1

Računarske mreže PREDAVANJE 8

Sloj mrežnog pristupa TCP/IP modela

Sloj pristupa mediju TCP/IP modela uključuje LAN i WAN protokole kao i sve detalje koji su kod OSI

referentnog modela uključeni u fizički i podatkovni sloj. Fizički sloj se sastoji od hardvera i softvera

koji zajedno ostvaruju fizički prijenos sadržaja, nizova bitova, signala između čvorova. Hardver

obuhvata sve fizičke elemente mreže kao što je mrežna kartica, čijim radom upravlja softver koji se

izvodi na računaru kojeg ta kartica vezuje na mrežu. Za prijenos podataka potrebni su i nosioci

podataka koji povezuju čvorove odnosno, njihove mrežne kartice. Nosioci podataka su signali koji se

prenose kroz različite medije.

TCP/IP model (na kojem je bazirana i Internet mreža) ne opisuje detaljno fizički sloj nego čvor mreže

predaje svoje IP pakete fizičkom sloju ispod sebe koji prenosi svaki paket na susjedni čvor na temelju

IP adrese. Dakle, najniža razina TCP/IP arhitekture, obavlja funkcije prve dvije razine OSI modela i

odgovorna je za realizaciju komunikacije između uređaja u mreži. Podatke primljene od druge,

mrežne razine prilagođava fizičkom mediju vodedi računa o svojstvima mrežnih uređaja. Na ovoj se

razini IP paket s druge razine postavlja u okvire koji se šalju preko mreže, te se obavlja preslikavanje

IP adrese uređaja na mreži u njegovu fizičku adresu. Osnovni procesi koji su neophodni u mreži bez

obzira koju vrstu servisa mreže pružaju su: prenos, komutacija i signalizacija. Osnovni koncept

prenosnog sistema prikazan je na slici i sastoji se od predajnika, prenosnog kanala i prijemnika.

Slika. Koncept (model) prenosnog sistema

Osnovni elementi komunikacionog sistema su:

Izvor (source) – generiše podatake za prenos.

Predajnik (transmitter) – transformiše generisane podatke u oblik pogodan za prenos (npr.

digitalni podataci iz PC računara se pomodu modema transformišu u analogne signale koji se

mogu prenijeti preko javne telefonske mreže - PSTN).

Prenosni sistem (tramission sistem) – mreža koja spaja izvor i odredište.

Prijemnik (receiver) – prihvata signal iz prenosnog sistema i transformiše ga u oblik pogodan

za odredište.

Odredište (destination) – prihvata prenesene podatke.

Ključni procesi u komunikacionom sistemu su:

2

Povezivanje (interfacing) uređaja na komunikacioni sistem.

Generisanje signala (signal generation) – propagacija, regeneracija, itd.

Sinhronizacija (synchronization) predajnika i prijemnika.

Razmjena podataka (exchange management) prema odgovarajudem protokolu.

Otkrivanje i ispravljanje grešaka (error detection and correction).

Kontrola toka (flow control) - usaglašavanje brzine slanja i brzine prijema podataka.

Adresiranje i usmjeravanje (addressing and routing) .

Oporavak (recovery) – mogudnost da se transfer podataka nastavi od mjesta prekida.

Formatiranje podataka (message formatting) - dužina i struktura podataka koji se prenose.

Zaštita (security) na prenosnom putu, autentičnost podataka.

Upravljanje mrežom (network management) – neophodno je mrežu konfigurisati, nadgledati

(monitorisati), intervenisati i inteligentno planirati.

Ekonomska ograničenja komunikacionih mreža zahtijevaju da se sredstva (npr. prenosni mediji)

dijele među korisnicima (dijeljenje linkova). Dvije osnovne tehnike za dijeljenje ovih sredstava, koji

omogudavaju dijeljenje hardware-a, su: komutacija (eng. switching) i multipleksiranje (eng.

multiplexing).

Komunikacioni servisi se implementiraju prenosom bita kroz mrežu. Svaki korisnik mreže treba imati

mogudnost da uspostavi konekciju sa ostalim korisnicima. Prema tome, potrebno je usmjeriti bite od

jednog korisnika do drugog i ova osobina promjene puta bita naziva se komutacija.

Multipleksiranje je prenos različitih tokova informacija istim fizičkim linkom. Pod tokom informacija

se podrazumijeva sekvenca paketa ili bit stream poslat od jednog korisnika prema drugom. Glavni

razlog postojanja multipleksera je reduciranje cijene mreže minimiziranjem broja fizičkih prenosnih

linija. Multiplekseri dijele jednu fizičku liniju (npr. dvije žičane parice) na više logičkih kanala.

Signalizacija je mehanizam koji omogudava mrežnim entitetima da uspostave, održavaju i završe

sesiju u mreži. Može se shvatiti kao nervni sistem mreže koji omoguduje podršku funkcijama

upravljanja radom mreže. U okviru signalizacionih procedura, elementi mreže razmjenjuju signale

(signalizacione poruke) koji nose informacije o potrebnim i/ili željenim radnjama. Po načinu prenosa

u odnosu na informacione kanale, signalizacija može biti:

signalizacija u kanalu (in-band signaling),

signalizacija izvan kanala (out-of-band signaling).

U prvom slučaju se signalizacijski saobradaj se prenosi istim kanalom (vremenskim slotom,

frekvencijskim opsegom) kao i korisnički signal, a koristi se kod analognih sistema prenosa. U drugom

slučaju se signalizacija prenosi posebnim kanalom i koristi se kod digitalnih sistema prenosa.

Protokoli prve razine TCP/IP modela Kombinacija prenosa po data link i fizičkom sloju se obavlja u hardveru uz pomod pristupnih metoda

kao što su CSMA/CD (Carrier Sensed Multiple Access with Collision Detection) iz Ethernet protokola.

Ethernet funkcioniše na pristupnom nivou mreže, tako što Ethernet elektronika radi na fizičkom

sloju, a CSMA/CD MAC (Medium Access Control) metod po data link sloju.

3

Protokoli prve razine TCP/IP modela su:

Ethernet protokol kojim je definirano povezivanje lokalnih mreža zasnovanih na različitim

tipovima fizičkog medija, pri različitim brzinama prijenosa, uz četiri formata Ethernet okvira

trenutno u primjeni (Ethernet II, Ethernet 802.3, Ethernet 802.4 i SNAP Ethernet).

Token Ring vrsta mreže koja je šematski poredana u krug. Token Ring je usko vezan za IEEE

802.5 specifikaciju jer je nastala iz Token Ring tehnologije, zbog identičnosti i zanemarljivih

razlika termin Token Ring obično obuhvada i IEEE specifikaciju.

Frame Relay visoko djelotvorni WAN protokol koji koristi fizički i podatkovni sloj prema

referentnom OSI modelu i fizicki sloj prema TCP/IP protokolu. Vedina Frame Relay sobradaja

je na bazi TCP/IP protokola koji posjeduje sopstveni mehanizam korekcije grešaka

SLIP (Serial Line Internet Protocol), RFC 1055 - de facto standard za prijenos IP paketa

preko modemskih veza koje podržavaju TCP/IP protokol,

PPP (Point to Point Protocol), RFC 1548 - standard za prijenos podataka preko modemskih

veza

HDLC internacionalni standard koji je definisao ISO za korištenje na point-to-point i

multipoint (multidrop) linkovima.

