RAUNARSKE MREE

RAUNARSKE MREEOsnovni pojmovi

Digitalni raunari su ureaji koji slue za obradu informacija koje se predstavljaju pomou cifara binarnog brojnog sistema 0 i 1. Prema tome digitalni raunari operiu diskretnim veliinama, tj. brojevima. Binarna cifra se naziva bit. Informacija predstavljena na neki formalizovani nain koji omoguava uvanje, prenos i obradu, naziva se podatak. Binarno predstavljeni podaci u raunarima se sastoje od binarnih rijei. Binarna rije je ureeni niz binarnih cifara 0 i 1 koji ima odreeno znaenje. Predstavljanje podataka na nain koji se razlikuje od uobiajenog naziva se kodovanje. Tanije reeno kodovanje je operacija kojom se simboli jedne azbuke predstavljaju simbolima druge azbuke. Da bi se u raunaru obavila neka obrada informacija, mora se prethodno definisati algoritam te obrade. Pod pojmom algoritam podrazumjeva se tano odreeni tok izvoenja nekog postupka koji se primjenjuje na skup podataka radi dobijanja rezultata. U raunaru se algoritmi takoe predstavljaju pomou binarnih rijei koje se u ovom sluaju nazivaju naredbama, instrukcijama ili komandama. Ureeni niz naredbi kojima je definisan neki algoritam obrade informacija naziva se program. Struktura raunara

Raunar se sastoji iz dva dijela: hardverskog i softverskog. Hardver predstavlja fizike dijelove raunara. Softver predstavlja programski dio, odnosno onaj dio koji upravlja obradom podataka i objedinjuje rad svih dijelova raunara. Najoptije reeno rad raunara se odvija u tri etape, a to su:

-unoenje podataka u raunar

-izvravanje naredbi nad unijetim podacima prema programu koji je prethodno ve unijet u raunar

-izlaz dobijenih rezultata iz raunara.

U funkcionalnom pogledu raunar se sastoji iz tri osnovna modula:

-procesora

-operativne memorije

-ulazno/izlaznih ureaja.Procesor i operativna memorija su obino smjeteni na jednoj ploi sa tampanim vezama koja se naziva matina ploa. Ulazni i izlazni ureaji nazivaju se jednim imenom periferne jedinice (periferije). Procesor predstavlja osnovni dio raunara. U njemu se izvravaju naredbe, odnosno u njemu se realizuje obrada informacija. esto se naziva centralnom procesorskom jedinicom (CPU). Procesor se sastoji od operacione jedinice (aritmetiko-logike jedinice) i upravljake jedinice. U operacionoj jedinici se izvravaju aritmetike i logike operacije nad podacima koji se uzimaju iz operativne memorije. Up0ravljaka jedinica ispituje signale logikih uslova i na osnovu toga generie upravljake signale koje alje u operacionu jedinicu. Upravljaka jedinica organizuje i usaglaava rad svih jedinica u raunarskom sistemu i to u skladu sa programom koji se nalazi u operativnoj memoriji. U upravljakoj jedinici se nalazi i generator takta koji odreuje svaki elementarni korak raunara. Operacija koja se realizuje u jednom taktu naziva se mikrooperacija.Operativna memorija slui za smjetanje podataka koji se obrauju, programa po kome se obavlja obrada, kao i rezultata obrade. Sastoji se od skupa adresno organizovanih elija. Osnovni parametri operativne memorije su duina adresabilne elije, kapacitet i vrijeme pristupa. Duina adresabilne elije izraava se u broju razreda, odnosno broju bitova koji se mogu u nju smjestiti. Adresabilne elije su obino duine 8, 16, ili 32 razreda, a mogu biti i due. Zato se govori o osmobitnim, 16-stobitnim i 32-bitnim raunarima. Danas se najee koriste 32-bitni raunari. Uobiajeno je da se memorijska elijaduine 8 razreda naziva bajt. Kapacitet operativne memorije se izraava ili brojem adresabilnih elija ili brojem bajtova. Vee jedinice su kilobajt, megabajt, gigabajt itd. Svaka naredna jedinica je vea od prethodne za 1024 puta. Vrijeme pristupa operativnoj memoriji definie se kao vrijeme pristupa adresabilnoj eliji. Vrijeme pristupa bilo kojoj lokaciji tj. eliji u operativnoj memoriji uvijek je isto. Zato se kae da operativne memorije spadaju u klasu memorija sa ravnopravnim pristupom. U okviru operativne memorije razlikuju se dvije vrste memorija:-RWM memorije

-ROM memorije.

RWM memoriju karakterie mogunost da korisnik neogranieno mnogo puta mijenja sadraj ove memorije upisivanjem novih informacija. esto se ova memorija naziva RAM memorija. Nedostatak RWM memorije je to je izbrisiva. Odlika ROM memorije je da ima fiksan sadraj, odnosno podaci koji su unijeti jo u vrijeme njene izrade mogu se samo itati, ali ne mogu se vie brisati, niti mijenjati. Postoji vrsta ROM memorije tzv. PROM memorija u koju korisnik moe sam da unese podatke. PROM memorija poslije upisivanja sadraja postaje ROM memorija. Dalji razvoj je doveo do EPROM memorije gdje postoji mogunost brisanja i ponovnog upisivanja podataka, a brisanje podataka se postie posebnim putem i to kod UEPROM memorije sadraj se brie pomou ultraviolentne svjetlosti, dok se danas sve vie koristi EEPROM memorija sa brisanjem elektrinim putem. Ulazno-izlazna jedinica

Komunikacija raunara sa drugim sistemima ili sa ovjekom ostvaruje se putem ulazno-izlaznih jedinica. Ulazno-izlazna jedinica se sastoji od periferijskog ureaja i kontrolera. Periferijski ureaji se koriste za konverziju informacije iz oblika kojim se slui ovjek ili koji koriste drugi sistemi u oblik koji je pogodan za obradu na raunaru. Kontroleri ili interfejsi slue za vezu izmeu periferijskog ureaja i procesora, odnosno operativne memorije. U njemu se nalazi upravljaka jedinica i skup registara koji se u odnosu na funkciju dijele u tri grupe: registre naredbi, registre stanja i registre podataka. Da bi se na monitoru raunara mogao predstaviti neki grafiki prikaz, mora postojati odgovarajui adapter koji se naziva grafika kartica. Da bi raunar mogao da vri obradu zvuka i dinamike slike, neophodno je u raunar ugraditi odgovarajue adaptere, tj. zvunu karticu i video karticu. Raunar se sa drugim jedinicama (tastaturom, miem, tampaem...) ili na mreu povezuje preko prikljuaka koji se nazivaju portovi. Softver

Softver, odnosno programi koje izvrava raunar mogu se podijeliti u dvije osnovne grupe:

-aplikativni ili korisniki softver, odnosno program

-sistemski softver, odnosno program.

Aplikativnim programima se nazivaju programi koje korisnik upotrebljava za rjeavanje problema kojima se bavi. Aplikativne programe u principu definie i izrauje sam korisnik ili ih kupuje od specijalizovanih firmi za izradu softvera. Sistemski softver predstavlja skup programa koji olakavaju vezu izmeu korisnika i hardvera raunara. U sistemske programe spadaju svi oni programi koji su stalno prisutni u raunaru te korisniku omoguavaju lake, jednostavnije i efikasnije korienje raunara. U zavisnosti od funkcije koju obavlja sistemski softver se dijeli na:-operativni sistem ili upravljaki softver

-usluni softver.

Skup upravljakih programa naziva se operativni sistem. Zadatak operativnog sistema je da korisniku omogui lako i efikasno korienje raunara. U principu raunar moe da radi bez operativnog sistema. Prvi raunari nisu posjedovali operativni sistem, pa je zbog toga rad na tim raunarima bio ekstremno sloen i teak. Operativni sistem ima slojevitu, modularnu strukturu, a osnovni dio se naziva jezgro ili nukleus. Na jezgro se logiki nadograuju ostali moduli. Operativni sistemi se stalno razvijaju, ime se obezbijeuje korisnicima sve komforniji rad i efikasniju eksploataciju raunara.

Usluni softver se obino dijeli u tri grupe programa:

-jezike procesore

-servisne programe

-pomone programe i potprograme.

U jezike procesore spadaju programi-prevodioci, tj. kompajleri i interpreteri. Kompajleri i interpreteri predstavljaju programe koji prevode izvorni program u objektni program, tj. u program koji je preveden na mainski jezik. Prilikom prevoenja izvornog programa u izvrni program koriste se usluni programi tzv. linkeri. iji je zadatak da u objektni program unesu potprograme ili rezultate rada potprograma koji su navedeni u izvornom programu. U servisne programe spadaju izmeu ostalih tzv. editori koji omoguavaju pisanje programa, programi za sortiranje podataka, programi za rukovanje datotekama, programi za prenos podataka sa jednog medijuma na drugi itd. U pomone programe svrstavaju se programi koje korisnik moe da pozove iz neke biblioteke programa.

Dananji raunari se zasnivaju na fon Nojmanovoj koncepciji koju karakterie:

-programsko upravljanje, pri emu je program smjeten u operativnu memoriju

-definisanje adresa operanada

-sekvencijalno izvravanje naredbi

-da su naredbe i podaci istog oblika.

Pojam mree

Za dva raunara se kae da su meusobno povezana ako mogu da razmjenjuju informacije. Mrea za prenos podataka predstavlja bilo kakvu konfiguraciju vie raunara ili jednog raunara i njegovih terminala u kojoj je mogua razmjena podataka. Povezivanjem raunara u mreu omoguava se korisniku da brzo pristupi izvorima informacija bez obzira koliko su oni fiziki udaljeni od korisnika. Raunarska mrea predstavlja grupu samostalnih raunara koji su meusobno povezani, tj. koji mogu meusobno da razmjenjuju podatke. Kada se kae da su raunari samostalni (autonomni), to znai da izmeu njih ne postoji odnos nadreeni-podreeni. Postavlja se pitanje da li konfiguracija koja se sastoji od jednog velikog raunara i vie udaljenih terminala i tampaa predstavlja raunarsku mreu? Ako ovi terminali ne mogu meusobno direktno razmjenjivati informacije, ve samo posredstvom centralnog raunara, to znai da je ovakva konfiguracija zasnovana na principu nadreeni-podreeni pa iz definicije raunarskih mrea zakljuujemo da ovakva konfiguracija nije raunarska mrea. S druge strane u ovoj konfiguraciji, kao i u raunarskoj mrei se obavlja prenos podataka to znai da se radi o mrei za prenos podataka. Dakle mrea za prenos podataka predstavlja iri pojam od raunarske mree. Svaka raunarska mrea je mrea za prenos podataka, ali svaka mrea za prenos podataka nije raunarska mrea. Mrea u kojoj je jedan raunar centralni, tj. nadreeni dok su ostali raunari podreeni naziva se prosta mrea. Mrea samostalnih raunara (tj. raunarska mrea) esto se naziva sloena mrea. Raunar koji se u odnosu na centralni raunar ponaa kao podreeni raunar obino se zove terminal.

Prosta mrea sadri jedan centralni raunar i vie terminala. Centralni raunar upravlja podacima koji se razmjenjuju izmeu centralnog raunara i terminala, odnosno podreenih raunara. Zbog toga terminali ne mogu meusobno direktno da komuniciraju, ve samo posredstvom centralnog raunara. Svaki terminal u mrei predstavlja udaljenu ulazno-izlaznu jedinicu posmatranog raunara. Za razliku od ulazno-izlaznih jedinica koje se nalaze neposredno uz raunar, te se mogu direktno ukljuiti u odgovarajue interfejse, fiziki udaljeni terminali se povezuju pomou dodatne opreme. Najjednostavniji nain povezivanja terminala na centralni raunar je da se svaki terminal vee za po jedan ulazni port raunara. Ovakva veza se naziva veza u zvijezdu ili zvjezdasta veza i predstavlja najstariji nain povezivanja mrea za prenos podataka i prikazana je na sledeoj slici:

Za prostu mreu u kojoj vie udaljenih terminala koriste istu komunikacionu liniju kae se da je vietakasta odnosno difuzna mrea. Terminala se povezuju na zajedniki kanal preko taaka grananja kao to je prikazano na slici:

Iako ovdje vei broj terminala dijeli istu liniju veze, ovdje nije rije o multipleksnom prenosu. Zbog toga se mora stalno voditi rauna da se ne bi dogodilo istovremeno emitovanje dvije ili vie poruka jer bi to izazvalo izoblienje prenoenih poruka. Zbog toga terminal smije da alje samo kada mu centralni raunar dozvoli, tj. kada ga prozove. Dva osnovna naina prozivanja su cirkularno i centralno prozivanje. U sluaju cirkularnog prozivanja centralni raunar redom pita svaki terminal da li eli neto da emituje. Prozvani terminal obavezno odgovara: ili potvruje da eli da emituje i emituje poruku, ili javlja da nema ta da emituje. Prozivanje se vri u krug po listi prozivanja terminala i unaprijed utvrenom redoslijedu. Kada treba neki terminal da se ee prozivaod drugih terminala, njegova adresa se unosi u listu prozivanja dva ili vie puta. Prednost cirkularnog prozivanja je to se jednostavno realizuje. Nedostatak je to centralni raunar mora da poalje poziv terminalu i da eka na njegov odgovor i onda kada terminal nema nita za predaju. Centralno prozivanje omoguava da prozvani terminal, poto potvrdi centralnom raunaru da prihvata poziv i poalje ono to ima za slanje, prozove sledei terminal. Na taj nain se tedi vrijeme, ali se sistem uslonjava jer izmeu terminala treba obezbijediti dodatni kanal za prozivanje.

