SADRŽAJ
• Uvod
• Tehnologije lokalnih mreža
• Projektiranje lokalnih mreža
• TCP/IP
• Održavanje i zaštita računalnih mreža
VRSTE MREŽA
• Terminalne
• Računalne
ŠTO JE MREŽA
• Mreža je sustav koji omogućava
komunikaciju međusobno povezanih
objekata
• Primjer mreže je telefonski sustav, tj. javna
komutirana telefonska mreža (PSTN –
Public Switched Telephone Network)
RAČUNALNA MREŽA
• Računalna mreža omogućava komunikaciju
međusobno povezanih računala
• Za izgradnju računalne mreže potrebna su
najmanje dva računala povezana bakarnim,
optičkim kabelom ili bežičnim putem u cilju
razmjene informacija ili dijeljenja resursa
PREDNOSTI MREŽNOG
RADA
• Korištenje zajedničkih resursa :
– Dijeljenje printera, plotera, memorijskih
jedinica, Internet konekcije itd.
• Dijeljenje podataka i aplikacija
ELEMENTI RAČUNALNIH
MREŽA
• Terminali – PC
– Poslužitelji
• Infrastruktura – Optički kabeli
– Bakreni kabeli
– Radio valovi
• Čvorišta – Obnavljač
– Zvjezdište
– Most
– Preklopnik
– Usmjernik
OSI MODEL
• Open Systems Interconnection (OSI) model
• usvojen 1974 godine
• 7 slojeva
• omogućava komunikaciju opreme različitih
proizvođača
OSI MODEL
PREDNOSTI OSI MODELA
• Reducira kompleksnost
• Standardizira sučelja
• Modularni inžinjering
• Interoperabilnost opreme
• Pojednostavljuje učenje
OSI MODEL
• Osigurava mrežne servise
OSI MODEL
• Osigurava mrežne servise
• Prezentacija podataka među
različitim sustavima
OSI MODEL
• Osigurava mrežne servise
• Prezentacija podataka među
različitim sustavima
• Uspostavlja, održava i raskida
sesije između aplikacija
OSI MODEL
• Osigurava mrežne servise
• Prezentacija podataka među
različitim sustavima
• Uspostavlja, održava i raskida
sesije između aplikacija
• Uspostavlja, održava i raskida
sesije između hostova
OSI MODEL
• Osigurava mrežne servise
• Prezentacija podataka među
različitim sustavima
• Uspostavlja, održava i raskida
sesije između aplikacija
• Uspostavlja, održava i raskida
sesije između hostova
• Osigurava vezu i izbor puta između
mreža
OSI MODEL
• Osigurava mrežne servise
• Prezentacija podataka među
različitim sustavima
• Uspostavlja, održava i raskida
sesije između aplikacija
• Uspostavlja, održava i raskida
sesije između hostova
• Osigurava vezu i izbor puta između
mreža
• Prijenos okvira s provjerom greške
OSI MODEL
• Osigurava mrežne servise
• Prezentacija podataka među
različitim sustavima
• Uspostavlja, održava i raskida
sesije između aplikacija
• Uspostavlja, održava i raskida
sesije između hostova
• Osigurava vezu i izbor puta između
mreža
• Prijenos okvira s provjerom greške
• Definira električne i mehaničke
karakteristike
Physical
Data Link
Network
Transport
Session
Presentation
Application
Physical
Data Link
Network
Transport
Session
Presentation
Application
interface
protocol
OSI Model
aplikacija Baplikacija A
PhysicalPhysical
Data LinkData Link
NetworkNetwork
TransportTransport
SessionSession
PresentationPresentation
ApplicationApplication
PhysicalPhysical
Data LinkData Link
NetworkNetwork
TransportTransport
SessionSession
PresentationPresentation
ApplicationApplicationpod.
A-PDU
P-PDU
S-PDU
T-PDU
N-PDU
DL-PDU
L
T
A
H
P
H
S
H
T
H
N
H
L
H
pod.
A-PDU
P-PDU
S-PDU
T-PDU
N-PDU
DL-PDU
L
T
A
H
P
H
S
H
T
H
N
H
L
H
mreža
OSI-TCP/IP
Application
Physical
Data Link
Network
Transport
Session
Presentation
Physical
Network Access
Internet
Transport
Application
OSI TCP/IP
Hardware
Firmware
Software
PRIJENOS PODATAKA
• Predstaviti podatke u vidu energije - kodirati i prenijeti energiju na odredište
• Pretvoriti energiju na odredištu ponovno u podatke - dekodirati
• Energija moze biti elektricna, magnetna, svjetlosna, radio, zvuk, ...
