Višeslojni model mrežne komunikacije (1)

5/20/2018 Vieslojni model mrene komunikacije (1)

1/45

eljko Trifunovi


2/45

Mreni protokoli se sastoje iz mnotvaprogramskih modula.

Programski moduli organizovani su u slojeve.

Zadaci jednog sloja su da:- ponudi odreene usluge viem sloju (sloju

neposredno iznad njega),- sakrije detalje implementacije tih usluga,

- koristi usluge sloja ispod sebe.


3/45

Jedan sistem za komunikaciju sastavljen odetiri sloja.

Komunikacija izmeu slojeva


4/45

Svaki sloj komunicira sa slojem na udaljenomraunaru direktno

Samo slojevi istog nivoa razumeju poruke iprotokol datog nivoa.

Svaki sloj koristi nii sloj kao transportni, da bidobio podatke sa udaljenog raunara, a zatimih tumai na nain definisanim protokolom tog

nivoa.


5/45

Da bi se omoguio transport preko datog sloja,podaci se na predajnoj strani organizuju u pakete isvaki sloj dodaje svoje kontrolne podatke na poetkutih paketa formirajui zaglavlje.

Enkapsulacija


6/45

Sloj 3 dodaje svoje zaglavlje H3 na podatkepreuzete od sloja 4.

Sloj 2 dodaje zaglavlje H2. Sloj 1 zaglavlje H1. 1 dodao je T1 polje na kraju paketa podataka.

Ovo polje najee sadri kontrolnu sumu (eng.checksum, obino po CyclicRedundancyCode, iliskraenoCRC algoritmu), koja omoguuje proveruvalidnosti podataka u paketu i otkrivanje greakanastalih u prenosu, ali moe sadrati i neke dodatneinformacije.


7/45

Enkapsulacijajepostupak deljenja podataka upakete i dodavanje odgovarajuih kontrolnihzaglavlja.

Na prijemnoj strani izvrava se obrnutipostupak. Ovaj postupak se nazivadekapsulacija.


8/45

Na jednom sloju moe da postoji vei brojprogramskih modula koji implementirajurazliite protokole.

U zaglavlju svakog sloja mora da postoji

identifikator protokola vieg nivoa. Na prijemnoj strani se na osnovu polja

odreuje kom modulu treba prosleditisadrinu paketa.

Moduli pri slanju podataka rade kaomultiplekseri, a na prijemnoj strani, modulirade kao demultiplekseri


9/45

Primer

Pretpostavimo da na

sloju 2 postoji 3 protokola: L21,L22 i L23

Protokol L1 na sloju 1 dobijapodatke od protokola vieg nivoa isvakom paketu dodaje svojezaglavlje H1.

Ukoliko je paket dobio doprotokola L21, na odgovarajuemesto u zaglavlju upisuje oznakutog protokola L21. Multipleksiranje/demultipleksiranje-Kada paket stigne do odredita, protokol L1 prihvata paket i na osnovuvrednosti proitane u zaglavlju H1 zakljuuje da su podaci namenjeniprotokolu L21 na sloju 2. Uklanja zaglavlje H1 i prosleuje sadraj paketa.


10/45

Definicije

Uokviravanje- organizovanje binarnih

podataka u grupe (tj. pakete bitova), koje senazivaju okviri.

Paket - okvir podataka na mrenomnivou.

Segment- okvir podataka na transportnom

nivou.Port- 16-to bitni celi broj koji identifikuje

aplikacije koje meusobno komuniciraju.


11/45

Engleski termini

Media Access Control- kontrola pristupa medijumu. Niipodsloj sloja veze podataka.

Logical Link Control - kontrola logike veze. Vii podsloj slojaveze podataka.

Instant Messenger - program za direktnu komunikacijukorisnika preko Interneta, najee kucanjem kratkih poruka.

Simplex - komunikacija samo u jednom smeru. Half-duplex- polu dupleks. Komunikacija u oba smera, ali ne

istovremeno.

Full-duplex - puni dupleks. Simultana komunikacija u obasmera. Device driver - program za upravljanje radom konkretnog

ureaja.


12/45

Referentni model ne daje specifikaciju kako treba

implementirati protokole, ve ima zadatak daomogui bolje razumevanje funkcija koje mreniprotokoli treba da implementiraju.

Najpoznatiji referentni modeli su OSI i TCP/IP.

