-
Sveučilište u Zagrebu
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI
Zavod za informacijsko-komunikacijski promet
Katedra za tehniku informacijsko-komunikacijskog prometa
Kolegij:
Sveučilište u Zagrebu
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI
Zavod za informacijsko-komunikacijski promet
Katedra za informacijsko komunikacijske sustave i mreže
Kolegij:
Komutacijski procesi i sustavi
Umrežavanje i mrežno usmjeravanje
-
Sadržaj
o Osnovni pojmovi
o Adresiranje
o Pojam mrežnog usmjeravanje
o IP adresiranje
o OSI referentni model
o Odbori za standardizaciju
-
Mreže i komutacija
-
Uvod
o Mrežno usmjeravanje (eng. Routing) je mogućnost, sposobnost
elektroničke komunikacijske mreže za slanjem jedinica informacija
od točke A do točke B određivanjem puta kroz mrežu, brzo i
efikasno.
o Adresiranje (eng. Addressing) – dodijeljivanje alfa-numeričkih
oznaka svakom čvoru u mreži. Sličnost sa poštanskim
adresiranjem.
o Primjeri usmjeravanja u svakodnevnom životu: cestovni promet,
željeznički promet, poštanski promet.
o Usmjeravanje postoji svugdje gdje entitet putuje od toče A do
točke B.
-
Adresiranje
Zdravko Dren
Vukelićeva 4
10 000 ZAGREB
CROATIA
-
Adresiranje
o Analogija sa poštanskim adresiranjem.
o Razglednica se šalje najprije u zemlju, grad, određeni
poštanski ured prema poštanskom broj, na navedenu adresu.
o Nakon što stigne na navedenu adresu, osoba kojoj je
namijenjena preuzima brigu o pošiljci, tj. razglednici.
o Proces usmjeravanja u poštanskom prometu može se podijeliti u
3 komponente:1) Način na koji će pošiljka stići na određeni
poštanski broj (i ured);
2) Način kako je pošiljka dostavljena na odredišnu adresu;
3) Način na koji je dostavljena primaocu.
-
Adresiranje
o Poštanski ured odakle dolazi razglednica ne mora znati
detaljne informacije o primatelju (ime, ulična adresa)
o Dovoljan je u tom trenutku broj poštanskog ureda
o Poštansko usmjeravanje koristi hijerarhijsko adresiranje
-
Adresiranje i Internet
o Sličnost sa poštanskim adresiranjem.
o Koristi se Internet protokol (IP) adresiranje
o IP adresa definira dva dijela:1) Netid (Networks ID)
2) Hostid (Host ID)
o Host je krajnja i početna točka komunikacije u Internet
mreži
o Host je generički naziv koji označava web poslužitelj, email
poslužitelj, desktop računalo, laptop itd.
-
Adresiranje i Internet
o Kod svakog sustava za isporuku javlja se potreba za modelom
dostave.
o Npr. u prilikom slanja pisma, korisnik može zatražiti
garanciju dostave pošiljke.
o U Internetu se koristi TCP/IP (Transmission Control Protocol /
Internet)
o TCP je zadužen za pouzdanu dostavu informacija.
o IP je zadužen za usmjeravanje.
-
Adresiranje i Internet
o IP ne provjerava da li je informacija pouzdano dostavljena na
adresu ili je izgubljena.
o Slična stvar je i u poštanskom prometu: dužnost poštara je
dostaviti pošiljku na kućnu adresu.
o Stanari na toj adresi dužni su osigurati da osoba (primalac
pošiljke) primi pošiljku.
o Ključna razlika između Interneta i poštanskog sustava:
pošiljatelj (host) provjerava da li je primalac (host)
dostupan.
-
Adresiranje i Internet
o Nakon uspostave veze, prenose se informacije.
o U ovom slučaju poštanski primjer nije adekvatan – cestovni
prijevoz je puno bolji.
o Npr. 100 ljudi koji trebaju stići na isto odredište a samo
jedan auto koji može prevesti 5 ljudi.
