Računarske mreže

Osnovni pojmovi, topologije, internet i servisi

1

Ciljevi – šta ćemo naučiti

Šta su računarske mreže? Od čega se sastoje i čemu služe? Zašto su mreže slojeviti organizovane? Šta su mrežni protokoli? Šta su mrežni hardver, komunikacioni

vododvi i mrežni softver?

2

POJAM I VRSTE RAČUNARSKIH MREŽA

3

4

Povezivanje u mrežu

komunikacija, deljenje podataka i informacija, deljenje softvera, deljenje hardvera

Računari ih mogu koristiti po princupu: korisnika (user-level) - zajedničkom resursu se

dodjeljuje lista korisnika sa lozinkama uz čiju upotrebu samo oni mogu da mu pristupe

zajedničkog uređaja (share-level) - resurs se deklariše kao zajednički, te mu pristupaju svi korisnici sa ili bez lozinke.

5

Računarsku mrežu čine

računari (radne stanice) - hostovi komunikacione linije komunikacioni hardver i softver

6

Računar - host Mreže se dele na:

peer to peer (isti s istim) ili mreže računara istog prioriteta

server based networks (serverske mreže)ili mreže sa centralizovanim podacima na serveru koje koriste ostali klijenti na mreži

SERVER – sistem koji pruža svoje resurseKLIJENT – sistem koji inicira kontakt sa serverom da bi koristio resurse.

7

Peer to peer –mreže računara istog prioriteta Svi računari su jednaki, Svaki računar funkcioniše

kao klijent i kao server, Ne postoji imenovan

administrator za celu mrežu. Korisnik svakog računara

odlučuje koji podaci sa njegovog računara se mogu deliti na mreži.

Npr. Bittorent

8

Server based networks -serverske mreže

Server je moćan centralni računar

Računar može biti i klijent i server – uloga je određena softverom koji se izvršava i koji kontroliše komunikaciju,

Npr. Web-server, mail-server i sl.

9

Vrste računarskih mreža- po veličini-

LAN (Local Area Network) – vezane su za jednu kompaniju, firmu, školu i sl . PAN (Personal Area Network) – raspona nekoliko metar,

namenjena za jednog čoveka, npr. Bluoetooth CAN (Campus Area Network) – mreže raspona kampusa npr.

univerzitet, kompanije, vojne baze itd. MAN (Metropolitan Area Network) – gradske oblasne se

rasprostiru na području grada, okruga, velike kompanije i sl.

WAN (Wide Area Network) – prisutne su na području jedne države, grupe država, kontinenta,

10

LAN (Local Area Networks) -topologija

Topologija mreže - fizički raspored računara, kablova i drugih komponenti mreže magistrala zvezda prsten kombinacije

11

Magistrala

Podaci se šalju svim umreženim računarima, ali informaciju prihvata samo onaj računar čija se adresa poklapa sa adresom kodiranom u signalu.

Sadrži: Stablo, kičma ili segment - kabl (engl. trunk, backbone) koji

sve računare povezuje pravolinijski. terminator : to je komponenta koja se postavlja na svaki

kraj kabla da bi se signal zaustavio.

Ako se kabl fizički preseče ili ako se jedan kraj isključi, u kablu nastaje prekid.

12

Zvezda

Signal se prenosi od računara koji ga šalje, kroz hab, do svih ostalih računara u mreži, a prihvata ga samo onaj čija je adresa na paketu.

Ako padne jedan računar ili se pokvari jedan kabl koji vodi do haba, samo taj računar neće moći da šalje i prima podatke dok ostatak mreže normalno nastavlja sa radom.

13

Prsten

Signal putuje po petlji u jednom smeru i prolazi kroz svaki računar.

Svaki računar se ponaša kao repetitor koji pojačava signal i šalje ga sledećem računaru.

Podaci u topologiji prstena predaju se uz pomoć "tokena" (oznake, znamenja...).