Uporedni prikaz OSI i TCP/IP referentnih modela


13/45

Open Systems Interconnection(OSI) je modelzasnovan na predlogu Meunarodneorganizacije za standardizaciju (InternationalStandards Organization- ISO) da se uvede

meunarodni standard za komunikacijuotvorenih sistema.

Pod pojmom otvoreni sistem podrazumevase sistem otvoren za komunikaciju sa drugimsistemima.


14/45

OSI model ima sedam slojeva, definisanih tako da:-svaki sloj predstavlja razliiti nivo apstrakcije,-svaki sloj implementira dobro definisan skupfunkcija,-funkcije sloja su izabrane tako da omoguedefinisanje protokola koji treba da budumeunarodni standard,-granice slojeva treba da minimizuju protokinformacija izmeu slojeva, i to samo kroz dobrodefinisane interfejse i

-broj slojeva mora biti dovoljan da se razliitefunkcije ne moraju smetati u isti sloj, ali ne iprevelik, da model ne bio nezgrapan.


15/45

Fiziki sloj Osnovna funkcija fizikog sloja je da omogui

prenos digitalnih podataka (nula i jedinica) prekokomunikacionog kanala.

Fiziki sloj sastoji se od: - mehanike komponente, - elektrine komponente, - funkcionalne komponente i

- proceduralne komponente.


16/45

Mehanika komponentadefinie tipovekablova, konektora i raspored pinova.

RJ-45 konektor


17/45

lektrina komponentadefinie karakteristikeelektromagnetnih ili svetlosnih signala, tiplinijskog koda, slabljenje signala, maksimalnidomet, itd.

Funkcionalna komponentaodreuje znaenjepojedinih pinova i signala. Signali se najeedele na: - signale podataka (data)

predajne (transmit)

prijemne (receive) - upravljake signale - sinhronizacione signale i

- uzemljenje.


18/45

Proceduralna komponentaodreuje redosledsignala kojima se definiu odreeneoperacije.

Asinhroni prenos podataka izmeu dva raunarakorienjem direktne veze dva modema


19/45

Sloj veze podataka Sloj veze podataka omoguuje formiranje lokalnih

mrea sastavljenih vie od dva raunara. Osnovne funkcije ovog sloja su:

- upravljanje pristupom medijumu, - uokviravanje,

- adresiranje,

- kontrola greaka i

- kontrola toka.


20/45

Uokviravanjepodrazumeva organizovanjebinarnih podataka u grupe (tj. pakete bitova),koje se nazivaju okviri. Okviri omoguuju da se sa sigurnou moe utvrditi

kada se u komunikacionom kanalu nalaze validnipodaci, a kada ne postoji prenos.

Adresiranjeomoguuje da se odredi komodredinom raunaru je poruka namenjena. Da nema adresiranja mogle bi da postoje samo

direktne veze izmeu dva raunara.


21/45

Kontrola greakaomoguuje otkrivanje greakakoje se javljaju tokom prenosa podataka krozkomunikacioni kanal. Razlozi za nastajanje greaka su razliiti: slusanje

signala iz susednih provodnika, indukcija poddejstvom spoljanjeg elektromagnetnog zraenja,slabljenje u provodniku, greka u odmeravanju i sl.

Kontrola tokareava probleme koji nastaju

kada poiljalac bre alje podatke nego to jeprimalac u stanju da ih primi.


22/45

Vrlo esto se sloj veze podataka deli na dvapodsloja: - sloj za kontrolu pristupa medijumu i

- sloj za kontrolu logike veze.

Sve specifinosti svakog od protokola preseljenesu u sloj za kontrolu pristupa medijumu (MAC Media Access Control).

Veza sa viim slojevima, upravljanje tokom i sve

ono to je moglo da se standardizuje bez obzirana tehnologiju nieg nivoa objedinjeno je nivoomlogike veze (LLC Logical Link Control).


23/45

Mreni sloj Sve dok se raunari nalaze u okvirima jedne

lokalne mree, sloj veze podataka je dovoljanza njihovu komunikaciju. Meutim, ukoliko

elimo da komuniciramo sa raunarom koji nijeu naoj lokalnoj mrei potreban je i mrenisloj.

Osnovni zadaci mrenog sloja su: da omogui jedinstveno i hijerarhijsko adresiranje

svih raunara i nalaenje optimalnog puta do odredita


24/45

Ako aljemo pismo nekome u inostranstvu,celokupna adresa trebalo bi da se sastoji od: naziva drave, naziva grada (i potanskog broja), naziva ulice, kunog broja, broja stana (u sluaju zgrade) i imena i prezimena.