• Svaka forma energije ima razlicite osobine i zahtjeve u pogledu prenosa
PRIJENOSNI MEDIJI
• Energija se prenosi putem medija
• Predajnik kodira podatke i predaje ih
mediju
ZNAČAJ KABLIRANJA
• Kabliranje je postupak kojim se uređaji povezuju u mrežu
• Kvalitet kabelske instalacije određuje kvalitet veze u mreži, pouzdanost i brzinu rada
• Prostorni izgled mreže tj. fizička topologija određuje proces polaganja kabela
• Kabliranje je dio fizičkog sloja OSI modela
BAKRENI VODIČI
• Dva upredena vodiča čine paricu
• Koaksijalni kabel se oklopljava radi
poboljšanja performansi
UPREDENE PARICE
• Više pari upredenih izoliranih bakrenih vodiča koji su
okruženi zaštitnim materijalom (PVC izolacija)
• Standardni konektor za upredene parice je RJ-45
(Registered Jack 45)
KATEGORIJE KABELA
• Prijenos podataka ovisi o kvaliteti kabela
• EIA/TIA podijelila je kabele u različite kategorije
• Kategorija opisuje osobine kabela:
– Broj parica
– Stupanj i ravnomjernost upredanja
– Maksimalnu brzinu prijenosa pri kojoj kabel ima
slabljenje i preslušavanje u granicama dozvoljenog
KATEGORIJE KABELA
• Kategorija 1
– Ranije korištena u telefoniji
– Ne koristi se u strukturnom kabliranju LAN mreža
– Maksimalna brzina 1 Mb/s
• Kategorija 2
– Korištena kod Token Ring mreža
– Ne koristi se u strukturnom kabliranju LAN mreža
– Maksimalna brzina 1 Mb/s
KATEGORIJE KABELA
• Kategorija 3
– 4-parični 100 omski UTP kabeli
– Maksimalna brzina 16Mb/s
– Može se koristiti za 10BASE-T kabliranje
• Kategorija 4
– 4-parični 100 omski UTP kabeli
– Maksimalna brzina 20Mb/s
– Korišteni u Token Ring mrežama
KATEGORIJE KABELA
• Kategorija 5
– 4-parični 100 omski UTP kabeli
– Maksimalna brzina 100 MB/s
– Može se koristiti za 100BASExx kabliranje
• Kategorija 5e
– е = enhanced
– Većim stupnjem upredanja smanjeno je preslušavanje
KATEGORIJE KABELA
• Kategorija 6
– 4-parični kabeli
– Maksimalna brzina 1000 Mb/s
– Većim stupnjem upredanja smanjeno je
preslušavanje
– Može se koristiti za 1000 BASETX kabliranje
VRSTE UPREDENIH PARICA
• UTP – Unshielded Twisted Pair
• STP – Shieleded Twisted Pair
UTP KABEL
• Najčešće su 4-parični kategorije 3, 5e ili 6
• Vodiči su tanki, osjetljivi na savijanje
• Jeftiniji su od STP kabela
• Koriste se za kabliranje unutar zgrada gdje
se ne očekuju velike smetnje
STP KABEL
• Manje su podložni elektromagnetnim zračenjima od UTP kabela
• Zahtjevaju uzemljenje na oba kraja (na RJ-45 konektorima)
• Manje su fleksibilni i teži su za instalaciju
• Skuplji su od UTP kabela
• Koriste se u situacijama kada očekujemo veće smetnje
KOAKSIJALNI KABEL
• Koaksijalni kabel sačinjavaju dva
koncentrična vodiča između kojih se nalazi
dielektrični materijal, a cijeli kabel je
obmotan zaštitnim slojem
• Vanjski vodič najčešće je izrađen u vidu
tanke vodljive mreže
KOAKSIJALNI KABEL
• Standardni konektori za koaksijalne kabele
su:
– BNC konektori (za računalne mreže)
– F konektori (za kabelsku TV)
OPTIČKO VLAKNO
• Tanko optičko vlakno - "fiber" prenosi svjetlosni signal u kojem su
modulirani podatci
• Plastični omotač omogućava savijanje optičkog vlakna
• Fiber je proziran i projektiran da u unutrasnjosti reflektira
svjetlost radi efikasnog prenosa
• Light emitting diode (LED) ili laser unose svjetlo u optičko vlakno
• Prijemnik osetljiv na svjetlo - receiver na kraju optičkog vlakna
pretvara svjetlosni signal ponovno u podatke
OPTIČKI KABEL
• Optički kabel se sastoji iz:
– Jezgro - core (optičko vlakno visokog indeksa
prelamanja svjetlosti)
– Omotač - cladding (materijal čiji je indeks
prelamanje svjetlosti malo manji nego jezgre)
– Izolacijski materijali koji štite kabel
• Svjetlost se vodi duž kabela putem