LAN (Local Area Network)

Lokalna mreža – LAN (Local Area Network) međusobno povezuje različite krajnje uređaje (DTE, Data

Terminal Equipment) unutar ograničenog prostora. Za krajnji uređaj (računar, laptop, radna stanica i

sl.) obično se koristi naziv stanica. Lokalna mreža obično je u vlasništvu jedne organizacije i uglavnom

(ne isključivo) se nalazi smještena unutar jedne zgrade ili unutar bliske skupine zgrada.

Sve stanice LAN mreži komuniciraju na načelu ravnopravnosti (peer-to-peer). To znači da svaka

stanica u LAN-u može samoinicijativno započeti komunikaciju (za razliku od master/slave

komunikacijskih sistema). Zbog načela ravnopravnosti i topologije dijeljenog medija svaki podatkovni

okvir u lokalnoj mreži mora sadržavati adresu izvora i odredišta (pošiljatelja i primatelja). U svim

mrežama gdje više stanica istovremeno pokušava pristupiti zajedničkom prijenosnom mediju

prisutan je problem višestrukog pristupa mediju (multiple access). Upravljanje pristupom mediju

može se provoditi centralizirano ili decentralizirano (distribuirano). Kod centraliziranog pristupa

postoji jedan uređaj u mreži koji ima ulogu upravljača (controler) koji ostalim uređajima dodjeljuje

prava pristupa mreži. Kod distribuiranog pristupa nema upravljača nego sve stanice zajednički

obavljaju funkciju upravljanja pristupom. U današnjim mrežama uglavnom se koristi decentralizirano

upravljanje pristupom mediju.

Tehnologije koje se koriste za međusobno povezivanje više računara, odnosno njihovo umrežavanje,

imaju različita fizikalna ograničenja o kojima de ovisiti maksimalan broj računara koje je mogude

povezati, kao i performanse njihove međusobne komunikacije. Vezu između dva računara mogude je

ostvariti izravno (npr. pomodu kabla) dok je prilikom međusobnog povezivanja više računara nužno

koristiti i neki dodatni mrežni uređaj koji de predstavljati središnju razdjelnu tačku na mreži i služit de

za distribuciju podataka mrežom. U manjim lokalnim mrežama u tu svrhu može se koristiti uređaj

koji se naziva koncentrator (hub) ili uređaj pod nazivom preklopnik (switch).

4

Ciljevi projektovanja LAN mreže

Osnovna funkcija lokalne mreže je prijenos podataka velikom brzinom na malim udaljenostima

(unutar jedne zgrade ili skupine zgrada). Propusnost komunikacijskog kanala lokalne mreže mjerljiva

je sa propusnošdu sabirnica osobnih računara. To znači da korisnik može preko lokalne mreže

dohvatiti podatke sa udaljenog računara istom brzinom kao i sa diska vlastitog računara.

Umrežavanjem računara dobiva se mogudnost dijeljenja zajedničkih resursa npr, više korisnika radi

sa istom bazom podataka ili više korisnika šalje dokumente na zajednički printer, također se koriste

mogudnosti komunikacije putem elektroničke pošte, razmjena datoteka sa podacima, arhiviranje itd.

Najvažniji ciljevi pri projektiranju lokalne mreže su:

Velika brzina prijenosa i širina propusnog pojasa. Brzina i kapacitet komunikacijskog kanala

moraju biti usporedivi sa brzinom i kapacitetom sabirnice računara, da bi se zadovoljili

zahtjevi korisnika za brzim prijenosom velikih količina informacija.

Pouzdanost i održavanje. Komponente lokalne mreže moraju biti pouzdane, tako da su

kvarovi rijetki. U slučaju kvara pojedine komponente u mreži to se ne smije odraziti na ostali

dio mreže. Održavanje treba biti riješeno tako da izaziva minimalno prekidanje rada mreže.

Niska cijena. Velika prednost u lokalnim mrežama jeste upravo relativno niska cijena mrežne

opreme. S tim što treba voditi računa da se ne štedi na opremi kao što su patch kablovi kao i

moduli za spajanje računara u mrežu, pošto su oni veoma bitni kod rada mreže. Zbog toga je

dobro koristiti opremu od najboljih svjetskih proizvođača.

Kompatibilnost. Kompatibilnost omoguduje nabavku uređaja od različitih proizvođača, sa čim

se dobiva bolji izbor u pogledu odnosa cijeni i performansa.

Fleksibilnost i proširivost. Mreža mora omoguditi dodavanje i premještanje uređaja.

Prijenosni medij mora biti postavljen tako da je lako dostupan radi priključivanja uređaja.

Jednostavnost. Lokalna mreža mora biti jednostavna za konfiguriranje, priključivanje uređaja

i upotrebu. Korisnici bi trebali modi iskoristiti sve mogudnosti mreže uz minimum stručne

osposobljenosti.

Standardi. Kako bi se postigla univerzalna razina komunikacije, proizvođači lokalnih mreža

moraju svoje proizvode izrađivati prema važedim standardima. Standardi za lokalne mreže su

serija standarda IEEE 802, tj. ISO 8802.

Neke od namjena računarskih mreža su zajedničko korištenje informacija i zajedničko korištenje

hardvera i softvera s ciljem da se:

omogudi prenos podataka sa jednog računra na drugi,

omogudi dijeljenje resursa (diskovi, printeri, komunikacijske linije),

omogudi centralizaciju smještaja podataka i

omogudi distribuiranje obrade podataka na više računara.

Na sljededem primjeru objasnit demo učinkovitost računarskih mreža. Ako je u firmi sa 20 računara

potrebno omoguditi štampanje sa svakog računara onda je mogude svaki računar opremiti laserskim

printerom ili povezivanjem u mrežu se mogu koristiti zajednički printeri (ili printer) i tako doprinijeti

velikoj uštedi. Zbog velikih prednosti (npr. ušteda) danas računarske mreže koriste kako kompanije

tako i pojedinici. Kompanije to rade zbog dijeljenja skupih hardverskih resursa kao što su, štampači,

kopir aparati, specijalni računari itd.

5

Prije pojave računarskih mreža, bilo je neophodno da svaki korisnik ima svoj štampač, ploter, faks ili

drugi periferiferni uređaj. Jedini način da više korisnika koristi isti uređaj je bio da se naizmjenično

koristi računar sa kojim je taj uređaj povezan

Slika. Samostalne PC konfiguracije

Pojava mreža je otvorila mogudnost da više korisnika istovremeno koristi zajedničke informacije, ali i

periferiferne uređaje. Ukoliko je štampač neophodan vedem broju korisnika koji su u mreži, svi mogu

da koriste zajednički mrežni štampač. Mnogo je bolje investirati u jedan kvalitetan uređaj (npr.

štampač) nego u desetine slabijih i lošeg kvaliteta.

Mreže se mogu upotrebiti i za zajedničko i standardizovano korištenje aplikacija, kao što su programi

za obradu teksta, programi za tabelarne proračune ili baze podataka, u situacijama kada je bitno da

svi koriste iste aplikacije i iste verzije tih aplikacija. Na ovaj način se dokumenti jednostavno

zajednički koriste, a postoji i dodatna efikasnost u tom smislu da je jednostavnije i bolje da ljudi

potpuno savladaju jedan program, nego da moraju da rade sa četiri ili pet različitih programa. Kada s

računari umreženi, to značajno pojednostavljuje i njihovu podršku.