Glavni nedostatak prostih mrea je to to raunari u toj mrei ne mogu direktno da komuniciraju izmeu sebe, ve iskljuivo posredstvom centralnog raunara. Ovo se rijeava upotrebom sloene mree, tj. raunarske mree(ili samo mree).

Klasifikacija raunarskih mrea

Raunarske mree se najee dijele prema:

-nainu povezivanja raunara u mreu

-nainu prenosa

-nainu ostvarivanja putanje pri prenosu podataka (konekcione i beskonekcione mree)

-rastojanju koje premoavaju.

Povezivanje raunara u mreu

Nain na koji je vie raunara meusobno povezano naziva se topologija povezivanja. Najjednostavniji nain da se poveu dva raunara je da se oni direktno spoje fiksnom linijom po principu veze od take do take. Ako treba meusobno povezati vie raunara, na prvi pogled izgleda da je najprostije da se svaki raunar direktno povee sa svim ostalim raunarima. Ovakav nain povezivanja naziva se topologija sa potpunim povezivanjem, a nekoliko primjera ovakve topologije je prikazano na sledeoj slici:

Direktno, odnosno potpuno povezivanje raunara je esto nepraktino.

-ako su raunari meusobno veoma udaljeni, na primjer nekoliko stotina ili hiljada kilometara, onda je izuzetno skupo postaviti fiziku liniju izmeu njih.

-sa prethodne slike se vidi da u sluaju potpunog povezivanja sa porastom broja raunara naglo raste ukupan broj potrebnih linija veze. Za potpuno povezivanje pet raunara potrebno je 10 linija veze, u sluaju 6 raunara broj potrebnih linija veze ve je 15, a za 10 raunara broj linija je 45. U oiptem sluaju za direktno povezivanje N raunara potrebno je 0,5N(N-1) komunikacionih linija, a svaki raunar mora da ima N-1 ulazno-izlaznih portova. Zbog potrebnih kablova i zbog ulazno-izlaznih portova cijena sistema raste srazmjerno kvadratu broja povezanih ureaja, pa je jasno da topologija sa potpunim povezivanjem predstavlja neekonomino rjeenje.

-raunar rijetko komunicira istovremeno sa svim ostalim raunarima u mrei, ak u datom trenutku posmatrani raunar najee komunicira sa jednim raunarom to znai da je tada zauzeta samo jedna linija, a da su sve druge linije slobodne.

Problem se moe rijeiti tako to e se svaki raunar prikljuiti na telekomunikacionu mreu. Na sledeoj slivi je prikazan nain povezivanja raunara preko telekomunikacione mree:

U daljem tekstu raunari koji mogu meusobno da komuniciraju nazivaju se stanice. Svaka stanica povezana je na mreni vor. vorovi se ne bave sadrajem podataka, njihov zadatak je da omogue povezivanje kako bi se podaci od izvorine stanice kroz mreu prenijeli do odredine stanice. Mrea omoguava da vie stanica zajedniki koriste transmisione ureaje, pa se tako znatno smanjuju trokovi u odnosu na sluaj kada svaki par stanica ima posebne transmisione ureaje. Takoe, sada je u svakoj stanici potreban samo po jedan ulazno-izlazni port.

Naini prenosa podataka

Kada se govori o nainu prenosa podataka, potrebno je znati:

-kakav je smjer prenosa (dupleksni, poludupleksni ili simpleksni prenos)

-da li se prenos podataka obavlja kroz jedan kanal ili vie kanala (serijski ili paralelni prenos)

-kako se usaglaava rad predajnika i prijemnika (sinhroni ili asinhroni prenos)

-kakva je tehnika prenosa (difuzni ili komutirani prenos)

Smjer prenosa

Svaki komunikacioni sistem u najoptijem obliku sastoji seod tri osnovna elementa:-izvora informacija-prenosnog medijuma

-korisnika informacija

U optem sluaju komunikacija se obavlja u oba smjera. To znai da izvor i korisnik informacija prema potrebi mjenjaju uloge. U telekomunikacijama, pa prema tome i pri prenosu podataka razlikuju se tri vrste veze: simpleksna, poludupleksna i dupleksna veza.

Simpleksna veza omoguava prenos samo u jednom smjeru. Jedan ureaj je uvijek predajnik, a drugi uvijek prijemnik i oni ne mogu da zamjene uloge. Primjeri simpleksnih veza su TV programi i radio programi.

Poludupleksna veza omoguava prenos u oba smjera ali ne u isto vrijeme. U jednom vremenskom intervalu jedan ureaj radi iskljuivo kao predajnik, a drugi kao prijemnik. U narednom intervalu oni mijenjaju svoje uloge. Primjer ovakve veze je veza policajca pozornika preko runih radiostanica sa policijskom centralom.

Dupleksna veza omoguava istovremeno i slanje i prijem podataka. Na primjer standardna telefonska veza predstavlja primjer dupleksne veze, oba korisnika mogu istovremeno da govore. Bolji primjer ovakve veze je video telefon. Za ostvarivanje dupleksne veze u principu je potrebno imati dva para provodnika, to znai da se moe smatrati da je dupleksna veza realizovana pomou dvije simpleksne veze. Dupleksnu vezu je mogue realizovati i sa jednim parom provodnika, ali uz odgovarajue modifikacije u odnosu na klasinu vezu.Paralelni i serijski prenos podataka

Tokom rada digitalnih sistema informacije, predstavljene nizovima bitova stalno se kreu izmeu pojedinih dijelova digitalnog sistema. Svi elementi digitalnog sistema moraju biti meusobno povezani kako bi se omoguio protok podataka. Prenos podataka moe da bude serijski i paralelan. Ako se izmeu predajnog i prijemnog mjesta prenos podataka vri kroz samo jedan kanal, onda se impulsi (bitovi) moraju slati sukcesivno jedan za drugim, pa je rije o serijskom prenosu. U dananjim telekomunikacijama prenos podataka je gotovo uvijek serijski. U raunarskoj tehnici prenos je obino paralelan, radi postizanja vee brzine. To podrazumjeva da izmeu predajnog i prijemnog mjesta postoji vie kanala, to omoguava istovremeni prenos onoliko bitova koliko ima kanala. Poto su u digitalnim sistemima podaci predstavljeni binarnim rijeima, odnosno ureenim nizovima bitova, najbri nain prenoenja binarne rijei iz jednog u drugi element sistema je da se cijela rije jednovremeno prenese.Na primjer ako su podaci duine 1 bajt, tj. 8 bitova, za paralelan prenos izmeu dva ureaja je potrebno da su ureaji meusobno povezani magistralom sa po 8 linija veze, odnosno sa po 8 provodnika.Paralelan prenos se koristi unutar raunara. Na taj nain raunar moe da postigne veliku brzinu obrade. Meutim paralelni prenos je veoma skup da bi se esto koristio pri prenosu podataka izmeu geografski udaljenih ureaja. U sluaju serijskog prenosa podataka binarna rije se prenosi jednom linijom veze bit po bit. Oigledno je da je serijski prenos znatno sporiji. Na primjer u navedenom prenosu rijei duine 1 bajt, serijski prenos e trajati 8 puta due od paralelnog prenosa podataka. Prenos podataka izmeu terminala i raunara ili izmeu dva raunara obino se vri serijski. Da bi se binarna rije predstavljena u obliku diskretnog elektrinog signala prenijela iz terminala u raunar, izmeu terminala i raunara mora da postoji kanal veze. Prenos se obavlja na sledei nain: Svaki naponski nivo koji predstavlja binarnu cifru traje neko odreeno uvijek isto vrijeme. Na prijemnoj strani mjeri se napon u svakom vremenskom intervalu i zavisno od vrijednosti napona, interpretira se kao binarna cifra 0 ili 1. To znai da otpremni i prijemni ureaj moraju biti sinhronizovani (koristei generator takta) kako bi se ispitivanje napona vrilo u odgovarajuim trenucima.

Sinhroni i asinhroni prenos

Predajnik moe da pone da alje podatke tek kada je prijemnik spreman da ih prima. Ako bi se prenosila samo jedna binarna rije poznate duine, prenos bi se uz potovanje dogovora o brzini prenosa obavio bez problema. Meutim u stvarnosti se rijetko prenosi jedna binarna rije ve se sekvencijalno prenose nizovi binarnih rijei. Ako bi u takvom prenosu prijemnik zapoeo prijem samo za jedan interval vremena trajanja bita kasnije, u raunar bi bili unijeti potpuno pogreni podaci. Da bi se ovaj problem rijeio koriste se dva naina prenosa podataka i to asinhroni i sinhroni.

Asinhroni prenos

Pri asinhronom prenosu se u grupu binarnih cifara odreene duine ubacuju dodatni bitovi i to na poetku niza obino jedan bit, tzv. poetni ili startni bit i na kraju niza jedan ili vie bitova, tzv. krajnji ili stop-bit. Broj stop-bitova zavisi od sluaja do sluaja i obino iznosi jedan ili dva. Poetni bit u sluaju asinhronog prenosa obavjetava prijemnik da slijedi podatak. Startni bit je uvijek 1. Stop bit u sluaju asinhronog prenosa obavjetava prijemnik da je binarna rije zavrena. Poto je startni bit 1, stop-bit e biti 0 jer on ima suprotnu vrijednost od startnog bita. Pri asinhronom prenosu ne vri se striktna sinhronizacija rada predajnika i prijemnika, ve se sinhronizacija ostvaruje putem start i stop-bita. U binarne rijei koje predstavljaju podatke u predajniku utiskuju se start i stop bitovi i prenose do prijemnika zajedno sa bitovima podataka. Na prijemu start i stop bitovi ukazuju na poetak i kraj informacionih podataka.Pri asinhronom prenosu raste broj bitova koje treba prenijeti. Na primjer ako se koristi po jedan start i jedan stop bit po osmobitnoj binarnoj rijei, umjesto 8 treba prenijeti 10 bitova. Zbog toga se asinhroni prenos koristi kada se prenos obavlja na mahove, u vremenskim intervalima razliitog trajanja, i kada je koliina podataka koja se prenosi mala. U periodu kada nema prenosa napon koji odgovara stop-bitu bie sve vrijeme prisutan na liniji. Do promjene napona dolazi u trenutku zapoinjanja prenosa nove binarne rijei. I u periodu kada nema prenosa podataka i predajnik i prijemnik redovno ispituju stanje u kolu kako bi mogli da prenesu odnosno prime novu binarnu rije im se za tim ukae potreba. Ovo neprekidno redovno ispitivanje kola radi otkrivanja eventualne pojave start bita obezbjeuje sinhronizaciju izmeu predajnika i prijemnika.