prelamanja u jezgri i refleksiji od omotača
OPTIČKI KABEL
• Postoje dvije vrste optičkih kabela:
– monomodni
– multimodni
MONOMODNI KABEL
• Optičko vlakno je tanko
• Svjetlost putuje duž ose kabela s vrlo malim
brojem refleksija od omotača
• Kao izvor svjetlosti koristi se laser
• Koriste se za povezivanje dvije ili više
zgrada
MULTIMODNI KABEL
• Jezgro je većeg prečnika
• Broj refleksija od omotača znatno je veći
• Svjetlost u kabelu putuje različitim putevima (modovima) čime se:
– Smanjuje propusni opseg kabela
– Gubi sinkronizacija na prijemnoj strani
• Brzina prijenosa je manja
• Kao izvor svjetlosti koristi se LED dioda
• Koristi se za kabliranje unutar zgrada
OPTIČKI KABEL
• Prednosti optičkog kabela su :
– Neosjetljivost na elektromagnetne smetnje
– Neosjetljivost na preslušavanje
– Smanjeno slabljenje
– Veća duljina segmenata
– Veći propusni opseg
– Manji prečnik i masa
– Dugotrajna ekonomičnost
RADIO VALOVI
• Podaci se prenose pomocu radiovalova
• Energija se prenosi kroz zrak
• Postupak slican radio, TV, mobilnoj
telefoniji
• Sluze za prijenos podataka na bliže i veće
udaljenosti
• Satelitski prenos podataka
Prijenosni medij- kapacitet
• važni pojmovi
– frekvencija (frequency)
– širina prijenosnog pojasa (bandwidth)
• Nyquistov teorem
– C = 2B*log2 M
– M – broj diskretnih stanja (naponskih razina)
– brzina prijenosa (data rate)
• brzina prijenosa ≤ B*log2(1+SNR)
• (SNR)db = 10 log10(S/N)
– B – širina prijenosnog pojasa
– S – snaga signala
– N - snaga šuma
Prijenosni mediji – kabelski parametri
• osnovni parametar – decibel [dB]
– logaritamski odnos ulazne i izlazne vrijednosti
– dB = 10 log10 (Pul/Piz)= -10 log10 (Piz/Pul)
– dB = 20 log10 (Uul/Uiz)= -20 log10 (Uiz/Uul)
Vrijednost u dB Slabljenje signala
6 dB 2 x
20 dB 10 x
40 dB 100 x
60 dB 1.000 x
80 dB 10.000 x
Prijenosni mediji – kabelski parametri
• slabljenje signala (attenuation)
– gubitak signala uzrokovan prolazom kroz
prijenosni medij
– dB/m – decibel po metru dužine
Prijenosni mediji – kabelski parametri
• efekt preslušavanje (crosstalk)
– samo kod paričnih kabela
Prijenosni mediji – kabelski parametri
• tipovi preslušavanje (crosstalk)
– NEXT (Near end Cross Talk)
• signal preslušavanja na bližem kraju koji se
pojavljuje kao posljedica signala u susjednoj parici
Prijenosni mediji – kabelski parametri
– PS NEXT (Power Sum NEXT)
• signal preslušavanja koji se pojavljuje u
određenoj parici kao posljedica signala u
svim susjednim paricama na bližem kraju
Prijenosni mediji – kabelski parametri
– FEXT (Far End Crosstalk)
• signal preslušavanja na daljem kraju kabela koji se
pojavljuje kao posljedica signala u susjednoj parici
Prijenosni mediji – kabelski parametri
– ELFEXT (Equal Level FEXT)
• parametar koji pokazuje odnos vrijednost FEXT
signal i oslabljenog korisnog signala na daljem kraju
parice
Prijenosni mediji – kabelski parametri
– PS ELFEXT (Power Sum ELFEXT)
• predstavlja zbroj ELFEXT signala preslušavanje sa
svih parica u kabelu
IZBOR MEDIJA
• Bakreni vodiči su najčešće korišteni, ali brzina prijenosa je ograničena dužinom i presjekom vodiča
• Opticko vlakno omogućava velike brzine prijenosa, otporno je na elektromagnetna zračenja, ali je skupo
• Radio i mikrovalovi ne zahtevaju fizičke vodiče, ali su najosjetljiviji na smetnje
MEDIJI
• Tanki koaksijalac
• Debeli koaksijalac
MEDIJI
KARAKTERISTIKE UTP
KABELA
• Uzdužni kapacitet
• Karakteristična impedanca
• Faktor brzine
• Prigušenje
• Preslušavanje na bližem i daljnjem kraju
OPTIČKI KABELI
• Jednomodni: jezgra 6-8 μm, plašt 125 μm
• Višemodni: jezgra 50-100 μm, plašt 125 μm
• Gušenje na valnim duljinama 850, 1300,
1550 nm.