-
Adresiranje i Internet
o Transfer model Interneta funkcionira na takav način.
o Npr. Želite preuzeti datoteku sa poslužitelja (web server)
veličine 2 MB. Ne može se preuzeti u jednom komadu, tj. jednoj IP
jedinici –paketu ili datagramu zbog ograničenja transmisijskog
sustava.
o To ograničenje se još naziva i Maximum Transmission Unit
(MTU).
o U primjeru sa jednim autom i 100 ljudi – MTU bi iznosio 5
ljudi.
-
Mrežno usmjeravanje
o Naučili ste osnovni princip kako funkcionira adresiranje i
mehanizmi prijenosa podataka na Internetu.
o Paketi se usmjeravaju od izvorišta prema odredištu.
o Na tom putu, paket prolazi mnoga „križanja” slično cestovnim
križanjima.
o Križanja u Internetu se nazivaju usmjernicima (eng.
Router)
o Router čita odredišnu adresu dolaznog paketa te odabire prema
određenim kriterijima odlazni link na koji proslijeđuje (eng.
Forwarding) paket.
-
Mrežno usmjeravanje
o Slično broju traka i ograničenju brzine određene ceste, link
koji povezuje dva rutera ograničen je količinom informacija koje
može prenijeti u jedinici vremena – bandwidth ili kapacitet
linka.
o Što će se dogoditi ako se promet iznenadno poveća?
-
Mrežno usmjeravanje
o Za efikasnu dostavu paketa, treba uzeti u obzir nekoliko
ključnih čimbenika:1) Veličina ruterskog međuspremnika (eng.
Buffer);
2) Linkovi sa odgovarajućim kapacitetom;
3) Prijenos sa minimalnim greškama;
4) Efikasno usmjeravanje paketa na odgovarajući link.
� Paket se usmjerava na temelju IP adrese odredišta.
� Velik broj hostova.
� Nemoguće je i nepraktično pohraniti adrese svih hostova u
svakom ruteru.
� Za 32 bitnu adresu, teoretski postoji 232 hostova.
� Stoga se pohranjuje samo netid.
-
IP adresiranje
o Jedinstvena identificiranje svih hostova na Internetu.
o Hostu se dodjeljuje 32 bitna IP adresa (IPv4).
o Navodi su u bit formatu.
o Bit s lijeve strane smatra se najvažnijim.
o Hijerarhija IP adresiranja, slično kao kod poštanskog broja i
ulične adrese, očituje se u dva dijela:
1) Host dio
2) Mrežni dio
o Mrežni dio označava mrežu na koju je host spojen – još se
naziva i IP prefiks.
o Host označava svaki pojedini terminalni uređaj u mreži.
-
IP adresiranje (cont.)
Dvije temeljne sheme
adresiranja su:
1. Classfull
Addressing Scheme
(CAS)
2. Classless
Interdomain
Routing (CIDR)
-
IP adresiranje
-
IP adresiranje
o KLASA A: prvi bit je 0 a slijedi 7 bitova za mrežni dio što je
jednako 128 (=27) mreža. Host dio sadrži 24 bita.
o KLASA B: prva dva bita su „10”. Slijedi 14 bitni mrežni dio.
Host dio sadrži 16 bitova.
o KLASA C: prva tri bita su „110”. Slijedi 21 bitni mrežni dio.
Host dio sadrži 8 bitova.
o KLASA D: koristi se za multicasting. Oznaka je „1110”.
Multicastadresa znači da je paket namijenjen svakom hostu na
Internetu.
