19
T T E E H H N N O O L L O O G G I I J J E E B B E E Ž Ž I I Č Č N N I I H H P P R R I I S S T T U U P P N N I I H H M M R R E E Ž Ž A A M M R R E E Ž Ž E E I I B B E E Ž Ž I I Č Č N N O O S S T T I PREDAVANJE 2009/2010

BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TTEEHHNNOOLLOOGGIIJJEE BBEEŽŽIIČČNNIIHH PPRRIISSTTUUPPNNIIHH MMRREEŽŽAA

MMRREEŽŽEE II BBEEŽŽIIČČNNOOSSTT

II PPRREEDDAAVVAANNJJEE

22000099//22001100

Page 2: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

1/19

SADRŽAJ: TEHNOLOGIJE BEŽIČNIH PRISTUPNIH MREŽA ... Error! Bookmark

not defined. I UVOD ................................................................................ 2

1. Mreže .......................................................................... 3

1.1. Osnovni Pojmovi ........................................................ 3

1.2 Klasifikacija Mreža ...................................................... 4

1.3. Svojstva Mreža .......................................................... 7

1.4. Prespajanje u Mreži ................................................... 7

1.5. Osnovni Standardi ..................................................... 8

1.6. Slojevitost Mreže ....................................................... 9

1.7. ISO/OSI Referentni Model ........................................... 9

1.8. TCP/IP Referentni Model ........................................... 11

2. Bežičnost ................................................................... 12

2.1. Zašto bežičnost? ...................................................... 12

2.2. ISM frekventni opseg ............................................... 13

2.3. Klasifikacija bežičnih mreža ...................................... 14

2.4. Infracrvene zrake .................................................... 14

2.5. Uskopojasni mikrovalni kanal .................................... 15

2.6. Tehnika raširenog spektra ........................................ 15

2.4. Komponente bežičnih mreža ..................................... 17

2.5. Pristupanje bežičnoj mreži ........................................ 17

2.6. Sigurnost bežičnih mreža .......................................... 18

Popis slika: Slika 1 -1 Topologije mreže 5

Slika 1-2 Mješovite mreže 5

Slika 1-3. Komunikacija između slojva 9

Slika 1-4 OSI referentni model 10

Slika 1-5 TCP/IP referentni model 12

Slika 2-1 Elektromagnetni spektar-primjena u telekomunikacijama 12

Slika 2-2 Pozicija ISM opsega 14

Slika 2-3 Wireless prema tehnologiji i područje djelovanja 16

Popis Tabela: Tabela 2-1 Komunikacioni mediji i njihove performanse 13

Page 3: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

2/19

II UUVVOODD

Porast broja i funkcionalnosti elektroničkih uređaja uz stalnu tendenciju njihove međusobne komunikacije dovodi do brzog porasta broja potrebnih žica i kabela kojim se ti uređaji povezuju. Ovo je jedan od razloga nastanka bežičnih mreža. Bežična mreža je fleksibilni komunikacijski sistem koji koristi bežični medij, za slanje i primanje informacija zračnim putem, minimizirajući potrebu za žičanim vezama. Bežične mreže se koriste za povećanje mogućnosti, a ne za zamjenu, žičanih mreža i najviše se koriste da bi osigurali povezivanje mobilnog korisnika sa žičanom mrežom. One koriste elektromagnetske talase za prijenos informacije sa jedne na drugu tačku ne oslanjajući se na fizičku vezu. Radio talasi se koriste kao nosioci jer jednostavno obavljaju funkciju transporta informacija udaljenom prijemniku. Emitirani podatak se modulira radio nosiocem tako da se može rekonstruirati na prijemnom mjestu. Bežične mreže, u pogledu produktivnosti, pogodnosti i manjih troškova, su u prednosti u odnosu na standardne žičane mreže, a što se ogleda u slijedećem:

mobilnost: omogućuju mobilnim korisnicima pristup informacijama u realnom vremenu, tako da se oni mogu kretati (engl. roaming) unutar mreže bez prekida od strane mreže. Ova mobilnost pruža produktivnost i servisne mogućnosti koje nisu moguće sa žičanim mrežama. brzina i jednostavnost instalacije: instalacija bežičnog sistema može biti brza i jednostavna i može eliminirati potrebu za provlačenjem kabela kroz zidove i plafone. doseg mreže: mreža može biti proširena do mjesta koja ne mogu biti povezana žicama. veća fleksibilnost: bežične mreže pružaju veću fleksibilnost i lakše se adaptiraju na promjene u konfiguraciji mreže. smanjenje vlastitih troškova: dok početno ulaganje zahtijevano za bežične mreže može biti veliko, troškovi cjelokupne instalacije i troškovi njihovog "doživotnog" održavanja mogu biti značajno niži u dinamičkim sredinama. skaliranje: bežični sistemi mogu biti konfigurirani u različitim topologijama s ciljem postizanja specifične aplikacije i instalacije. Konfiguracije mogu biti lako promijenjene od peer-to-peer mreža za mali broj korisnika do velikih infrastrukturnih mreža koje omogućuju roaming preko širokog područja. WPAN tehnologije koriste nelicencne frekvencijske spektre od 2,4 i 5

GHz. One ne samo da donose ograničenu mobilnost reda nekoliko desetaka metara u zgradama, nego rješava i infrastrukturne probleme, jer izgradnja žičane infrastrukture ne može pratiti porast uređaja koji žele spoj na neku mrežu.

