1

Istorija komunikacionih mreža

Istorija komunikacionih mreža

Telefonske mrežeRačunarske mrežeKablovske televizijske mrežeMreže za bežični prenos

2

Telefonske mreže

Telefon je izumljen 1876. godine od strane američkog naučnika Alexander Grahan Bell-a1890. godine realizovana je prva mreža - međusobno povezivanje dva (induktorska) telefona ostvarivalo se ručnom komutacijom (prevezivanjem) od strane operatora u centraliPrenos signala je bio analogniKorisnici su u toku razgovora sve vreme bili povezani, a raskidanje veze su vršili operatori po završetku konverzacije

Telefonske mreže

T - induktorski telefon; C - centrala (komutacioni čvor); A - analogni prenos

3

Telefonske mrežeNačin na koji se vrši dodela prenosne linije u toku razgovoraKomutacijom kola - pojam "kolo" odnosi se na mogućnostprenosa jednog telefonskog razgovora duž jedne veze.Da bi se uspostavio poziv, neophodno je bilo povezati skup kola koja spajaju dva telefonska aparata. Modifikacijom veza operatori mogu komutirati (prespajati) kola (veze).Komutaciju kola uvek je trebalo ostvariti na početku novog telefonskog poziva.Operatori su kasnije (početkom prošlog veka) bili zamenjeni mehaničkim prekidačima, a 100 godina kasnije i elektronskim prekidačima (komutatorima).

Telefonske mreže

Prenosi mogu biti analogni (A) ili digitalni (D). Komutatori su elektronski, a razmena upravljačke informacije se vrši preko zajedničkog kanala za

signalizaciju (Common Channel Signaling - CCS)

Telefonska mreža osamdesetih godina prošlog veka

4

Telefonske mrežeU komutator se ugrađuju dva tipa elektronskih interfejsa.

Prvi se naziva AD konvertor – vrši pretvaranje analognog signala u digitalni, nad signalom koji se prostire od telefona do komutatora (centrale)

Drugi interfejs se naziva DA konvertor - pretvara digitalni signal, koji se prenosi između komutatora, u analogni signal, pre nego što se on predaje od komutatora do telefona

Komutatori se realizuju kao računari

Zajednički kanal za signalizaciju – CCS - komunikaciona mreža za prenos podataka - izdvaja funkcije poziva-upravljanja od prenosa-govora

Novi servisi: čekanje-na-poziv i prosleđivanje-poziva

Telefonske mreže

Važnija inovacija u telefoniji bila je - integracija govornih i signala podataka - uvođenjem integrisanih servisa u digitalnu mrežu (ISDN - Integrated Services Digital Network)Bazični pristup - čine dva B kanala i jedan D kanalOba kanala, B i D, su digitalnaSvaki B kanal je bidirekcioni ili potpuni dupleksJedan B kanal može da podržava vezu tipa komutacija kola, servis prenosa tipa komutacija paketa (packetswitched) ili permanentnu digitalnu vezu D kanal podržava usluge tipa komutacija-paketa

5

Telefonske mreže

Telefonske mreže

Aplikacije ISDN servisa uključuju:– komunikaciju između računara,– veoma brzi faksimil prenos,– daljinsko nadgledanje zgrada i objekata,– videotekst,– videofon male brzine prenosa.

Kod ISDN-a telefonski sistem se transformiše u mrežu koja može da prenosi informaciju u veći broj oblika, čak i pri srednjim brzinama prenosa

6

Računarske mreže

Istorijski gledano razvoj računarskih mreža vezuje se za donošenje RS232-C standarda 1969.godine

Standard RS232-C se odnosi na prenos podataka za male brzine (do 38 kbps) i za kratka rastojanja (do 30 m)

Serijski prenos se obavlja karakter po karakter

Prenos vrši po neupredenim žicama - mogu uneti greške u prenosu zbog preslušavanja