Sinhroni prenos

U sluaju sinhronog prenosa bitovi podataka se kontinualno prenose. Problem kako da prijemnik prepozna prvi bit prve binarne rijei je rijeen dovoenjem prijemnika u korak, odnosno u sinhronizaciju sa predajnikom prije poetka prenosa podataka. Brzina prenosa je fiksna, a preko linije veze obezbjeuje se da oba ureaja rade u istom taktu. Na taj nain se moe identifikovati svaki pojedinani bit. Da bi se mogla u datoj grupi primljenih podataka identifikovati na primjer neka osmobitna binarna rije prijemnik se mora podesiti na nizove od osam bitova. Podeavanje se postie tako to se prije zapoinjanja prenosa podataka vri neprekidno prenoenje znaka za sinhronizaciju. Znak za sinhronizaciju u ASCII kodu je 10010110. Predajnik neprekidno alje ovaj znak i kada je prijemnik podeen on zna da svaki niz od osam bitova predstavlja neku poslatu binarnu rije. Da bi se obezbijedilo da generatori takta predajnika i prijemnika ostanu u sinhronizaciji, poruka se dijeli u odreeni broj blokova podataka. U svaki blok se unose dodatne upravljake informacije, pa se ovakva struktura sastavljena od podataka i upravljakih informacija naziva ram. Format rama zavisi od toga da li se radi o bitski orijentisanom prenosu ili o znakovno orijentisanom prenosu. Razlika izmeu bitski i znakovno orijentisanog pristupa ogleda se u formatu rama i u interpretaciji upravljakih informacija. U sluaju bitski orijentisanog prenosa blokovi podataka posmatraju se kao nizovi bitova. Nijedan podatak niti upravljaka informacija ne interpretiraju se u obliku osmobitnih znakova. Poetak rama se oznaava specijalnom kombinacijom od osam binarnih cifara koja se naziva indikator. Kraj rama se oznaava istim indikatorom. Iza indikatora poetka rama nalazi se odreeni broj polja koja sadre upravljake informacije, potom slijedi polje podataka koje je promjenljive duine, zatim jo nekoliko upravljakih polja i konano ponavlja se indikator koji oznaava kraj rama. U sluaju znakovno orijentisanog prenosa blokovi podataka se posmatraju kao nizovi znakova i to obino osmobitnih znakova. Sinhronizacioni ili sinhro znak je specijalna binarna rije koja prijemniku signalizira poetak rama. Duina rama moe se definisati na dva naina. U jednom sluaju ram se zavrava takoe sinhro znakom i tada je zavrni sinhro znak drugaiji od sinhro znaka za poetak rama. U drugom sluaju u okviru upravljakih informacija nalazi se podatak o duini rama izraen brojem znakova. Kad prijemnik ulovi sinhro znak saznaje kolika je duina rama i oitava naznaeni broj znakova. Sinhroni prenos je neefikasan kada se radi o kratkim i neredovnim porukama zbog vremena koje je potrebno da se predajnik i prijemnik dovedu u sinhronizaciju. Meutim sinhroni prenos ne zahtijeva unoenje dodatnih bitova u svaku binarnu rije. U sinhronom prenosu podataka vremensko usaglaavanje znakova izmeu predajnika i prijemnika potpuno je sinhronizovano. Znak za sinhronizaciju se periodino prenosi preko linije veze i obezbjeuje da oba ureaja budu u koraku jedan sa drugim. Sinhroni prenos moe da ima mnogo veu propusnu mo nego asinhroni prenos zato to ne postoji potreba za slanjem startnih i stop bitova izmeu grupa (paketa) podataka.

Difuzne mree

Difuzne mree imaju jedan komunikacioni kanal koji koriste sve raunari u mrei a dva primjera te mree su data na sledeoj slici:

Poruke koje alje jedan raunar primaju svi ostali raunari. U adresnom polju poruke naznaava se kome je poruka namjenjena. Po prijemu poruke stanica, tj. raunar provjerava adresno polje i ako je poruka namjenjena nekoj drugoj stanici u mrei on je odbacuje. Difuzni sistem omoguava da se poruka istovremeno uputi svim stanicama u mrei ili odreenoj grupi stanica. Nain rada u kome se poruka proslijeuje svim odreditima naziva se difuzni prenos (brodkasting). Realizuje se tako to stanica koja alje unosi u adresno polje poruke odgovarajuu ifru na osnovu koje sve stanice u mrei znaju da je poruka njima upuena, pa je prihvataju i obrauju. Nain rada u kome se poruka istovremeno upuuje jednoj grupi stanica u datoj mrei naziva se multikasting. Multikasting se realizuje tako to se u adresnom polju poruke jedna bitska pozicija rezervie za naznaku multikastinga. Svaka stanica u mrei moe da pripada jednoj ili veem broju grupa ili svim grupama koje su definisane u toj mrei. Kada se poruka poalje odreenoj grupi, ona se isporuuje svim stanicama koje pripadaju toj grupi. Komutirane mree

Komutirane mree su tipa od take do take. One sadre mnoge veze izmeu pojedinih parova raunara, tj. podaci se prenose od izvorita do odredita kroz niz meuvorova kao to je prikazano na slici:

Zadatak vorova je da izvre komutaciju, tj. povezivanje kako bi se podaci iz izvorine stanice prenijeli, idui od vora do vora do odredine stanice. vorovi su meusobno povezani linijama kroz koje se obino prenosi multipleksovani signal. vorovi su u stvari specijalizovani raunari koji se koriste za povezivanje dvije ili vie linija (kanala) za prenos. U komutiranim mreama poruka na svom putu od izvorita do odredita obino mora da posjeti vie vorova i pri tome moe da koristi razliite putanje. Zato komutacioni element ima zadatak da za poruke koje stiu na njegov ulaz odredi liniju po kojoj e ih uputiti dalje do sledeeg vora. Drugim rjeima, zadatak komutacionih elemenata je da izaberu putanju (rutu) po kojoj e se poruka kretati kroz mreu. Zbog toga se ovi specijalizovani raunari obino nazivaju ruteri. Pri prenosu podataka komutacija se moe realizovati na tri osnovna naina i to:-komutacijom linija (kanala)

-komutacijom poruka

-komutacijom paketa.

Komutacija linija (kanala)

U ovom sluaju se u mreu postavlja jedna komutaciona stanica ili vie njih, iji je zadatak da povee liniju koja dolazi od predajnika sa linijom koja ide ka prijemniku. Povezivanje se vri na zahtijev predajnika i kada se veza uspostavi, ona traje sve dok se komunikacija izmeu ove dvije jedinice ne zavri. Na taj nain se uspostavlja tzv. virtuelna linija. Najei primjer mree sa komutacijom linija je telefonska mrea. Na sledeoj slici je prikazana mrea sa etiri stanice i jednom komutatorskom jedinicom.

Ako stanica A eli da komunicira sa stanicom B, stanica A alje zahtjev komutatorskoj jedinici da se uspostavi eljena veza. Komutatorska jedinica povezuje liniju AK sa linijom BK i tako uspostavlja liniju AB. Ova linija postoji sve dok se odvija komunikacija izmeu stanice A i stanice B. Komutator je elektronski ili elektromehaniki ureaj koji nema mogunost pamenja poruke i njenog kasnijeg otpremanja. Ako su sve izlazne linije zauzete, zahtjevana veza se ne moe uspostaviti. Mrea sa komutacijom linija je sigurno manje pouzdana od mree sa permanentnim linijama, tj. od mree u kojoj je izvreno potpuno meusobno povezivanje svih stanica. Drugi problem je da dok na primjer stanica A komunicira sa stanicom B, nema mogunosti da stanica A primi poruku od stanice B ili stanice G, jer je linija AK jedina linija preko koje se sa stanicom A moe komunicirati, a ona je zauzeta. Ipak jedan od najveih nedostataka metode komutacije linija predstavlja duina vremena koje je potrebno da se veza uspostavi. U odnosu na brzinu kojom raunari razmjenjuju informacije, vrijeme uspostavljanja veze je suvie dugo. ak je i u sluaju digitalne komutacije vrijeme ekanja na uspostavljanje veze veoma dugo. Odreeni gubitak vremena predstavlja i vrijeme potrebno za raskidanje veze. U sluaju dugotrajne komunikacije metoda komutacije linija ima i jednu prednost a to je da kada se veza uspostavi ona se protee s kraja na kraj prenosnog puta bez uskih grla, to znai da je brzina prenosa podataka upravo onolika koliko to linija veze dozvoljava. Linijska komutacija se rijetko koristi u mreama sa vie raunara jer su komutacija poruka i komutacija paketa pogodnije.Komutacija poruka

Kada se radi o velikom broju raunara koji meusobno razmjenjuju podatke, naputa se ideja o uspostavljanju i raskidanju individualnih linija, ve se zahtijeva da se komunikacija obavi sa manjim brojem stalnih linija. Tehnika komutacije poruka upravo to omoguava. Ona se oslanja na odreenu mogunost obrade u svakom voru, pri emu se:

-prevodi, odnosno interpretira adreesa na poetku poruke

-pojedinana poruka smjeta u bafer, tj. privremeno se memorie

-alje cijela poruka u raunar koji je prikljuen na taj vor ili se ako je potrebno alje u drugi vor.

Prema tome svaki vor u mrei je sposoban da memorie i proslijedi poruku dalje. Na sledeoj slici je prikazana mrea sa etiri stanice kada je primjenjena komutacija poruke:

vor i stanica su razdvojeni. Ovo je uinjeno da bi se podvukla injenica da sami vorovi moraju da budu sposobni da vre odreenu obradu. Pored memorisanja i predaje, vorovi mogu da obavljaju i jo neke funkcije kao to su:

-odluivanje kojim putem e poruka da se kree. Softver u voru mora da odabere putanju. U sloenijim mreama poruka se moe kretati kroz vei broj vorova, a odluka o daljem putu mora se donositi u svakom voru

-osiguranje da svaka poruka koja se prenosi u drugi vor u mrei tamo stie ispravno i da prijemni vor to potvrdi

-formiranje reda ekanja

-izbor alternativnih puteva kada se u mrei pojave take zaguenja, kako bi se izbjeglo dalje zaguenje.

vorni procesori treba da obezbijede ravnomjeran protok poruka kroz mreu. Problem se javlja jer su poruke razliite duine. Mogunost prenoenja poruke bilo koje duine dovodi do smanjenja efikasnosti mree, posebno kada se saobraaj sastoji od znatnog broja dugakih poruka. Ovakve poruke mogu da blokiraju jednu ili vie linija u mrei za due vrijeme. Isto tako dugake poruke mogu da zague memorijski prostor vora, tako da vor ne moe da prihvata druge poruke. Kada vorni raunari nemaju potreban kapacitet prihvatne memorije da memoriu neku veoma dugaku poruku, takva poruka ne moe da se prenese.U odnosu na komutaciju linije komutacija poruke ima mnogo prednosti kao:

-smanjenje broja potrebnih linija

-memorisanje poruka u vorovima to omoguava da matine stanice koriste razliite brzine prenosa podataka

-mogunost da se koriste razliiti nivoi prioriteta poruka

-mogunost da vor uva poruku sve dok prijemnik ne bude spreman da je primi.

Tehnika koja zadrava navedene prednosti, ali i premouje probleme izazvane duinom poruke je tzv. komutacija paketa.

Komutacija paketa

Sistemi sa komutacijom paketa memoriu i dalje alju male pakete podataka. Svaka poruka koju matina stanica alje u vorni procesor dijeli se na odreeni broj manjih jedinica-blokova. Ove jedinice obino imaju fiksnu veliinu za datu mreu. Ovako dobijene jedinice potom se proiruju tako to se na poetak date jedinice unosi zaglavlje, a ponekad se i na kraj jedinice unosi tzv. rep, tj. zavrni podaci. Zaglavlje sadri kontrolne kodove i informacije o izvoru, odreditu i nivou zatite paketa, dok se u polju podataka nalaze korisniki podaci koje treba prenijeti. Duina polja podataka moe da varira od sistema do sistema. U nekim sistemima se dodaju zavrni podaci, tj. kontrolni bitovi koji se obino koriste za provjeravanje tanosti podataka u paketu. Da bi sistem sa komutacijom paketa mogao da radi, svaki paket mora da ima odgovarajue zaglavlje.Poto se paketi formiraju, njihovo prenoenje kroz mreu obavlja se na isti nain kao i u sistemima sa komutacijom poruke. vor prima paket koji dolazi i ispitivanjem zaglavlja utvruje da li je paket adresovan na matinu stanicu tog vora ili je odredite paketa neki drugi vor. Kada je odredite drugi vor, paket se alje odgovarajuom putanjem koju odreuje softver vornog procesora. U vorovima se obavljaju mnogi poslovi koji se odnose na upravljanje protokom podataka, na odreivanje putanje prenosa i na sam prenos. Komutacija paketa znatno olakava korienje bafer memorije u vorovima, poto se prenose samo male jedinice podataka. Ako treba da se prenese dugaka poruka iz matine stanice jednog vora u drugi vor, poto se poruka dijeli na pakete fiksne duine nee doi do zaguenja poi linijama za prenos, ni u vorovima. Prednosti koje prua komutacija paketa imaju i svoju cijenu. Prije svega ovom tehnikom mora se prenijeti vei broj podataka, jer se polje podataka proiruje informacijama smjetenim u zaglavlje. Poveanjem ukupnog broja podataka koje treba prenijeti poveava se i vrijeme koje je potrebno da se poruka iz predajnika prenese u prijemnik. Pored toga tehnika komutacije paketa zahtijeva da se u vorovima obavlja znatno vie poslova.Konekcione i beskonekcione mree

U raunarskim mreama mogu se realizovati dvije vrste usluga:-konekciono orijentisane usluge, tj. usluge sa uspostavljanjem veze

-beskonekcione usluge, tj. usluge bez uspostavljanja veze.

