racunarske telekomunikacije - osi model

SADRŽAJ

Računarske mreže.....................................................................................................2

Topologija mreža.................................................................................................2

Uloga telekomunikacionih protokola............................................................................3

Protokoli i slojevi.................................................................................................5

Sinhroni i asinhoni protokoli..................................................................................5

Protokoli sa i bez uspostavljanja veze......................................................................5

Bit-orijentisani i bajt-orijentisani protokoli...............................................................6

OSI referentni model.................................................................................................7

Slojevi OSI referentnog modela...................................................................................8

Sloj aplikacije....................................................................................................10

Protokoli aplikacijskog sloja...........................................................................10

Sloj prezentacije................................................................................................12

Sloj sesije.........................................................................................................13

Protokoli sloja sesije......................................................................................13

Transportni sloj..................................................................................................14

Protokoli transportnog sloja............................................................................14

Podmrežni slojevi i kvalitet prenosa......................................................................15

Sloj mreže.........................................................................................................16

Protokoli mrežnog sloja.................................................................................16

Sloj veze...........................................................................................................18

Protokoli sloja veze.......................................................................................19

Fizički sloj........................................................................................................20

Literatura...............................................................................................................21

Seminarski rad Računarske telekomunikacije

Računarske mreže

Krajem osamdesetih godina prošlog veka dolazi do masovnije upotrebe personalnih računara i opreme (hardvera) za umrežavanje (pre svega) zbog toga što su im cene postale niže i zbog toga što se pokazalo da relativno mala mreža personalnih računara može uspešno da zameni računarske sisteme prethodne generacije (Mainframe računare). U to doba internet nije postojao ali su veće institucije poput banaka, fakulteta, instituta, fabrika i drugih, imale potrebu za računarima koji su jeftini i pouzdani. Vremenom je došlo do potrebe za povezivanjem računara unutar institucija (npr. fakulteta), i ti računari bi tada činili lokalnu mrežu. Kasnije se ukazala potreba za povezivanjem više institucija između sebe što je dovelo do nastanka mreža širokog područja iz kojih je kasnije nastala mreža svih mreža tj. internet.

Mreže lokalnog područja (Local Area Network - LAN) su male mreže koje omogućavaju veliku brzinu prenosa podataka između nekoliko procesora i/ili periferijskih uređaja (svi uređaji u mreži nazivaju se čvorovi) koji su smešteni na ograničenom geografskom prostoru. Mreža može biti rasprostranjena na znatno širem geografskom prostoru i može je sačinjavati npr. više raznih organizacija. Ovakva mreža se zove mreža širokog područja (Wide Area Network – WAN)

Topologija mreža

Fizički način na koji su uređaji koji čine mrežu među sobom povezani naziva se mrežna topologija (nekada i mrežna konfiguracija). Razlikujemo četiri vrste mrežnih topologija:

Topologija zvezde,

Konfiguracija prstena,

Konfiguracija magistrale i

konfiguracija od-tačke-do-tačke.

Slika 1: Vrste mrežnih topologija

Milan Turudić 4453/2004 2


Najveću pouzdanost u realizaciji omogućava povezivanje čvorova po principu od-tačke-do-tačke. Ova topologija omogućava izbor jednog od više raznih puteva za prenos podataka iz jednog čvora u drugi.

Topologija zvezde zahteva da sve poruke prolaze kroz centralni uređaj, komutator (Switcher). Ova konfiguracija omogućava komunikaciju između bilo koja dva čvora, ali otkaz komutatora znači i otkaz celog sistema.

U konfiguraciji prstena, svaki čvor je povezan sa dva druga čvora. Podaci se uvek kreću u istom smeru (npr. u smeru kazaljke na satu). Svaki uređaj priključen na prsten mora biti sposoban da preuzme poruku koja je njemu poslata i da prosledi dalje poruke koje su poslate nekom drugom čvoru.

Konfiguracija magistrale ima određenih prednosti jer se novi čvor lako dodaje, a svi čvorovi mogu direktno da komuniciraju među sobom. Naravno, uvek je prisutno određeno usporavanje rada, jer na magistrali, u određenom intervalu vremena, može da postoji samo jedan skup podataka, odnosno može da komunicira samo jedan par čvorova, dok svi ostali moraju da sačekaju da ta dva čvora obave prenos podataka i oslobode magistralu.