Preslušavanje postaje veće što je brzina prenosa veća, a rastojanje duže

Računarske mreže

7

Računarske mreže

Sa ciljem da se poveća brzina kao i efikasnost prenosa 1970. godine su uvedeni standardi za sinhroni prenos

H (header) nazvan zaglavlje sadrži preambulu koja aktivira takt prijemnika i obezbeđuje da se očuva faza samo-sinhronizujućih bitovaPrijemnik koristi CRC (Cyclic Redundancy Check) bitove da verifikuje da li je paket korektno primljen

Računarske mreže

Poznatiji standard za sinhroni prenos je SDLC (Synchronous Data Link Control) i na njemu bazirani HDLC (High-Level Data Link Control), LAPB (Link Access Procedure B), LAPD i LAPMGlavna ideja SDLC-a je da se izbegne izgubljeno vreme kod RS232-C zbog razmaka u predaji između sukcesivnih karaktera SDLC grupiše veći broj bitova u paketePaket je sekvenca bitova kojoj prethodi specijalni bit oblik - zaglavlje, a iza koga sledi drugi specijalni bit oblik nazvan rep (trailer)

8

Računarske mreže

Sredinom 60-tih godina prošlog veka - predložen je metod prenosa paketa nazvan zapamti-i-prosledi (store-and-forward-packet-switching)Računari koriste datu vezu samo kada šalju paketKao rezultat, iste veze se mogu koristiti od strane većeg broja privremeno aktivnih predajnika Ovaj metod koji se zasniva na deobi veze između dve predaje naziva se statističko multipleksiranje

Računarske mreže

9

Računarske mreže

Počev od kasnih 60-tih godina prošlog veka ARPA (Advanced Research Project Agency) je počela sa promocijom i razvojem paketno-komutirajućih mreža

Kao rezultat je razvijena mreža ARPANET

Protokolima tipa ARPANET između komunikacionih inženjera su usaglašeni formati paketa kao i šeme adresiranja tako da je postalo moguće povezivati različite računare

ARPANET mreža je kasnije evoluirala u mrežu Internet

Računarske mrežeImplementacija višestrukog pristupa - Ethernet

Računari se povezuju na zajednički koaksijalni kabl preko odgovarajućeg interfejsa

Kada računar A želi da preda paket računaru E, on postavlja u zaglavlje paketa izvorišnu adresu A i odredišnu adresu E i predaje paket ka kablu

Svi računari čitaju paket, ali samo računar čija je odredišna adresa specificirana u paketu prihvata paket

10

Računarske mreže

Računarske mrežeRanih 80-tih godina prošlog veka IBM je razvio jedan metod višestrukog-pristupa nazvan TokenringKod ove mreže računari su povezani na principu jednosmerne veze tipa tačka-ka-tački i koriste odgovarajuće interfejseKada računari nemaju da predaju informaciju, interfejs je taj koji sa zakašnjenjem od nekoliko bitova prenosi token (znak) oko prstenaNa ovaj način token cirkuliše veoma brzo kroz prsten

11

Računarske mreže

Računar A smešta izvorišnu adresu A i odredišnu adresu E u zaglavlje paketa i predaje paket interfejsu koji čeka na token. Nakon dolaska token-a računar A umesto da prosledi token on predaje paket.Interfejs računara E preuzima paket, dok ga ostali računari odbacuju.Nakon što je A predao i zadnji bit paketa i sačekao da paket prođe kroz prsten, on šalje token kroz prsten (prosleđuje ga susednom računaru u prstenu). Ovo znači da samo računar koji poseduje token može da obavlja prenos .

