakvih podataka o strukturi mreže. Prolaskom paketa uređaj će napraviti logičku vezu između stanice A i porta 1. b. na koje portove uređaja B2 će biti preusmjeren taj paket? Paket će mu doći na port 1, dakle odgovor je na portove 2 i 3, iz istih razloga kao i gore. Prolaskom paketa uređaj će napraviti logičku vezu između stanice A i porta 1. Nakon primitka, stanica J odgovara slanjem paketa adresiranog za stanicu A. Odgovorite na sljedeća pitanja: c. na koje portove uređaja B2 će biti preusmjeren taj paket? Na port 1, jer mu je sada povezan sa stanicom A d. na koje portove uređaja B1 će biti preusmjeren taj paket? Na port 1, jer mu je sada povezan sa stanicom A

298


Računalne mreže

AV2: Lokalne računalne mreže

Zadatak 2 Na slici su prikazane 4 lokalne mreže, međusobno povezane uređajem B1 koji radi na drugom sloju (npr. most ili komutator 2. sloja). Pretpostavimo da su svi uređaji u mreži upravo uključeni. Na uređaju B1 definirana su 2 VLAN-a 2. sloja: VLAN1 kojemu pripadaju portovi 1, 2 i 4 te VLAN2 kojemu pripada port 3. Stanica A generira paket koji je namijenjen stanici H. Na koje portove uređaja B1 će biti preusmjeren taj paket? Kako se promet generiran unutar jednog VLAN-a preusmjerava samo na portove koji pripadaju tom VLAN-u osim onog porta s kojeg je paket stigao, i kako je uređaj tek uključen pa nema informaciju o stanicama unutar pojedinog VLAN-a, odgovor je na portove 2 i 4. I

J LAN 4

3 1

B1

A

2 4

F C

G

LAN 3 LAN 1

LAN 2 D E

B

H

Zadatak 3 Objasnite vlastitim riječima razliku između LAN komutatora 2. sloja i mrežnog usmjerivača (routera)? LAN komutator 2. sloja radi na 2. sloju, te primarno koristi MAC adresu za preusmjeravanja. Router radi na 3. sloju i koristi IP adresu za preusmjeravanje. Zadatak 4 Odredite minimalnu duljinu paketa kod CSMA/CD protokola ako je maksimalna udaljenost dvije stanice 2 km, kapacitet kanala 100 Mbit/s, brzina prostiranja signala 200000 km/s. 100 100 / 200 000 / ?

0,1 200 000

/

0,0000005

2

0,000001

299


Računalne mreže

∙2

100 ∙

AV2: Lokalne računalne mreže

1000

∙ 0,000001

100

Zbog čega je nužna najmanja duljina okvira? Zamislimo da stanica I kreće sa transmisijom okvira A (slika a) i uzmimo u obzir najgori slučaj: okvir A se kreće prema najudaljenijem dijelu mreže te dolazi u neposrednu blizinu najudaljenije stanice koja je označena sa O. Stanica O provjerava da li je kanal slobodan neposredno prije nego okvir A dođe do nje (slika b).

Kanal je u tom trenutku slobodan, te stanica kreće sa transmisijom svog okvira B. U trenutku početka transmisije okvira B dolazi i okvir A, te dolazi do kolizije na mediju (slika c). Kolizija se „vraća“ medijem prema stanici I, koja je emitirala okvir A (slika d). Ukoliko sa τ označimo vrijeme koje je potrebno signalu da prođe s kraja na kraj mreže (od stanice I do stanice O na slici), tada je vrijeme potrebno da se dogodi najgori scenarij opisan gore jednako 2τ. Dakle, signal mora doći do najudaljenije stanice te se zatim signal kolizije mora vratiti do izvorne stanice. Ukoliko bi vrijeme transmisije paketa iznosilo manje od 2τ, tada bi se mogao dogoditi scenarij da izvorišna stanica I završi transmisiju prije nego detektira koliziju svog vlastitog okvira. U tom slučaju ne bi niti pokušala retransmisiju, te problem kolizije ne bi bio riješen. Stoga se minimalnom duljinom okvira osigurava i minimalno vrijeme transmisije paketa, koje mora biti najmanje 2τ. Zadatak 5 Odredite potreban kapacitet kanala ako je minimalna duljina paketa kod CSMA/CD protokola 2097 bita, udaljenost dvije stanice 2 km a brzina prostiranja signala 200000 km/s. 2 200 000 2097 ?