Animacija

PRINCIP RADA RAČUNARSKIH MREŽE

14

Deljenje kanala za komunikaciju

Statičko Deljenje vremena – svaki računar ima definisan

vremenski interval u kome može da komunicira Deljenje frekvencije - svaki uređaj ima definisan

raspon frekvencija kojima može da komunicira Deljenje kodiranjem – za mobilnu telefoniju i

zasniva se na složenim matematičkim algoritmima

Dinamičko Detekcija sudara – žičane mreže Izbegavanje sudara – bežične mreže

15

Komutiranje paketa

Slanje velikih količina podataka usporava rad mreže gušenje mreže od strane jednog računara postojanje grešaka prilikom prenosa (oporavak

od greške)

Rešenje: Poruka se deli na manje pakete Svaki paket nezavisno putuje kroz

mrežu

16

17

Paketi

Paket je osnovna jedinica mrežne komunikacije.

Prenos se ubrzava tako da svaki računar iz mreže ima više prilike da predaje i prima podatke.

18

Delovi paketa podatka

identifikator paketa – za razlikovanje paketa adresa primaoca adresa pošiljaoca definisanje tipa podataka – da li je ASCII karakter ili

binarni sadržaj polje podataka provera ispravnosti podataka – na mestu prijema se

izračuna broj koji je upisan

IP APr APo TPo Podatak IsPo

19

Standardizacija mreznih komunikacija

PROTOKOLI – pravila (procedure) po kojima se ostvaruje prenos podataka, odnosno paketa podataka, kroz određenu topologiju mreže

Slojevitost komunikacije – viši slojevi komuniciraju pomoću nižih

Na višim slojevima nije potrebno poznavati detalje niže komunikacije

Ni niži slojevi ne moraju da znaju za detalje viših slojeva

Mrežni slojevi i protokoli

20

21

Stvaranje paketa 7 nivoa komunikacije

Aplikacioni nivo Prezentacioni nivo Sesioni nivo Transportni nivo Mrežni nivo Podatkovni nivo Fizički nivo

Fizički sloj Brine kako preneti pojedinačne bitove

između dva susedna čvora komunikacije Ne brine o tome šta ti bitovi predstavljaju,

odakle i kuda idu.

22

Podatkovni sloj (vezni sloj)

Osigurava pouzdanu vezu između susednih čvorova komunikacije tj. da poslato bude identično primljenom.

Uz podatke se dodaju bitovi za proveru ispravnosti i automatsko ispravljanje grešaka (CRC).

Usklađuju se brži sa sporijim uređajima i kontrološe protok kroz kanal veze.

Npr. Ethernet i Wifi 23

Mrežni sloj

Prvi sloj svestan celine mreže Zadaci:

Adresiranje svih čvorova mreže Rutiranje – određivanje putanje podataka do

odredišta.

Ruteri – prihvataju podatke i određuju sledeći čvor na osnovu adrese odredišta i stanja mreže.

Npr. IP- protokol24

Transportni sloj Realizuje paketno komutiranje – prihvata

podatke sa viših slojeva, deli ih u manje celine (pakete) i šalje na odredište korišćenjem nižih slojeva.

Kontrola zagušenja – usporava slanje paketa dok se mreža ne rastereti

Multipleksiranje – omogućava da na host računarima više programa istovremeno koristi mrežu.

Npr. TCP i UDP

25

Aplikacioni sloj Svaka aplikacija definiše svoj protokol

komunikacije: http – u okviru web-a ftp – prenos podataka IMAP, POP3, SMTP – za elektronsku poštu

26

MREŽNI HARDVER

27

28

Mrežne LAN - kartice Mrežne kartice ili adapteri su

instalirane unutar kućišta. Za žičanu ili Za bežičnu komunikcaiju

Modem – uređaj koji konvertuje digitalni signal računara u analogni (za prenos kroz postojeće instalacije: telefon, kablovska TV) modulator-demodulator Kablovski ili ADSL

29

Habovi (Hubs)

Habovi prosleđuju sve pakete koji dođu do njih bez analize i obrade.

Kada dobije poruku, hab je prosleđuje svim računarima u mreži.

Podatak prima samo jedan računar na osnovu odredišne adrese podataka.

