Računarske mreže 1 Stapanje računara i komunikacija

Računarske mreže 11. deo – UVODPredavač:dr Slavko Gajin, slavko.gajin@rcub.bg.ac.rsAutori:mr Pavle Vuletić, dr Zoran Jovanović, dr Slavko Gajinhttp://rti.etf.bg.ac.rs2009. godETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku1Stapanje računara ikomunikacija• Stari koncept računarskih centara:– veliki centralni računar Main-Frame– veliki broj terminal (tekstualnih)– komunikacija terminala sa centralnim računarom• modemske veze po običnim telefonskim kablovima(parica – dva provodnika)• male brzine (9.6 kbps – “kilo-bita u sekundi”)• prenos samo tekstualnog ulaza i izlaza – asinhroni i sinhroni• to nisu računarske mreže !• Potreba za razmenom podataka izmeđuračunara - računarske komunikacijeETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku21

Šta su računarske mreže ?• “Skup komunikacionih veza (linkova) za povezivanjeuređaja koji mogu da međusobno komuniciraju” (Keiser)• “Entitet koji povezuje određen broj uređaja i obezbeđujenačin prenosa podataka između njih” (Stallings)• Osnovne komponente:– Komunikacioni uređaji:• ruteri, svičevi, habovi, modemi, ripitere, mrežne barijere (firewall)– Komunikacione veze:• različite vrste fizičkog medijuma, različite brzine i osobine– Funkcionalna logika:• protokoli, servisi, konfiguracijeETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku3• Bakarni provodniciKomunikacione veze– UTP – Unshielded Twisted Pairs – neoklopljene upredene parice– telefonske parice u lokalnoj petlji – xDSL, ISDN, Modemi,digitalni prenosni sistemi E1• Optička vlakna– monomodna i multimodna – jedna ili više tasnih dužina (DWDM,CWDM)• Mikrotalasi– usmerene i neusmerene veze – GPS, GPRS, Tetra, WLAN,Bluetooth, ...• Infracrvena komunikacija– infracrveni portovi, free space optika• Komunikacioni sateliti– GEOS i LEOSETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku42

Parametri• Brzina prenosa – bandwidth, speed, capacity, throughput– bps – bits per second, biti u sekundi– kbps – Kilo-bits per second– Mbps – Mega-bits per second– Gbps – Giga-bits per second– Tbps – Tera-bits per second• Kašnjenje - delay– vreme propagacije u jednom smeru– ms – milisekunde• RTT – round trip time– vreme propagacije u oba smera(od trenutka slanja paketa do prijema odgovora)• BER - Bit Error Rate• Gubitak paketa - packet loss (%)ETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku5Klasična podela• LAN – Local Area Network– mali prostor, velike brzine (Mbps - Gbps)– privatne instalacije– kancelarija, spratovi, zgrada, kampus– Layer 2 uređaji (L2) - svičevi, habovi• WAN –WideAreaNetwork– veliki prostor, manje brzine (kbps – Mbps)– regioni, države– iznajmljeni telekomunikacioni servisi (2, 34, 155 Mbps)– Layer 3 uređaji (L3) – ruteri• MAN – Metropolitan Area Network gradske mrežeETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku63

Nova podela• LAN – Local Area Network– velike brzine (100 Mbps, 1Gbps, 10Gbps)– L2 i L3 svičevi– fizički i logički segmenti unutar poslovnih mreža– povećana rastojanja primenom optičkih kablova – preko 100km• WAN – Wide Area Network– L3 uređaji – ruteri, L3 svičevi– velike brzine (Mbps, Gbps, 10Gbps)– gradovi, regioni, države– iznajmljeni telekomunikacioni servisi (npr. 2, 34, 155 Mbps)• Tehnološka podela mreža:– L2 – svičevi, FrameRelay, MPLS, ATM, SDH– L3 – IP, IPXETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku7Internetworking• Tehnologija koja omogućava povezivanje različitih LAN i WAN mrežau jedinstvenu mrežuInternetwork(Layer 3)mrežaStanica(End System, ES)Ruter(IntermediateSystem, IS)Fizička(Layer 2)mrežaETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku84

• AdresaInternetwork adresiranje– podatak koji jedinstveno identifikuje objekat na mreži– pridružene portovima (interfejsima) uređaja• Vrste mrežnih adresa– Adrese na L2 nivou(npr. MAC adrese - Ethernet, X25 adrese)– Adrese na L3 sloju(npr. IP adrese)ETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku9Osnovne oblasti korišćenja• Poslovne primene (deljenje informacija, resursa, kolaboracija)– Pristup bazama podataka – klijent/server model– Kolaboracija – email, videokonferencije, kancelarija u kući ...– B2B i B2C• Kućne primene– Pristup udaljenim informacijama– Komunikacija između osoba (email, skype, peer to peer... )– Interaktivna zabava (veliki broj osoba u interakciji...)– Elektronsko poslovanje (eBanking, eGovernment,eCommerce...)• Mobilni korisnici (lap-top računari u wireless okruženju, servisi prekoGPS operatore, GPRS terminali za PDV, parking servis...)– Nove generacije mobilne telefonije– WLAN ili WLAN/GSMETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku105