Računarske mrežeMaksimalno vreme koje računar kod Token-ring-a ili Ehternet-a treba da čeka pre nego što počne da predaje podatke za najveći broj aplikacija je malo, ali je suviše veliko za interaktivne audio ili video aplikacijeTakođe, brzina prenosa kod Token-ring-a (4 do 16 Mbps) ili 10 Mbps kod Ethernet mreža za neke multimedija aplikacije je suviše spora Ova ograničenja su pospešila 1980 ih razvoj nove mreže - FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

12

Računarske mreže

Računarske mrežeBrze LAN i WAN mreže koriste ATM (Asynchronous Transfer Mode)

Kod ATM-a računar predaje informaciju brzinom od 25 Mbps do 2.5 Gbps u paketima veličine 53 bajta

Paketi fiksnih dužina se nazivaju ćelije (cells) i brzo se komutiraju zahvaljujući ATM komutatorima

Zaglavlje čini adresa virtuelnog kola ili VCI (Virtual Channel Identifier), a ne izvorišna i odredišna adresa kao kod prethodnih mreža

13

Računarske mreže

Računarske mreže

14

Kablovske televizijske mrežeKablovska televizija - CATV (Cable Antenna Television)prvobitno je uvedena u urbanim sredinama SAD-a sa ciljem da se primi TV signal bez smetnji (prvenstveno refleksija)Problem je rešavan na taj način što se glavna antena postavljala na nekoj visokoj zgradi, a signal se razvodio pomoću koaksijalnog kabla lokalno do svih prijemnika u okruženju Ključne novine koje su kasnije bile uvedene u CATV odnosile su se na to što je koaksijalni kabl bio zamenjen optičkim vlaknom, zatim su uvedene tehnike za digitalnu kompresiju signala i na kraju dodatni vidovi raznih tipova servisa (usluga)

Kablovske televizijske mreKablovske televizijske mrežžee

15

MreMrežže za bee za bežžiiččni prenosni prenosPrve komercijalne radio stanice su uvedene u USA 1920. godine, a prvi komercijalni TV program počeo je sa emitovanjem 1941. godine

Emisija TV signala u boji je počela sredinom 60-tih godina prošlog veka, dok su HDTV stanice počele emitovanje 1998. godine

Svi prenosi su bili jednosmerni i tipa emisija-svima (broadcasting)

Prve javne mobilne telefonske usluge su uvedene 1946. godine u USA u 25 gradova. Ovakvi sistemi su koristili centralni predajnik koji je emitovao signal na teritoriji gradova.

Prva paketno-komutirana bežična mreža razvijena je 1971. godine na Univerzitetu u USA pod nazivom Alohanet

Televizija visoke rezolucijeTelevizija visoke rezolucijeHDTV (High definition television) televizija visoke rezolucijeHDTV (High definition television) televizija visoke rezolucije

Predstavlja novi standard emitovanja TV programa koji se ne oslaPredstavlja novi standard emitovanja TV programa koji se ne oslanja nja na stare, vena stare, većć zastarele, sisteme zastarele, sisteme

Glavne odlike novog sistema su: veGlavne odlike novog sistema su: većća rezolucija, 16:9 odnos ivica a rezolucija, 16:9 odnos ivica ekrana (dosadaekrana (dosadaššnji 4:3), okrunji 4:3), okružžujuujućći sistem zvuka, mogui sistem zvuka, mogućća a implementacija servisa interaktivne televizijeimplementacija servisa interaktivne televizije

16

Televizija visoke rezolucijeTelevizija visoke rezolucije

4:316:9

Inovacije kod telefonskih, raInovacije kod telefonskih, raččunarskih, unarskih, CATV mreCATV mrežža i mrea i mrežža za bea za bežžiiččni prenosni prenos

17

Internet

Istorijski razvoj Interneta

18

Istorijski razvoj Interneta

Počeci Interneta trasirani su od strane ARPANET eksperimenta prvenstveno namenjen uvođenju, u to vreme, jedne nove tehnologije - paketna komutacija (packet switching)ARPANET je postao operativan 1969. godine - povezivao je četiri paketno-komutirana čvora tipa host računar i terminale, bitskom brzinom prenosa od 50 kbpsPrve dve važne aplikacije razvijene od strane ARPANET-a bile su:– TELNET - omogućava da se korisnik jednog računara

prijavi za rad na nekom drugom udaljenom računaru i – FTP - omogućava razmenu datoteka putem Internet-a