Animacija

30

Repetitori (repeaters)

Signal na putu kroz kabl slabi – treba ga pojačati. Repetitor se postavlja na mesto do kojeg signal

dolazi u normalnom obliku, ali ga je potrebno pojačati da bi svoj put mogao nastaviti dalje prema drugom segmentu mreže.

Repetitori ne mogu ništa da prevode ili filtriraju

31

Mostovi (Bridges)

sličan habovima i repetitorima jer spaja više nezavisnih segmenata i radnih grupa

most prosljeđuje podatke onoj mreži u kojoj se nalazi primalac

32

Svičevi (Switches) Svič prosljeđuje pakete

podataka samo odgovarajućem portu za određenog primaoca, na osnovu informacija koje se nalaze u hederu (zaglavlju) paketa podataka.

omogućavaju da više korisnika komunicira istovremeno.

33

Ruteri (Routers) Namenjeni su povezivanju

raznorodnih mreža (npr. WiFi i Ethernet) i povezivanju mreže sa internetom.

uređaji koji poznaju adrese svih segmenata i koji pronalaze najbolju putanju za protok podataka.

Na mrežnom nivou: analiziraju pakete, određuju putanje, prevode adrese,...

KOMUNIKACIONI MEDIJUMI

34

Komunikacioni medijumi

Prenose podatke elektromagnetnim talasima (radio talasi, optički talasi, mikrotalasi) Kablovi Bežični medijumi

Protok u mreži izražava se Mbps

35

Kablovi

Upredene parice Koaksijalni kablovi Optički kablovi

36

37

Upredene parice (twisted pair)

Uparene izolovane bakrne žice Uvijene da bi se smanjile smetnje UTP ("unshielded") kablovi - Ovi

kablovi su okolo zaštićeni polivinil omotačem, ali ne i metalnom košuljicom. Osetljivi na spoljna zračenja.

100Mbps (pa i 1Gbps)

38

Koaksijalni kablovi (coaxial cable)

Za prenos radio i televizijskih signala,a sada i za kablovski internet.

Sredinom takvog kabla prolazi centralni provodnik (bakar ili aluminijum). Oko njega je izolator, pa onda spoljni provodnik u obliku metalne košuljice. Kabl je okolo zaštićen polivinil omotačem.

39

Optički kabl (optical fiber cable)

Oni su sačinjeni od vlakana sa centralnim staklenim jezgrom obavijenim staklenim omotačem.

Vlakna su zaštićena sa nekoliko slojeva zaštitne obloge. Kroz vlakna se prenosi svetlost (koju proizvodi laserska

ili LED dioda). Optička vlakna prenose podatke samo u jednom smeru,

pa zato takvi kablovi imaju u sebi po dva optička vlakna.

Otporni su na elektro magnetne uticaje i najčešće čine osnovu tzv. kičmu (backbone) bilo koje ozbiljnije telekomunikacione mreže.

Brzine idu i do nekoliko Tb/s.

40

Bežično povezivanje

Svetlosni zraci Infracrveni Laserski

Radio talasi Povezivanje sa satelitom Bluetooth

Bluetooth

41

Za komunikaciju na malim razdaljinama (10 m)

Računar sa periferijskim uređajima ili mob telefonima

Brzina 3Mb/s

Bežične lokalne mreže

Koriste radio talase za komunikaciju više uređaja na kraćem rastojanju (10-100m)

Access point – pristupna tačka

Brzina 10-50Mb/s

42

Povezivanje udaljenih tačaka

Komunikacioni sateliti Prenos podataka Telefonskog i televizijskog signala

43

Mrežni softver

Obuhvata različite slojeve Drajver za mrežnu katicu itd. Pregledač veba, pošte itd. (aplikacije)

Operativni sistemi sadrže skoro sve nivoe mrežnog softvera (osim aplikativnog)

44

INTERNET

45

46

Šta je Internet ?