Page 4: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

3/19

Prema tome bežične tehnologije, radio talasi, ISM frekventni opseg, jednostavni i jedinstveni sistemi uvezivanja, pouzdana i brza razmjena datoteka, niska cijena komercijalnih uređaja,mala potrošnja, bateriksko napajanje, povečana mobilnost, raznovrsnost uređaja za svakodnevnu upotrebu (PDA, mobilni telefoni, laptopovi, PC računari, štampači, digitalne kamere, GPS uređaji i drugi), bila bi osnovna paleta boja kojom bismo mogli naslikati sliku zvanu Wireless Personal Area Network ili WPAN tehnologije. Ovaj kolorit bi na njenog posmatraća (alias korisnika) trebao da ostavi snažan dojam i podstrek za njihovu "konzumaciju" jer su to baš REAL THINGS tj. prave stvari koje su u ovo današnje vrijeme brzog, napetog i dosta neizvjesnog življenja najtraženije.

Dakle, korištenjem svega onoga što nam ove tehnologije nude trebalo bi da ućinimo življenje jednostavnim i dosta udobnim.

U ovom dijelu "Mreže i bežičnost", u dijelu Mreže bit će ukratko izloženo o tome šta je umreževanje kao i razlozi koji su nagnali da se pristupi umrežavanju. Sam postupak umrežavanja biće opisan preko elemenata koji čine mrežu tj. arhitektura , pa do njihovih načina povezivanja tj. osnovnih tiopoloških oblika mreža. Naravno tu je i nezaobilazni princip komuniciranja između umreženih elemenata tj. protokola. U prvom redu biće izložen danas najviše rabljen OSI model komuniciranja.

Dio Bežičnost dat će kratak pregled bežičnog načina povezivanja u svrhu prenošenja korisničkih informacija. Ukratko će biti izložene tehnologije koje se danas najviše upotrebljavaju kao i njihovi standardi. Pored pozitivnih osobina bežičnosti biće izložena i negativna strana ovakvog načina povezivanja.

11.. MMRREEŽŽEE

Ideja mreže odnosno sam način realiziranja mreže kroz proces umrežavanja datira još iz najranijih dana od kada su ljudi počeli komunicirati. Pojam, shvatanje načina povezivanja kao i sama tehnika realizacije mreža tokom vremena su evoulirali što je u prvom redu zavisilo od ljudske spoznaje, ali sa druge strani i od benificija koje su one donosile , kao presudnog faktora u njihovom daljnjem razvoju.

Pod mrežom možemo podrazumjevati skup određenih elemenata koji se međusobno mogu povezati, u svrhu što veće i bolje njihove raspoloživosti svim elementima u mreži.

11..11.. OOSSNNOOVVNNII PPOOJJMMOOVVII

Iz samog poimanja mreže može se zaključiti da bi mreža mogla egzistirati neophodno je da postoje osnovni elementi mreže i veze tj. spone između njih. Elementi, koji imaju značajnu ulogu u arhitrkturi mreža najčešće se nazivaju čvorovi dok veze između čvorova nazivamo granama. U jedan čvor može ulaziti ili iz njega izlaziti više grana. Dva čvora u koje ulazi ili izlazi ista grana nazivaju se susjednim čvorovima. Čvor iz kojeg je upućena informacija naziva se izvoričnim čvorom

Page 5: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

4/19

(Source), a čvor za koji je upućena informacija nazivamo odredišnim čvorom (Destination). U principu čvor predstavlja mjesto u kojem se nakon prijema određenih podataka vrši njihova obrada i pripremanje za njihovo prosljeđivanje ka dalje. Grane predstavljaju puteve ili medije kojima se upućuju podaci od jednoga ka drugom čvoru. Sa povečanjem čvorova u mreži dolazi i do povečanja grana što u daljnjem vrši usložnjavanje mreže. Ovo dolazi posebno do izražaja onda kada se na takvu mrežu nameću određeni zahtjevi u smislu brzine, ekonomičnosti, tačnosti tj. pouzdanosti prijenosa podataka između dvije destinacije.

11..22 KKLLAASSIIFFIIKKAACCIIJJAA MMRREEŽŽAA

Klasifikacija mreža u suštini predstavlja njihovo sistematiziranje tj. njihovu podjelu na osnovu raznovrsnih kriterijuma. Najčešće korišteni kriteriji su:

1. elementi mreže, 2. topologija, 3. način korištenja usluga, 4. vlasništvu, 5. područje obuhvata mreže i 6. prema tipu veza.