Konekciono orijentisana usluga zasniva se na principu koji se koristi u organizaciji telefonskog saobraaja. I u sluaju mree kada se koristi konekciono orijentisana usluga, korisnik usluge prvo uspostavlja vezu, koristi vezu i na kraju raskida vezu. Podaci dolaze u prijemnik po redosljedu po kom su poslati od predajnika. S druge strane beskonekciona usluga je modelovana prema principu potanskog saobraaja. Ovdje svaka poruka nosi potpunu adresu odredita i upuuje se kroz sistem nezavisno od svih ostalih poruka. U ovom tipu usluga mogue je da poruka koja je prva poslata iz nekog razloga due putuje, te da poruka koja je kasnije poslata prva stigne na odredite. U sluaju konekcione usluge to se ne moe dogoditi. Svaku uslugu karakterie i odgovarajui kvalitet usluge. Za neke usluge se kae da su pouzdane jer ne dolazi do gubitka podataka. U sluaju pouzdanih usluga obino je ugraena procedura kojom prijemnik potvruje dolazak svake poruke. Zbog toga dolazi do poveanja vremena prenosa, a tako i do poveanja trokova prenosa. U mnogim sluajevima se negativni efekti procesa potvrivanja isplate, ali su u drugim nepoeljni. Prenos fajlova je dobar primjer slaaja kada je poeljna pouzdana konekciono orijentisana usluga. Nijedan ozbiljan korisnik ne bi pristao da se zbog postizanja vee brzine prenosa pri prenosu fajlova neki bitovi izgube ili da njihov redoslijed bude ispreturan. U nekim sluajevima nije prihvatljivo kanjenje do kojeg dolazi uslijed potvrivanja poruka. Kao primjer moe da poslui prenos digitalizovanog govora. Za telefonske korisnike je bolje da uju malo uma sa linije ili s vremena na vrijeme po neku iskvarenu rije nego da doe do kanjenja zbog ekanja potvrde. Ista je situacija u sluaju prenosa video slike kada bi zbog potvrivanja moglo da doe do povremenog zamrzavanja slike.

Sve primjene ne zahtijevaju konekciono orijentisanu uslugu. Jedan ovakav primjer je elektronska pota. Beskonekciona usluga se esto naziva datagramska usluga. U nekim situacijama poeljna je mogunost da ne mora da se uspostavi spoj da bi se poslala kratka poruka, ali je bitna pouzdanost. Za ove sluajeve moe se obezbijediti datagramska usluga sa potvrivanjem. Kada dobije potvrdu o prijemu poiljalac je potpuno siguran da je pismo isporueno onome kome je upueno i da nije izgubljeno u putu. Postoji i tzv. usluga zahtjeva sa odgovorom kada poiljalac alje jedan datagram koji sadri zahtjev (pitanje) na koji on dobija povratnu poruku sa odgovorom na svoj zahtjev (na primjer takva vrsta usluge je kada korisnik alje pitanje nekoj biblioteci da li posjeduje odreenu knjigu).

Telekomunikaciona mrea moe da bude organizovana kao konekciona i beskonekciona. U konekcionim mreama se prije poetka prenosa poruke uspostavlja linija veze od predajnikovog vora i kroz nju se prenosi cjelokupna poruka. Ova uspostavljena linija se zove virtuelna linija. Korienjem virtuelnih linija izbjegava se da se za svaki poslati paket mora ponovo odrediti putanja. Kada se veza prekine, raskida se i virtuelna linija. U beskonekcionoj mrei (naziva se i datagramska mrea) ne uspostavlja se jedinstvena linija veze, ve dijelovi poruke stiu u odredite razliitim putevima. U datagramskoj mrei se u vorovima obavlja vie posla nego u mrei sa virtuelnim linijama jer se za svaki paket ponaosob izraunava najpovoljnija putanja. Meutim, datagramska mrea je robusnija od konekcione mree. Kvar nekog vora ili prekid neke linije izmeu dva vora dovodi u konekcionoj mrei do prekida veze, dok se u datagramskoj mrei veza ne prekida jer se paketi u tom sluaju usmjeravaju ka odreditu nekom alternativnom putanjom koja zaobilazi mjesto kvara. U mrei sa virtuelnim linijama rjee dolazi do zaguenja nego u datagramskoj mrei jer se unaprijed, tj. tokom uspostavljanja veze rezerviu potrebni resursi. Kada doe do zaguenja datagramska mrea bre reaguje. Brzina prenosa se u datagramskim mreama smanjuje sa smanjenjem duine paketa i to bre nego u sluaju konekcionih mrea. U svakom paketu koji prolazi kroz datagramsku mreu mora se nalaziti kompletna adresa odredita, a ne samo broj virtuelne linije kao u sluaju konekcione mree. To znai da je kolinik informacionih bitova i ukupnog broja bitova koje treba prenijeti manji u datagramskim mreama nego u mreama sa virtuelnim linijama. Smanjenjem veliine paketa smanjuje se broj informacionih bitova, a broj kontrolnih bitova ostaje isti. Zbog toga prenos date poruke traje due to je duina paketa manja.

Podjela mrea u zavisnosti od njihove veliine

Jedan od kriterijuma za klasifikaciju mrea je i njihova veliina, pri emu se pod veliinom podrazumjeva rastojanje koje mrea premoava, a ne broj ureaja koji su povezani u mreu. Po ovom kriterijumu mrea se dijele na:

-lokalne mree (Local Area Network- LAN)

-gradske mree (Metropolitan Area Network- MAN)

-globalne mree (Wide Area Network- WAN).

esto je potrebno da se dvije ili vie raunarskih mrea meusobno poveu. Dvije ili vie meusobno povezanih mrea nazivaju se internet. Najpoznatiji internet je globalna svjetska raunarska mrea, tj Internet (sa velikim slovom I).

Lokalne mree

Raunarska mrea koja povezuje raunare meusobno udaljene najvie do nekoliko kilometara naziva se lokalna mrea. Lokalna mrea se obino formira u okviru jednog objekta i nije u javnom vlasnitvu. Koristi se za povezivanje raunara i radnih stanica u okviru fabrike, preduzea, kole, zdravstvene ustanove itd. kako zbog meusobne razmjene informacija, tako i radi zajednokog korienja pojedinih periferija, npr. tampaa. Lokalne mrea se razlikuju od drugih vrsta raunarskih mrea po tri karakteristike: veliini, tehnici prenosa i topologiji. U lokalnim mreama obino se prenos obavlja preko jednog kabla na koji su prikljueni svi raunari. Standardne lokalne mree rade brzinama od 10 do 100 megabita u sekundi, imaju malo kanjenje reda nekoliko desetina mikrosekundi i prave veoma malo greaka. Novije lokalne mree mogu da rade brzinama nekoliko stotina megabita u sekundi. Poto su lokalne mree obino ograniene veliinom, to je i vrijeme prenosa unaprijed poznato i za najnepovoljniji sluaj. Zbog toga je upravljanje, tzv. mreni menadment, lokalnom mreom jednostavnije. Gradske mree

Gradske raunarske mree u osnovi su vea verzija lokalnih raunarskih mrea, pa je i njihova tehnologija slina. Gradska mrea pokriva grupu susjednih kompanija ili cijeli grad i moe da bude privatna ili javna. Ona moe da podrava i podatke i govor, pa ak i da bude povezana sa lokalnom kablovskom TV mreom. Gradska mrea ne sadri prekidake komutacione elemente to pojednostavljuje njenu konstrukciju. Glavni razlog zbog kojeg se gradske mree posmatraju kao posebna kategorija mrea je taj to je za njih usvojen standard koji se i primjenjuje. Taj standard je poznat kao IEEE 802.6 ili DQDB -Distributed Queue Dual Bus-. Prema ovom standardu svi raunari se povezuju preko dvije jednosmjerne magistrale, odnosno kabla.Globalne raunarske mree

Globalna raunarska mrea pokriva veliku geografsku oblast, esto dravu ili kontinent, i povezuje skup raunara koji izvravaju korisnike programe. U literaturi se ovako umreeni raunar naziva host ili krajnji ureaj, a mi emo najee koristiti termin stanica. Umreene stanice su povezane komunikacionom podmreom. Zadatak podmree je da prenosi poruke od stanice do stanice, slino kao to telefonski sistem prenosi rijei od govornika do sluaoca. Podmrea je u stvari drugi naziv sinonim- za telekomunikacionu mreu. U veini globalnih raunarskih mrea podmrea se sastoji od dvije odvojene komponente:-transmisionih linija

-prekidakih, odnosno komutacionih elemenata.

Kroz transmisione linije, odnosno kanale prenose se bitovi izmeu raunara. Komutacioni elementi su ustvari specijalizovani raunari koji se koriste za povezivanje dvije ili vie transmisionih linija. U veini WAN-ova mrea sadri gomilu kablova ili telefonskih linija, pri emu svaki povezuje par rutera. Ako dva rutera koji nisu meusobno povezani kablom ele da meusobno komuniciraju, oigledno je da oni to moraju uraditi indirektno, tj. preko drugih rutera. Povezivanje unutar globalne mree moe da se realizuje pomou zemaljskih ili satelitskih radio veza. U tom sluaju svaki ruter ima antenu preko koje moe da emituje i da prima poruke. Svi ruteri mogu da uju izlazne signale iz satelita, a u nekim sluajevima mogu da uju signale koje susjedni ruteri emituju uvis, tj. ka satelitu. Ponekad su ruteri povezani na podmreu tipa od take do take, pri emu samo neki od njih imaju satelitsku antenu.Beine mree

Danas mobilni raunari predstavljaju u industriji raunara segment koji ima trend najbreg rasta. Beina mrea ima mnogo primjena. Na primjer ljudi esto ele da tokom putovanja koriste svoju portabl elektronsku opremu za slanje i primanje telefonskih poziva, faksova, elektronske pote, za prikljuivanje na udaljene raunare radi itanja /pregledanja/ fajlova koji se na njima nalaze i sl. Beine mree i mobilni raunari esto su u odreenoj vezi. Meutim, izmeu njih se ne smije stavljati znak jednakosti, jer mobilni raunari nisu obavezno prikljueni u beine mree. Mobilni raunari se esto ukljuuju u ine mree. Beini raunari nisu obavezno i portabl odnosno mobilni. Primjer za ovo je firma koja posjeduje staru zgradu koja nije kablirana /tj. u kojoj nije izvedena telefonska instalacija/, a treba umreiti raunare u toj zgradi. Instaliranje beine LAN mree moe da bude jeftinije od izvoenja ine instalacije. Mada je lako instalirati beinu LAN, ona ima i odreene nedostatke. Tipian kapacitet ovih mrea je 1 do 2 Mbps, to je mnogo sporije nego u sluaju ianih LAN-ova. Broj greaka je znatno vei, a moe doi i do interferencije poruka kada dva ili vie raunara istovremeno emituju. Beine mree se javljaju u razliitim oblicima, a danas se najee beina mrea primjenjuje u mobilnoj telefoniji. Komunikacioni ureaji

Pored raunara, u raunarskim mreama su prisutni i odreeni pomoni ureaji koji imaju zadatak da omogue ili da uine efikasnijim prenos podataka kroz mreu. Takvi ureaji su modem, multiplekser, koncentrator, most, preklopnik, ruter, vratnice, interfejs, kao i medijumi za prenos podataka.