Uloga telekomunikacionih protokola

Telekomunikacioni protokoli su pravila komuniciranja i oni omogućavaju da računari različitih hardverskih i softverskih platformi međusobno komuniciraju. Protokoli omogućavaju da, kada je nekoliko računara u mreži, pravila i tehničke procedure upravljaju njihovom komunikacijom i interakcijom. Protokoli pokrivaju široki domen počevši od električnih karakteristika veza preko formata poruka koje se prenose, pa sve do interakcija između aplikacionih programa koji se izvršavaju na različitim čvorovima mreže.

Kada se razmišlja o protokolima, treba imati u vidu tri osnovna momenta:

1. Postoji mnogo protokola. Dok svi protokoli omogućuju osnovnu komunikaciju, njihove namene su ipak različite i oni mogu da obavljaju različite poslove. Svaki protokol ima svoje prednosti i mane.

2. Neki protokoli rade samo na određenom OSI sloju. Sloj na kome protokol radi opisuje njegovu ulogu. Na primer, ako određeni protokol radi na fizičkom nivou, to znači da protokol na tom nivou obezbeđuje da paketi podataka prolaze kroz mrežnu adaptersku karticu i dalje kroz mrežni računar.

3. Nekoliko protokola može da radi zajedno u takozvanom steku.

Kako protokoli rade?

Ceo proces prenosa podataka preko mreže mora da se podeli u nekoliko odvojenih sistematičnih koraka. Na svakom koraku odvija se određena radnja koja ne može da se odvija ni na kom drugom koraku. Svaki korak ima svoja pravila i procedure, odnosno svoje protokole.

Redosled kojim se koraci izvršavaju istovetan je na svim računarima u mreži i neophodno je dosledno ga se držati. Na računaru koji šalje, ti koraci se moraju izvršavati odozgo nadole. Na računaru koji prima, oni se moraju izvršavati odozdo nagore.

Slika 2: Redosled izvršavanja



Računar pošiljalac

Na računaru pošiljaocu, protokol:

rastavlja podatke u manje delove, ili pakete, kojima protokol može da rukuje,

dodaje podatke o adresi u paket, kako bi odredišni računar iz mreže znao da su podaci za njega,

priprema podatke za sam prenos kroz mrežni adapter i dalje kroz mrežni kabl.

Računar primalac

Na računaru primaocu, protokol izvršava iste korake, ali obrnutim redosledom. Računar primalac:

uzima podatke iz kabla,

dovodi pakete u računar, kroz mrežnu karticu,

oslobađa pakete od svih podataka o prenosu koje je dodao računar pošiljalac,

kopira podatke iz paketa u bafer radi ponovnog sklapanja u celinu,

predaje tako sređene podatke aplikaciji u upotrebljivom obliku.

I računar primalac i računar pošiljalac moraju da izvrše svaki korak na isti način, kako bi podaci, kada se prime, izgledali isto kao što su izgledali u trenutku slanja.

Primer

Dva protokola mogu da obavljaju iste poslove – rastavljanje podataka u pakete i dodavanje različitih informacija o redosledu, vremenu i proveri, ali svaki od njih to radi na drugačiji način. Prema tome, računar koji koristi jedan od tih protokola neće biti u stanju da uspešno komunicira sa računarom koji koristi neki drugi protokol.



U mrežama, nekoliko protokola mora da radi zajedno da bi se podaci:

pripremili,

preneli,

primili.

Rad različitih protokola mora da se koordinira tako da ne bude konflikta ili nedovršenih radnji. Kako potreba za telekomunikacijama raste tako se i važnost povezivanja računara povećava. Samim tim i značaj standardizacije protokola dobija na važnosti.

Protokoli se razlikuju na osnovu nekoliko vrsta svojstava kao što su:

nivo, odnosno sloj na kojem protokol radi

mrežna arhitektura za koju je protokol projektovan. Npr. protokoli za mreže tipa magistrale izgledaju i ponašaju se različito od protokola za mreže sa arhitekturom prstena

da li je protokol sinhroni ili asinhroni

da il je protokol sa ili bez uspostavljanja veze

da li protokol namenjen za prenos znakova ili bitova



Protokoli i slojevi

Slojevita zbirka slojeva sastoji se iz protokola namenjenih jednoj konkretnoj mrežnoj arhitekturi, pri čemu su protokoli namenjeni pojedinimm slojevima. Detalji protokola oslikavaju funkcije i usluge raspoložive na svakom sloju.