Slika. Zajedničko korištenje hardvera u mrežnom okruženju

Standardi LAN mreža

U cilju postizanja određenog stepena saglasnosti među proizvodima proizvođača računarskih mreža i

opreme za te mreže, međunarodna organizacija za standarde (International Standards Organization

– ISO) je donijela standarde za međusobno povezivanje otvorenih sistema OSI (Open Systems

Interconnection). OSI standardi su tu da omogude funkcionalnost mreža sastavljenih od elemenata

različitih proizvođača. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (Institut električkih i

elektroničkih inžinjera) ili skradeno IEEE je međunarodna neprofitabilna organizacija zadužena za

unaprijeđivanje tehnologija vezanih za elektrotehniku. IEEE je razvio nekoliko standarda na osnovu

OSI modela: 802.3 (sa CSMA/CD sabirničkim standardom), 802.4 (sabirnica sa tokenom), 802.5

6

(prsten s tokenom) i 802.6 (za mreže metropolitanskog područja). Razlog nastajanja četiri ovako

različita standarda je postojanje ogromnog broja neusklađenih LAN-ova.

Tabela. Standardi 802.

802 STANDARD OPIS STANDARDA

802.1 Arhitektura LAN-a

802.2 LLC (Logical Link Control)

802.3 Ethernet

802.4 Token Bus

802.5 Token Ring

802.6 Standardi za MAN (Metropolitan Area Network) mreže

802.7 Standardi za širokopojasne LAN mreže

802.8 Standardi za optičke mreže

802.9 Standardi za integrisane mreže govora i podataka

802.10 Standard za sigurnost međusobnog povezivanja Virtual LAN

802.11 Wireless LAN - bežični LAN

802.12 Standard za 100 BASE

802.13 Kategorija 6 10G Ethernet

802.14 Cable Modem

802.15 Bluetooth

802.16 BroadbandWireless – Wimax

Protokolska arhitektura LAN mreža

Najvedi doprinos standardizaciji lokalnih mreža dala je organizacija IEEE unutar koje djeluje i odbor

nazvan IEEE 802. Odbor IEEE 802 je na temelju modela OSI RM definirao univerzalnu protokolnu

arhitekturu lokalnih mreža koja sadrži dva najniža sloja OSI RM-a: fizički sloj (Physical Layer – PL) i sloj

podatkovnog linka (Data Link Layer – DLL).

Slika. Protokolska arhitektura lokalnih mreža

7

Sukladno protokolnom modelu IEEE 802, sloj podatkovnog linka podijeljen je u dva podsloja

(sublayer): MAC i LLC. Na podsloju upravljanja pristupom prijenosnom mediju (Medium Access

Control – MAC) definirani su algoritmi za pristup mediju, za otkrivanje pogrešaka i za uokvirivanje

podataka (framing). Podsloj MAC implementiran je hardverski na mrežnoj kartici (Network Interface

Card – NIC) stanice ili u priključku mrežnog uređaja (port). Za svaku vrstu lokalnih mreža, ovisno o

tome koju metodu pristupa mediju koristi, definiran je specifičan podsloj MAC.

Na podsloju upravljanja logičkim linkom (Logical Link Control – LLC) definiran je koncept logičkih

linkova koji višestrukim protokolima višeg sloja omoguduje da zajednički dijele fizički link u LAN-u.

Pritom se pojam višeg protokolnog sloja odnosi na sloj koji je u protokolnom složaju određene mreže

smješten neposredno iznad podsloja LLC. Ako lokalna mreža koristi model OSI RM, tada se iznad LLC-

a nalazi mrežni sloj (Network Layer – NL). Podsloj LLC implementiran je softverski u obliku pogonskog

programa (driver) mrežne kartice stanice ili kao modul softvera mrežnog uređaja. Podsloj LLC je

jednak za sve vrste lokalnih mreža, neovisno o korištenoj metodi pristupa mediju. Standardizacijom

podsloja LLC bave se odbori IEEE 802.1 i 802.2. Odbor IEEE 802.1 zadužen je za pitanja koja su

zajednička svim vrstama lokalnih mreža: adresiranje, upravljanje mrežom (network management),

povezivanje lokalnih mreža pomodu mostova (bridge) i dr. Odbor IEEE 802.2 bavi se problemima

vezanim uz podsloj LLC. Postoje i posebni odbori unutar IEEE-a zaduženi su za definiranje protokola

podsloja MAC namijenjenih lokalnim mrežama.

Slika. Protokolni složaj IEEE 802.3 LAN-a

Podslojevi MAC i LLC identični su u svim inačicama Ethernet LAN-ova i neovisni su o vrsti prijenosnog

medija (do manjih promjena na podsloju MAC došlo je tek prilikom definiranja standarda Gigabit

Ethernet). Međutim, protokolni složaj Etherneta je specifičan na fizičkom sloju. Fizički sloj Etherneta

u krajnjem uređaju (DTE) sastoji se od podsloja PLS (Physical Layer Signaling), sučelja AUI

(Attachment Unit Interface), podsloja PMA (Physical Medium Attachment) i sučelja MDI (Medium

Dependent Interface). Ovakva se protokolna arhitektura koristi u Ethernetu prijenosne brzine 10

Mbit/s.

Podsloj PLS zadužen je za linijsko kodiranje signala koji se formira na podsloju MAC. Podsloj MAC

šalje okvire prema fizičkom sloju kao serijski slijed bita koji se prenose pravokutnim signalima u

formatu NRZ (Non-Return-to-Zero). Međutim, takav signal nije pogodan za slanje medijem na vede

udaljenosti. Stoga se serijski slijed bita na podsloju PLS kodira pomodu koda zvanog Manchester.

Podsloj PLS i jedinica za povezivanje s medijem (Medium Attachment Unit – MAU) međusobno su

8

povezani sučeljem AUI. Sklopovska jedinica MAU sadrži podsloj PMA i sučelje MDI. MAU može biti

realiziran kao poseban uređaj nazvan primopredajnik (transceiver), koji se AUI kabelom povezuje s

mrežnom karticom stanice, odnosno priključkom obnavljača, ili kao sastavni dio mrežne kartice,

odnosno mrežnog priključka. MAU otkriva sudare okvira, provodi SQE (Signal Quality Error)

testiranje vlastitog sklopovlja i sprečava slanje okvira čija je duljina veda od dozvoljene. Na primjer,

ako slanje okvira traje između 20 i 150 ms, MAU prekida slanje i signalizira tzv. jabber. U optičkoj i

paričnoj inačici Etherneta MAU može provjeravati i ispravnost fizičkog linka slanjem impulsa za

provjeru integriteta linka (Link Integrity Pulse – LIP). Praktičnu realizaciju sučelja MDI predstavlja

konektor pomodu kojeg se MAU povezuje s prijenosnim medijem. Protokolni složaj obnavljača nije

identičan onom u krajnjem uređaju. U obnavljaču nisu implementirani podslojevi MAC i LLC, niti viši

protokolni slojevi. U obnavljaču je umjesto podsloja PLS implementiran sloj obnavljača.