Modem

Poto je raunar po svojoj prirodi digitalni ureaj koji operie digitalnim podacima, to on na izlazu generie digitalne signale. Meutim, kroz mreu se esto prenose analogni signali. Najpoznatiji primjer je prenos digitalnih podataka kroz javnu telefonsku mreu. Telefonska mrea jeste projektovana za prijem, komutaciju i prenos analognih signala u opsegu od 300 Hz do 3400 Hz. Standardna telefonska mrea nije podesna za prenos digitalnih signala koji dolaze iz pretplatnikih lokacija. Zbog toga se digitalni ureaji, pa prema tome i raunari, povezuju na mreu preko modema, tj. modulatora/demodulatora koji konvertuje digitalne signale u analogne signale. U sluaju telefonske mree modemi proizvode signale u opsegu uestanosti govora. Iste osnovne tehnike slue i za modeme koji proizvode signale na viim uestanostima. Za transformisanje digitalnih podataka u analogne signale u optem sluaju se koriste tri osnovne modulacione tehnike:

-digitalna amplitudna nodulacija ili ASK

-digitalna frekvencijska modulacija ili FSK

-digitalna fazna modulacija ili PSK.

U sva tri sluaja rezultujui signal zauzima opseg uestanosti oko noseeg signala.

ASK je osjetljiva na iznenadne promjene pojaanja i predstavlja nedovoljno efikasnu modulacionu tehniku. Na standardnim telefonskim linijama slui samo za male brzine prenosa, najvie do 1200 bps. FSK je manje podlona grekama od ASK. Na standardnim telefonskim linijama koristi se za brzine prenosa do 1200 bps. esto se koristi u radio prenosu na visokim uestanostima od 3 MHz do 30 MHz. PSK ima prednost i nad ASK i FSK, pa se koristi za prenos digitalnih podataka i to brzinama do 2400 bps. Meutim najee se koristi tzv. viefazna PSK. Danas se koriste modemi ije se brzine prenosa od 14,4 kbps, 28,8 kbps, 33,6 kbps ili 56 kbps.

Multiplekser

Multiplekser je ureaj koji omoguava povezivanje vie ulaznih linija na jednu izlaznu liniju. Njegova funkcija je da izvri raspodjelu komunikacione linije izmeu veeg broja korisnika te linije na unaprijed definisan nain. Multiplekser se postavlja na otpremnoj strani, to znai da se pri prenosu u oba smjera sa svake strane komunikacione linije nalazi po jedan multiplekser. Uloga multipleksera je da omogui da svaki korisnik ima utisak kao da ima sopstvenu liniju veze odgovarajueg kvaliteta. S obzirom na to da su mogua dva naina realizovanja multipleksnog prenosa, postoje i dva osnovna tipa multipleksera, kojima se vri multipleksovanje signala:

-multiplekser za frekvencijsku raspodjelu kanala

-multiplekser za vremensku raspodjelu kanala.

Poseban tip multipleksera za vremensku raspodjelu kanala je statistiki multiplekser. Multiplekseri se obino koriste u parovima: na otpremnoj strani vie signala poruka se spaja u jedna zajedniki signal, a na prijemnoj strani izvodi se obrnuti postupak, tj. demultipleksovanje signala: iz jedinstvenog dolazeeg signala izdvajaju se originalni signali poruka.

Multiplekser za frekvencijsku raspodjelu kanala

U sluaju multipleksa sa frekvencijskom raspodjelom kanala, irokopojasna linija koja zbog vee irine propusnog opsega omoguava veliku brzinu prenosa podataka, dijeli se na niz kanala znatno ueg propusnog opsega u kojima se zbog toga prenos podataka odvija znatno sporije. Svakom korisniku se dodjeljuje jedan dio opsega uestanosti linije tako da on svoje podatke prenosi uvijek u sopstvenom frekvencijskom opsegu. Ukupan zbir pojedinanih irina opsega svih kanala uvijek je manji od ukupne irine propusnog opsega linije. To je razumljivo jer izmeu kanala mora postojati razmak, tzv. zatitna zona, da ne bi dolo do mijeanja signala u susjednim kanalima. Multiplekser na otpremi modulie dolazei signal tako da spektar modulisanog signala upadne u dodjeljeni frekvencijski opseg, odnosno u dodjeljeni kanal. Prema tome, frekvencijski multiplekser vri konverziju (pretvaranje) ulaznih signala u analogni signal, koji se prenosi do odredita gdje se obavlja inverzna operacija: signal se demodulie, odnosno demultipleksuje. Ako se terminali iji se izlazi frekvencijski multipleksuju, nalaze fiziki blizu onda se izlazi terminala direktno dovode na ulaz lokalnog multipleksera. Meutim, ako su terminali iji se izlazi frekvencijski multipleksuju fiziki znatno udaljeni, veza terminala sa multiplekserom se esto ostvaruje preko telefonskih linija. U raunarskim sistemima se koriste digitalni signali, a standardne telefonske linije su predviene za prenos analognih signala, pa znai da se mora izvriti digitalno-analogna konverzija signala na izlazu svakog terminala, a na ulazu u multiplekser inverzna operacija tj. analogno-digitalna konverzija signala. To znai da se u ovom sluaju u svaki kanal ponaosob mora postaviti po par modema.Multiplekser za vremensku raspodjelu kanala

U sluaju multipleksa sa vremenskom raspodjelom kanala svakom korisniku se dodjeljuje fiksni interval vremena, tzv. vremenski prozor ili slot. Podaci iz pojedinanih vremenskih prozora se skupljaju u neprekidni niz podataka koji se prenosi kroz liniju do prijemnika. Kapacitet, tj. brzina prenosa izlazne linije mora da bude jednaka sumi kapaciteta ulaznih linija. Otpremni i prijemni multiplekser moraju da budu meusobno podeeni (tj. sinhronizovani) kako bi prijemnik u svakom trenutku znao na koji kanal, odnosno u koji dio vremenskog rama, treba da uputi prispjele podatke. Multiplekseri za vremensku raspodjelu kanala se koriste u sinhronom i asinhronom prenosu podataka. Trajanje vremenskih prozora se tako bira da moe da se izvri prenos podataka odreene duine. Nedostatak multipleksera za frekvencijsku i za vremensku raspodjelu kanala je to oni dodjeljuju kanale korisnicima bez obzira na to da li su aktivni ili ne. Jasno je da e pri slabijem saobraaju znatan dio kapaciteta izlazne linije ostati neiskoriten.

Koncentrator

Kada je stvarni saobraaj mnogo manji od maksimalno mogueg saobraaja, najvei dio vremena na izlaznoj liniji je izgubljen. Prema tome, ako bi se linija dodjeljivala samo onim izvorima koji su u tom trenutku aktivni, esto bi bilo mogue koristiti izlaznu liniju manjeg kapaciteta od sume kapaciteta ulaznih linija. Problem je meutim, kako da prijemnik zna iz kojeg izvora potie prispjeli podatak. U sluaju multipleksera sa vremenskom raspodjelom kanala prijemna strana zna redoslijed ulaznih kanala, pa nije potrebno da sami podaci nose informaciju o tome iz koga izvora potiu. Upravo se zbog ove osobine multiplekser sa vremenskom raspodjelom kanala ponekad naziva i sinhroni multiplekser. Sada se prijemniku mora na neki nain proslijediti i informacija odakle, iz kog izvora potie svaki podatak. Jedno rjeenje je kada se uz svaki ulazni podatak proslijedi na izlaznu liniju i informacija o izvoru tog podatka. Drugo rjeenje je da se emituje jedan dodatni vremenski prozor koji obavjetava prijemnik o raspodjeli sledeih n vremenskih prozora. Ovu funkciju obavlja koncentrator. Prema tome koncentrator kao i multiplekser predstavlja ureaj koji omoguava povezivanje vie ulaznih linija na jednu izlaznu liniju. Osnovna razlika je u tome to koncentrator dinamiki dodjeljuje liniju u skladu sa stvarnim potrebama izvora. Problem nastaje kada veina izvora, ili svi izvori ponu da emituju podatke maksimalnom brzinom, jer tada moe da se dogodi da kapacitet izlazne linije ne bude dovoljan pa dolazi do gubitka nekih podataka. Zbog toga koncentrator uvijek mora da ima dodatni memorijski prostor kako bi mogao da u obino kratkim vremenskim intervalima kada na njegov ulaz stie vie podataka nego to moe da se dalje emituje, privremeno memorie podatke prije nego ih otpremi na liniju. Funkcija koncentratora je sloenija od funkcije multipleksera pa zbog toga koncentrator mora da ima mogunost memorisanja i procesiranja (obrade). Jedan tip koncentratora je tzv. multiplekser sa statistikom vremenskom raspodjelom, koji koristi i princip rada multipleksera i princip rada koncentratora.Most i preklopnik

Most je ureaj koji povezuje dvije homogene paketske mree. On prima sve pakete iz svake mree i kontrolie adresna polja paketa kako bi utvrdio da li se izvorina i odredina stanica nalaze u istoj lokalnoj mrei ili u razliitim lokalnim mreama. Ako je paket adresovan na stanicu u drugoj lokalnoj mrei, most ga privremeno memorie i kada se za to stvore uslovi, prenosi u odredinu mreu, odnosno proslijeuje odredinoj stanici. Pomou mosta mogue je povezati vie homogenih lokalnih mrea.Preklopnik je ureaj koji obavlja istu funkciju kao i most. Most i preklopnik se meusobno razlikuju samo po broju i vrstama mrea koje mogu da poveu.

Ruter

To je komunikacioni ureaj, tanije komutacioni ureaj koji ima zadatak da izabere putanju ili rutu po kojoj e se poruka kretati kroz mreu nastalu povezivanjem vie lokalnih mrea, zbog ega je ovaj specijalizovani raunar i dobio naziv. U stvari ruteri slue za povezivanje vie mrea koje koriste isti skup protokola, ali koriste razliite protokole u sloju pristupa mrei. Poruka na svom putu od izvorita do odredita prolazi kroz vie mrea i njima pripadajuih rutera. Ruteri se esto nazivaju i vorovima. Zbog toga to slue za spajanje lokalnih mrea ruteri su raunari koji su fiziki povezani u vie lokalnih mrea, pa zato imaju i vie adresa. Raunar koji pripada dvijema ili veem broju mrea naziva se viestruko povezan raunar. Nije svaki viestruko povezani raunar istovremeno i ruter. Da bi predstavljao ruter, on mora da vri proslijeivanje, odnosno rutiranje poruka.

Vratnice

Vratnice su ureaj tj. raunar koji omoguava uspostavljanje veze izmeu dvije razliite nekompatibilne mree koje koriste razliite protokolske skupove. Povezivanje se u ovom sluaju moe obaviti samo u najviem tj. u aplikacionom sloju jer ne postoji kompatibilnost protokola ni u jednom niem sloju. Ovaj raunar ima relativno malu memoriju zato to odreuje putanju paketa u odnosu na odredinu mreu, a ne u odnosu na odredinu stanicu. Vratnice se mogu i softverski realizovati. U tom sluaju se funkcija vratnica obavlja u okviru nekog uobiajenog hardvera: rutera, mosta ili preklopnika.Interfejs

Interfejs je opti naziv kojim se oznaava neko rjeenje, hardversko ili softversko, koje omoguava spajanje sistema razliitih karakteristika radi njihovog spregnutog funkcionisanja. Na primjer posmatrajmo neki digitalni sistem A koji treba da snadbjeva podacima digitalni sistem B. Ako je brzina kojom sistem A generie podatke vea od brzine kojom sistem B moe te podatke dalje da obradi, onda se izmeu ova dva sistema mora postaviti neki adapter, odnosno interfejs. U ovom primjeru zadatak interfejsa je da prilagodi brzinu kojom sistem A alje podatke na brzinu kojom sistem B moe te podatke da prihvati i obradi. Poto karakteristike koje treba usaglasiti mogu da budu raznovrsne, to su i interfejsi i strukturno i funkcionalno veoma razliiti. Svi ureaji o kojima je bilo rijei u ovom poglavlju predstavljaju interfejse, ali svaki ima specifinu namjenu. Na primjer modem takoe predstavlja interfejs jer prilagoava digitalni izlaz ili ulaz nekog ureaja na analognu liniju. Nabrojani interfejsi esto se oznaavaju kao mreni adapteri. Kako je veina mrenih adaptera u obliku kartica koje se umeu u odgovarajue utino mjesto na matinoj ploi, tzv.slot, esto se nazivaju mrene interfejs kartice.

Medijumi za prenos podataka

Kao medijum u mreama se najee koristi upredena parica. Ona se sastoji od dvije izolovane spiralno uvijene bakarne ice. Parica moe da bude oklopljena kako bi se signal koji se prenosi zatitio od elektromehanikih uticaja i od uticaja radio talasa. Oklopljene upredene parice moraju da se koriste u mreama sa velikim brzinama prenosa. Neoklopljene upredene parice ee se koriste zato to su jeftinije i zato to su obino ve instalirane u poslovnim zgradama kao telefonske instalacije. Pored para ica koje se najee koriste kao kanal veze, u sistemima za prenos podataka koriste se i drugi medijumi sa voenim elektromagnetnim talasom zbog toga to imaju znatno iri propusni opseg koji omoguava vei kapacitet, odnosno veu brzinu prenosa.