Za razliku od prethodnog primera, mrenaadresa nije tekstualna, ve numerika i zavisiod protokola mrenog nivoa koji se koristi.


25/45

Kod IPv4 (Internet Protocolver. 4) to je 32-bitni broj.

Hijerarhijska struktura adrese omoguujerutiranje paketa.

Paketje osnovna jedinica podataka namrenom nivou.

Pod pojmom ruteranje podrazumeva se

prosleivanje paketa odreenom trasom(rutom). Ureaji koji treba da obezbedeoptimalnu rutu nazivaju se ruteri.


26/45

Mreni sloj daje sve od sebe da paket stignedo odredita, ali nema naina da to proveri.

Drugi veliki problem koji ovaj sloj ne moe darei je kako odvojiti pakete razliitihaplikacija.

Jedino to mreni sloj poznaje je adresa, aona nije dovoljna da bi se razlikovali svi

programi koji mogu da se izvravaju najednom raunaru.


27/45

Transportni sloj Zadaci transportnog sloja su:

- da omogui veem broju aplikacija dakomuniciraju preko zajednikog mrenog sloja,

- da segmentira (podeli) podatke na manje celine, - da obezbedi kontrolu toka podataka.

Transportni sloj uvodi portove.

Portje 16-to bitni celi broj koji identifikuje

aplikacije koje meusobno komuniciraju.


28/45

Transportni sloj podatke deli u manje celine. Te celine nazivaju se segmenti, a sam proces

deljenja segmentacija. Svakom segmentu dodaje se odgovarajui

identifikator (broj koji na jedinstveni nainodreuje dati segment).

Transportni sloj zaduen je za deljenje

poruke u segmente, ali i za sklapanjesegmenata u celinu.

Ovaj sloj obezbeuje i kontrolu toka.


29/45

Ako doe do oteenja ili gubitaka segmenata,vri se retransmisija (ponovno slanje)

Iskorienost komunikacionog kanala je vrlomala ako se eka da stigne potvrda za svakisegment pre nego to se poalje sledei.

Ovakva kontrola toka naziva se stani i ekaj. Da bi se ubrzao prenos, koristi se tehnika

poznata kao klizni prozor. Klizni prozor omoguuje da se poalje vie segmenata prenego to neki od njih bude potvren.


30/45

Sloj sesije On ima zadatak da upravlja dijalogom izmeu

uesnika u komunikaciji. Ovaj sloj uestvuje u formiranju, upravljanju i

raskidanju sesije.

Prema smeru toka podataka, sve komunikacijemoemo podeliti na:

- Simpleks (eng. simplex), - poludupleks (eng. half-duplex) i

- dupleks (eng. full-duplex).


31/45

Simpleksje komunikacija samo u jednomsmeru.

Poluduplekskomunikacija omoguuje prenospodataka u oba smera, ali ne istovremeno.

Duplekskomunikacija je potpuno dvosmerna.


32/45

Prezentacioni sloj Zadaci prezentacionog sloja su:

- da standardizuje format zapisa podataka,

- da kompresuje podatke i

- da ifruje podatke. Prezentacioni sloj ima zadatak da standardizuje

zapis podataka kako bi bio razumljiv obemastranama u komunikaciji.


33/45

Drugi, vrlo vani, zadatak ovog sloja jeste daomogui efikasniju komunikaciju.

Ovaj sloj nudi i mogunost ifrovanjapodataka.

Pod pojmom ifrovanjepodrazumeva sezamena originalnih kodnih sekvenci drugimkodnim sekvencama.


34/45

Aplikacioni sloj Ovaj sloj nudi standardne servise krajnjim

korisnicima.

To je najvii sloj u OSI modelu i on direktnokomunicira sa korisnikim aplikacijama ipredstavlja njihov interfejs ka mrei.


35/45

Enkapsulacija podataka U realnom ivotu neprestano se sreemo sa

enkapsulacijom(pakovanjem).

Postupak otpakivanja naziva se dekapsulacija. Prilikom prolaska kroz slojeve OSI modela

deava se slina pojava. Transportnislojje prvi OSI sloj koji vri enkapsulaciju podataka.

Deli ih u celine koje se nazivajusegmenti

.

Mreni slojpreuzima segmente i pakuje ih u pakete.

Sloj veze podatakapreuzima paket i pakuje ga u okvir. Okvir seprosleuje fizikom sloju.