Upravljanje logičkim linkom

Osnovna zadada podsloja LLC je transfer PDU-a između dvaju krajnjih uređaja. Definirane su tri vrste

usluga koje podsloj LLC pruža višim protokolnim slojevima: nespojna usluga bez potvrde primitka

okvira, spojna usluga i nespojna usluga s potvrdom primitka okvira.

Nespojna usluga bez potvrde primitka okvira (unacknowledged connectionless service) je

datagramska usluga koja omoguduje jednostavno slanje i prijem LLC PDU-a. Prijemnik ne mora

poslati predajniku potvrdu o ispravnom primitku LLC PDU-a. U ovoj usluzi nije implementirano ni

upravljanje prometnim tokovima (flow control) niti upravljanje linkom s ciljem otklanjanja pogrešaka

(error control). Nespojna usluga bez potvrde primitka okvira podržava slanje okvira na jedno

odredište (unicast), slanje okvira vedem broju odredišta (multicast) i razašiljanje okvira.

Spojna usluga (connection-mode service) omoguduje dvojici korisnika podsloja LLC da prije početka

transfera informacija između sebe uspostave logičku vezu. U spojnoj usluzi implementirani su

upravljanje prometnim tokovima, oporavak linka od pogrešaka (error recovery) i mehanizam

pradenja ispravnosti redoslijeda primljenih okvira. Ovom je uslugom podržano isključivo slanje okvira

na jedno odredište.

Nespojna usluga s potvrdom primitka okvira (acknowledged connectionless service) pruža

mehanizam pomodu kojeg krajnji korisnici podsloja LLC mogu slati pakete s korisničkim

informacijama i primati poruke o ispravnosti prijema svakog poslanog paketa, a da pritom ne mora

biti uspostavljena veza između krajnjih uređaja.

Pri kreiranju osnovnog protokola podsloja LLC preuzeti su temeljni mehanizmi protokola HDLC (High-

level Data Link Control). Sukladno navedenim vrstama usluga koje podsloj LLC pruža višem

protokolnom sloju, definirana su tri načina rada (operation) protokola tog podsloja:

LLC Type 1 – podržava nespojnu uslugu bez potvrde primitka okvira,

LLC Type 2 – podržava spojnu uslugu, i

LLC Type 3 – podržava nespojnu usluga s potvrdom primitka okvira.

Vedina LAN-ova na podsloju LLC koristi protokol Type 1, računarska arhitektura SNA (System Network

Architecture) tvrtke IBM definira upotrebu protokola Type 2, a protokol Type 3 se iznimno rijetko

koristi.

9

LLC PDU

LLC PDU je protokolna podatkovna jedinica podsloja LLC. Prilikom slanja okvira LLC PDU se formira

na temelju protokolne upravljačke informacije (Protocol Control Information – PCI) podsloja LLC i

informacije koju LLC tvori na podsloju LLC servisnu podatkovnu jedinicu (Service Data Unit – SDU)

podsloja LLC (LLC SDU). U sva tri načina rada protokola podsloja LLC koristi se isti format LLC PDU-a.

Slika. Format LLC PDU-a

Korisničko polje sadrži korisničku informaciju, tj. LLC SDU duljine N okteta, pri čemu je N cijeli broj. U

vedini lokalnih mreža korisnik podsloja LLC je mrežni sloj. Primjer LLC SDU-a je datagram protokola IP

(Internet Protocol). Duljina korisničkog polja ovisna je o implementaciji podsloja LLC. Kod nekih

tipova LLC PDU-a duljina korisničkog polja smije biti jednaka nuli.

SAP

Na podsloju LLC se prilikom slanja okvira u lokalnu mrežu odvija multipleksiranje paketa primljenih s

mrežnog sloja, na zajednički prijenosni medij. Obratno, prilikom prijema okvira iz lokalne mreže

podsloj LLC demultipleksira pakete i predaje ih mrežnom sloju. Koncept tačke pristupa usluzi

protokolnog sloja (Service Access Point – SAP) omoguduje da nad jednim podslojem LLC djeluje više

različitih protokola mrežnog sloja. Svakom protokolu mrežnog sloja pridružen je specifičan SAP. Na

taj se način svi paketi jednog mrežnog protokola prenose LAN-om zasebnim logičkim linkom. Logički

link u IEEE 802 LAN-u određen je odredišnim SAPom (Destination SAP – DSAP) i izvorišnim SAP-om

(Source SAP – SSAP).

Slika. Struktura SAP-a

Dva bita SAP-a rezervirana su za posebne namjene:

bit G/L (Global/Local) označava je li SAP dodijeljen od strane IEEE-a, tj. globalno (G/L = 1) ili

ga je dodijelio vlasnik mreže lokalno (G/L = 0);

bit G/I (Group/Individual) označava je li okvir namijenjen jednom protokolu (G/I = 0) ili

skupini protokola (G/I = 1) mrežnog sloja.

Pri korištenju protokola kojima je dodijeljen globalni SAP, polja DSAP i SSAP imaju isti sadržaj (ne

računajudi bit G/I). Bit G/I u DSAP-u određuje radi li se o pojedinačnoj adresi (određuje jedan SAP,

G/I = 0) ili skupnoj adresi (određuje skupinu SAP-ova, G/I = 1). Bit G/I u SSAP-u određuje radi li se o

naredbi (command, G/I = 0) ili odgovoru (response, G/I = 1). SAP-ove. To je zapravo adresa

10

razašiljanja na podsloju LLC. SAP koji se sastoji od 7 binarnih nula i bita G/L postavljenog u jedinicu

(SAP = 00000010) označava sam sloj podatkovnog linka, a ne korisnika tog sloja.

SNAP

Preostalih šest bita SAP-a (ne računajudi G/I i G/L) nije dovoljno kako bi se svim organizacijama

omogudilo da na jednoznačan način odrede svoje protokole koji koriste uslugu podsloja LLC. IEEE je

dodjeljivao SAP-ove samo onim protokolima koje su dizajnirala standardizacijska tijela odobrena od

strane IEEE-a (npr. SAP protokola ISO 8473 Internet jednak je 11111110). Kako bi riješio taj problem,

IEEE je definirao protokol SNAP (Subnetwork Access Protocol). SNAP omoguduje transfer

podatkovnih jedinica protokola koji se ne podvrgavaju međunarodnim standardima. Za potrebe

SNAP-a rezerviran je globalni SAP čiji je binarni iznos jednak 10101010 (tzv. SNAP SAP). Struktura

SNAP PDU-a prikazana je na slici (Martin [1994]).

Slika. Struktura SNAP PDU-a

SNAP ID (SNAP Identifier) određuje privatni protokol mrežnog sloja. Privatni mrežni protokoli su oni

protokoli koji se ne podvrgavaju standardima mrežnog sloja modela OSI RM. Takvim protokolima

IEEE nije dodijelio odgovarajude SAP-ove. Primjer privatnog mrežnog protokola je IPX (Internet

Packet Exchange). Iako je za IP definiran SAP x'06, industrija se je opredijelila za korištenje SNAP-a.

Polje OI (Organization Identifier) označava organizaciju koja je definirala privatni protokol mrežnog

sloja, a polje PI (Protocol Identifier), određuje na jednoznačan način dotični privatni protokol. Opisani

postupak transfera podatkovnih jedinica protokola mrežnog sloja naziva se SNAP enkapsulacija.