MJERENJA
• Mjerenja na komponentama
• Mjerenja na instalacijama
• Mjerenja kod održavanja
MJERENJA NA UTP
• Kontrola rasporeda vodiča
• Identifikacija kabela
• Mjerenja električnih karakteristika
• Mjerenje duljine voda
KONTROLA RASPOREDA
VODIČA
Karakteristične greške:
• Otvoreni krug
• Kratki spoj
• Ukrštene parice
• Obrnuta parica
• Okrenuta parica
• Razdvojene parice
MJERENJA NA OPTICI
• Test kontinuiteta
• Lociranje prekida
• Mjerenje gušenja
• Mjerenje duljine i mjesta kvara
RJ 45 KONEKTOR
PODJELA RAČUNALNIH
MREŽA
Računalne mreže dijelimo po:
• Tehnologiji prijenosa
• Veličini
• Topologiji
• Način korištenja usluge
TEHNOLOGIJA PRIJENOSA
• Difuzijske mreže (broadcast mreže)
sabirnica
prsten
• Mreže od točke do točke (point to point
mreže)
prespajanje kanala
prespajanje paketa
PRESPAJANJE KANALA
• U mreži s prespajanjem kanala
uspostavlja se direktna fizička veza između
učesnika koji žele komunicirati. Ova veza
može trajati npr. dok se ne završi
komuniciranje, a zatim se prekida ili je
stalno uspostavljena
PRESPAJANJE KANALA
• U komutacijskom centru (telefonska centrala) vodovi se prespajaju
tako da se dobije željena komunikacijska veza.
• Kad se veza između dva učesnika jednom uspostavi, ona je direktna i
u pravilu stalna tako dugo dok se ne prenesu sve informacije u oba
smjera.
• Ako je pozvani učesnik zauzet, ili ako je zauzet neki od spojnih
portova do njega, učesnik koji poziva mora ponavljati poziv tako
dugo dok se ne oslobodi spojni put, čime se gubi vrijeme na
uspostavljanje veze.
• Učesnik koji poziva ne zna kada će pozvani učesnik biti slobodan.
• Kada se veza jednom uspostavi, ne postoji vrijeme kašnjenja za
poruke koje se razmjenjuju, jer je veza direktna.
• Kada se završi prijenos informacija, spojni putovi se oslobađaju i
omogućuju nove veze.
Mreže s komutacijom paketa
Ako prenijeta poruka prelazi veličinu paketa, ona se „reže" u manje
dijelove koji se pakiraju i u pakete i tako se šalje kroz mrežu. Na
odredištu se paketi ponovno slažu u poruku .
Paketi nastaju dijeljenjem poruke u računalu A. Paketi se ponovo
sastavljaju u poruku u računalu B. Paketi imaju fiksni format i
veličinu kratki su i brzo prolaze mrežom.
.
Prednosti mreže s komutacijom paketa
1. fiksna struktura paketa omogućuje efikasno baratanje njima,
2. nepostojanje vrlo dugih paketa onemogućuje dugotrajno
zauzimanje prijenosnih vodova – vrijeme propagacije paketa kroz
mrežu se mjeri u ms kroz složenije mreže – vrlo brze mreže,
3. redovi paketa u komutacijskim centrima su kratki.
Mreže s komutacijom paketa
Mreže s komutacijom paketa pružaju tri vrste osnovnih
usluga prijenosa podataka:
1. uslugu prijenosa datagramom,
2. uslugu prijenosa stalnim virtualnim vodom,
3. - uslugu prijenosa komutiranim virtualnim vodom.
Mreže s komutacijom paketa
Kada se za prijenos podataka koristi usluga prijenosa datagramom,
svaki paket s podacima sadrži potpunu adresu odredišta i prenosi se
mrežom sasvim nezavisno od ostalih paketa.
Paketi mogu stizati; u odredište u slijedu koji se razlikuje od slijeda
kojim su poslani.
Mreže s komutacijom paketa
Kada se za prijenos podataka koristi usluga prijenosa virtualnim
vodom, mreža se brine da paketi budu isporučeni u redoslijedu u
kojem su primljeni.
Korisnik doživljava vezu kao direktnu vezu vodom, pa otuda i naziv
ovoj usluzi.
Virtualni vod može biti stalan (permanent virtual circult - PVC) ili
komutiran (switched virtual circuit - SVC).
Mreže s komutacijom paketa
VEZE TOČKA-TOČKA
• Računalna mreža sa samo dva računala na
krajevima veze
• Veći broj računala se međusobno povezuje
u mrežu vezama "od točke do točke"
• Broj veza raste sa kvadratom broja računala
u mreži
• Za n računala nx(n-1)/2
LAN TEHNOLOGIJE
• Tehnologije lokalnih racunalnih mreža (LAN) kao rješenje problema
• LAN-ovi se razvijaju pocetkom 1970.