Internet

Uključenje personalnih računara na Internet pomogao je razvoj tzv. “killer-applications” :

–– Elektronska poElektronska poššta ta -- ee--mailmail -- mehanizam prenosa poruka mehanizam prenosa poruka između razliizmeđu različčitih raitih raččunaraunara

–– World Wide WebWorld Wide Web -- globalni hipertekstualni sistem koji koristi globalni hipertekstualni sistem koji koristi Internet kao transportni mehanizamInternet kao transportni mehanizam

–– EE--commercecommerce –– elektronska trgovinaelektronska trgovina

–– Voice PortalsVoice Portals -- pristup Internetu pomopristup Internetu pomoćću telefona uz u telefona uz automatsko prepoznavanje i sintezu govoraautomatsko prepoznavanje i sintezu govora

19

IP adrese

Mesto svakog računara svake pojedinačne mreže uključene na Internet mora biti: jedinstvenoIP adresa je obima 32-bita, a to znači da je moguće adresirati 232 = 4 294 967 296 hostova

Primer:Numerički zapis sa 4 bajta: 128.2.7.9 što odgovara binarnom zapisu:

10000000 | 00000010 | 00000111 |00001001

IP adreseIP adresu čine dva polja: (a) adresa mreže (Network address, Network ID) - identifikuje mrežu i (b) adresa računara (Host address, HostID) - identifikuje računar u okviru mreže

20

Klase Internet adresaKlase Internet adresaKlasa A obezbeđuje adresiranje do 128 (27) različitih mreža i do 16 777 216 (224) hostova po svakoj mreži - mali broj mreža sa velikim brojem hostova po mrežiKlasa B omogućava adresiranje do 214 mreža i do 216 hostova po mreži - dobar kompromis između krajnjih rešenja Klasa C dozvoljava adresiranje do 221 mreža pri čemu svaka može da ima do 28 hostova - veliki broj mreža sa relativno malim brojem hostova

IP adreseNačin zadavanja Internet adrese kao niza brojeva nije prirodan čoveku, jer je nepodesan za pamćenje imenaUporedo sa Internet adresama uvedena su odgovarajuća simbolička imena kao npr. www.yahoo.com ili www.vps.ns.ac.yuAnalogija sa servisima koje pruža javna telefonska mrežaTelefonski imenik sadrži imena pretplatnika. Ako želimo nekom korisniku da doznamo telefonski broj mi prvo u imeniku nalazimo njegovo ime, a zatim i odgovarajući telefonski brojTelefonski imenik, vrši preslikavanje imena korisnika (simbolička imena) u stvarni telefonski broj (aktuelna adresa)Slična logika se koristi kod Interneta

21

DNS DNS -- Domain Name SystemDomain Name SystemAplikacija koja omogućava preslikavanje simboličkih imena u Internet adrese i obrnuto naziva se DNS (Domain Name System)Za svaku lokalnu mrežu uveden je DNS server koji sadrži datoteku sa imenima i Internet adresama računara te mrežeDNS serveri međusobno komunicirajuSvaki od DNS servera može pristupiti bilo kom drugom DNS serveru sa upitima o imenima računara njegove mreže

Struktura dodeljivanja imena kod Interneta

Način dodeljivanja imena kod Interneta zasniva se na korišćenju oznaka (labela) koje se razdvajaju tačkomPrimer: vps.ns.ac.yu

Organizacija imena raOrganizacija imena raččunara u Internetu je strogo unara u Internetu je strogo hijerarhijska i mohijerarhijska i možže se predstaviti stablom, u kome svakom e se predstaviti stablom, u kome svakom ččvoru odgovara jedna labela, jedino je koren stabla voru odgovara jedna labela, jedino je koren stabla neimenovani neimenovani ččvor, tj. vor, tj. ččvor bez labelevor bez labele

labele

22

● Neimenovani koren

arpa com edu gov int mil net org ae yu zw......