Osnovna mana SNAP enkapsulacije je smanjenje propusnosti (throughput) sloja podatkovnog linka

uslijed povedanja protokolnog preteka (overhead). Kao što je vidljivo na gornjoj slici, na SNAP

enkapsulaciju troši se 5 okteta unutar korisničkog polja LLC PDU-a, što pri slanju kratkih okvira

smanjuje propusnost sloja DLL za 3 do 4 posto.

Upravljačko polje

Upravljačko polje LLC PDU-a sadrži upravljačku informaciju koju podsloj LLC koristi za upravljanje

logičkim linkom. Sadržaj upravljačkog polja određen Duljina upravljačkog polja iznosi 8 ili 16 bita. S

obzirom na format upravljačkog polja (to je polje koje sadrži upravljačku informaciju) postoje tri

vrste LLC PDU-a:

korisnički (information) – koristi se za transfer korisničkih informacija;

11

nadzorni (supervisory) – koristi se za upravljanje prometnim tokovima i upravljanje linkom s

ciljem otklanjanja pogrešaka;

neoznačeni (unnumbered) – ovaj format koriste LLC PDU-ovi namijenjeni upravljanju logičkim

linkom.

Protokol LLC Type 1 koristi isključivo neoznačene LLC PDU-ove. Sadržaj upravljačkog polja takvog LLC

PDU-a jednak je x'03 (kombinacija znakova x' označava da se radi o heksadecimalnim znamenkama).

Metode kontrole višestrukog pristupa u računarskim mrežama

Problem višestrukog pristupa mediju (multiple access) prisutan je u svim mrežama gdje više stanica

istovremeno pristupa zajedničkom prijenosnom mediju. U svom izvornom obliku sve su lokalne

mreže koristile arhitekturu dijeljenog medija. Upravljanje pristupom prijenosnom mediju u LAN-

ovima provodi se uglavnom centralizirano ili distribuirano, tj. decentralizirano. Pri centraliziranom

načinu upravljanja jedan uređaj u mreži ima ulogu upravljača (controler) koji drugim krajnjim

uređajima dodjeljuje pravo pristupa mreži. Krajnji uređaj može slati okvire tek nakon što od

upravljača dobije dozvolu za slanje. Nasuprot tome, pri korištenju distribuirane upravljačke sheme

sve stanice zajednički obavljaju funkciju upravljanja pristupom mediju (u mreži nema upravljača). U

lokalnim mrežama uglavnom se koristi decentralizirano upravljanje pristupom mediju.

Prije pojave lokalnih mreža metode višestrukog pristupa mediju razvijane su u dva pravca: prozivanje

(polling) i slučajni pristup (random access). Nadalje, prozivanje može biti kružno, po prioritetima i dr.

Postoje dva osnovna načina kružnog prozivanja: centralizirano kružno prozivanje (roll-call polling) i

decentralizirano kružno prozivanje (hub polling). Na temelju mehanizma kružnog prozivanja

dizajnirana je metoda pristupa mediju nazvana prolazak pristupnog okvira (token passing), koja se

koristi u lokalnoj mreži nazvanoj Token Ring i primjer je potpuno decentraliziranog prozivanja.

Metode slučajnog pristupa razvijane su pod nazivom ALOHA, a primjena im je bila u paketskoj

radiomreži. U takvoj mreži pristup je potpuno decentraliziran i slučajan. Razvijano je nekoliko vrsta

ALOHA-e: čista ALOHA (pure ALOHA), ALOHA s podjelom vremena pristupa na odsječke fiksne duljine

trajanja (slotted ALOHA ili S-ALOHA) i rezervacijska ALOHA (reservation ALOHA). Međutim, sve tri

vrste ALOHA-e omoguduju postizanje male propusnosti mreže. Ako se propusnost lokalne mreže S

izrazi kao postotak iskorištenog dijela kapaciteta linka C, tada za ALOHA-u Smax iznosi 0,1839, a za S-

ALOHA-u Smax iznosi 0,3679. Stoga je razvijena učinkovitija metoda, nazvana višestruki pristup

mediju pomodu otkrivanja nosioca CSMA (Carrier Sense Multiple Access) koja je najzastupljenija

metoda višestrukog pristupa mediju u lokalnim mrežama.

U današnjim Ethernet LAN-ovima zaživjela je inačica pristupne metode CSMA pod nazivom CSMA/CD

(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) koja se zasniva na detekciji sudara okvira.

Pod sudarom okvira (kolizijom) podrazumijeva se pokušaj istodobnog prijenosa dvaju ili više paketa

podataka kroz isti prijenosni kanal, pri čemu se oba signala degradiraju te nijedan ne može biti

ispravno primljen. Proteklih godina u vedini LAN-ova topologija raspodijeljenog medija zamijenjena

je komutiranom topologijom. Time je mreža podijeljena na segmente (pod segmentom LAN-a

podrazumijeva se dio mreže koji povezuje priključak na komutatoru i stanicu). Međutim, na razini

svakog segmenta mreže i dalje se koristi višestruki pristup mediju.

12

Pristupna metoda CSMA koja je zaživjela u WiFi LAN-ovima je CSMA/CA (Carrier Sense Multiple

Access with Collision Avoidance) koja je bazirana na mehanizmu izbjegavanja sudara okvira. Pored

navedenih metoda postoje još neke metode kao što je metoda pristupa pomodu tokena koja se

primjenjuje u Token Ring mrežnoj arhitekturi.

Devedesetih godina prošlog stoljeda došlo je do bitnih promjena u topologiji lokalnih mreža.

Topologija raspodijeljenog medija u gotovo svim LAN-ovima zamijenjena je komutiranom

topologijom. Osnovni mrežni element za izgradnju lokalne mreže postaje LAN komutator: Ethernet

komutator, Token Ring komutator, FDDI (Fibre Distributed Data Interface) komutator i dr. Dio

lokalne mreže koji povezuje priključak na komutatoru i stanicu naziva se segment LAN-a. U

komutiranoj se mreži višestruki pristup koristi isključivo na razini svakog segmenta zasebno. Sve

češde korištenje komutatora dovelo je i do uvođenja dvosmjernog prijenosa (full-duplex – FD) u

lokalne mreže, što drugim riječima znači napuštanje višestrukog pristupa mediju. Danas se u vedini

lokalnih mreža koristi kombinacija višestrukog pristupa i dvosmjernog prijenosa.

Zvjezdište je jedna domena kolizije, a switch razdvaja domene kolizije. U računarskim mrežama

važne su dvije domene, a to su:

domena kolizije (engl. collision domain) i

domena prostiranja (engl. broadcast domain).

Domena kolizije se definira kao segment mreže u kojem de se dogoditi kolizija ako dva čvora

istovremeno šalju okvir.

Domena prostiranja se definira kao logički segment mreže u kojem čvorovi mogu komunicirati

„razašiljanjem“. Ruteri razdvajaju domene prostiranja.

CSMA/CD

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – CSMA/CD je jedna od metoda kontrole

višestrukog pristupa mreži. Radi se o detekciji kolizije (kolizija predstavlja „sudar“ dva ili više paketa

na istom mediju). Predstavlja osnovu za Ethernet i najkorišteniji protokol slučajnog pristupa.