Sinhroni i asinhroni protokoli

Sinhroni protokoli oslanjaju se na preciznom mernje vremena za identifikaciju elementa u prenosu i napogodniji su za pronos koji se odvija približno stalnom brizinom.

Asinhroni protokoli pogodniji su za prenos podataka koji može da se odvija u rafalnom režimu, oslanjaju se na specijalne signale (start i stop bitove) za označavanje pojedinih elemenata u prenosu.

I sinhroni i asinhroni protokoli su protokoli sloja veze podataka i služe za prenos između DTE uređaja (računar) i DCE uređaja (modem), ili za prenos podataka između dva račuara.

Rani sinhroni protkoli bili su bajt-orijentisani, tj. znak-orijentisani. Na primer, zank-orijentisani Bisync firme IBM ili bajt-orijentisani DDCMP firme DEC su sinhroni protokoli. Pošto sinhronizacija zahteva upotrebu specijalnih signala, zanakovi korišćeni za upravljanje vezom nisu mogli da se prenesu zajedno sa ostalim znakovima kao podaci. Noviji bit-orijentisani protokoli rešili su ovaj problem i efikasniji su. Primeri bit-orijentisanih protokola su SDLC, HDLC i LAPB.

Većina mrežnih protokola je asihhrono. Većina protokola na velikim računarima i protokila za upravljanje terminalima je sinhrona.

Protokoli sa i bez uspostavljanja veze

Prenos sa uspostavljanjem veze odvia se preko jedne jedine putanje, tako da je odredišna adresa potrebna samo za vreme uspostavljanja putanje. Posle toga sav prenos odvija se tom jednom putanjom.

Pri usluzi bez uspostavljanja veze, za prenos podataka, nije potrebno da se između pošaljioca i primaoca uspostavi veza. Umesto toga paketi se šalju nezavisno jedan od drugog i do odredišta mogu ići različitim putanjama. Zato svaki paket mora da sadrži i adresu izvorišta i adresu odredišta.



Bit-orijentisani i bajt-orijentisani protokoli

Znak-orijentisani ili bajt-orijentisani protokoli koriste znak ili bajtove za uprvljanje komunikacijskom vezom i za vremensko usklađivanje. Nedostatak ovog metoda je u tome što se bajtovi ili znakovi koji služe za upravljanje i za regulaciju veze ne mogu koristiti kao obični podaci.

Naj raniji sinhroni protokoli, kao IBM-ov BSC ili DDCMP firme Digital Equipment Corporation, bili su bajt orijentisani.Njih su nasledili efikasniji bit orijentisan protokoli koji mogu da uspostave vremensko usklađivanje i da upravljaju vezom pomoću pojednačnih bitova.Bit-orijentisani protokoli prenose pojedinačne bitove, bez obzira na njihovo interpretiranje. Takvi protokoli mogu da uspostave vremensko usklađivanje i da upravljaju vezom tako što koriste bit signal. Pojedinačni bitovi koriste se za vremensko uskađivanje (tako da predajnik i prijemnik ostanu sinhronizovani) i za kontorlu veze. Primeri bit-orijentisanih protokola su HDLC, SDCL i LAPB.



OSI referentni model

Mrežnu opremu kao i računare nikada nije proizvodila samo jedna firma, tako da su oduvek postojali različiti pristupi problemu umrežavanja računara, i njihova rešenja. Zbog toga je i nastao veliki broj različitih tipova mrežnog hardvera i različitih protokola za prenos podataka. Ali, oduvek je postojala i potreba za što lakšim prenosom podataka i boljim korišćenjem računarskih resursa što je i dovelo do standardizacije mrežne opreme i protokola. Zbog toga je i došlo do nastanka modela za otvorenu komunikaciju 1984. godine koji je dobio ime OSI.