Kriterijum elementi mreže Obzirom na karakter funkcije čvora neki čvorovi mogu biti korišteni

kao čvorovi koji služe za prihvat ili prosljeđivanje informacije prema korisniku za razliku od drugih u kojima se vrši obrada informacije isključivo za prosljeđivanje ka slijedećem čvoru. Zbog toga je podjela mreža prema elementima slijedeća:

• mreža elemenata koji služe za povezivanje krajnjih čvorova (javna

mreža) i • mreža terminala tj. korisničkih uređaja koja omogućava pristup

korisnika na krajnje čvorove javne mreže. Kriterijum topologija mreža Pod topologijom podrazumijevamo sam način povezivanja čvorova u

okviru jedne mreže. Razloga za raznovrsnim povezivanjima čvorova u mrežu ima mnogo, a najvažniji su: brzina tj. vrijeme, ekonomičnost tj. iznalaženje najoptimalnijeg puta, sigurnost odnosno pouzdanost u prijenosu. Najčešći modeli povezivanja čvorova u mreže su:

1. zvjezdasta mreža (star network) 2. Drvo ili stablo mreža (tree network) 3. Prstenasta mreža (ring network)

Page 6: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

5/19

4. Sabirnička mreža (buss network) 5. Isprepletena mreža (mash network)

Osnovne topološke forme date su na slici 1-1.

Slika 1 -1 Topologije mreže

U praksi se najčešće susreću mreže koje predstavljaju kombinaciju dvije ili više topoloških oblika. Zato ovakve mreže nazivamo mješovitim mrežama. Primjer mješovite mreže dat je na slici 1-2.

Slika 1-2 Mješovite mreže

Kriterijum korištenja usluge Pod ovim kriterijumom podrazumjeva se rang tj. ravnopravnost

pojedinih čvorova u mreži. Tako ovaj kriterij klasificira mreže na: 1. Mreža korisnik-poslužitelj (client-server)

Page 7: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

6/19

2. Mreže s ravnopravnim učesnicima (peer-to-peer) 3. Distribuirane mreže

Kriterijum vlasništvo mreža Obzirom na karakter vlasništva mreže možemo podijeliti na:

1. privatnih mreža (private network) i 2. javnih mreža (public network).

Kriterijum područja djelovanja Kriterij obuhvata tj. područja djelovanja, uključuje velićinu područja

na kojem je mreža rasprostranjena. Na osnovu toga mreže možemo podijeliti na:

1. Lokalne mreže (Local Area Network LAN) Povezuju terminale unutar jedne prostorije ili zgrade, te tvorničkog kruga ili sveučlišnog kruga (kampusa). Karakterizira ih velika brzina prijenosa i malo kašnjenje. Mreže lokalno povezanih terminala mogu se smatrati lokalnim mrežama. 2. Gradske mreže (Metropolitan Area Network MAN) Povezuju terminale na jednom manjem teritoriju, npr. na području većeg grada. To su uglavnom javne mreže koje velikom broju korisnika omogućavaju pristup Internetu. Imaju manji kapacitet nego lokalne mreže, a kašnjenje im je osrednje. 3. Globalne mreže (Wide Area Network WAN) Povezuju terrminale razmještena na velikim udaljenostima, reda veličine 100 i više km, i na velikom teritoriju, jedne ili više država, koje ne moraju biti na istom kontinentu. Karakterizira ih manja do velika brzina prijenosa i veliko kašnjenje. Kriterijum tipa veze Na osnovu tipa veze u smislu njene fizikalnosti mreže možemo

kategorizirati na slijedeći naćin: 1. Mreže sa žičanim vezama Kod ovih mreža kao veza između čvorova koristi se fizički vod. Mogu se koristiti kablovi sa upredenim bakarnim žilama, koaksijalni kablovi i optički kablovi. Karakteriše ih pouzdanost veze. 2. Mreže sa bežičnim vezama Kod ovih mreža kao vod se koristi slobodni prostor tj. zrak. Karakteriše ih brza i jednostavna izgradnja te ne velika pouzdanost rada. 3. Kombinovane mreže Nastaju kao kombinacija prethodnih dviju mreža.

Page 8: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

7/19

11..33.. SSVVOOJJSSTTVVAA MMRREEŽŽAA

Javne i veliki dio privatnih mreža trebale bi imati sljedeća svojstva: Otvorenost - dostupnost svim potencijalnim korisnicima, pod

pojmom otvorenosti podrazumijeva se danas javnost specifikacija, koja omogućuje raznim proizvođačima ponudu kompatibilne opreme.

Generalnost - u smislu povezivanja raznorodnih sistema, kako bi zadovoljile sve zahtjeve na određenom području.

Ekonomičnost - ekonomičnost se mjeri za dva parametra: koliko je mreža ekonomična sa stanovišta korisnika, a koliko sa stanovišta same mreže (da bi funkcionirala i financirala vlastiti razvoj).

Modularnost - mogućnost naknadnog uključivanja nekih sistema. Modularnost je povezana s ekonomičnošću, jer omogućava etapnu izgradnju.

Fleksibilnost - mogućnost promjene načina povezivanja (strukture) u toku rada same mreže.

Elastičnost - mogućnost povezivanja s drugim mrežama; Adaptivnost - takav način upravljanja samom mrežom

omogućava da se postigne maksimalni kvalitet prema korisniku. Transparentnost - mora postojati jedinstvena tehnologija, koja

povezuje korisnike na mreži. Integralnost - prije se tražila, a danas se podrazumijeva

mogućnost integracije različitih informacijskih struktura, odnosno mogućnost da se u mrežu uključe različiti korisnici.