Ethernet je ponudio tri inovacije u načinu obrađivanja kolizija:

Carrier Sense (primjedivanje nosedeg signala) – Umjesto da dopusti uređaju da vrši

transmisiju kad god je paket spreman, Ethernet zahtijeva od svakog uređaja da nadgleda

medij kako bi utvrdio da je neka transmisija ved u toku. Mehanizam Carrier Sense sprječava

pojavu kolizija i samim time poboljšava performanse mreže.

Collision Detection (detekcija kolizije) – Iako se koristi Carrier Sense, kolizije se mogu pojaviti

ukoliko dva uređaja u isto vrijeme primijete slobodan medij i podnu transmisiju. Da bi se

kolizija podnosila na pravi način, svaki uređaj nadgleda medij za vrijeme transmisije. Ako se

signal na mediju razlikuje od onog kojeg uređaj šalje, znači da je došlo do kolizije. U ovom

slučaju uređaji prekidaju transmisiju, te šalju JAM signal. To je 32-bitni signal poslan od

strane uređaja koji pokušava izvršiti transmisiju kako bi ostali uređaji bili upozoreni da ne

smiju započinjati nikakvu transmisiju.

Binarni eksponencijalni backoff – Pored detekcije kolizije, Ethernet radi i popravljanje

kolizionog stanja. Nakon što se kolizija pojavila, uređaj mora sačekati slučajni vremenski

interval prije nego što ponovo pokuša poslati okvir. Slučajni vremenski interval se počinje

13

odbrojavati odmah nakon primanja JAM signala. Upravo zbog toga što je slučajni, razlikuje se

na svakom uređaju što smanjuje šanse za kolizijom na minimum.

Lokalna mreža definirana standardom IEEE 802.3 utemeljena je na pristupnoj metodi 1-persistent

CSMA/CD. Dakle, krajnji uređaj (nazvat demo ga stanica A) mjeri napon na mediju, čime otkriva

eventualno prisustvo nosioca na mediju (carrier sensing). Ako je mjereni napon dovoljno velik,

stanica A zaključuje da ved neka druga stanica u lokalnoj mreži šalje svoj okvir i A odgađa slanje

vlastitog okvira. U trenutku kad je napon koji stanica A mjeri na mediju dovoljno malen, A zaključuje

da je medij slobodan (idle), tj. da niti jedan drugi krajnji uređaj ne šalje svoje okvire. Čim stanica A

ustanovi da je medij slobodan, pokrene brojač koji mjeri vrijeme poznato kao razmak između okvira

(Interframe Gap – IFG, ponekad nazvan i razmak između paketa, tj. Interpacket Gap – IPG). Trajanje

IFG-a jednako je trajanju 96 bita (pri brzini od 10 Mbit/s IFG traje 9,6 μs). Nakon isteka IFG-a,

stanica A počinje slati okvir.

Ako za cijelo vrijeme trajanja slanja okvira stanice A niti jedan drugi krajnji uređaj u LAN-u nije slao

svoje okvire, transfer je protekao bez sudara okvira (collision) i neki drugi krajnji uređaj u LAN-u

može započeti svoju procedure transfera. Međutim, ako je za vrijeme dok A šalje svoj okvir neki

drugi krajnji uređaj također počeo slati okvir, nastupit de sudar ta dva okvira. Sve stanice u LAN-u

permanentno mjere napon na mediju. U slučaju sudara okvira sve de stanice u LAN-u izmjeriti

povedani napon i zaključiti da je došlo do sudara. Ta se procedura naziva otkrivanje sudara okvira

(Collision Detection – CD). Stanice koje su za to vrijeme slale okvire obustavit de daljnje slanje

korisničkih informacija. Neposredno nakon toga de svaka od njih poslati signal zagušenja (jam signal)

duljine 32 bita i potpuno prekinuti slanje bilo kakvog signala. Svaka stanica koja je detektirala sudar

okvira pokrede algoritam BEB (Binary Exponential Backoff). Pomodu tog algoritma stanica generira

slučajno vrijeme koje de pričekati prije nego ponovno pokuša slati okvir. Spomenuto vrijeme računa

se kao broj fiksnih vremenskih odsječaka (slot). Trajanje svakog odsječka jednako je trajanju 512 bita

pri određenoj prijenosnoj brzini.

Sada je lakše objasniti zašto se u nazivu pristupne metode u IEEE 802.3 LAN-ovima koristi pojam 1-

persistent. U trenutku kad krajnji uređaj detektira da je prijenosni medij slobodan, on šalje okvir s

vjerojatnošdu 1. U nastavku de umjesto izraza IEEE 802.3 biti korišten rašireniji naziv Ethernet (osim

u situacijama kad između ta dva standarda postoji bitna razlika). Starije inačice Ethernet LAN-ova

koristile su isključivo pristupnu metodu CSMA/CD. Pri toj metodi svaka stanica u nekom vremenskom

trenutku može samo primati ili samo slati okvire, ali ne može činiti oboje istovremeno. Takav se tip

prijenosa informacija naziva naizmjenični prijenos (half-duplex – HD).

Stoga se ponekad Ethernet utemeljen na pristupnoj metodi CSMA/CD naziva i half-duplex Ethernet,

tj. Ethernet LAN s naizmjeničnim načinom rada. Kasnije je standardom IEEE 802.3 definiran i

dvosmjerni prijenos (FD) koji stanici omoguduje istovremeno slanje i prijem paketa. Korištenje

dvosmjernog načina rada, tj. full-duplex Etherneta, znači napuštanje višestrukog pristupa. U

dvosmjernom načinu rada podsloj MAC koristi samo tri parametra metode CSMA/CD: IFG,

minimalnu duljinu okvira i maksimalnu duljinu okvira.

Lokalna mreža definirana standardom IEEE 802.3 utemeljena je na pristupnoj metodi 1-persistent

CSMA/CD. Dakle, krajnji uređaj (nazvat demo ga stanica A) mjeri napon na mediju, čime otkriva

eventualno prisustvo nosioca na mediju (carrier sensing). Ako je mjereni napon dovoljno velik,

stanica A zaključuje da ved neka druga stanica u lokalnoj mreži šalje svoj okvir i A odgađa slanje

vlastitog okvira. U trenutku kad je napon koji stanica A mjeri na mediju dovoljno malen, A zaključuje

14

da je medij slobodan (idle), tj. da niti jedan drugi krajnji uređaj ne šalje svoje okvire. Čim stanica A

ustanovi da je medij slobodan, pokrene brojač koji mjeri vrijeme poznato kao razmak između okvira

(Interframe Gap – IFG, ponekad nazvan i razmak između paketa, tj. Interpacket Gap – IPG). Trajanje

IFG-a jednako je trajanju 96 bita (pri brzini od 10 Mbit/s IFG traje 9,6 μs). Nakon isteka IFG-a,

stanica A počinje slati okvir.