Svetska (globalna) mreža računara

Servisi prenos datoteka elektronska pošta World Wide Web ...

zahtev

informacijeProvajder

podaci

Browser

47

Istorijat Interneta 60-ih - ARPANET 70-ih - Univerziteti priključeni

program za elektronsku poštu i chat

Telnet i FTP Ethernet TCP/IP koncept

80-ih – Poslovna primena mreže: BITNET, MILNET, CSNET,

NSFNET, UUNET i USENET prvi virusi oko 100 000 računara na Internetu.

90-ih – CERN uvodi WWW Formiran je InterNIC (Internet

Network Information Center) radi administriranja usluga na Web-u.

Upotreba PC-a i telefonskih linija elektronsko poslovanje nove tehnologije i protokoli podrška mobilnim korisnicima

2000-ih - IPv4 adresni prostor je iscrpljen (uvodi se IPv6) video, telefonija i HDTV (High

Definition TV) preko Interneta. ISDN i DSL linije dostupne

prosečnim korisnicima.

48

Veza sa Internetom

Dial-up pristup Internetu ISDN – priključak Stalna veza

SDSL – internet u firmi ADSL – za firme i kućne korisnike Kablovski Internet

49

Mrežni servisi

Elektronska pošta – za razmenu tekstualnih poruka koje mogu da imaju priloge u vidu tekst dokumenata, crteža , slika, fotografija, glasovnih poruka, muzičkih datoteka, filmova.

WWW – omogućava pretraživanje Interneta korišćenjem grafičkog korisničkog interfejsa

TELNET - pristup udaljenom računaru i korišćenje njegovih programa.

FTP – prenos datoteka preko Interneta IRC – istovremena razmena poruka više korisnika Internet Phone – telefoniranje preko interneta. Radio i TV prenos – slušanje radio stanica i gledanje

TV programa

50

TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol

Transmission Control Protocol – kontrola prenosa, cepanje fajlova na manje delove i dodeljivanje svakom od njih posebnog zaglavlja.

Internet Protokol – koristi IP adrese računara i pravi svoje zaglavlje na TCP paketu.

51

Struktura Interneta

Svaki računar uključen u Internet mrežu može da se adresira na dva načina: navođnjem broja – numerička (IP) adresa mnemoničke adrese – simbolička adresa

Svaki računar na internetu, koji je javno dostupan, ima svoju javnu i unikatnu IP adresu.

NIC (Network Information Center) – servis Interneta koji određuje, dodeljuje i administrira IP brojeve.

52

IP adresa IP Adresa se sastoji od 4 (8-bitna) broja između kojih se pišu

tačke 10010011010110110001011011001001 – binarno 147.91.22.201

IP adresa se uparuje sa simboličkim imenom, jednostavnijim za pamćenje, pa je tako www.microsoft.com = 207.46.192.254

Domen – grupa mreža pod jedinstvenom administrativnom kontrolom (rs, edu, com, org, gov,...)

Poddomen – organizaciona celina nekog domena (ustanova, organizacija) (bg, ac, pmf,...)

Simboličko ime računara – (gimnazijasd ...) pmf.uns.ac.rs pmf.ni.ac.rs matf.bg.ac.rs alumni.matf.bg.ac.rs

53

Adresni plan mreže IP adrese se dele na

javne i privatne.

Svaki računar u našoj mreži mora da ima unikatnu adresu iz opsega privatnih adrese. Ti opsezi su sledeći: Opseg klase A: Dodeljuju se vladinim agencijama i veoma

velikim organizacijama, kao što je IBM. Opseg klase B: Dodeljuju se velikim organizacijama Opseg klase C: ostali

Opsezi privatnih adresa Početak opsega Kraj opsega Ukupno adresa

Opseg klase A 10.0.0.0 10.255.255.255 16 777 216

Opseg klase B 172.16.0.0 172.31.255.255 1 048 576

Opseg klase C 192.168.0.0 192.168.255.255 65 536

54

Osnove WEB-a

Browser – program za pregledanje sadržaja WEB-a

Html - Neki delovi stranice (tekst ili slika) su veze sa drugim prezentacijama

Adresa Web prezentacije: http:/ - ime protokola www – oznaka za vrstu komponente servera gimnazijasd.edu.rs – adresa i ime prezentacije