• Osnovna ideja - smanjivanje broja veza uvođenjem koncepta djelivog komunikacijskog kanala
• Ali, pojavljuje se novi problem sinkronizacije rada racunala u mreži
LAN TEHNOLOGIJE
• LAN tehnologije smanjuju cijenu mreža
smanjivanjem broja veza
• Postoji cijena koja se mora platiti – računala
konkuriraju za pristup mediju
• Lokalne komunikacije skoro iskljucivo
koriste LAN tehnologije
• Komunikacija na daljinu (WAN mreže)
uglavnom sa zasnivaju na vezama tipa “od
točke do točke"
VELIČINA RAČUNALNIH
MREŽA
• Local area network (LAN)
• Metropolitan area network (MAN)
• Wide area network (WAN)
LAN
• LAN-ovi povezuju uređaje na ograničenom
području (npr. zgrada)
• Maksimalna udaljenost uređaja je nekoliko
tisuća metara
LAN
MAN MREŽE
• Dvije ili više međusobno povezanih LAN-
ova na zemljopisnom području veličine
grada čina MAN
• Korisnici se vezuju na MAN mreže preko
lokalnih mreža, a ne direktno
MAN
WAN MREŽE
• WAN mreže pokrivaju velika zemljopisna područja
• Primjer WAN mreže je Internet
• Dvije lokalne mreže u različitim dijelovima države ili svijeta mogu komunicirati preko WAN-a
• Korisnici se spajaju na WAN mrežu preko lokalne mreže
LAN
• Lokalna mreža je komunikacijska mreža
koja omogućava međusobno povezivanje
različitih uređaja koji razmjenjuju
podatke unutar malenog prostora.
• Površina koju pokriva lokalna mreža
obuhvaća najčešće jednu zgradu ili
skupinu od nekoliko zgrada.
LAN
• Umrežavanjem računala dobija se mogućnost
dijeljenja zajedničkih resursa npr. više korisnika
radi s istom bazom podataka ili više korisnika
šalje dokumente na zajednički pisač,
• također se koriste mogućnosti komunikacije
putem elektroničke pošte, razmjena datoteka s
podacima, arhiviranje itd.
LAN
• Osnovna funkcija lokalne mreže je
prijenos podataka velikom brzinom na
malim udaljenostima (unutar jedne grade
ili skupine zgrada).
• To znači da korisnik može preko lokalne
mreže dohvatiti podatke s udaljenog
računala istom brzinom kao i s diska
vlastitog računala.
LAN
Najvažniji ciljevi kod izgradnje LAN-a • Velika brzina prijenosa i širina propusnog pojasa.
Brzina i kapacitet komunikacijskog kanala moraju biti usporedivi sa brzinom i
kapacitetom sabirnice računala, 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.
Kompatibilnost.
Kompatibilnost omogućava nabavu uređaja od različitih proizvođača, s čim de dobije
bolji izbor u pogledu odnosa cijeni i performansa.
Fleksibilnost i proširivost.
Mreža mora omogućiti dodavanje i premještanje uređaja. Prijenosni medij mora biti
postavljen tako da je lako dostupan radi priključivanja uređaja.
UPRAVLJANJE PRISTUPOM MEDIJU
• UPRAVLJANJE PRISTUPA MEDIJU
– Centralizirano
– Decentralizirano
• Prozivanje (token passing)
• Slučajni pristup (CSMA/CD)
LOGIČKA TOPOLOGIJA
MREŽE
• Opisuje rad mreže, tj. tok podataka kroz
mrežu
• Standardne logičke topologije su:
– Toplogija prstena
– Toplogija sabirnice
SABIRNICA I PRSTEN
A
B A
CA
B A
C
A
B A
C
A
B A
C
(1) C šalje okvir adresiran na A (2) okvir nije adresiran za B; B ga ignorira
(3) A kopira okvir sebi i propušta ga dalje (4) C apsorbira vlastiti okvir
LOGIČKA TOPOLOGIJA
PRSTENA
• Podatci kruže po logičkom prstenu dok ne
stignu do odredišta.
• Svaki uređaj na putu regenerira signal, pa se
ova topologija naziva i aktivnom
LOGIČKA TOPLOGIJA
SABIRNICE – Svaki uređaj koji želi poslati podatke takmiči se
za pristup mediju
– Svi ostali uređaji primaju podatke i na osnovu odredišne adrese određuju jesu li podatci namijenjeni njima.