Sociološki fenomeni•Računarski kriminal• Autorska prava• Virusi, crvi, trojanci• SPAM poruke• Sloboda postavljanja različitih informacija• Zavisnici od mrežeETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku11Arhitektura računarskih mreža• Ideja - na nekom nivou apstrakcije– odvojiti logiku rada od tehnologije prenosa– obezbediti da protokoli ili aplikacije direktno komuniciraju sakraja na kraj• Nivoi apstrakciji – slojevi– slojevita arhitektura mreža• Analogija sa apstrakcijama kod objektnog programiranja– skrivanje implementacije• Protokol - usaglašen način komunikacije putem porukaizmeđu učesnika– definisana pravila slanja i primanja poruka, formati poruka,stanja učesnika u protokolu itd.• Protokolom komuniciraju upareni slojevi krajnjihučesnikaETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku126

Komunikacija slojevapreko sviča –L2preko rutera – L37654321⎯⎯⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯⎯→→ 2 →→ 1 →76543217654321⎯⎯⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯⎯→→ 3 →→ 2 →→ 1 →7654321ETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku13OSI referentni model• ISO OSI - International Standardization Organization –Open Systems Interconnection765Aplikacioni sloj (Application Layer)Prezentacioni sloj (Presentation Layer)Sloj sesije (Session Layer)}Gornjislojevi4Transportni sloj (Transport Layer)32Mrežni sloj (Network Layer)Sloj veze podataka (Data Link Layer)}Donjislojevi1Fizički sloj (Physical Layer)ETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku147

Različiti modeli i protokoli• Preovladala TCP/IP familija protokola–TCP–Transmission Control Protocol–IP–Internet ProtocolETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku15Aplikacioni slojL7 - Aplikacioni sloj (Application Layer)– Interfejs između mreže i aplikativnog softvera (npr. HTTP, telnet,email...)ETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku168

Mrežni sloj – L3• Adresiranje - jedinstveno na celoj mreži• Rutiranje - prosleđivanje poruka od izvorišta do odredišta• Povezivanje različitih vrsta slojeva veze i fizičkihmedijuma• Fragmentacija paketaETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku19Sloj veze - L2• Pristup fizičkom medijumu u okviru jednog segmenta• Adresiranje – ako je medijum deljen (više od dvaučesnika)• Detekcija grešaka u prenosu• Može da postoji mehanizam potvrde• Ethernet, PPP, Frame RelayETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku2010

Fizički sloj – L1•Način prenosa bita• Nivoi napona, talasne dužine• Konektori, utičnice, kablovi• Uspostava i raskid konekcije• Osobine implusa, modulacijaETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku21Primeri protokola i standarda poslojevimaETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku2211

Komunikacije između slojeva• Sloj višeg nivoa koristi usluge sloja nižeg nivoa prekodefinisanih primitiva i servisa• Slojevi međusobno komuniciraju preko servisnih tačakaSAP - Service Access Point– Koristi se i naziv Layer x/x+1 interface• Mehanizam identifikacije pošiljaoca i primaoca– na nižim nivoima - adrese– na višim nivoima - tipično preko indirektnog imenovanja portadefiniše tip procesa ili sam proces pošiljalac ili primalac• Dogovor o postojanju logičkih kanala između dvauparena sloja udaljenih uređaja• Dogovor o očuvanju sekvenceETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku23Prenos poruka po vertikali• Prenos poruka između slojeva jednoguređaja (po vertikali)– Sa višeg na niži sloj• Enkapsulacija• Multipleksiranje– Sa nižeg na viši sloj• Dekapsulacija• Demultipleksiranje•Označavanjem protokola višeg sloja uprotokolu nižegETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku2412

Prenos poruka po vertikali• OSI model:–PDU–Protocol Data Unit– Header – zaglavlje poruke– Trailer – trag (potpis) porukeETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku25Prenos poruka po vertikali• TCP/IP model:– L4 – poruka (message)– L3 – paket (datagram)– L2 – okvir (frame)ETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku2613

Predmet kursa• Protokoli i tehnologije pojedinačnih slojevaTCP/IP modela– L1,L2• UTP, FO• LAN – Ethernet, svičevi, VLAN, STP• WAN – PPP, Frame Relay– L3 – IP - Internet protokol (IPv4, IPv6)• adresiranje, podmreže• principi i protokoli rutiranje– L4 – TCP, UDP• protokoli i mehanizmi transporta– L7 – Aplikativni sloj• primeri pojedinih aplikacija (DNS)ETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku27Literatura• CCENT/CCNA ICND1,official exam certification guide,Wendell Odom, Cisco Press, 2008• CCNA curriculum, Cisco• www.wikipedia.orgETF, Katedra za računarsku tehniku i informatiku2814