11..44.. PPRREESSPPAAJJAANNJJEE UU MMRREEŽŽII

Pošto je mreža jako kompleksna obzirom na broj čvorova i grana koje ih spajaju to je slanje poruke od izvora ka odredištu veoma složen i zahtjevan proces. U suštini on se svodi na vođenje poruke kroz mrežu koristeči princip usmjeravanja tj. rutiranja. Postupak koji se obavlja u čvorovima u svrhu usmjeravanja poruke prema odredištu naziva se komutacija. U principu razlikujemo tri tipa komutacija tj. prespajanja:

Komutacija kanala: najviše se koristi u telefonskim mrežama za prijenos govora. U komutacijskom centru (telefonska centrala) vodovi se povezuju tako da se uspostavi cjelovit komunikacijski kanal s kraja na kraj mreže.

Komutacija poruka: mreže s prospajanjem poruka primaju poruke (koje mogu sadržavati tekst ili računalne podatke) u komutacijskim čvorištima. Tu se poruke privremeno pohrane, a zatim šalju dalje do odredišta na osnovu podataka koji se nalaze u zaglavlju poruke.

Komutacija paketa: poruke korisnika dijele se na pakete, koji se prenose kroz mrežu. Kad paket dođe u čvor, šalje se što je

Page 9: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

8/19

moguće prije prema odredištu, kako bi kašnjenje bilo minimalno. Razlikujemo usmjeravanje i prosljeđivanje paketa.

Razvijaju se sa svrhom integracije prijenosa govora, multimedijskih signala i podataka. ATM mreža je zapravo mreža s prospajanjem paketa, kod koje se poruke korisnika dijele u male pakete fiksne duljine, nazvane ćelije ili stanice (cell). Ćelije su dovoljno male kako bi se prospajanje moglo obavljati hardwerski, te kako bi početno kašnjenje bilo maleno, čime je omogućen prijenos govora.

11..55.. OOSSNNOOVVNNII SSTTAANNDDAARRDDII

Kod izgradnje mreža vrlo je značajna standardizacija svih funkcionalnih, mehaničkih i električnih karakteristika opreme. Jedino na taj način uređaji različitih proizvođača i različitih vlasnika, a smješteni na raznim stranama svijeta, mogu uspješno i ekonomično međusobno komunicirati. Standarde donose nacionalne ili međunarodne organizacije za standardizaciju. Međutim, kako je napredak tehnologije često brži od formalne procedure standardizacije, sami proizvođači opreme novim produktima postavljaju tzv. de-fakto, interne ili industrijske standarde. Nakon početne faze burnog razvoja, nova tehnologija se naknadno formalno standardizira. Interne standarde donose pojedine tvrtke ili njihova udruženja (konzorciji), npr.

EIA (Electronics Industries Association USA), standardizira sučelje RS232

ATM - Forum, udruženje proizvođača ATM opreme, aktivno u donošenju niza standarda

PCMCIA, konzorcij koji donosi standarde za povezivanje perifernih uređaja u obliku kartica

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineering), institut udruženja elektrotehničara čiji su standardi prihvaćeni kao međunarodni, standardizira lokalne mreže (802.x).

Formalne standarde donose međunarodne i nacionalne organizacije, npr.

ISO (International Standardization organization), najčešće formalno prihvaća ranije postavljene interne standarde, poznata specifikacija ISO-OSI referentnog modela mrežne arhitekture

ITU-T (International Telecommunications Union - Telecommunications, ranije CCITT), donio niz važnih preporuka s područja telekomunikacija, npr. V preporuke za prijenos podataka preko analogne mreže (modemi), X preporuke za prijenos podataka preko digitalne mreže (X.25 paketna mreža), i preporuke za integrirane mreže (ISDN, među njima i ATM)

ANSI (American National Standardization Institute USA), donio niz standarda sa područja računarstva

NBS (National Bureau of Standardization USA), federalna organizacija za standarde USA.

Page 10: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

9/19

11..66.. SSLLOOJJEEVVIITTOOSSTT MMRREEŽŽEE

Većina mreža organizirana je kao niz slojeva ili nivoa (layers, levels), pri ćemu je svaki sloj izgrađen nad onim ispod njega. Broj nivoa, imena, sadržaji, funkcije slojeva razlikuju se od mreže do mreže. Bez obzira o kojoj mreži je riječ zadatak svakog nivoa je da ponudi neke usluge (servise) za više nivoe koji ne moraju voditi računa o detaljima implementacije tih servisa. Sloj n na jednom terminalnom uređaju komunicira sa slojem n na drugom pomoću skupa pravila koja se nazivaju protokol (elementi koji komuniciraju su peer,ravnopravni). Skup slojeva i protokola čini mrežnu arhitekturu (network architecture), dok lista protokola, po jedan za svaki sloj, čini stog protokola (protocol stack). U slojevitim mrežama dizajn mreže razbija se na dizajn pojedinih slojeva. Na osnovu ovoga možemo zaključiti da imamo dvije vrste komunikacija između slojva:

prava komunikacija - između slojeva n i n-1 preko n/n-1 sučelja i virtulana komunikacija - slojevi n međusobno komuniciraju

protokolima Sloj n+1 šalje IDU (Interface Data Unit) sloju n koji se sastoji

od: kontrolnih informacija (koje nisu dio podataka nego trebaju sloju

nižeg nivoa) i SDU (Service Data Unit) koje se šalju preko mreže peer entitetu

i onda gore sloju n+1 U sloju n može SDU biti podijeliti na pojedine PDU (Protocol Data

Unit) od kojih svaki ima zaglavlje. Princip komunikacije između slojeva u mreži dat je na slici 1-3.