– Ova topologija je pasivna jer uređaji ne regeneriraju signale
– Za prijenos na većim udaljenostima potrebno je koristiti uređaje za obnavljanje signala
FIZIČKA TOPOLOGIJA
MREŽE
• Fizička topologija mreže je prostorno orijentirana
apstrakcija međusobnog načina povezivanja
računala u mreži (opisuje raspored mrežnih
kabela, računala i mrežnih uređaja)
• Najpopularnije topologije su:
• Zvijezda - star
• Prsten - ring
• Sabirnica - bus
TOPOLOGIJA ZVIJEZDA
• Sva racunala su spojena u zajedničku,
centralnu točku:
• Zajednička točka zvijezde naziva se
zvjezdište ili hub
TOPOLOGIJA PRSTENA
• Računala se međusobno povezuju tako da naprave zatvorenu petlju -
prsten
• Prvo računalo šalje podatke drugom, drugo trećem, i tako redom
• Jednostruki i dvostruki prsten
• U praksi kabel ne ide direktno od racunala do racunala, već posredno,
preko hub-a
Topologija sabirnca
• Jedan kabel povezuje sva racunala u mreži
• Svako računalo ima konektor na djeljivom
komunikacionom mediju
• Računala moraju koordinirati svoj pristup
mediju
TOPOLOGIJE LAN MREŽA
OSOBINE TOPOLOGIJA
• Prstenom se jednostavno sinkronizira rad mreže; ali jednostruk prsten prestaje raditi ako dodje do prekida u prstenu
• Zvijezda je mnogo jednostavnija i mnogo robustnija, ali zahtjeva više kabela
• Sabirnica zahtjeva najmanje kabela, ali prestaje raditi ako dodje do prekida kabla
• U posljednje vrijeme najčešće se koristi topologija zvijezda
ETHERNET
• Najčešće korištena LAN tehnologija
• Xerox PARC (Palo Alto Research Center) '70 -tih
godina proslog veka
• Prvobitni Ethernet je koristo sabirničku topologiju
s zajedničkim koaksijalnim kabelom i na taj način
se povezivalo više računala u LAN
• Ethernet kabel je poznat i kao segment
NAČIN RADA
• U datom trenutku samo jedno računalo
može slati podatke, a jedno ili više primati
• Signal je modulirani signal nositelj koji
propagira lijevo i desno od predajnika
uzduž kabela
CSMA
• Nema centraliziranog upravljanja u pristupu mediju
• Ethernet koristi CSMA tehniku pristupa za koordinaciju pristupa i prava prijenosa
• Carrier Sense with Multiple Access (CSMA)
• Viseštruki pristup - više racunala je spojeno na djeljivi medij i svaki može slati podatke
• Osluškivanje signala nositelja – racunalo prije slanja podataka osluškuje stanje na djeljivom mediju
DETEKCIJA KOLIZIJE - CD
• Primjena samo tehnike CSMA, ne osigurava da dva racunala neće istovremeno slati podatke
• Ako racunala u istom trenutku proveravaju stanje na djeljivom mediju, i ako nađu da je slobodan, počeće oba slati podatke
• Signali sa oba racunala će se superponirati na mediju i ometaće prijem
• Preklapanje okvira sa podacima na mediju naziva se kolizija - collision
• Podaci iz oba izvora su beskorisni
CSMA/CD
• Ethernet mrežna kartica detektuje pojavu kolizije
• Prati izlazni signal
• Uspoređuje izlazni signal sa osluškivanim
• Ako se utvrdi kolizija, racunalo zaustavlja dalje slanje poruke
• Dakle, Ethernet koristi CSMA/CD tehniku za upravljanje pristupa mediju
CSMA/CD
Stanica spremna za slanje
Pošalji podatke i prati stanje
na prenosnom mediju (4)
Predaja uspješno završena
Pošalji signal zagušenja (5)
Čekaj određeno vrijeme
(backoff algoritam) (6)
Osluškuj
prijenosni
medij
(1)
Prijenosni medij
zauzet (3)
Novi pokušaj
Prijenosni medij
slobodan (2)
Kolizija detektirana
Kolizija nije detektirana
OPORAVAK OD KOLIZIJE
• Računalo koje otkrije koliziju šalje na medij poseban
signal, "jam", čime obavještava sva druga računala o
koliziji
• Racunalo potom čeka da medij postan slobodan kako bi
ponovio prenos podataka
• Problem: Ako oba racunala čekaju isto vrijeme prije
ponavljanja poruka, onda ce se kolizija ponoviti!
• Standard predviđa korištenje generatora slucajnih brojeva
koji određuje vrijeme čekanja i računalo koje dobije kraće
vrijeme čekanja zauzima medij
10BASE5
• “Koristi debeli koaksijalni kabel impedanse 50 Ω”
• Maksimalna duljina segmenta 500 m, najviše 5 segmenata
• Maksimalno 100 računala na segmentu minimalnog
rastojanja 2,5 m
• Topologija sabirnica
10BASE2
• “Koristi tanki koaksijalni kabel impedanse 50 Ω”
• Maksimalna duljina segmenta 185 m, najviše 5 segmenata
• Maksimalno 30 računala na segmentu minimalnog
rastojanja 0,5 m
• Topologija sabirnica
Ponavljač (engl. repeater) kopira bitove između
segmenata kabela. Ovaj uređaj služi za pojačavanje ili
obnavljanje signala. Radi na fizičkom sloju – sloju 1.
Npr. kod 802.3 standarda primopredajnik (engl.
transceiver) ima snagu za prijenos signala samo do 500
metara, stoga se koriste ponavljači gdje je potrebna veća
duljina kabela.
PONAVLJAČ
10BASET
• Koristi oklopljene ili neoklopljene parice
• Maksimalna duljina segmenta 90 m
• Topologija zvijezda
• Maksimalna brzina prijenosa 10 Mb/s
Hub je multiport repeater - uređaj za povezivanje
lokalnih mreža koji radi na fizičkom sloju.
