©
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
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