mit yale co org ac

krstarica . . .bg ns

uns

Hijerarhijska organizacija InternetaSpecijalizovani domen koji se koristi prilikom preslikavanja s. imena u Internet adresu

Domeni organizacija

Nacionalni (geografski) domeni

Resolver Resolver

Aplikacija koja želi da uspostavi komunikaciju sa računarom kome zna samo ime mora pre uspostave same veze pokrenuti program pod nazivom resolver

Resolver se obraća DNS serveru mreže na kojoj se nalazi traženi računar i kao rezultat aplikaciji vraća njegovu Internet adresu

23

●Neimenovani koren

arpa com edu gov int mil net org ae yu zw......

mit yale co org ac

krstarica . . .bg ns

vps

Primer rada resolver-a (prevođenje imena računara u Internet adresu)

im

TCP/IP

24

UvodMrežne tehnologije kakve su Ethernet, Token Ring i FDDI - obezbeđuju samo pouzdanu vezu između jednog i drugog čvora u istoj mreži,

Ali ne i funkcije koje se odnose na prenos podataka iz jedne mreže ka drugoj ili jednog mrežnog segmenta ka drugom

Da bi se podaci prenosili kroz mreže potrebno je koristiti adresne šeme (tehnike) koje će biti razumljive (interpretirane) za bridge, gateway i rutere

Međusobno povezivanje mreža se naziva umrežavanje (internetworking ili internet)

Svaki deo internet-a naziva se sub-mreža (subnet)

UvodProtokol - skup pravila za korektnu razmenu podataka između dva uređaja (računara)

TCP/IP (Transmission Control Protocol and Internet Protocol) -par protokola koji omogućava da jedan deo subnet-a komunicira sa drugim

IP deo odgovara mrežnom-nivou (network-layer) OSI modela, dok TCP deo transportnom-nivou (transport-layer)

Rad ovih protokola transparentan je fizičkom-nivou i nivou-veze pa se zbog toga par TCP/IP može koristiti za rad Etherneta, FDDI ili Token Ring-a

25

OSI i TCP/IP modelOSI i TCP/IP model

TCP protokol

Sa tačke gledišta OSI modela, TCP pripada transportnom, a IP mrežnom nivou. To znači da se TCP nalazi iznad IP, tj. IP zaglavlje se uobičajeno dodaje informaciji koja se prima sa višeg nivoa (kao što su transport, sesija, prezentacija i aplikacija)

Glavni zadatak TCP-a - da obezbedi korektan i pouzdan protokol na transportnom nivou

26

TCP protokol

TCP karakterišu sledeće osobine:– pouzdan u radu, – orijentisan da podržava vezu između čvorova u

mreži,– ponaša se kao nizovno-orijentisani server koji

koristi princip potvrđivanja poruka– uz pomoć TCP-a, veza se inicijalno, uspostavlja a

zatim održava dok prenos traje

IPv4IPv4

IPv4IPv4 je osnovni protokol Interneta, je osnovni protokol Interneta, ččiji inicijalni dizajn nije iji inicijalni dizajn nije predviđao okolnosti koje su se pojavile ekspanzijom i popularnopredviđao okolnosti koje su se pojavile ekspanzijom i popularnoššćću u Interneta i raInterneta i raččunarskih tehnologija.unarskih tehnologija.

Ove okolnosti se ogledaju u sledeOve okolnosti se ogledaju u sledeććim problemima i potrebama:im problemima i potrebama:Eksponencijalni rast InternetaEksponencijalni rast InternetaNedostatak IPv4 adresnog prostora Nedostatak IPv4 adresnog prostora -- sadrži 32-bitnu IP adresu odredišnog čvora Velike tabele rutiranjaVelike tabele rutiranjaAutokonfiguracijaAutokonfiguracijaBezbednost podataka na IP nivouBezbednost podataka na IP nivouQoS (QoS (Quality of ServiceQuality of Service))

27

IP Ver 6U IPv6, novi (ali ne još široko korišćen) standardni Internet protokol, gde su adrese 128 bita široke, što bi, čak i sa velikim dodelama netblokova, trebalo da zadovolji blisku budućnost.