Koaksijalni kabl se sastoji od bakarnog jezgra, bakarne mree koja omotava jezgro i omotaa. Jezgro i mrea su meusobno galvanski odvojeni, odnosno izolovani. Manje je osjetljiv na elektromagnetne smetnje od upredene parice, ali je tei za postavljanje.

Talasovodi su uplje metalne cijevi, najee pravougaonog presjeka, kroz koje se efikasno prenose radio-talasi razliitih talasnih duina.

Optiki kablovi su kablovi napravljeni od staklenih vlakana ili u optikom smislu slinog materijala. Signali se prenose u obliku svjetlosnih impulsa. Optiki kabl ima izuzetno veliki kapacitet, imun je na spoljanje elektromagnetne uticaje i nema presluavanja, pa se koristi pri prenosu podataka u brzim mreama i u telefonskim sistemima. Ima malo slabljenje u odnosu na prethodne medijume i zato omoguava premoavanje veih rastojanja. Treba imati u vidu da pri postavljanju optikih veza jedno vlakno slui za odailjanje podataka, a drugo za njihov prijem. Prikljuivanje ureaja na optiki kabl nije tako jednostavno kao kada se koriste drugi medijumi.

Prenos kroz slobodan prostor Osim kroz fizike linije, prenos podataka se sve ee obavlja i beinim putem, kroz slobodan prostor. Kao beini medijumi koriste se radio talasi, mikrotalasi, laser i infracrveni talasi.Osnovna predsnost radio talasa je da omoguavaju prenos u svim smjerovima, a krajnje stanice, tj predajnik i prijemnik, ne moraju da budu direktno vidljivi. Za globalne sisteme se koriste kratki radio talasi, dok lokalni sistemi koriste VHF ili UHF opsege. Prenos radio talasima je izuzetno osjetljiv na elektromagnetne smetnje i podloan je prislukivanju.

Mikrotalasi su vrlo kratki radio talasi ija je uestanost vea od 890 MHz. Obino koriste uestanost od 2 GHz do 40 GHz. Upotrebljavaju se za veze izmeu dvije take na zemlji ili za satelitske veze. Pri prenosu mikrotalasima neophodno je da predajna i prijemna taka budu optiki vidljive, tj izmeu njih ne smije da postoji fizika prepreka. Osnovna prednost mikrotalasne tehnike je velika irina propusnog opsega.

Korienje lasera se zasniva na mogunosti da se uski snop svjetlosti modulie u impulse koji predstavljaju signale podataka. Laserska tehnika omoguava korienje daleko ireg frekvencijskog opsega nego to imaju mikrotalasi. Laseri su osjetljivi na loe vrijeme, ali su otporni na elektromagnetne smetnje, ometanje prijema i prislukivanje. Zahtjevaju veoma precizno usmjeravanje zraka izmeu predajne i prijemne take i imaju kratak domet.

Za komunikaciju se sve ee koristi i infracrvena svjetlost. Zbog velike irine frekvencijskog opsega mogue su velike brzine prenosa, ali je domet mali, najvie do nekoliko desetina metara. Infracrvena svjetlost je pogodna za komunikaciju unutar jedne prostorije, pri emu se mora voditi rauna da izmeu otpremne i prijemne take nema fizike prepreke.

PROTOKOLI

Da bi dva ili vie subjekata mogli meusobno da komuniciraju, neophodno je da se pridravaju odreenih pravila. Kakva e ta pravila biti zavisi od naina kako se komunikacija obavlja. Na primjer, ako razgovaraju dva policajca pozornika preko runih radio stanica sa poludupleksnom vezom, svaki uesnik mora da vodi rauna o tome da kada alje poruku prebaci prekida u poloaj otprema, a kada poruku prima da prekida prebaci u poloaj prijem. I pri prenosu podataka kroz mreu neophodno je da postoji odreen skup pravila ponaanja koja moraju biti poznata svim uesnicima u saobraaju i kojih se svi moraju pridravati. Ova pravila obuhvataju, izmeu ostalog, nain uspostavljanja, odravanja i raskidanja veze, oblik u kome se podaci prenose, odreivanje prioriteta prenoenih poruka itd. Dogovorena pravila ponaanja nazivaju se protokoli. Protokolima moraju biti predviene sve situacije do kojih moe doi tokom prenosa podataka, i odreeni postupci u svakoj situaciji ponaosob.

Hijerarhija protokola

Zadaci upravljanja mreom struktuirani su na slian nain kao i zadaci koje treba da izvrava operativni sistem savremenog raunara. Operativni sistem predstavlja skup programa koji su tako napravljeni da olakaju korienje hardvera raunara. Prenos korisnikog softvera izmeu diska i operativne memorije takoe je zadatak koji izvrava operativni sistem. Uloga operativnog sistema je da upozna korisnika sa prividnim virtuelnim raunarom koji je na neki nain bolji od fizikog raunara. Na slian nain mreni, odnosno komunikacioni softver ima za cilj da povee korisniki program sa virtuelnom raunarskom mreom koja ima vie tehnikih mogunosti od izvornog komunikacionog hardvera. Vidjeli smo da se poruka iz jednog matinog raunara u drugi raunar moe prenositi kroz mreu preko razliitih meuvorova u obliku paketa. Meutim, mehanizam prenosa podataka je znatno sloeniji:

-poruka se mora podijeliti u pakete

-u svaki paket mora se unijeti zaglavlje

-paketi se moraju dovesti na komunikacionu liniju kojom se prenosi niz bitova

-moe da bude potrebno da se izvri modulacija

-u meuvoru mora da se izvri prijem paketa

-obavezno se provjerava da nije pri prenosu dolo do greke

-vor koji je primio paket mora da potvrdi prijem voru iz kojeg je paket stigao itd.

Znai, mreni softver odgovoran je za obavljanje mnogih poslova. Slinost sa operativnim sistemom nalazi se u ideji slojeva. Jezgro operativnog sistema obino se sastoji od softvera za rukovanje prekidima, upravljanje indikatorima i procesima transporta. Jedan spoljanji nivo koristi ove funkcije u sistemu upravljanja memorijom. Ovo se koristi u sledeem spoljanjem nivou na kome se vri ulaz u raunar i izlaz iz raunara. Mreni softver je sainjen na slian nain. Broj, sadraj i nazivi slojeva razliiti su u razliitim mreama. Aktivni elementi u svakom sloju nazivaju se entiteti. Entitet moe da bude softverski ili hardverski. Entiteti koji se nalaze u istom sloju, ali na razliitim raunarima, nazivaju se entitetski parovi.

TROSLOJNI MODEL

Najuoptenije govorei moe se rei da komunikacije obuhvataju tri elementa: aplikacije (programe), raunare i mree. Jedan primjer aplikacije je prenos fajlova. Aplikacije se izvravaju na raunarima koji esto mogu da podravaju ne jednu, ve vie istovremenih aplikacija. Raunari su povezani u mree, a podaci koji treba da se razmjene prenose se pomou mree od izvora do odredita. Tako transfer podataka iz jedne aplikacije u drugu ukljuuje dolazak podataka u raunar u kome se nalazi aplikacija i onda njihov unos u namjeravanu aplikaciju unutar raunara. Imajui na umu ovakav koncept, izgleda prirodno da se komunikacioni zadatak organizuje u tri relativno nezavisna sloja. To su:

-sloj pristupa mrei

-sloj transporta

-sloj aplikacija.

Sloj pristupa mrei se bavi razmjenom podataka izmeu raunara i mree na koju je raunar prikljuen. Otpremni raunar mora da dostavi mrei adresu odredinog raunara kako bi mrea mogla da odredi putanju podataka do odgovarajueg odredita. Otpremni raunar moe da eli da trai izvjesne pogodnosti, kao to je na primjer, prioritet, koje mrea moe da prua. Specifini softver koji se koristi u ovom sloju zavisi od tipa mree koja se koristi. Razliiti standardi su razvijeni za mree komutirane linijama, porukama, paketima, za lokalne mree i za druge mree. Zbog toga ima smisla odvojiti ove funkcije koje se bave pristupom mrei u poseban sloj. Na taj nain preostali dio komunikacionog softvera koji se nalazi iznad sloja pristupa mrei ne mora da vodi rauna o osobinama mree koja se koristi.

esto je prisutan zahtijev da razmjena podataka bude pouzdana. To znai da bismo htjeli da budemo sigurni da e svi podaci stii u odredinu aplikaciju i da e stii po istom redoslijedu po kome su i poslati. Mahanizmi koji obezbjeuju pouzdanost sutinski su nezavisni od prirode aplikacija. Zbog toga ima smisla skupiti ove mehanizme u zajedniki sloj koji koriste sve aplikacije, a to je sloj transporta.

Konano, sloj aplikacija sadri logiku koja je potrebna za podravanje razliitih korisnikih aplikacija. Za svaku razliitu vrstu aplikacije, na primjer za prenos fajlova, potreban je poseban modul koji je svojstven toj aplikaciji.

Funkcija svakog sloja je da obezbijedi usluge za sloj iznad sebe. Usluga je skup operacija koje posmatrani sloj izvrava za sloj iznad sebe. Entiteti u sloju N obezbjeuju usluge sloju N+1. Sloj N se tada naziva isporuilac usluge, a sloj N+1 korisnik usluge. Radi izvrenja svoje usluge sloj N moe da koristi usluge sloja N-1. Naravno, jedan sloj moe da obavlja ne samo jednu uslugu, ve vie vrsta usluga. Na sledeoj slici su prikazana tri raunara povezana u mreu:

SLIKA 4.1 iz knjige

Radi uspjene komunikacije svaki entitet u ukupnom sistemu mora da ima svoju jedinstvenu adresu. U stvari potrebna su dva nivoa adresovanja. Svaki raunar u mrei mora da ima svoju mrenu adresu kako bi mrea mogla da isporui podatke onom raunaru kome su upueni. Takoe svaka aplikacija u raunaru mora da ima svoju adresu koja je jedinstvena unutar raunara, kako bi sloj transporta mogao da isporui podatke onoj aplikaciji kojoj su namjenjeni. Ove adrese aplikacija smjetaju se u posebno polje zaglavlja i nazivaju se take pristupa uslugama odnosno SAP. Znai svaka aplikacija pojedinano pristupa uslugama u sloju transporta. Generalno vii sloj moe da pristupi uslugama koje mu nudi nii sloj na odreenim mjestima u sloju N, a to su SAP take, odnosno take pristupa uslugama. Na sledeoj slici je prikazan nain na koji uzajamno komuniciraju moduli koji se nalaze u istom sloju, ali na razliitim raunarima.

Oni to ine pomou protokola. Protokol je skup pravila ili konvencija koji upravlja nainom na koji dva entiteta sarauju pri razmjeni podataka. Protokoldetaljno definie upravljake funkcije koje treba da se obave, formate i upravljake kodove koji se koriste u ovim funkcijama i procedure koje dva entiteta moraju da slijede. Pratimo korak po korak jednu jednostavnu operaciju. Pretpostavimo da jedna aplikacija (tj program), povezana sa SAP1 na raunaru A eli da poalje poruku drugoj aplikaciji, koja je povezana sa SAP2 na raunaru B. Aplikacija u raunaru A uruuje poruku svom sloju transporta sa naredbom da je poalje u SAP2 na raunaru B. Sloj transporta uruuje poruku sloju pristupa mrei koji nareuje mrei da poalje poruku u raunar B. Da bi se moglo upravljati ovom operacijom, moraju se pored korisnikih podataka, prenijeti i upravljake informacije. Radi lakeg rukovanja blokom podataka sloj transporta mora da izlomi ovaj blok u manje dijelove. Svakom od ovih dijelova sloj transporta dodaje transportno zaglavlje koje sadri protokolske upravljake informacije. Kombinacija podataka iz prethodnog vieg sloja i upravljakih informacija naziva se protokolska jedinica podataka ili PDU. Sledei korak sloja transporta je da proslijedi svaku protokolsku jedinicu podataka u sloj mree uz instrukciju da je prenese u odredini raunar. Izmeu svakog para susjednih slojeva nalazi se po jedna interfejs. Interfejs odreuje koje operacije i usluge nudi nii sloj viem nivou. Kada se prilikom projektovanja mree odlui koliko e mrea imati slojeva ili ta e svaki sloj da obavlja, jedan od najvanijih zadataka je definisanje meuslojnih interfejsa. Interfejsi treba da omogue to bezbolniju zamjenu postojee implementacije datog sloja nekom potpuno drugaijom implementacijom. Skup slojeva i protokola predstavlja arhitekturu mree. Arhitektura mree ne obuhvata specifikaciju interfejsa, kao ni detalje implementacije, jer oni nisu spolja vidljivi, tanije, skriveni su unutar raunara. Nije neophodno da interfejsi na svim raunarima u mrei budu isti, dovoljno je da svaki raunar moe korektno da koristi svoje protokole. Skup protokola koje koristi odreeni sistem naziva se protokolski stek. Ne treba pomisliti da se neki problem obavezno rjeava samo u jednom sloju. Ima problema koji su prisutni u nekoliko, pa ak i u svim slojevima, to znai da se rjeavaju u svakom sloju.