/

2 200 000

2

2097 0,00002

/

104850000

0,00001 100

2

0,00002

/

300


Računalne mreže

AV2: Lokalne računalne mreže

Zadatak 6 Nakon detekcije kolizije vrijeme se dijeli u diskretne odsječke. Svaka stanica koja detektira koliziju pričekat će nakon toga određeni broj vremenskih odsječaka prije nego što započne retransmisiju. Ako je redni broj pokušaja retransmisije okvira 3 koliko maksimalno vremenskih odsječaka može pričekati stanica prije nego što počne retransmisiju? 3 ? Prema BEB (Binary Exponential Backoff) algoritmu broj odsječaka r je slučajan cijeli broj u intervalu: 0 0

2

2

7

Zadatak 7 Stanica je detektirala 6. koliziju i pokušava retransmisiju. Koliko je minimalni broj vremenskih odsječaka koje stanica može pričekati prije nego što počne retransmisiju? Rješenje je 0 jer je interval vremenskih odsječaka od 0 do 2 . Zadatak 8 Ako je maksimalan broj vremenskih odsječaka 15, izračunajte n. 15 0

2

0

16

2

4

301


Računalne mreže

AV3: ISDN korisnička signalizacija

Auditorne vježbe br. 3

ISDN korisnička signalizacija

302


Računalne mreže

AV3: ISDN korisnička signalizacija

Za korisničku ISDN signalizaciju po D kanalu namijenjen je ITU-T Q.931 protokol. Opći oblik Q.931 poruke prikazan je na slici 1, a uključuje jedan oktet za protokol diskriminator, jedan oktet opisuje duljinu identifikatora poziva, zatim sam identifikator poziva za razlikovanje različitih poziva unutar istog D kanala. Slijedi tip poruke te različiti informacijski elementi koji mogu biti fiksne ili varijabilne duljine Protocol Discriminator

Length of Call Reference Value

Call Reference Value

Message Type

Information Elements

8 bita

8 bita

8 ili 16 bita

8 bita

Fiksno/Varijabilno

Slika 1. Opći oblik Q.931 poruke Format poruke sastoji se od odsječaka varijabilne duljine kojima su značenja slijedeća:  Protocol Discriminator – 8 bita – identificira vrstu pripadnog protokola poruke trećeg    

sloja – za Q.931 ima vrijednost 8 (dek) – 00001000 (bin) Length of Call Reference Value – 8 bita – definira duljinu identifikatora poziva koja može biti 8 ili 16 bitova – 0000XXXX (bin) Call Reference Value – 8 ili 16 bita – identifikator poziva, jedinstvena vrijednost pridružena pozivu od strane mreže za cijelo vrijeme trajanja poziva Message Type – 8 bita – određuje vrstu poruke – iz skupa poruka koji se koristi za postavljanje poziva, raznih oblika upravljanja u pozivu, te za brisanje poziva. Information Elements – fiksne/varijabilne duljine – upotrebljavaju se za prijenos dodatne informacije o vrsti poziva, brojeva, kapaciteta, te potrebama u pozivu itd.

Najznačajnije i najzastupljenije Q.931 poruke (Message Type) sa standardiziranim nazivima i ekvivalentnim heksadekadskim vrijednostima su:               

ALERTING (01) CALL PROCEEDING (02) SETUP (05) CONNECT (07) SETUP ACKNOWLEDGE (0D) CONNECT ACKNOWLEDGE (0F) DISCONNECT (45) RELEASE (4D) RELEASE COMPLETE (5A) SUSPEND (25) SUSPEND REJECT (21) RESUME (28) RESUME ACKNOWLEDGE (30) RESUME REJECT (22) SUSPEND ACKNOWLEDGE (2D)

303


Računalne mreže

AV3: ISDN korisnička signalizacija

Postoje dvije vrste ISDN informacijskih elemenata klasificirano prema duljini: fiksne duljine – jedan oktet, te varijabilne duljine. Informacijski elementi fiksne duljine – jedan oktet Informacijski elementi fiksne duljine od jednog okteta ima slijedeći format:

8 1

7

6 5 4 Information element identifier

3 2 1 Information element

Slika 2. ISDN informacijski elementi fiksne duljine Ako je bit na rednom broju 8 (jedan bit identifikatora informacijskog elementa) postavljen u 1 onda je taj informacijski element fiksne duljine. Informacijski elementi fiksne duljine imaju slijedeće vrijednosti: 1 000 ---1 001 ---1 010 0000