Slika 1-3. Komunikacija između slojva

11..77.. IISSOO//OOSSII RREEFFEERREENNTTNNII MMOODDEELL

Ovaj model predložila je Međunarodna organizacija za standardizaciju (International Organization for Standardization, ISO) kao prvi korak prema međunarodnoj standardizaciji protokola koji se koriste u različitim slojevima mreža. Referentni model OSI (Open Sistem Intercinnection)

Page 11: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

10/19

opisuje kako se prenose informacije od aplikacije na jednom terminalu preko mreže, do aplikacije na drugom terminalu. Danas se ovaj model smatra osnovnim arhitektonskim modelom za komunikaciju i predstavlja kostur u koji se uklapaju postojeći standardi. Svrha OSI modela jeste definiranje arhitekture koja određuje poslove logičke komunikacije neophodne za prenošenje informacija između različitih sistema. OSI model posjeduje sedam slojeva (layer). Svaki sloj predstavlja grupu srodnih logičkih funkcija. Model definiše funkcije svakog sloja kao cjeline i interfejse sloja ka višim i nižim slojevima.Tih sedam slojeva pokazano je na slici 1-4:

Slika 1-4 OSI referentni model

Sedam slojeva OSI modela mogu se razvrstati u dvije kategorije: viši i niži sloj. Viši slojevi su od 5. do 7. bave se problematikom vezanom za aplikacije. Ovi slojevi su uglavnom realizovani u softveru. Niži slojevi su od 1. do 4. i okrenuti su prijenosu informacija kroz mrežu. Mogu se realizovati u hardveru, softveru i/ili firmveru (sistemskom softveru u čipovima).

Sloj 1 - Fizički sloj: ovaj sloj definiše (električne i optičke) osobine mreže. Kroz fizički medijum bilo da je u pitanju koksijalni kabal, bakarna parica, vazduh ili optičko vlakno prenose se informacije u obliku elekktričnih signala.

Sloj 2 - Sloj veze podataka: u ovom sloju se definiše pristupna strategija za zajedničko korišćenje fizičkih medijuma. On podatke koje prima iz višeg sloja priprema za prijenos preko datog medijuma. U ovom sloju, uređaji se brinu o dvije osnovne stvari. Prvo je kontrola pristupa medijumu (Medium Access Control, MAC), dok je drugi dio kontrola logičke veze (Logical Linc Control,LLC), koja definiše način korišćenja veze.

Sloj 3 – Mrežni sloj: to je sloj u kome radi protokol IP. Odgovoran je za definisanje procesa i poslova neophodnih za usmjeravanje paketa kroz mrežu.On je zadužen za rad sa logičkim adresama izvorišnog i odredišnog uređaja, ali i svih ostalih mrežnih uređaja. Ovaj sloj je također odgovoran za utvrđivanje rute za prijenos paketa kroz mrežu.

Page 12: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

11/19

Sloj 4 – Transportni sloj: u ovom sloju radi protokol TCP. Po definiciji iz standarda, ovaj sloj prezima odgovornost za pouzdanost prijenosa podataka i njihovu cjelovitost. Dok je mrežni sloj zadužen za prenošenje paketa od jednog sistema do drugog, transportni sloj ima opšti cilj. On je zadužen za obezbjeđivanje isporuke.

Sloj 5 – Sloj sesije: osnovna funkcija sloja 5, odnosno sloja sesije, jeste uspostavljanje sesije između dva subjekta koja komuniciraju, upravljanje njome i okončanje. Sesija je niz logičkih povezanih prijenosa, zasnovanih na uspostavljanju direktne veze između dva subjekta koja komuniciraju.

Sloj 6 – Sloj prezentacije: zadatak sloja prezentacije jeste da definiše formate podataka koji se koriste za obezbjeđivanje izvjesnog broja usluga sloju aplikacija. U ovom sloju konvertuju se protokoli i grafički formati, šifruju se i dešifruju podaci itd.

Sloj 7 – Sloj aplikacije: sloj aplikacije je najbliži krajnjem korisniku i aplikacijama. U ovom sloju se nude slijedeće usluge: rad sa bazama podataka, rad sa datotekema, štampanje te rad sa porukama. OSI razlikuje 3 koncepta: usluge, sučelja i protokole. OSI model ne navodi tačne servise i protokole za svaki sloj nego samo što svaki sloj treba raditi

11..88.. TTCCPP//IIPP RREEFFEERREENNTTNNII MMOODDEELL

Referentni model TCP/IP našao je veliku primjenu kod Internet mreže. Karakteriše ga fleksibilna arhitehtura sa ciljem: veza između izvorišnog i odredišnog terminala mora ostati uspostavljena iako su neki uređaji ili prijenosne linije između njih prestale funkcionirati. Sastoji se od 4 sloja prikazanih na slici 1-5.:

1. Sloj host-mreža (Host-to-Network) – nije definiran protokol kojim se host veže za mrežu, različit na različitim hostovima i mrežama

2. Internet sloj radi sa IP (Internet Protocol) paketima koje usmjerava optimalnim putem; ostvaruje komunikaciju između dva udaljena terminala

3. Prijenosni sloj (Transport) – ostvaruje komunikaciju među peer procesima korištenjem protokola: TCP (Transmission Control Protocol) i UDP (User Datagram Protocol).