Jedan od najznačajnijih komunikacionih modela zasniva se na pristupu koji je poznat pod nazivom referentni model za otvorenu međusobnu komunikaciju (Open System Interconnection reference model, OSI), a koji je razvila međunarodna organizacija za standarde.

OSI model deli probleme vezane za komunikaciju na sedam slojeva, a svaki sloj izvršava neke funkcije ili usluge koje su potrebne nivou, odnosno sloju koji je iznad njega.

Slika 4: OSI referentni model

OSI referentni model ili referentni model za otvoreno povezivanje sistema (eng. Open Systems Interconnection Basic Reference Model) je najkorišćeniji apstraktni opis arhitekture mreže. Opisuje interakciju uređaja (hardware-a), programa, servisa (software-a) i protokola pri mrežnim komunikacijama. Koriste ga proizvođači pri projektovanju mreža, kao i



stručnjaci pri izučavanju mreža. OSI model deli arhitekturu mreže u sedam logičkih nivoa, daje spisak funkcija, servisa i protokola koji funkcionišu na svakom od nivoa.

Većina servisa i protokola, u kontekstu komunikacionh mreža, funkcionišu kao jedinstvena celina. Da bi se opisala veza između njih, njihova funkcija u svakom od procesa komunikacije, a isto tako i da bismo razumeli sam proces, uvedena je konceptualna skica, tj. referentni model. Još jedan od razloga uvođenja referentnog modela je da se izvrši standardizacija samih protokola. U samim početcima nastajanja mreža, različite firme su primenjivale svoja rešenja, tako da je komunikacija bila moguća samo između računara u okviru mreže tog istog proizvođača.

Među najvažnije protokolarne modele koje su razvile pojedinine kompanije spadaju:

Arhitektura mrežnih IBM sistema - IBM Systems Network Architecture (SNA)

DECnet firme Digital

Netware firme Novell

AppleTalk firme Apple

Prvi razvijeni TCP/IP model.

Krajem 1979. godine, Međunarodna organizacija za standardizaciju ISO, kreirala je referentni model OSI da bi se prevazišli ovi problemi, a 1984. godine štampala je reviziju ovog modela koja je postala međunarodni standard i vodič za umrežavanje.

Naziv otvoren sistem (javni), potiče od toga što ga je moguće stalno modifikovati, a da pri tome učestvuju svi. Svaka izmena koja bi se implementirala i prihvati postala bi standard. TCP/IP protokol je tek jedan od primera otvorenog sistema, naime na oblik protokola može se uticati putem RFC-a, tehničkih izveštaja koji su objavljeni (dati na uvid) i koje su analizirla internet udruženja.

Slojevi OSI referentnog modela

OSI referentni model koristi sedam funkcionalnih slojeva za definisanje komunikacijskih mogućnosti kojima dve mašine treba da raspolažu da bi bile u stanju da međusobno komuniciraju.

Sedam slojeva nižu se od aplikacijskog na vrhu do fizičkog na dnu. Najviši sloj je mesto gde korisnici i aplikacije komuniciraju sa mrežom. Najniži sloj j mesto gde se odigrava stvarni prenos. Usluge na jednom sloju komuniciraju sa uslugama susednih slojeva i koriste ih.

Srednji sloj (transportni) je centralni. On razdva aplikacijski i uslužno orijentisane gornje slojeve od ostalih nižih, mrežno i komunikacijski orijentisanih slojeva, koji su poznati kao podmrežni slojevi.



Pojedini slojevi razmotreni su u daljem tekstu od najvišeg do najnižeg. Navedeni su primeri programa i protokola karakterističnih za pojedine slojeve, ali imajte na umu da mnogi programi raspolažu mogućnostima koje se očekuju od dva ili više slojeva OSI modela. Ovo je izraženo u programima razvijenim u drugim (ne OSI) komunikacionim sistemima (IBM, UNIX/Internet itd.). Verovatnije je takođe da će to biti slučaj sa programima gornjih slojeva.

Na primer nije uobičajeno za jednu ”glomaznu” aplikaciju da poseduje i mogućnosti za prevođenje podataka (konverzija, šifrovanje ili kompresija), koje se inače očekuju od prezentacijskog sloja u OSI modelu. Takav program može da posluži kao primer u oba sloja.