Teoretski, postojalo bi tačno 2128, ili 3.403×1038 unikatnih adresa domaćinskih interfejsa.

Kada bi zemlja bila sačinjena kompletno od zrna peska od 1cm³, onda bi mogla da se dodeli jedinstvena adresa svakom zrnu u 300 miliona planeta veličine zemlje.

Ovaj veliki prostor za adrese će biti retko popunjen što omogućava da se ponovo kodira više informacija za rutovanje u same adrese.

(Rutiranje predstavlja pronalaženje puta (rute) između dva računara povezana na Internet)

Mehanizmi tranzicije sa IPv4 na IPv6Mehanizmi tranzicije sa IPv4 na IPv6

Prelazak sa IPv4 na IPv6 je komplikovan i dugotrajan proces kojikarakteriše neophodnost postojanja oba protokola na zajedničkoj fizičkoj infrastrukturi

Paralelno sa dizajnom IPv6, osmišljene su različite tehnologije i tipovi adresiranja koji omogućavaju komunikaciju uređaja u okruženju oba protokola

Mehanizmi tranzicije sa IPv4 na IPv6 treba da olakšaju integraciju novih IPv6 i postojećih IPv4 mreža i aplikacija

28

IPv6IPv6

Kako bi se zadovoljili zahtevi danaKako bi se zadovoljili zahtevi današšnjeg (i budunjeg (i buduććeg) eg) Interneta, IPv6 donosi sledeInterneta, IPv6 donosi sledećće karakteristike:e karakteristike:

VeVećći adresni prostori adresni prostorJednostavnije zaglavlje za efikasniju obradu paketaJednostavnije zaglavlje za efikasniju obradu paketaSlojevitost u hijerarhijskoj strukturi mreSlojevitost u hijerarhijskoj strukturi mrežže za efikasnije rutiranjee za efikasnije rutiranjeFleksibilno zaglavlje sa nizom opcijaFleksibilno zaglavlje sa nizom opcijaPodrPodrššku za ku za šširoko primenjene protokole rutiranjairoko primenjene protokole rutiranjaPodrPodrššku za autokonfiguraciju raku za autokonfiguraciju raččunaraunaraPodrPodrššku za bezbednost podatakaku za bezbednost podatakaUgrađena podrUgrađena podršška za alokaciju resursa i kvalitet servisa (QoS)ka za alokaciju resursa i kvalitet servisa (QoS)

Najpoznatiji pretraživačiwww.google.comwww.excite.comwww.ask.comwww.freeality.comwww.europages.comhttp://search.msn.comhttp://search.netscape.com

www.yahoo.comwww.altheweb.comwww.lycos.comwww.webbrain.comwww.goto.comwww.vivisimo.comwww.aewi.com

Najčešće korišćene komande

www.northernlight.comwww.clickandsearch.comwww.mamma.comwww.gigablast.comwww.invisibleweb.comwww.altavista.comwww.teoma.com

www.webcrawler.comwww.search.comwww.37.comwww.metacrawler.comwww.searcheurope.comwww.euroguide.comwww.hotbot.com

Komanda Opis

+ Donosi stranice sa svim zadatim rečima- Eliminiše stranice sa nekom reči“ “ Donosi stranice sa tačnim izrazom + - “ “ “traženi pojam”-”neželjeni pojam”title Pretraživanje po naslovima :title: traženi pojam* Zamenjuje jedno slovo, obično na kraju reči zbog padeža OR Za pronalaženje različitih fraza. Radi na “Google-u”AND Funkcioniše kao +. Ponekad daje bolje rezultate.NOT Funkcioniše slično simbolu -

29

Internet