4. Aplikacijski sloj (application) sadrži sve protokole višeg nivoa (u početku virtualni terminal (TELNET), prijenos datoteka (FTP), elektronička pošta (SMTP), zatim i DNS, NNTP, HTTP…)

TCP/IP model ima obrnuti karakter od OSI modela jer su prvo nastali protokoli, a model je samo opis postojećih protokola.

Page 13: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

12/19

Slika 1-5 TCP/IP referentni model

22.. BBEEŽŽIIČČNNOOSSTT

Iz prethodnog smo mogli vidjeti da je jedna od bitnih karika u procesu prosljeđivanja poruke od izvorišta ka odredištu medij tj. sredstvo kroz koji se provlači informacija. Mediji u osnovu mogu biti fizički tj. razni tipovi žičnih veza, a osim njih poruke se mogu transportovati i kroz slobodni zračni prostor putem elektromagnetnih talasa. U ovom slučaju nije neophodna direktna fizička veza da bi se ostvarila veza između dvije tačke u mreži. Princip bežičnih komunikacija upravo je zasnovan na ovoj tvrdnji. Pri tome osnovni resurs koji se koristi je frekvencija tj.različiti frekventni pojasevi. Skala iskoristivosti frekvencijskog resursa, elektromagnetnog spektra, pokazana je na slici 2-1.

Slika 2-1 Elektromagnetni spektar-primjena u telekomunikacijama

22..11.. ZZAAŠŠTTOO BBEEŽŽIIČČNNOOSSTT??

Visoka cijena instalacija, problemi sa sigurnošću komunikacije, male prijenosne brzine i nužnost posjedovanja dozvola za rad (licence vezane uz dodjelu frekvencija) predstavljaju osnovne razloge zbog kojih su krajnji korisnici ranije uglavnom izbjegavali upotrebu bežičnih tehnika komunikacije.

Page 14: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

13/19

Međutim, današnje bežične mreže posjeduju svojstva koja ih čine privlačnim za korištenje sve većem skupu korisnika. Velikom broju poslovnih korisnika posebno je zanimljiva, a nekima i neophodna pokretljivost u radu. Primjena koncepta pokretljivosti (mobility) omogućuje stanicama bežičnih mreža permanentno mijenjanje fizičkog položaja uz istovremenu mogućnost komuniciranja. Nadalje, bežične mreže je moguće primijeniti na onim mjestima gdje je realizacija ožičenja teško izvediva ili skupa. Primjena bežične tehnologije bitno smanjuje vrijeme i troškove instalacije, što bežične mreže čini ekonomičnim rješenjem umrežavanja. Doda li se tome i estetski izgled u jednoj prostoriji koja je eliminisana "šume" raznoraznih kablova i vezanosti za određeno mjesto nije teško naći uporište za atraktivnost bežičnih mreža. U prilog tome ide i komparacija komunikacijskih medija na osnovu njihovih perfomansi što je pokazano u tabeli 2-1:

MEDIJUM

BRZINA

TROŠAK

PARICE 300 BPS - 10 MBPS mali MIKROTALASI 256 KBPS -100 MBPS

SATELIT 256 KBPS – 100 MBPS KOAKSIJALNI KABL 56 KBPS – 200 MBPS

OPTIČKI KABL 500 KBPS – 10 GBPS veliki

Tabela 2-1 Komunikacioni mediji i njihove performanse

22..22.. IISSMM FFRREEKKVVEENNTTNNII OOPPSSEEGG

Radio komunikacija kod WLAN-ova se obavlja u tzv. Industrijskom, naučnom i medicinskom (Industrial, Scientific & Medical ISM) opsegu frekvencija koji je svuda u svijetu prihvaćen kao opseg za čije korištenje nije potrebna licenca, tzv. slobodni zračni spektar (free to air spektar FTA).

ISM čine tri opsega frekvencija: 1. 902 - 928 MHz (širine 26 MHz), 2. 2400 - 2483,5 MHz (širine 83,5 MHz) i 3. 5728 - 5750 MHz (širine 22 MHz). Od njih se, u ovom trenutku, najčešće koristi opseg 2.4 GHz. WLAN-

ovi koriste Spread Spectrum modulacije koje signal rasprostiru po širokom opsegu frekvencija. One omogućuju da više korisnika istovremeno dijeli isti frekventni opseg bez međusobne interferencije, i pružaju mnogo veću otpornost na smetnje i prisluškivanje od modulacija "uskog" spektra. Umjesto da se signal velike snage šalje preko malog frekvencijskog opsega, pokazalo se da je mnogo bolje slati signal male snage preko širokog frekvencijskog opsega. Ukoliko na nekoj frekvenciji iz opsega postoji snažna smetnja, vjerovatnost da će se poslana informacija tačno primiti je neuporedivo veća zato što će najveći dio signala biti prenesen, a da smetnja neće imati nikakav utjecaj na njega. Bežični način povezivanja postaje sve popularniji u svijetu. Sve veća potražnja pridonosi povećanju