OSI REFERENTNI MODEL

Ovaj model se bazira na prijedlogu koji je razvila Meunarodna organizacija za standarde ISO kao prvi korak ka meunarodnoj standardizaciji protokola koji se koriste u razliitim slojevima. Zadatak referentnog modela je da omogui da svi raunari, bez obzira na tip i operativni sistem, mogu meusobno da komuniciraju ako se pridravaju definisanih standarda. Model je nazvan ISO OSI referentni model jer se bavi povezivanjem tzv. otvorenih sistema, tj. sistema koji su otvoreni za komunikaciju sa drugim sistemima. Obino se radi kratkoe naziva OSI model. OSI model ima sedam slojeva:1-fiziki sloj

2-sloj veze

3-sloj mree

4-transportni sloj

5-sloj sesije

6-sloj prezentacije

7-korisniki sloj.

Do toga da model ima sedam slojeva dolo se primjenom sledeih principa:

-slojeve treba napraviti na mjestima na kojima je potreban razliit nivo apstrakcije

-svaki sloj treba da izvrava dobro definisanu funkciju

-pri izboru funkcije svakog sloja treba voditi rauna o meunarodno standardizovanim protokolima

-granice slojeva treba odabrati tako da se minimizuje informacioni protokol kroz interfejs

-broj slojeva treba da bude dovoljno veliki da se razliite funkcije ne moraju bez potrebe nalaziti u istom sloju, a dovoljno mali da arhitektura ne postane glomazna.

FIZIKI SLOJ je zaduen za transport sirovih bitova kroz komunikacioni kanal. Zadatak projektanta je da obezbjedi da kada se sa jednog kraja poalje bit 1, da se na drugom kraju i primi bit 1, a ne bit 0. Ovdje se postavljaju pitanja: koliko volti treba koristiti za predstavljanje logike jedinice, a koliko za predstavljanje logike nule, koliko mikrosekundi treba da traje svaki bit, da li prenos moe simultano (jednovremeno) da se odvija u oba smjera, kako se uspostavlja inicijalna (poetna) veza, kako se veza raskida, koliko pinova (konektorskih iglica) ima mreni konektor i kako se koristi koji pin. Dakle, ovdje se radi sa mehanikim, elektrinim i proceduralnim interfejsima i sa fizikim transmisionim medijumom koji lei ispod fizikog sloja. Primjeri protokola ovog sloja su RS-232 protokol i neki dijelovi X.21 protokola.

SLOJ VEZE obavlja svoj zadatak tako to predajnik rastavlja ulazne podatke u ramove podataka, ija je tipina veliina od nekoliko stotina do nekoliko hiljada bajtova, sekvencijalno (tj serijski) prenosi ove ramove i obrauje ramove potvrivanja kojima prijemnik javlja predajniku da je primio poslati ram podataka. Poto fiziki sloj samo prihvata i prenosi mlaz bitova bez obzira na znaenje ili strukturu, to sloj veze ima zadatak da formira i prepoznaje granice rama. To se moe postii tako to se na poetak i na kraj rama dodaje specijalna kombinacija bitova. Kako ova kombinacija bitova moe da se sluajno javi i unutar podataka, to se mora voditi posebna briga da se ona u tom sluaju ne interpretira kao granica rama. Prema tome, sloj veze se bavi prenosom blokova podataka du jedne linije, tj. izmeu dva susjedna vora. On koristi tehnike mogunosti sloja 1 (fiziki sloj) i uz to rastavlja poruku u manje segmente (blokove), umee oznake za poetak i za kraj bloka, detektuje i koriguje greke pri prenosu bloka i obezbjeuje da se nijedan blok ne izgubi na liniji.Erupcija umana liniji moe u potpunosti da uniti ram. U tom sluaju softver sloja veze na izvorinom raunaru moe da retransmisuje (da ponovo poalje) ram. Viestruki prenos istog rama stvara mogunost da se ramovi dupliraju. Sloj veze je taj koji razrjeava probleme koji su prouzrokovani oteenjem, gubitkom ili dupliranjem ramova. Drugi problem koji se javlja u sloju veze je kako obuzdati brzi predajnik da ne preplavi podacima sporiji prijemnik. Mora se upotrijebiti neki mehanizam za regulisanje saobraaja koji bi omoguio da predajnik zna koliko u tom trenutku ima u prijemniku slobodnog memorijskog prostora. Ako linija moe da se koristi za prenos u oba smjera, dolazi do nove komplikacije sa kojom mora da se bavi softver sloja veze. Difuzne mree imaju u sloju veze dodatni zadatak: kako kontrolisati pristup kanalu koji se dijeli izmeu vie korisnika, tj. koji koristi vie raunara. Ovim problemom se bavi poseban podsloj sloja veze, tzv. podsloj za pristup medijumu.

SLOJ MREE se bavi upravljanjem i kontrolom rada podmree. Podmree je sastavljena od vie razliitih mrea. Kljuni zadatak pri projektovanju ovog sloja je da se odredi nain kako da se paketi rutiraju, tj. kako da se paketima odredi putanja od izvorita do odredita. To moe da se radi na vie naina. Putanje, odnosno rute, mogu da se baziraju na statistikim tabelama koje su oiene, tj. unaprijed unijete u mreu i rijetko se mijenjaju. One takoe mogu da se determiniu (odreuju) na poetku svake komunikacije. Konano, odreivanje putanja moe da bude visoko dinamiko tako da se putanja determinie iznova za svaki paket u zavisnosti od trenutnog optereenja mree. Kada je u podmrei istovremeno prisutno previe paketa, oni u prenosu smetaju jedan drugom i stvaraju usko grlo. Zadatak sloja mree je i da upravlja ovako nastalim zakrenjem. esto se u sloj mree ugrauje obraunska funkcija. Softver mora da broji koliko je paketa ili slovnih znakova ili bitova poslao svaki korisnik kako bi mogao da napravi raun. Kada paket na putu do odredita mora da proe kroz dvije ili vie mrea, pojavljuje se mnogo problema. Na primjer druga mrea moe da koristi drugaiji nain adresovanja od prethodne. Takoe, druga mrea moe da uopte ne prihvati paket jer je suvie veliki. Da bi se omoguilo povezivanje mrea, oigledno je da sloj mree mora da prevazie sve ove probleme. U difuznim mreama problem odreivanja putanja je jednostavan, pa je sloj mree esto tanak ili ak i ne postoji. Kada se raunari nalaze u istoj lokalnoj mrei, to znai da izmeu njih postoji fizika veza, sve zadatke ovog sloja mree preuzima sloj veze.

TRANSPORTNI SLOJ Osnovna funkcija transportnog sloja je da:-prihvati podatke iz sloja sesije

-podijeli ih, ako treba, na manje jedinice

-propusti ih u sloj mree

-osigura da svi dijelovi tano stignu na drugi kraj, tj na odredite.

Sve ovo mora da se efikasno obavi, i to na nain koji izoluje gornje slojeve od neizbjenih promjena hardverske tehnologije. U normalnim uslovima transportni sloj stvara, pravi posebnu mrenu konekciju za svaku transportnu konekciju koju zahtijeva sloj sesije. Ako transportna konekcija zahtijeva veliku propusnu mo, transportni sloj moe, meutim da napravi viestruke mrene konekcije i da raspodjelom podataka na vie mrenih konekcija pobolja prtok podataka. Transportni sloj, takoe, odreuje koju vrstu usluge prua sloju sesije i konano korisnicima mree. Najpopularnija vrsta transportne konekcije je taka-taka kanal bez greaka, koji isporuuje poruke ili bajtove po redoslijedu po kome su poslati. Meutim, druge mogue vrste transportnih usluga su transport izolovanih poruka bez garancije o redoslijedu isporuke i difuzni prenos poruka veem broju odredita. Transportni sloj je istinski sloj od kraja do kraja, od izvora do odredita. Drugim rijeima, program na izvorinom raunaru vodi konverzaciju sa istim programom na odredinom raunaru koristei zaglavlja poruka i upravljake poruke. Mnoge stanice su multiprogramirane, to ima za posljedicu da iz svake stanice ulazi i izlazi vie konekcija. Zbog toga je potrebno da postoji nain da moe da se kae koja poruka pripada kojoj konekciji. Transportno zaglavlje je jedino mjesto u koje moe da se smjesti ta informacija. Radi multipleksovanja vie poruka u jedan kanal transportni sloj mora da vodi rauna o uspostavljanju i raskidanju konekcija du mree. Takoe mora da postoji mehanizam za regulisanje protoka informacija tako da brz raunar ne moe da preplavi odnosno zagui sporiji raunar. Takav mehanizam se naziva upravljanje protokom i ima kljunu ulogu u transportnom sloju.

SLOJ SESIJE omoguava korisnicima na razliitim raunarima da izmeu sebe uspostave sesiju (komunikaciju). Sesija omoguava obian prenos podataka, kao to ini i transportni nivo, ali i poboljane usluge koje su korisne u nekim primjenama. Sesija se moe koristiti da omogui korisniku da se prijavi i ukljui u udaljeni sistem radi obrade na njemu ili radi prenosa fajla izmeu dvije stanice. Jedna od usluga sloja sesije je voenje (upravljanje) kontrole dijaloga. Sesije mogu da dozvole da se saobraaj istovremeno odvija u oba smjera ili da u datom trenutku ide samo u jednom smjeru. Ako saobraaj moe da se u datom trenutku odvija samo u jednom smjeru, sloj sesije moe da vodi rauna o tome kada je iji red emitovanja. Sloju sesije pripada i usluga koja se naziva upravljanje etonom. Za neke protokole od sutinskog je znaaja da obe strane ne pokuavaju istovremeno istu operaciju. Da bi upravljao ovim aktivnostima, sloj sesije obezbjeuje takozvane etone. eton je specijalni upravljaki ram i samo ona strana koja posjeduje eton moe da izvri kritinu operaciju. Druga usluga koju prua sloj sesije je sinhronizacija. Posmatrajmo situaciju do koje moe doi kada se vri prenos fajla izmeu dva raunara, ali je tokom prenosa dolo do prekida transfera zbog nekog kvara. Poto je prenos prekinut, trebalo bi kompletan transfer fajla poeti iz poetka. Meutim, opet se moe dogoditi da doe do prekida prenosa. Da bi eliminisao ovaj problem (tj da ne bi moralo da se sve radi iz poetka), sloj sesije omoguava da se unutar podataka ubace kontrolne take. Ako sada doe do prekida, ne ponavlja se prenos podataka od poetka fajla, ve od posljednje kontrolne take.

SLOJ PREZENTACIJE izvrava odreene funkcije za koje ima opravdanja da se, poto se dovoljno esto zahtjevaju, pronae opte rjeenje, a ne da svaki korisnik ponaosob rjeava te probleme. Suprotno svim niim slojevima koji se bave sigurnim kretanjem bitova od jedne do druge take, sloj prezentacije se bavi sintaksom i semantikom prenoene informacije. Tipian primjer usluge sloja prezentacije predstavlja kodovanje na standardno usvojen nain. Veina korisnikih programa ne bavi se sluajnim nizovima binarnih cifara, ve konkretno na primjer imenima ljudi, datumima, koliinom novca, fakturama itd. Ovi podaci su, dakle, predstavljeni kao nizovi slovnih znakova, cijeli brojevi, brojevi sa fiksnom ili pokretnom takom. Razliiti raunari koriste razliite kodove za predstavljanje alfanumerikih podataka, cijelih brojeva itd. Da bi se omoguila komunikacija izmeu raunara koji koriste razliite kodove, struktura podataka koji se razmjenjuju moe se definisati na apstraktan nain zajedno sa standardnim kodovanjem koje se koristi na liniji. Sloj prezentacije upravlja ovim apstraktnim strukturama podataka i konvertuje ih iz oblika koji se koristi unutar raunara u standardni oblik koji se koristi u mrei i obrnuto.