Ako za cijelo vrijeme trajanja slanja okvira stanice A niti jedan drugi krajnji uređaj u LAN-u nije slao

svoje okvire, transfer je protekao bez sudara okvira (collision) i neki drugi krajnji uređaj u LAN-u

može započeti svoju procedure transfera. Međutim, ako je za vrijeme dok A šalje svoj okvir neki

drugi krajnji uređaj također počeo slati okvir, nastupit de sudar ta dva okvira. Sve stanice u LAN-u

permanentno mjere napon na mediju. U slučaju sudara okvira sve de stanice u LAN-u izmjeriti

povedani napon i zaključiti da je došlo do sudara. Ta se procedura naziva otkrivanje sudara okvira

(Collision Detection – CD). Stanice koje su za to vrijeme slale okvire obustavit de daljnje slanje

korisničkih informacija. Neposredno nakon toga de svaka od njih poslati signal zagušenja (jam signal)

duljine 32 bita i potpuno prekinuti slanje bilo kakvog signala. Svaka stanica koja je detektirala sudar

okvira pokrede algoritam BEB (Binary Exponential Backoff). Pomodu tog algoritma stanica generira

slučajno vrijeme koje de pričekati prije nego ponovno pokuša slati okvir. Spomenuto vrijeme računa

se kao broj fiksnih vremenskih odsječaka (slot). Trajanje svakog odsječka jednako je trajanju 512 bita

pri određenoj prijenosnoj brzini.

Sada je lakše objasniti zašto se u nazivu pristupne metode u IEEE 802.3 LAN-ovima koristi pojam 1-

persistent. U trenutku kad krajnji uređaj detektira da je prijenosni medij slobodan, on šalje okvir s

vjerojatnošdu 1. U nastavku de umjesto izraza IEEE 802.3 biti korišten rašireniji naziv Ethernet (osim

u situacijama kad između ta dva standarda postoji bitna razlika). Starije inačice Ethernet LAN-ova

koristile su isključivo pristupnu metodu CSMA/CD. Pri toj metodi svaka stanica u nekom vremenskom

trenutku može samo primati ili samo slati okvire, ali ne može činiti oboje istovremeno. Takav se tip

prijenosa informacija naziva naizmjenični prijenos (half-duplex – HD).

Stoga se ponekad Ethernet utemeljen na pristupnoj metodi CSMA/CD naziva i half-duplex Ethernet,

tj. Ethernet LAN s naizmjeničnim načinom rada. Kasnije je standardom IEEE 802.3 definiran i

dvosmjerni prijenos (FD) koji stanici omoguduje istovremeno slanje i prijem paketa. Korištenje

dvosmjernog načina rada, tj. full-duplex Etherneta, znači napuštanje višestrukog pristupa. U

dvosmjernom načinu rada podsloj MAC koristi samo tri parametra metode CSMA/CD: IFG,

minimalnu duljinu okvira i maksimalnu duljinu okvira.

Slanje podataka se odvija kroz sljededi algoritam (glavna procedura):

okvir je spreman za slanje,

povjerava se da li je medij slobodan - ako nije, čeka se dok ne bude slobodan. Na vrijeme

čekanja se još doda vrijeme koliko traje razmak između dva Ethernet okvira (960ns za 100

Mbit/s Ethernet),

okvir se šalje,

provjera da li se dogodila kolizija i ako jeste, ide se na proceduru detektirane kolizije,

poništavaju se brojači retransmisije i završava se prijenos okvira.

Procedura detektirane kolizije:

15

oba uređaja koji šalju istovremeno nastavljaju slanje okvira dok se ne dostigne minimalno

vrijeme okvira. ("jam signal" koji omogudava da svi uređaji na tom mediju detektiraju

koliziju),

poveda se brojač retransmisije,

provjerava se da li je dostignut maksimalan broj pokušaja slanja okvira - ako jest, prekida se

pokušaj slanja,

na osnovu broja kolizija i nekog slučajnog broja računa se interval čekanja,

ulazi se u glavnu proceduru, korak 1.

Kroz CSMA/CD protokol bila je moguda samo jednosmjerna (eng. half-duplex) komunikacija, što znači

da je samo jedna stanica mogla slati u jedinici vremena. Takve mrežne topologije su bile izgrađene

oko centralnog voda (eng. bus) ili oko centralnog uređaja zvjezdišta (eng. hub) na koje su bili spojeni

ostali mrežni uređaji gradedi fizički oblik zvijezde.

Zvjezdište je uređaj koji pojačava signal i povedava domet, ali ujedno je jedna domena kolizije. Veliki

broj uređaja na jednom mrežnom segmentu je dovodio do velikog broja kolizija i time smanjivao

pozitivne karakteristike mreže.

Daljnjim razvojem tehnologije, pojavili su se, prvo premosnik, a kasnije i prospojnik. To su uređaji

koji odvajaju domene kolizije. Prospojnik je u osnovi premosnik s više priključaka. U današnjim

mrežama svaki korisnik je jedna domena kolizije s mogudnosti dvosmjerne komunikacije (eng. full-

duplex).

CSMA/CA

Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance - CSMA/CA je jedna od metoda kontrole

višestrukog pristupa mreži. Radi se o izbjegavanju kolizije (kolizija predstavlja „sudar“ dva ili više

paketa na istom mediju). U bežičnim LAN mrežama nije uvijek mogude detektovati nosedi signal na

mediju zbog ograničenog dometa. U ovim slučajevima nije dovoljna detekcija kolizije nego je

potrebno izbjegavanje kolizije. Da bi se osiguralo da svi uređaji vrše transmisiju ispravno wireless

(bežični) LAN koristi CSMA/CA. Ideja je da ukoliko se izvršava transmisija između pošiljaoca i

primaoca, svi uređaji u njihovom dometu de znati da je transmisija ved u toku. Bududi da računala na

bežičnoj LAN mreži mogu širiti udaljenosti više nego što se signal može prostirati, bežični LAN koriste

CSMA / CA gdje i pošiljaoc i primao poruke šalju kontrolnu poruku prije započinjanja transmisije

konkretne poruke.

CSMA/CA se koristi za poboljšanje performansi CSMA metode pokušavajudi da podijeli bežični kanal

približno jednako među svim uređajima koji žele vršiti transmisiju unutar jedne kolizione domene.

CSMA / CA se razlikuje od CSMA / CD zbog prirode medija, radiofrekvencijskog spektra. CSMA / CA

performanse se uglavnom temelje na tehnici modulacije koja se koristi za prijenos podataka između

uređaja.

Kod WLAN mreža, collicion detection mehanizam ne radi efikasno, pa u 802.11 mrežama se pokušava

izbjedi kolizija primjenom CSMA/CA. Ovaj protokol je konceptualno sličan Ethernetovom CSMA/CD.

Međutim, stanica koja ima frejm za poslati, počinje slanje sa slučajnim backoff-om. Ne čeka koliziju.

Broj slotova za backoff je odabran od 0 do, recimo 15 u slučaju OFDM fizičkog sloja. Stanica čeka dok

kanal ne bude prazan, osjetivši da nema signala u kratkom vremenskom intervalu, odbrojava unazad

16

slotove, pauzirajudi kada se šalju frejmovi i kada brojač dostigne 0, šalje frejm. Ukoliko je frejm

stigao, odredište odmah šalje kratki acknowledgement. Ukoliko ack nije stigao, došlo je do kolizije ili

neke druge greške i u ovom slučaju pošiljalac duplira backoff period i pokušava ponovo.