Reserved Shift More data

1 010 0001

Sending Complete

1 011 ---1 101 ----

Congestion Level Repeat indicator

Informacijski elementi varijabilne duljine Informacijski elementi varijabilne duljine imaju slijedeći format: 8 0

7

6

5 4 3 Information element identifier Length of information elements Information elements (multiple bytes)

2

1

Slika 3. ISDN informacijski elementi varijabilne duljine Ako je bit na rednom broju 8 (jedan bit identifikatora informacijskog elementa) postavljen u 0 onda je taj informacijski element varijablne duljine. Identifikator informacijskog elementa (Information element identifier) pokazuje odabrani element unutar jedinstvenog skupa kodnih riječi. Nakon toga slijedi duljina informacijskog elementa (Length of information elements), duljine jedan oktet, koja pokazuje prijamniku iznos slijedećih okteta koji pripadaju informacijskom elementu.

304


Računalne mreže

AV3: ISDN korisnička signalizacija

Mogući informacijski elementi varijabilne duljine su sa standardiziranim nazivima i ekvivalentnim heksadekadskim vrijednostima su:                                 

SEGMENTED MESSAGE (00) BEARER CAPABILITY (04) CAUSE (08) CALL IDENTIFY (14) CALL STATE (14) CHANNEL IDENTIFICATION (18) FACILITY (1C) PROGRESS INDICATOR (1E) NETWORK – SPECIFIC FACILITIES (20) NOTFICATION INDICATOR (1E) DISPLAY (28) DATE/TIME (29) KEYPAD FACILITY (2C) SIGNAL (34) SWITCHBOOK (36) FEATURE ACTIVATION (39) INFORMATION RATE (40) END – TO – END TRANSIT DELAY (42) TRANSIT DELAY SELECTION AND INDICATION (43) PACKET LAYER BINARY PARAMETERS (44) PACKET LAYER WINDOWS SIZE (46) PACKET SIZE (46) CALLING PARTY NUMBER (6C) CALLING PARTY SUBADDRESS (6D) CALLED PARTY NUMBER (70) CALLED PARTY SUBADDRESS (71) REDIRECTING NUMBER (74) TRANSIT NETWORK SELECTION (78) RESTART INDICATOR (79) LOW LAYER COMPATIBILITY (7C) HIGH LAYER COMPATIBILITY (7D) USER – USER (7E) ESCAPE FOR EX (7F)

Zadatak 1 Zadan je heksadecimalni niz znakova koji je izvučen iz D kanala i smješten u memorijski spremnik, a predstavlja Q.931, odnosno ISDN poruku D kanala: 0x08, 0x01, 0x01, 0x05, 0xA1, 0x04, 0x03, 0x80, 0x90, 0xA3, 0x18, 0x01, 0x8A, 0x28, 0x09,0x46,0x4F,0x4C,0x4C,0x4F, 0x57, 0x2D, 0x4D, 0x45, 0x2C, 0x06, 0x2A, 0x31, 0x32,0x33,0x34,0x23, 0x6C, 0x05,0x09, 0x83, 0x31, 0x38, 0x30, 0x6D, 0x07, 0x80, 0x50, 0x68, 0x6F, 0x6E, 0x65,0x72,0x70,0x06, 0x81, 0x36, 0x30, 0x30, 0x30, 0x30, 0x74,0x05,0x01,0x83, 0x31, 0x30, 0x30, 0x7D, 0x02, 0x91, 0x81 Postupak dekodiranja podrazumijeva prvenstveno određivanje tipa ISDN poruke, kao i svih informacijskih elemenata (parametara) poruke, ali i određivanje ostalih dijelova poruke (npr. protocol discriminator). Za zadanu poruku značenja su slijedeća: 08 – Protocol Discriminator, 08 označava Q.931 protokol 01 – Length of Call Reference, duljina 1 oktet 01 – Call Reference Value 05 – Message Type, 05 je Setup

305


Računalne mreže

AV3: ISDN korisnička signalizacija

Dalje idu informacijski elementi koji mogu biti fiksne ili varijabilne duljine: Identifikator u hex. zapisu

Identifikator u bin. zapisu

A1

10100001

04

00000100

18

00011000

28

00101000

2C

00101100

6C

01101100

6D

01101101

70

01110000

74

01110100

7D

01111101

Naziv

Fiksni/varijabilni

Duljina

Informacijski element

Sending Complete Bearer Capability Channel Identification

Fiksni

-

-

Varijabilni

03

80 90 A3

Varijabilni

01

8A

Display

Varijabilni

09

Varijabilni

06

Varijabilni

05

Varijabilni

07

Varijabilni

06

Varijabilni

05

01 83 31 30 30

Varijabilni

02

91 98

Keypad Facility Calling Party Number Calling Party Subaddress Called Party Number Redirecting Number High Layer Compatibility

46 4F 4C 4C 4F 57 2D 4D 45 2A 31 32 33 34 23 09 83 31 38 30 80 50 68 6F 6E 65 72 81 36 30 30 30 30

Display Informacijski element Display je kodiran IA5 skupom.