-
Subnetiranje / Mrežna maska
o IP adresa 192.168.40.3 je dio Klase C mreže sa adresom
192.168.40.0 sa maskom od 24 bita (/24):
o Mrežna adresa sa /21 jest:
-
Classless InterDomain Routing
o CIDR
o Koristi eksplicitnu masku sa IPv4 adresnim blokom za
identifikaciju mreže, poput 192.168.40.0/21
o Prednost je da se adresni blok može dodijeliti do bilo kojeg
bita, bilo /15 ili /20.
o Supernetting ili Variable-Length Subnet Masking (VLSM)
-
Rezervirane IP adrese
-
Arhitektura (e)
A. Arhitektura usluga
B. Arhitektura protokolnog složaja
C. Arhitektura rutera
D. Arhitektura mrežne topologije
E. Arhitektura mrežnog upravljanja
-
Arhitektura usluga
o Važan aspekt arhitekture mreže
o Best-Effort Service arhitektura – paketi se usmjeravaju
redoslijedomkojim su došli, tj. pretpostavlja se da ni jedna dva
paketa nisupovezana stoga se u tom trenutku usmjeravaju na link
koji se čininajpogodnijim. Osigurava pouzdanu dostavu data
usluga.
o Arhitektura Integriranih usluga („int-serv”) – početak 1990.
godine.Omogućava funkcionalnosti usluga koje su stvarno
vremenske,interaktivne i koje mogu tolerirati određeni gubitak.
Svaka konekcijazahtjeva prethodno definiran kapacitet i određenu
rutu(multimedijalne aplikacije). Upotreba ReSerVation (RSVP)
protokola.
-
Arhitektura usluga
o Diferencirane usluge („diff-serv”) - omogućavaju
priotiriziraneuslužne mehanizme bez saznanja o razini veze.
Prioritizacijaodređenih paketa sa oznakama, tj. kodovima. Kod se
označava 6 bitnim poljem u IPv4 zaglavlju.
o Dodatne usluge – Traffic flow
-
Arhitektura protokolnog složaja
o OSI referentni model:
-
Arhitektura protokolnog složaja
o Mrežni i transportni sloj• Mrežni sloj ima ulogu adresiranja –
IPv4 (32 bit) i IPv6 (128 bit)• Transportni soj se nalazi iznad
mrežnog sloja te osigurava prijenos (pouzdan ili
nepouzdan)
• Pruža dodatni oblik adresiranja, tzv. port number.• TCP i
UDP
o Aplikacijski sloj• SMTP, HTTP, FTP itd
-
Arhitektura protokolnog složaja (cont.)
o Zaglavlje IP paketa: IPv4
-
Arhitektura protokolnog složaja
o Zaglavlje IP paketa: IPv6
-
Format IPv4 paketa
o Version – verzija korištenog IP protokola.
o Hdr Len – duljina IP zaglavlja.
o DiffServ – oznaka vrste usluge.
o Total length – ukupna duljina IP paketa.
o Identification – ako je IP fragmentiran tokom prijenosa, ovo
polje sadrži jednaku identifikacijsku oznaku kako bi se
identificirao originalni IP paket kojem fragment pripada.
o Flags – označavaju da li se paket može fragmentirati.
o Fragment offset – označava točnu poziciju fragmenta u IP
paketu.
-
Format IPv4 paketa (cont.)
o Time to live (TTL) – kako bi se izbjegla beskonačna petlja,
svakom paketu je dodijeljena TTL vrijednost.
o Protocol type – govori mrežnom sloju destinacijskog čvora
kojem protokolu pripada IP paket.
o Header Checksum – osigurava prijenos bez greške
(error-free).
o Source address – izvorišna adresa.
o Destination address – destinacijska adresa.
o Options – dodatne opcije ako je vrijednost Hdr Len > 5.
o Data – informacija koja se prenosi.
-
Format IPv6 paketa
o Version – verzija Internet Protokola (IP).
o Traffic class – označava Type of Service.
o Flow label – identifikacija određenog prometnog toga.
o Payload length – koristi se za informiranje routera o veličini
informacije koju paket sadrži.