Slika. Primjer za CSMA/CA

Primjer kada su računari 1 i 3 previše udaljeni da bi mogli međusobno razmjenjivati signale, ali oba

još uvijek mogu komunicirati sa računarom broj 2. Ako računari 1 i 3 istovremeno pošalju okvir

računaru 2, ni 1 ni 3 nede primijetiti koliziju. CSMA/CA zato predviđa male kontrolne poruke za

najavu ili odobravanje komunikacije. Računari 1 i 3 najprije traže od računara 2 dozvolu za

komuniciranje. Računar 2 tada šalje dozvolu npr. računaru 1. Ta dozvola vidljiva je i računaru 3, pa on

zna da mora čekati.

MAC PDU

Prilikom slanja korisničkih informacija lokalnom mrežom, procedura kreiranja MAC PDU-a u krajnjem

uređaju je sljededa. Prvo se na višem protokolnom sloju (sloj iznad LLC-a) kreiraju paketi (npr. IP

paket) koje viši sloj predaje podsloju LLC. Paket na podsloju LLC postaje LLC SDU. Podsloj LLC dodaje

na LLC SDU vlastitu protokolnu informaciju (DSAP, SSAP i upravljačku informaciju). Na taj način

nastaje LLC PDU. LLC predaje kreirani PDU podsloju MAC. Podsloj MAC preuzima LLC PDU i dodaje

mu vlastitu protokolnu informaciju. Na taj način je kreiran MAC PDU čija je generička struktura

prikazana na slici ispod. Za MAC PDU često se koristi naziv MAC okvir (MAC frame) ili skradeno okvir.

Slika. Generiča struktura MAC PDU-a

Podsloj LLC u svakoj stanici uvijek prima one LLC PDU-ove koji se prenose MAC okvirima čija je

odredišna adresa jednaka MAC adresi dotične stanice. Međutim, neke implementacije LLC-a

omoguduju filtriranje MAC adresa primljenih okvira (MAC address filtering). Takav mehanizam

omoguduje podsloju LLC da od MAC-a zahtijeva isporuku i onih okvira čija odredišna adresa nije

identična MAC adresi stanice. Filtriranje MAC adresa mogude je koristiti pri slanju okvira na vedi broj

odredišta (multicasting).

17

MAC adresa

Odbor IEEE 802 definirao je format MAC adrese krajnjih uređaja za sve LANove čijom se

standardizacijom bavi. Duljina MAC adrese iznosi 16 ili 48 bita. Danas se u svim LAN-ovima koriste

uglavnom MAC adrese duljine 48 bita. Sadržaj svakog okteta zapisuje se pomodu dvije

heksadecimalne znamenke (npr. x'a8-40-50-61-72-b1). Razlog za korištenje dugačkih adresa leži u

zahtjevu da svaki krajnji uređaj (mrežna kartica, priključak na mrežnom uređaju) mora imati

jedinstvenu MAC adresu u cijelom svijetu. Iako MAC adresa ima lokalno značenje (samo na razini

LAN-a), korištenje jedinstvene MAC adrese na svjetskoj razini sigurno onemoguduje da bilo koje dvije

stanice u istom LAN-u imaju istu MAC adresu, što bi ugrozilo ispravan rad lokalne mreže.

Zadatak je proizvođača mrežne opreme da MAC adresu (ili adrese, ako se radi o uređaju s dvjama ili

više mrežnih priključaka) ugradi u firmver (firmware) mrežnog uređaja. Na taj je način krajnji korisnik

rastereden od konfiguriranja MAC adrese krajnjeg uređaja prilikom instalacije dotičnog uređaja u

LAN-u. IEEE je postao globalno vrhovno tijelo koje određuje na koji način proizvođači mrežnih

uređaja dodjeljuju MAC adrese svojim proizvodima. MAC adresa se sastoji od dva dijela. Prvi dio

duljine 24 bita nazvan je OUI (Organizationally Unique Identifier) i određuje proizvođača opreme.

Preostala 24 bita određuju sam uređaj (mrežnu karticu, priključak na mrežnom uređaju). IEEE je

definirao tzv. kanonski (canonical) format MAC adrese, prikazan na slici. Takav se format MAC

adrese koristi u IEEE 802.3 i IEEE 802.4 LAN-ovima. Kanonski oblik MAC adrese eksplicitno određuje

da se na poziciji bita najmanje težine (Least Significant Bit – LSB) nalazi bit I/G. Bududi da se u LAN-

ovima definiranim standardima IEEE 802.3 i IEEE 802.4 prilikom slanja okvira na medij prvi šalje bit

najmanje težine, korištenje kanonskog oblika adrese implicira da de prvi bit adrese na mediju biti I/G.

Slika. Format MAC adrese i IEEE 802.3 i IEEE 802.4 LAN-ovima

U prvom oktetu adrese posebno su značajna dva bita:

bit U/L (Universal/Local) određuje radi li se o adresi koju je dodijelilo vrhovno

administracijsko tijelo (U/L = 0) ili se radi o lokalno generiranoj adresi (U/L = 1);

bit I/G (Individual/Group) određuje označava li MAC adresa jedan krajnji uređaj (I/G = 0) ili

skupinu krajnjih uređaja (I/G = 1).

Prilikom slanja okvira na jedno odredište ovaj je bit u odredišnoj MAC adresi uvijek jednak nuli, a ako

se radi o slanju okvira na vedi broj odredišta ili o razašiljanju okvira, tada je bit I/G u odredišnoj MAC

adresi postavljen u jedinicu. Odredišna MAC adresa za razašiljanje okvira je x'ff-ff-ff-ff-ff-ff. U IEEE

802.5 LAN-u situacija je obratna, na medij se prvo šalje bit najvede težine (Most Significant Bit –

MSB). Stoga je IBM, kao kreator tehnologije

Token Ring, odlučio promijeniti format MAC adrese u tzv. Nekanonski (noncanonical, Sl. 4.7). Na taj

se način prilikom slanja okvira na medij prvi šalje bit I/G, jednako kao u IEEE 802.3 i IEEE 802.4 LAN-

ovima. Standard FDDI također definira korištenje nekanonskog formata odredišne i izvorišne adrese.

18

Slika. Format MAC adrese u IEEE 802.5 LAN-ovima

Međutim, problem nastaje prilikom međudjelovanja IEEE 802.3 i IEEE 802.5 LAN-a. Ako je MAC okvir

iz Token Ringa proslijeđen u IEEE 802.3 LAN, tada je u Ethernetu adresama (DA i SA) sadržanim u

okviru potrebno promijeniti redoslijed bita, tj. promijeniti nekanonski u kanonski format. Tim se

zadatkom bave uređaji za povezivanje LAN-ova. Slično razmatranje vrijedi i za obratni smjer slanja, tj.

iz Ethernet LAN-a u Token Ring LAN.

Nadalje, u IEEE 802.5 LAN-ovima je u izvorišnoj MAC adresi promijenjeno značenje bita I/G. S

obzirom da je izvorišna adresa uvijek pojedinačna, upotreba bita I/G je suvišna. Stoga je on

promijenjen u bit RIF (Routing Information Field). Taj bit, ako je postavljen u jedinicu, označava da u

MAC okviru iza adrese SA slijedi polje koje prenosi informaciju o usmjeravanju MAC okvira. Ako je

RIF = 0, tada odmah iza izvorišne adrese slijedi korisnička informacija.