U ovom sloju se obavlja kompresija i dekompresija podataka, kao i ifrovanje i deifrovanje. Kompresija je tehnika koja omoguava da se data koliina informacija predstavi manjom koliinom podataka, tj da se originalni niz bitova predstavi kraim nizom. Dekompresija je inverzni postupak kojim se komprimovani skup podataka konvertuje u originalni oblik. ifrovanje je postupak zatite podataka kojim se onemoguava da se razumije poruka ako se ne poznaje primjenjeni kod. Deifrovanje je postupak konvertovanja ifrovane poruke u prvobitni razumljivi oblik.

KORISNIKI ILI APLIKACIONI SLOJ sadri niz protokola koji se najee koriste. Uzmimo za primjer situaciju u kojoj se nalazi editor punog ekrana koji radi u mrei u kojoj postoji mnogo razliitih tipova terminala, svaki sa razliitim izgledom ekrana, razliitim kretanjem kursora, razliitim naredbama za brisanje i umetanje teksta itd. Jedan od naina kako moe da se rijei ovaj problem je da se definie apstraktni virtuelni mreni terminal za koji mogu da se napiu editori i drugi programi koji e sa njim da rade. Da bi se rukovalo svakim tipom terminala, potrebno je napisati dio softvera koji e preslikavati funkcije virtuelnog mrenog terminala u funkcije realnog, stvarnog terminala. Na primjer, kada editor pokree kursor virtuelnog terminala u gornji lijevi ugao, ovaj softver mora da stvarnom terminalu zada ispravan niz komandi kako bi kursor na ekranu stvarnog terminala takoe otiao na traenu poziciju. Cijeli softver virtuelnog terminala nalazi se u korisnikom sloju. Druga funkcija aplikacionog sloja je prenos fajlova. Razliiti sistemi fajlova koriste razliite konvencije nazivanja (imenovanja) fajlova, razliite naine predstavljanja redova teksta itd. Pri prenosu fajlova izmeu dva razliita sistema moraju se razrjeiti problemi koji nastaju zbog navedenih, ali i drugihnekompatibilnosti. Taj zadatak rjeava se u korisnikom sloju. Ovaj sloj se bavi i elektronskom potom, ulazom u udaljeni posao, pregledom direktorijuma i drugim tehnikim mogunostima opte i posebne namjene. Fiziki sloj, sloj veze, sloj mree i sloj transporta su pod kontrolom operativnog sistema, dok su preostala tri via sloja pod kontrolom projektanta aplikacije, odnosno programa.PROTOKOL SLOJA VEZE HDLC

HDLC predtavlja jedan od najee korienih protokola sloja veze koji se koriste pri sinhronom prenosu. Primjenjuje se u mnogim mreama. Svoju veliku popularnost ovaj protokol je stekao zato to zadovoljava iroku lepezu zahtjeva. Koristi se kako u vezama tipa od take do take, tako i u vietakastim vezama, u poludupleksnom i u dupleksnom radu, u sluajevima kada su raunari u mrei ravnopravni i kada meu raunarima postoji odnos nadreeni-podreeni. Dozvoljava korienje svakog koda, tj korisnik moe da koduje podatke koji se prenose na bilo koji nain. Sadri 48 bitova upravljakih informacija to ga ini veoma efikasnim jer minimizuje odnos upravljakih bitova i bitova poruke. Na primjer, ako je poruka koju treba prenijeti dugaka 1000 bitova, duina HDLC rama je 1000 + 48 = 1048 bitova, to znai da se ukupno vrijeme prenosa podataka poveava za samo (48/1048) * 100 % = 4,58%. HDLC protokol, takoe obezbjeuje visoku pouzdanost prenosa jer raspolae monim procedurama za otkrivanje greaka. Da bi zadovoljio razliite nabrojane zahtjeve, HDLC protokol definie:1-tri vrste stanica

-primarna stanica je odgovorna za upravljanje vezom i ona prdstavlja nadreenu stanicu. Ramovi koje proizvodi primarna stanica nazivaju se naredbe

-sekundarna stanica radi pod kontrolom primarne stanice. Drugim rjeima, sekundarna stanica predstavlja podreenu stanicu. Ramovi koje proizvodi sekundarna stanica nazivaju se odgovori

-kombinovana stanica kombinuje karakteristike primarne i sekundarne stanice, te moe da proizvodi i naredbe i odgovore. Prema tome, kombinovana stanica predstavlja samostalnu, odnosno autonomnu stanicu.

2-dvije konfiguracije veze

-nebalansirana konfiguracija sastoji se od jedne primarne stanice i jedne ili vie sekundarnih stanica. Koristi se u vezama od take do take i u vietakastim vezama. Podrava i poludupleksni i dupleksni prenos

-balansirana konfiguracija se sastoji od dvije kombinovane stanice. Koristi se samo u vezama od take do take. Podrava i poludupleksni i dupleksni prenos

3-tri naina (moda) rada pri prenosu podataka

-normalni mod odgovora predstasvlja nebalansiranu konfiguraciju. Primarna stanica inicira prenos podataka u sekundarnu stanicu, ali sekundarna stanica moe da prenese podatke samo kao odgovor na prozivku primarne stanice. Ovaj mod se koristi u sluajevima kada je na raunar prikljueno vie terminala pri emu raunar proziva svaki terminal ponaosob

-asinhroni balansni mod predstavlja balansiranu konfiguraciju. Bilo koja kombinovana stanica moe da inicira prenos ne traei dozvolu od neke druge kombinovane stanice. Ovaj mod omoguava efikasnije korienje dupleksne veze od take do take poto nema gubljenja vremena na prozivanje sagovornika

-asinhroni mod odgovora predstavlja, kao i normalni mod odgovora, nebalansiranu konfiguraciju. Meutim, u ovom modu sekundarna stanica moe da inicira prenos bez eksplicitne dozvole primarne stanice. To znai da sekundarna stanica moe da poalje odgovor ne ekajui naredbu za slanje odgovora. Primarna stanica zadrava odgovornost za kontrolu linije, otkrivanje greaka i raskid logike veze. Ovaj mod se rijetko koristi.

Ovako irok spektar zahtjeva mogue je ostvariti zahvaljujui pozicionoj strukturi rama. HDLC protokol spada u grupu bitski orijentisanih protokola, ija je struktura rama prikazana na slici:

Ram je sastavljen od niza polja pri emu svako polje ima posebno znaenje i ima fiksan poloaj u okviru rama. Poetak i zavretak rama definisani su posebnim osmobitnim indikatorom tj. binarnom kombinacijom 01111110. Adresno polje je od posebnog znaaja na linijama na kojima ima vie stanica. U sluaju veza tipa od take do take polje adrese, u stvari nije ni potrebno, ali se zbog jednoobraznosti strukture rama zadrava i ponekad se koristi za razlikovanje naredbi od odgovora. Upravljako polje se koristi za redne brojeve, za potvrivanje prijema i sl. U okviru upravljakog polja mogu sae definisati potpolja u koja se smjetaju odgovarajue upravljake informacije. Polje podataka moe da bude proizvoljne duine. Meutim, sa poveanjem duine polja podataka opada efikasnost kontrolnog zbira jer se poveava vjerovatnoa pojave veeg broja greaka. Polje indikatora poetka rama, adresno polje i upravljako polje se jednim imenom nazivaju zaglavlje, dok se polje kontrolnog zbira i polje indikatora kraja rama oznaavaju kao rep ili zavrni podaci.

HDLC definie tri vrste ramova: informacione ili I ramove, nadzorne ili S ramove i nenumerisane ili U ramove. Ove tri vrste ramova imaju upravljaka polja razliitih formata. Ako je prvi bit u upravljakom polju 0 rije je o I ramu. Ako su prva dva bita 10 radi se o S ramu, a kombinacija 11 oznaava U ram. Informacioni ramovi sadre korisnike podatke koje treba prenijeti. Nadzorni ramovi se koriste za kontrolu protoka i za kontrolu greaka. Nenumerisani ramovi omoguavaju neke dodatne funkcije vezane za upravljanje vezom. Polje provjere tanosti podataka omoguava da se na osnovu primjenjenog algoritma na prijemu sa znatnom vjerovatnoom utvrdi da li je tokom prenosa dolo do pojave greke.

PROTOKOL SLOJA MREE X.25

U mreama sa komutacijom paketa stanice moraju da podatke koje ele da poalju rastave u manje jedinice, u pakete. U paketima se pored korisnikih podataka, nalaze i upravljake informacije koje slue za komunikaciju stanice sa mreom. Kada dvije stanice meusobno komuniciraju, na otpremnoj strani mora da se obave dvije konverzije. Prvo se korisnikova informacija mora transformisati u signal podataka. Tu operaciju obavlja koder izvora. Potom se, prije izlaska na liniju signal podataka mora konvertovati u signal koji je pogodan za prenos kroz dati medijum. Tu funkciju realizuje linijski koder. Na prijemnoj strani mora se obaviti inverzan postupak: signal koji dolazi sa linije mora se pretvoriti u signal podataka, a ovaj potom u korisnikovu informaciju. Ove operacije se realizuju u linijskom dekoderu i u dekoderu izvora.

Komunikacija izmeu stanice i mree se odvija preko tri sloja:

-protokola fizikog sloja

-protokola sloja veze

-protokola sloja mree.

Protokoli fizikog sloja i sloja veze reguliu kretanje podataka izmeu stanice i mree. Osnovni zadatak protokola sloja mree je da obezbijedi prenos podataka izmeu stanica. Ova usluga se moe obaviti kao:

-konekciono orijentisana usluga (prenos preko virtuelnih linija)

-beskonekciona usluga (datagramska usluga).

Pored ovog osnovnog zadatka, protokol sloja mree mora da realizuje kontrolu protoka, kontrolu greaka, multipleksovanje i jo neke usluge. Kontrola protoka se mora obavljati u oba smjera. Mrea mora da se zatiti od zaguenja, a da bi se to postiglo mora se omoguiti da se ogranii protok paketa iz stanice u mreu. Meutim, potrebno je da i prijemna stanica moe da kontrolie brzinu kojom joj mrea dostavlja pakete. Poto stanica i vor pored podataka razmjenjuju i upravljake informacije, neophodno je da postoji neki oblik kontrole greaka kako bi se osigurao korektan prijem upravljakih informacija. Stanica je u optem sluaju povezana sa mreom jednom fizikom linijom. esto stanica eli da u isto vrijeme ima vezu sa vie drugih stanica. Da bi po jednoj fizikoj liniji moglo da se odrava vie istovremenih konekcija, neophodno je koristiti postupak multipleksovanja. X.25 mrea moe da bude javna ili privatna. Standard X.25 je konekciono orijentisan i podrava i virtuelne komutirane linije i virtuelne permanentne linije. Virtuelna komutirana linija se stvara onda kada jedan raunar poalje paket u mreu traei da se pozove udaljeni raunar. Korisnici koji razmjenjuju poruke imaju utisak kao da je virtuelna linija direktna fizika linija koja ih spaja. Kada se jednom uspostavi veza, paketi se mogu slati i oni uvijek stiu na odredite po redoslijedu slanja. X.25 vri kontrolu protoka kako bi obezbijedio da brzi predajnik ne preplavi, odnosno ne zagui spori ili ve zauzeti prijemnik. Permanentna virtuelna linija se koristi na isti nain kao i komutirana linija, ali se ona unaprijed uspostavlja prema dogovoru izmeu korisnika i davaoca usluge. Permanentna linija je uvijek prisutna, pa za njeno korienje nije potreban poziv. Ona je analogna iznajmljenoj liniji. Standard X.25 obuhvata tri sloja: fiziki sloj, sloj veze i paketski sloj. X.25 standard je razvijen prije OSI modela i zato se ne uklapa u potpunosti u OSI model. Obino se tri sloja X.25 standarda izjednaavaju sa prva tri sloja OSI modela, to nije potpuno tano. Istina, slojevi 1 i 2 u X.25 standardu potpuno odgovaraju slojevima 1 i 2 u OSI modelu. Meutim, paketski sloj obavlja i neke poslove od kraja do kraja mree, a to vie odgovara transportnom protokolu. S druge strane, paketski sloj n