Slika 4. Informacijski element Display prikazan u Q.931 dokumentaciji

306


Računalne mreže

AV3: ISDN korisnička signalizacija

Oznaka da je informacijski  element varijabilne duljine Identifikator (Display)

0

0      1      0      1      0      0      0

0     0      0      0      1      0      0      1

Duljina (9 okteta)

0     1      0      0      0      1      1      0

1 oktet (slovo F)

0     1      0      0      1      1      1      1

2 oktet (slovo O)

0     1      0      0      1      1      0      0

3 oktet (slovo L)

0     1      0      0      0      1      1      0

4 oktet (slovo L)

0     1      0      0      0      1      1      0

5 oktet (slovo O)

0     1      0      0      0      1      1      0

6 oktet (slovo W)

0     1      0      0      0      1      1      0

7 oktet (znak ‐)

0     1      0      0      0      1      1      0

8 oktet (slovo M)

0     1      0      0      0      1      1      0

9 oktet (slovo E)

Informacijski element Display (46 4F 4C 4C 4F 57 2D 4D 45) korištenjem IA5 skupa znakova iznosi »FOLLOW-ME«. Calling Party Number

Slika 5. Informacijski element Calling Party Number prikazan u Q.931 dokumentaciji

307


Računalne mreže

AV3: ISDN korisnička signalizacija

Oznaka da je informacijski  element varijabilne duljine Identifikator (Calling Party Number)

0

1      1      0      1      1      0      0

0     0      0      0      0      1      0      1 Type of number  (0 ‐ Unknown) Presentation indicator  (0 – Presentation allowed) Spare (0)

0 0     0      0   0     1      0      0      0      1      1      0 1     0      0      1   0     1      0      0      1      1      1      1 1 0     0  0     0      0  

Duljina (5 okteta) Numbering plan identification  (9 – Private numbering plan) Screening indicator  (3 – Network provided)

0     0      1      1      0      0      0      1 0     0      1      1      1      0      0      0

Numbering digits  (brojevi 1 8 0)

0     0      1      1      0      0      0      0

Znamenke broja su kodiran IA5 skupom. Zapis 31 38 30 (hex) je broj 180 (dec).

Called Party Number

Slika 6. Informacijski element Called Party Number prikazan u Q.931 dokumentaciji

308


Računalne mreže

AV3: ISDN korisnička signalizacija

Znamenke broja su kodiran IA5 skupom. Zapis 36 30 30 30 30 (hex) je broj 60000 (dec). Detaljnije se na isti način mogu opisati svi informacijski elementi prisutni u ovoj poruci.

309


Literatura  

[1]

Bažant, A., G. Gledec, Ž. Ilić, G. Ježić, M. Kos, M. Kunštić, I. Lovrek, M. Matijašević, B. Mikac, V. Sinković, Osnovne arhitekture mreža, Element, Zagreb, 2009.

[2]

Tanenbaum, A.S., Computer Networks, Pearson Education Inc., New Jersey, 2003.

[3]

Župan, J., M. Tkalić, M. Kunštić, Logičko projektiranje digitalnih sustava, Školska knjiga, Zagreb, 1995.

[4]

Župan, J., Uvod u komutacijske sustave, Školska knjiga, Zagreb, 1978.

[5]

Sinković, V., Informacija, simbolika i semantika, Školska knjiga, Zagreb, 1997.

[6]

Tkalić, M., Digitalni automati, Školska knjiga, Zagreb, 1991.

[7]

Newman, M.E.J., Networks - An Introduction, Oxford University Press, Oxford, 2010.

[8]

Jevtić, D., Mikac, M., Jukić, O., Modeliranje usluge komutacijskog sustava podržano računalom – ISDN signalizacija, laboratorijske vježbe iz predmeta Komutacijski sustavi, Vježba 1 – ISDN korisnička signalizacija, Zavod za telekomunikacije, FER, Zagreb.

[9]

ITU-T Recommendation Q.931

310



Računalne mreže: autorizirana predavanja i zbirka odabranih primjera