Page 15: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

14/19

kvalitete i smanjenju cijene samih bežičnih uređaja. Već sada je cijena tih uređaja prihvatljiva, pa su se oni preselili iz ureda dobro stojećih firmi na krovove zgrada u našim gradovima, omogućujući povezivanje na nivou cijelog grada. U svrhu ostvarivanja konekcija postavljaju se pristupni uređaji (Access Points AP) i zajedno sa korisničkim WLAN karticama povezuju u jednu kompaktnu mrežu. Ovakva mreža na velikim brzinama daje neograničene mogućnosti upotrebe. Unutar mreže moguće je chatanje, slanje e-maila, pregled web stranica, razmjena programa, muzike, videa, igranje igrica, zajedničko učenje i mnogih drugih stvari kojima je samo mašta granica. Na slici 2-2 dat je položaj ISM-a na frekvencijskoj skali:

Slika 2-2 Pozicija ISM opsega

22..33.. KKLLAASSIIFFIIKKAACCIIJJAA BBEEŽŽIIČČNNIIHH MMRREEŽŽAA

Ima više kriterijuma na osnovu kojih se može izvršiti kvalifikacija bežičnih mreža. Neki od njih su:

1. prema tehnici, 2. prema tehnologiji, 3. prema rasprostranjenosti, 4. prema umrežavanju.

Kriterijum primjenjena tehnika U bežične mreže za prijenos signala koriste se tri vrste tehnika

prijenosa. Te tehnike su: • Infracrvene zrake (Infrared), • Uskopojasni mikrovalni kanal i • Tehnika raširenog spektra.

22..44.. IINNFFRRAACCRRVVEENNEE ZZRRAAKKEE

Kod ove tehnika prijenosa kao signal nosilac, koristi se infracrvena svjetlost male snage. Ova tehnika nudi ograničenu mobilnost i pokrivenost signalom, te zahtjeva liniju vidljivosti za prijenos signala. Ovo je i

Page 16: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

15/19

limitirajući faktor koji je bio presudan za njenu veću primjenu u WLAN okruženju.

22..55.. UUSSKKOOPPOOJJAASSNNII MMIIKKRROOVVAALLNNII KKAANNAALL

Kod ove tehnike, klasični radio signali nisu prikladni za 2.4 GHz propusni pojas zbog velike interferencije. Predajnici radio signala moraju imati, u urbanim naseljima, malu snagu, a samim time i jako mali domet signala, pa je ovo razlog malog korištenja ove tehnike prijenosa.

22..66.. TTEEHHNNIIKKAA RRAAŠŠIIRREENNOOGG SSPPEEKKTTRRAA

Ova tehnika je postala dominantna tehnika prijenosa podataka u bežičnoj mreži, jer zadovoljava sve postavljene kriterije koje ne zadovoljavaju prethodne dvije tehnike. Ovom tehnikom se “širi” uskopojasni signal na spektar prijenosnog kanala koji omogućuje prijemnoj strani da dobije jači, i sa stajališta detekcije lakše prepoznatljiv signal. Postoje dvije vrste tehnika raširenog spektra, FH-SS (Frequency Hopping Spread Spectrum) i DS-SS (Direct Sequence Spread Spectrum).

Kriterijum primjenjene tehnologije Na osnovu ovog kriterijuma razlikujeme bežične mreže kod kojih su

primjenjene slijedeće tehnologije: Wi-Fi, WiMAX, WiBro (Wireless Broadband), 3G (treća generacija), CDMA 2000, WCDMA, HSPDA, Ev-DO, 4G (Fourth generation), UWB, ZigBee, Bluetooth i UMA

Kriterijum rasprostranjenosti Bitan faktor koji karakteriše bežične mreže jeste i prostorno tj.

geografsko područje na kojem one djeluju. Kategorizacija bežičnih mreža po tom osnovu je slijedeća:

WPAN: Personalne bežične mreža (Wireless Personal Area Network WPAN) malih raspona zračne udaljenosti, a širokih kanala. To su bežične mreže predviđene za upotrebu u neposrednoj okolini osobe koja koristi umrežene uređaje. Ti uređaji mogu biti mobilni telefon, slušalice, prijenosno računalo i druga oprema koju korisnik nosi sa sobom. Domet mreže je nekoliko metara.

WLAN: Lokalnu bežična mrežu (Wireless Local Area Network WLAN) gdje su korisnici povezani bežičnim putema, a pokrivaju malo područje (stan, ured, engl. small office – home office, SOHO) ili nekoliko bliskih zgrada.

WMAN: Bežična gradska mreža (Wireless Metropolitan Area Network WMAN) razlikuje se od WLAN-a po tome što je rasprostranjena na područje nekog grada (u krugu od oko 50km). Koristi bežične pristupne tačke. U novije vrijeme za ovaj tip mreže pretežno se koristi WIMAX bežična tehnologija.

WWAN: Široko rasprostranjene bežične mreže (Wireless Wide Area Network WWAN ) koristi mobilne stanice i po tome se razlikuje od

Page 17: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

16/19

prethodnih mreža. Ovo je mreža koja pokriva veliko geografsko područje s mnogo korisnika.

Na slici 2-3 dat je prikaz bežičnih mreža obzirom na tehnologije i područje djelovanja.