Slika 6: OSI layer diagram



Sloj aplikacije

Kodiranje iz sloja aplikacije kako bi se obezbedila ispravna interpretacija podataka od prijemne strane. Primer. Konverzija iz EBCDIC-kodiranog tekstualnog fajla u ASCII-kodiran fajl. Pri komunikaiji razmenjujemo fajlove tipa teksta, slike ili video snimka, tipični primeri komprasija ovih formata su: QuickTime, (eng. Motion Picture Experts Group) (MPEG), (MPEG verzija 4) video komresije, (eng. Graphics Interchange Format) (GIF), (eng. Joint Photographic Experts Group) (JPEG), i (eng. Tagged Image File Format) (TIFF), kompresije slike. Naveli smo i servis enkripcije, u smislu zaštite podataka. Naime, podaci se enkrptujući mogu tumačiti samo ako korisnik poseduje tzv. ključ za dekripciju.

Sloj aplikacije (eng. Application layer) je sedmi i najviši nivo OSI referentnog modela, odnosno najviši sloj TCP/IP protokolarnog modela. Ovaj sloj opisuje rad aplikacija u mreži i njihovu interakciju sa servisima i protokolima nižih slojeva. Protokoli sloja aplikacije imaju funkciju da razmene podatke između pokrenutih programa na prijemnoj i predajnoj strani. Upravo zbog toga (raznovrsnosti aplikacija) ovom sloju pripada najveći broj protokola, koji se i dalje razvijaju.

Slika 7: primer- sloj aplikacije

Protokol aplikaciskog sloja je bilo koji od mnogih protokola koji pružaju usluge aplikacijama. Ovi protokoi su primarni interfejs između aplikacija i mreže. U opšte protokoli aplikacijskog sloja pružaju procesu koji pristupa mreži neki vid usluga za pristup ili rukovanje (direktorijumima, datotekama, porukama).

Aplikacijski sloj definisan je kao najviši sloj u sedmoslojnom OSI referentnom modelu i u petoslojnom Internetovom modelu.

Protokoli aplikacijskog sloja

Aplikacioni programi se nalaze na ovom sloju. Ovde se nalaze i mrežne školjke-programi koji rade na radnim stanicama i omogućavaju im pristup na mrežu. U stvari programi kao što su mrežne školjke, često sadrže funkcije koje obuhvataju, tj. očekuju se od nekoliko različitih slojeva. Na primer NETX, Novell, NetWare-ova školjka obuhvata gornja tri sloja.



Programi i protokoli koji pružaju usluge aplikacijskog sloja su:

NICE (Network Information and Control Excange-mrežni centar za kontrolu i informacije), obezbešuje mogućnosti za upravljanje mrežom i nadzor.

FTAM (File Transfer Access and Management-prenos datoteka, pristup i upravljanje), obezbeđuje mogućnosti za daljinsko rukovanje datotekama.

FTP (File Transfer Protocol-protokol za prenos datoteka), obezbeđuje mogućnosti za njihov prenos.

Total komander, program

proces razmene podataka (file shareing)

X.400, precizira protokole i funkcije za rukovanje porukama i uslige elektronske pošte.

CMIP, obezbeđuje mogućnosti za upravljnjem mrežom u okvirima koje je formulisala OSI organizacija.

SNMP, omogućuje upravljanje mrežom u nekom ne-OSI sistemu. Ovaj protokol ne odgovara OSI modelu, ali obezbeđuje funkcionalnost defisnisanu tim modelom.

Telnet, obezbeđuje mogućnosti za emulaciju terminala i daljinsko pijavljivanje na mrežu. Telnet-ove mogućnosti idu i izvan aplikcijskog sloja.

rlogin, obezbeđuje mogućnosti za daljinsko prijavljivanje UNIX okruženjima.