-
Format IPv6 paketa (cont.)
o Next Header – produljenje headera koje se nalazi između IP
headera i header gornjeg sloja OSI modela. Sadrži dodatne
informacije poput enkripcijskih informacija i detalje o
fragmentiranju. Npr. oznaka 59 označava da nema dodatnog zaglavlja
nakon fiksnog zaglavlja.
o Hop limit – broj maksimalnih hop-ova paketa.
o Source address – izvorišna adresa.
o Destination address – odredišna adresa.
o Data – informacija koja se prenosi.
-
Arhitektura protokolnog složaja
-
Arhitetkura usmjernika
-
Arhitektura usmjernika
o Ruter ili usmjernik (usmjerivač) pruža nekoliko važnih
funkcija za potrebe osiguravanja propisnog i učinkovitog
proslijeđivanja paketa:
a) PROSLIJEĐIVANJE PAKETA.
b) ROUTING PROTOCOL MESSAGE OBRADA.
c) SPECIJALIZIRANE USLUGE.
-
Arhitektura mrežne topologije
o Definira kako će mreža biti konstruirana u operativnom
okruženju te mora biti skalabilna.
o Oblik mreže, tj. topologija može biti:• Zvijezda• Prstenasta•
Sabirnica• Mesh itd.
o Pojam mrežna arhitektura se često koristi umjesto arhitekture
mrežne topologije.
-
Arhitektura mrežnog upravljanja
o Održavanje i nadziranje rada mreže. Može se podijeliti u tri
razine:1) Upravljačka razina – konfiguracija rutera te Prikupljane
i obrada podataka o
prometu – primjena Simple Network Management Protokola
(SNMP)
2) Kontrolna razina – razmjena kontrolnih informacija između
rutera za potrebe
upravljanja raznim funkcijama kao što je uspostava virtualnog
linka.
3) Podatkovna razina – prijenos podataka (web, email). Sve tri
razine koriste IP
za komunikaciju.
-
Arhitektura mrežnog upravljanja
-
Public Switched Telephone Network
o Jedinica informacije u PSTN-u je POZIV.
o Koristi globalno primjenjivu shemu adresiranja, poznatiju pod
nazivom E.164 adresiranje.
o Vrsta hijerarhijskog adresiranja koja označava kod države na
najvišoj razini, slijedi kod grada (pozivni broj) te na kroj broj
koji je dodijeljen pretplatniku.
o Mrežni čvorovi u PSTN mreži nazivaju su SWITCH-evima.
o Switchevi su međusobno povezan sa TRUNKGROUP.
-
Komunikacijske tehnologije
o Koriste se za prijenos usluga mrežnog sloja, bilo u PSTN mreži
ili Internetu
o U tom smisli, komunikacijske tehnologije omogućavaju usluge
transporta (ne treba ga povezivati sa transportnim slojem OSI
modela) za Internet i
PSTN.
o Fizička izvedba u obliku vrste korištenog medija.
o Tehnologije prijenosa podataka npr. SONET, T1/E1, T3/E3 itd.
se definiranim brzinama prijenosa.
o Prema OSI modelu, komunikacijske tehnologije se nalaze na
sloju 1 i sloju 2
-
Komunikacijske tehnologije
o Modularne brzine prijenosa podataka
-
Odbori za standardizaciju
o Važno je napomenuti da za sve razvijene tehnologije, važnu
ulogu imaju standardi.
o Definiraju se na temelju određene tehnologije, primjerice T1
pa do formata paketa poput IP paketa.
o Standardizacija omogućava razvoj proizvoda od strane više
proizvođača te međusobnu interoperabilnost istih.
o Postoje dvije vrste standarda:• De jure – doneseni konsenzusom
nacionalnih ili međunarodnih tijela (ITU-T i
IETF
• De facto – rezultat napora jednog ili više proizvođača za
standardizacijom određene tehnologije formiranjem konzorcija.
-
Odbori za standardizaciju
A. International Telecommunication Union :
http://www.itu.int
B. Internet Engineering Task Force : http://www.ietf.org
C. MFA Forum : http://www.mfaforum.org
-
Pitanja