HUB
100BASETX
• Koristi oklopljene ili neoklopljene parice
• Maksimalna duljina segmenta 90 m
• Topologija zvijezda
• Maksimalna brzina prijenosa 100 Mb/s
MOST-BRIDGE
• Most (engl. bridge) sprema i prosljeđuje okvire podatkovnog sloja.
Most prihvaća okvir i daje ga podatkovnom sloju gdje se provjerava.
Nakon kontrole grešaka šalje se fizičkom sloju, koji će ga proslijediti
na drugu mrežu.
• Most je uređaj podatkovnog sloja – (sloja 2) i ne može mijenjati paket
(mrežni sloj) koji je u okviru.
• Preko mosta idu samo poruke između dvaju segmenata, a ne i
poruke unutar segmenta.
• Može čitati i interpretirati samo adrese MAC sloja – adrese kompjutora
unutar LAN-a
SWITCH-PREKLOPNIK
• Uređaj na podatkovnom sloju kao i most
• Multi-port most
• Na osnovu MAC adrese (adrese mrežne kartice) odlučuje o
preusmjeravanju podataka
• Hub (uređaj fizičkog sloja) će poslati podatke svima (na
sve portove) dok će switch će poslati podatke samo na port
onog uređaja kojemu su namjenjeni
ETHERNET
VRSTA BRZINA MEDIJ TOPOLOGIJA
10BASE2 10Mbps Tanki koaksijalni kabel Sabirnica
10BASE5 10Mbps Debeli koaksijalni kabel Sabirnica
10BASE-T 10Mbps UTP kabel Zvijezda
10BASE-F 10Mbps Optički kabel Zvijezda
ETHERNET
VRSTA BRZINA MEDIJ TOPOLOGIJA
100BASE-TX 100Mbps UTP kabel Zvijezda
100BASE-FX 100Mbps Optički kabel
Zvijezda
1000BASE-T 1000Mbps UTP kabel Zvijezda
1000BASE-
LX(SX)
1000Mbps Optički kabel Zvijezda
FORMAT ETHERNET
OKVIRA
preambula
(8 okteta)
odredište
(6 okteta)
izvorište
(6 okteta)
tip
(2 okteta)podaci
FCS
(4 okteta)
preambula
(7 okteta)
odredište
(6 okteta)
izvorište
(6 okteta)
duljina
(2 okteta)LLC podaci
FCS
(4 okteta)
SFD
(1)
Ethernet II
IEEE 802.3 (MAC)
p
a
d
p
a
d
46-1500 okteta
46-1500 okteta
FORMAT ETHERNET
OKVIRA • Preambula - 10101010 - sinkronizacija
• SFD (Start of the Frame Delimiter) sadrži sekvencu 10101011 kako
bi se označio početak samog okvira
• Adresa odredišta može biti adresa jedne radne stanice, grupe stanica
ili čak nekoliko grupa stanica
• Adresa izvora daje adresu stanice koja šalje podatke
• Dužina - duljina polja sa podacima
• Podaci - podaci za prijenos; duljina može biti od 46-1500 bytova, ako
je manja tada se okvir nadopunjuje sa PAD poljem
• FCS (Frame Check Sequence) - polje za provjeru; sastoji se od 32-
bitne sekvence dobivene cikličkim kodom (CRC-32); računa se iz svih
polja osim preambule, SFD polja i naravno samog FCS polja
TOKEN RING
• Koristi se topologija prstena i tehnika propuštanja
tokena pri upravljanju pravom pristupa mediju
• Prsten se posmatra kao cjelovit, djeljiv medij,
mada je sastavljen od segmenata tipa "od točke do
točke"
• Biti se šalju od računala do računala, ako nisu
stigli do odredišnog racunala - propuštaju se, na
odredišnom se kopiraju i unose u racunalo, a
potom prosljeđuju po prstenu do izvorista poruke
TOKEN RING
KORIŠTENJE TOKENA
• Token - kratka upravljačka poruka kruži prstenom od racunala do računala
• Samo racunalo koje ima token stiče pravo slanja poruke. Nakon slanja poruke, token se prosljeđuje drugom računalu u prstenu.