Slika 2-3 Wireless prema tehnologiji i područje djelovanja

Kriterijum umrežavanja Kao i kod klasičnih mreža postoje dvije vrste umrežavanja:

Peer to peer: Ovo su ad-hoc direktne veze dvaju računala ili drugih uređaja koji imaju ugrađene module za WLAN komunikaciju. Dodatni uređaji nisu potrebni. Svaki terminal može direktno komunicirati sa bilo kojim drugim terminalom u WLAN-u. Ad-hoc mreže se brzo instaliraju, mobilne su i često su privremenog karaktera.

Infrastrukturni mod: To je tip bežične mreže u kojoj terminali komuniciraju preko pristupne tačke, bilo međusobno, bilo sa terminalima u ožičenoj mreži. Kod infrastrukturnih veza postoji dodatna infrastruktura. To je obično bežični usmjerivač (wireless router), koji preko internet modema povezuje internet sa lokalnom mrežom. Međutim bežični usmjerivač može biti upotrebljen i za povezivanje pojedinih WLAN učesnika i/ili cijelih lokalnih mreža i u primjenama kada lokalna mreža nije spojena s internetom.

Page 18: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

17/19

22..44.. KKOOMMPPOONNEENNTTEE BBEEŽŽIIČČNNIIHH MMRREEŽŽAA

U osnovi svaka bežična mreža sastoji se od slijedećih osnovnih infrastrukturnih elemenata:

1. Access Point-a (AP), 2. bežičnih mrežnih kartica 3. (adaptera) i 4. antena. Pristupna tačka (Access Point AP) je uređaj koji koordinira rad

bežične mreže i opslužuje njene klijente. AP ima ugrađenu antenu koja služi za bežičnu komunikaciju, a može posjedovati i priključak za vanjsku antenu u svrhu povečanja dometa bežične mreže.

Bežične mrežne kartice: ugrađuju se u računare i služe za komunikaciju s AP-om ili drugim bežičnim klijentom. Mpgu biti u tri izvedbe:

PCI kartice (koriste se kod stolnih računara), PCMCIA kartice (koriste se kod prijenosnih računara) i USB kartice (mogu se koristiti na svim računarima s USB portom) Gore navedene komponente bežične mreže mogu se svrstati u grupu

aktivnih mrežnih komponenti. Slijedeću grupu ćine pasivne mrežne komponente.

Antene: su pasivne komponente WLAN mreže mogu se podijeliti u dvije osnovne skupine - usmjerene i bidirekcionalne. Pod usmjerenima se smatraju antene čji je snop širenja signala manji od 30°. Usmjerene antene imaju dvije osnovne izvedbe - Yagi-Uda antene i reflektorske antene. Dobitak usmjerene antene može se kretati i do 26 dBi. Bidirekcionalne antene pokrivaju veći ugao od usmjerenih te se koriste kod pristupnih tačaka za pokrivanje određenog područja signalom. Tri su osnovne izvedbe: sektor (sectorized array) antene, panel (planar array) antene i omni-direkcione antene.

22..55.. PPRRIISSTTUUPPAANNJJEE BBEEŽŽIIČČNNOOJJ MMRREEŽŽII

U bežičnim mrežama kao osnovni pristupni mehanizam koristi se Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance (CSMA-CA) koji je vrlo sličan Carrier Sense Multiple Access Collision Detect mehanizmu (CSMA-CD) zastupljenom u Ethernet standardu, ali uz par bitnih razlika nužnih za funkcioniranje bežične komunikacije.

Za razliku od Etherneta koji bez prethodne provjere šalje signal sve dok se ne detektira koliziju, CSMA-CA pazi da ne šalje signal sve dok ne dobije pažnju uređaja koji ga treba primiti i dok niti jedan drugi uređaj ne vrši komunikaciju. To se zove listening before talking (LBT). Radi o slijedećem načinu komunikacije - prije nego što pošalje paket, bežični uređaj posluša da li neki drugi uređaj trenutno šalje podatke. Ukoliko se to događa, pričekat će određeni vremenski period i opet poslušati eter. Ukoliko niko ne koristi medij, uređaj poćinje slati podatke, ili će, ukoliko to

Page 19: BEZICNE MREZE Uvod i Opsti Pojmovi

TBPM 2009/2010 ETF SARAJEVO

18/19

čini neki drugi uređaj, opet pričekati određeno vrijeme i zatim poslušati eter da utvrdi je li slobodan za komunikaciju. Da se dodatno smanji rizik od istovremene transmisije podataka od strane različitih uređaja unutar iste ćelije i stvaranja kolizije uveden je mehanizam pod imenom Request To Send / Clear To Send (RTS/CTS).

22..66.. SSIIGGUURRNNOOSSTT BBEEŽŽIIČČNNIIHH MMRREEŽŽAA

Smatra se da je najveći nedostatak wireless tehnologija nedovoljne zaštićenosti podataka pogotovu za tehnologije koje koriste nelicencirani frkventni spektar gdje praktično neograničen pristup i dostupnost otvorena za svakoga. Upravo zbog toga posvećena je velika pažnja aspektu zaštite podataka. Osnovni bežični sustavi zaštite sastoje se od tri nivoa:

• identifikacija preko SSID-a, • filtriranje po MAC adresama i • enkripcija podataka po WEP ili WPA standardu.

Zajedničko kombiniranje sva tri nivoa zaštite rezultira sistemu koji pruža dobru zaštitu i koju gotovo nikako nije lako probiti.