36/45

Fiziki slojalje bit po bit okvira na komunikacioni medijum.

Sloj veze podatakaproverava kontrolnu sumu.

Mreni slojpreuzima paket i proverava da li je ispravan i da lise u njemu navodi mrena adresa ba te stanice kaoodredina adresa. Ako je tako, izvlai se segmentiz paketai

prosleuje odgovarajuem protokolu vieg sloja. Transportni slojpreuzima segment i proverava da li je to

segment sa rednim brojem koji oekuje. Ako jeste, vraapoiljaocu poruku da je primio sve kako treba. Ova porukanaziva se potvrda(acknowlege).

Kada su segmenti sklopljeni po redosleduslanja, protokoli viih slojeva mogu proitatipodatke i vriti dalju obradu.


37/45

Za razliku od ISO modela TCP/IP model jemnogo blii konkretnoj implementacijimrenih protokola.

Zasniva se na hijerarhiji protokola koji ine

osnovu globalne svetske mree Interneta. TCP/IP model, kao i itav Internet, nastao je

iz ARPAnet projekta. Razvoj ovog projekta vodilo je specijalno telo DARPA

(Defense Advanced Research Projects Agency), u sastavuMinistarstva odbrane Sjedinjenih Amerikih Drava (UnitedStated Departmet of Defense).


38/45

Gubitak ak i velikog dela mree nijespreavao preostale vorove da komuniciraju. Ta ilavost poivala je na tehnologiji mrea

sa skretnim paketima, koja je i danas sr

Interneta. TCP/IP referentni model sastoji se od etiri

sloja: - sloja pristupa mrei, - internet sloja, - transportnog sloja i

- aplikacionog sloja.


39/45

Najvaniji protokoli TCP/IP skupa protokola injihov raspored po slojevima


40/45

Sloj pristupa mrei Sloj pristupa mrei objedinjuje fiziki i sloj

veze podataka OSI modela.

Oni zavise od konkretne tehnologije koja je

primenjena u implementaciji mree. Najraireniji protokoli ovog sloja su: Ethernet,

802.11, Frame Relayi ATM. Ethernetprotokol, definisan IEEE 802.3 standardom

Za beine lokalne mreekoriste se standardi iz grupe IEEE802.11.

U oblasti WAN mrea koriste se Frame Relayi ATM protokoli.


41/45

Internet sloj Internet sloj je po funkciji identian mrenom

sloju OSI modela. Osnovu ovog sloja iniInternet ProtocolIP.

Internet protokol predstavlja osnovni protokolza prenos informacija putem Internet-a.

Osnov je za formiranje mrea sa skretnim

paketima


42/45

Sam IP protokol ne omoguuje signalizacijutih greaka, ali postoji specijalan protokolkoji se naziva ICMP (Internet Contol MessageProtocol) iji je zadatak upravo to.

Jo jedan vrlo vaan, protokol internet sloja jeARP (Address Resolution Protocol).

Njegov zadatak je da prevede IP adresu uMAC adresu.


43/45

Transportni sloj Transportni sloj je identian istoimenom sloju

OSI modela, sa jednom malom razlikom.

Tipini protokoli ovog nivoa su TransmissionControl ProtocolTCP, i User DatagramProtocolUDP.

TCP je tipian protokol transportnog nivoa. UDP nema ni jednu od karakteristika transportnog nivoa OSI

modela. Podatke organizuje u segmete koji se nazivajudatagram-i i alje ih ka odreditu.


44/45

Aplikacioni sloj Aplikacioni sloj TCP/IP modela objedinjuje

sloj sesije, prezentacioni i aplikacioni sloj OSImodela.

Na ovom sloju postoji mnotvo protokola odkojih emo pomenuti samo neke: - HTTP (Hypertext Transfer Protocol) omoguuje

pristup dokumentima preko Web-a,

- FTP (File Transfer Protocol) omoguuje prenosdatoteka,


45/45

- SMTP (SimpleMail Transfer Protocol) omoguuje slanje elektronske pote, - POP3 (Post Office Protocol v3) omoguuje

preuzimanje elektronske pote sa servera,

- DNS (Domain Name System) omoguujeprevoenje simbolikih imena raunara u IP adrese, - Telnet (Telecommunication network) omoguuje

pristup udaljenim raunarima i izvravanje komandina njima.

Documents

Višeslojni model mrežne komunikacije (1)