• Ako imatelj tokena nema potrebu slanja podataka, odmah prosljeđuje token drugom računalu
IBM TOKEN RING
• Nekada veoma popularni LAN
• Verzija 1: 4Mbps, Verzija 2 :16Mbps
• Tehnika povezivanja: spolja liči na
topologiju zvijezde
MAC ADRESA
– MAC adresa 48 bita
• dva dijela
– identifikacija proizvođača
– identifikacija mrežne kartice
preambula
(7 okteta)
odredište
(6 okteta)
izvorište
(6 okteta)
tip
(2 okteta)
LLC podaci
(46-1500 okteta)
FCS
(4 okteta)
SFD
(1)
3.-24. bit identifikator
proizvođača
25.-48. bit identifikator mrežne
kartice1 1
univerzalna/lokalna
adresaindividualna/grupna
adresa
IP protokol
– svaki uređaj u mreži mora imati jedinstvenu IP
adresu
– svaki paket ima izvorišnu i odredišnu IP adresu
– Adresa se sastoji od 2 dijela
• mrežni (network): jedinstveno identificira mrežu
• stanični (host): jedinstveno identificira stanicu
unutar mreže
IP
Format IP adrese – binarna adresa zapisana u decimalnom odliku
zbog ljudi
– duljina 32 bita
• 4 sekcije po 8 bitova (okteti)
• okteti odvojeni točkama
11111111 111111111111111111111111
255 255255255
172 20412216
1010110 110011000111101000010000
mreža stanica
1 8 9 16 17 24 25 32
128 64 32 16 8 4 2 1
128 64 32 16 8 4 2 1
128 64 32 16 8 4 2 1
128 64 32 16 8 4 2 1
32 bita
decimalni
zapis
max.
binarni
zapis
primjer
decimalni
primjer
binarni
Klase IP adresa
mreža stanica stanica stanica
mreža mreža stanica stanica
mreža mreža mreža stanica
8 bita 8 bita 8 bita8 bita
A klasa
B klasa
C klasa
D klasa Multicast
E klasa Istraživanje
Klase IP adresa
A klasa B klasa C klasa Prvi bit je 0 Prva dva bit su 10 Prva tri bita su 110
Raspon mrežnih brojeva
1.0.0.0 do 126.0.0.0
Raspon mrežnih brojeva
128.0.0.0 do 191.255.0.0
Raspon mrežnih brojeva
192.0.0.0 do
233.255.255.0
Broj mogućih mreža 127
(koriste se 1 do 126; 127
je rezervirana)
Broj mogućih mreža
16384
Broj mogućih mreža
2.097.152
Broj mogućih vrijednosti
u host dijelu: 16.777.216
(host dio ne smije
sardržavati sve 1 ili sve 0)
Broj mogućih vrijednosti
u host dijelu: 65.536 (host
dio ne smije sardržavati
sve 1 ili sve 0)
Broj mogućih vrijednosti
u host dijelu: 256 (host
dio ne smije sardržavati
sve 1 ili sve 0)
Klase IP adresa
– RFC 1918 definira privatne adrese za korištenje u privatnim mrežama. Za izlazak na Internet potrebni je uraditi translaciju tih adresa (NAT) u javne adrese
• A klasa – 10.0.0.0 do 10.255.255.255
• B klasa
– 172.16.0.0 do 172.31.255.255
• C klasa – 192.168.0.0 do 192.168.255.255
IP podmreže
– subnet – podmreža
– učinkovito korištenje adresnog prostora
– primjer:
• mreža 172.16.0.0 je podijeljena
• treći oktet se koristi za podmrežu
– isključivo host dio se koristi za adresiranje podmreže
IP subnet maske
– subnet mask: identificira dio IP adrese koji se koristi za adresu mreže, podmreže i hosta
• duljina 32 bita
– 1 označava mrežu odnosno podmrežu
– 0 označava host dio adrese
• način zapisa
– 255.255.255.0 ili /24
– default mrežne maske
• A klasa : 255.0.0.0 ili /8
• B klasa : 255.255.0.0 ili /16
• C klasa : 255.255.255.0 ili /24
IP subnet maske
– moguće vrijednosti subnet
okteta mrežne maske
– subnet maska nije
definirana granicom okteta
• Za točan izračun
potrebno
– Decimalni zapis
– Binarni zapis -
izračun
– Decimalni zapis
IP subnet maske
– Primjer 1: default subnet maska
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
172.16.2.160
255.255.0.0
adresa mreže 172 16 0 0
mreža host
IP subnet maske
- Primjer 2: 24 bitna subnet maska
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
172.16.2.160
255.255.255.0
adresa mreže 172 16 2 0
mreža host
255
254
252
248
240
224
192
128
255
254
252
248
240
224
192
128
subnet
IP subnet maske
– Primjer 3: 26 bitna subnet maska
• Subnetiranje ne mora završavati između okteta
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0
172.16.2.160
255.255.255.192
adresa mreže 172 16 2 128
mreža host
255
254
252
248
240
224
192
128
255
254
252
248
240
224
192
128
subnet
Identifikacija IP adrese
– Primjer 1:
• IP adresa: 172.16.2.160
• Mrežna maska: 255.255.255.192
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
172.16.2.160
172 16 2 160
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0
172.16.2.190
172.16.2.129
172.16.2.191
172.16.2.128
255.255.255.192
host
zadnja adresa
prva adresa
broadcast
podmreža
maska
Identifikacija IP adrese
– Primjer 2:
• IP adresa: 172.16.2.121
• Mrežna maska: 255.255.255.0
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
172.16.2.121
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
255.255.255.0
host
broadcast
podmreža
maska
mreža mreža podmreža host
172.16.2.0
172.16.2.255
adrese hostova: 172.16.2.1 - 172.16.2.254