BitTorrent protokol

BitTornado program, (Peer to Peer) aplikacija

HTTP, HyperText Transfer Protocol

Mozila fajerfoks, brauzer (aplikacija)

World Wide Web, servis

POP, POP3, Post Office Protocol (verzija 3)

SMTP, Simple Mail Transfer Protocol

Autluk ekspres meil klijent (aplikacija)

Mozila tanderberd klijent

Elektronska pošta (e-mail) servis

proces je razmena pošte putem klijenata i programa:

Mail Transfer Agent (MTA)

Mail Delivery Agent (MDA)

BOOTP, Bootstrap Protocol

DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol



DNS, Domain Name System

FTP, File Transfer Protocol

IMAP, IMAP4, Internet Message Access Protocol (verzija 4)

IRCP, Internet Relay Chat Protocol

RDP, Remote Desktop Protocol

SSH, Secure Shell

TFTP, Trivial File Transfer Protocol

VTP, Virtual Terminal Protocol



Sloj prezentacije

Odgovoran je za predstavljanje informacija u obliku prilagođenom aplikacijama ili korisnicima na kojke se te informacije odnose. Funkcije kao konverzije podataka iz EBCDIC u ASCII kod (i obratno), zatim korišćenje skupova specijalnih grafičkih ili znakovnih simbola, kompresija ili ekspanzija podataka enkripcija odnosno dekripcija podataka, izvršavaju se na ovom nivou.

U praksi, prezentacijski sloj retko se pojavljuje u čistom obliku. Na ovaj ili onaj način, programi aplikacijskog i sesijskog sloja sadrže neke, ponekad i sve funkcije prezentacijskog sloja.

Sloj prezentacije (eng. Presentation layer) je šesti od sedam slojeva OSI referentnog modela, odgovara na zahteve sloja aplikacije i dalje ih prosleđuje sloju sesije. Ovom sloju se ne mogu kao i inače pridružiti odgovarajući protokoli nekog steka. Njegove primarne funkcije su:

Kodiranje i konverzija podataka

Kompresija/Dekompresija podataka pri slanju/prijemu.

Enkripcija/Dekripcija podataka.



Sloj sesije

Sloj sesije (eng. Session Layer) je peti OSI referentnog modela. Kao što i sam naziv sloja kaže, ovaj sloj je zadužen za uspostavljanje i održavanje sesije između pokrenutih programa na predajnoj i prijemnoj strani. Protokoli sloja sesije imaju funkciju da razmene podatke o uspostavljanju komunikacije, da održavaju komunikaciju aktivnom, ako je potrebno (u slučaju prekida) da je ponovo uspostave i na kraju da je završe.

Slika 9:

Sloj sesije ili protokol toka podataka

Protokoli sloja sesije

ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol-Apple Talk protokol toka podataka), omogućuje da dva čvora uspostave pouzdanu vezu za prenos podataka

NetBEUI, je jedna proširena varijanta NetBIOS-a

ASP, AppleTalk Session Protocol

ISO-SP, OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)

NetBIOS (Network Basic Input Output System), obuhvata slojeve 5,6 i 7 OSI modela, osim toga osposobljen je za nadzor nad sesijama sa ciljem da obezbedi njihovo nesmetano odvijanje

PAP (Password Authentication Protocol)

PAP (Printer Access Protocol-protokol za pristup štampaču), omogućuje pristup PostScript štampaču na AppleTalk mreži.

PPTP, Point-to-Point Tunneling Protocol

SMPP, Short Message Peer-to-Peer

SSH, Secure Shell



Transportni sloj

Transportni sloj (eng. Transport Layer) je četvrti sloj OSI referentnog modela. Zadužen za segmentaciju podataka sa viših nivoa, odnosno za njihovo ponovno spajanje. Zatim za identifikaciju, praćenje i kontrolu komunikacije između pojedinih aplikacija. Jedinice informacije na ovom sloju je "segment". Protokoli ovog sloja segmentu dodaju zaglavlje sa specificiranim parametrima koji određuju osnovne funkcije koje možemo klasifikovati na sledeći način:

Praćenje pojedinih konverzacija

Segmentacija podataka sa viših nivoa

Ponovno spajanje segmenata sa nižih nivoa

Identifikacija aplikacije

Kontorla toka konverzacije u skladu sa potrebnim zahtevima

Protokoli transportnog sloja

TCP (Transmission Control Protocol- pruža usluge prenosa sa uspostavljanjem veza, koristi se na većini UNIX mreža)

UDP (User Datagram Protocol- pruža usluge prenosa bez uspostavljanjem veza, kao TCP koristi se na većini UNIX mreža)

ATP, AppleTalk Transaction Protocol

CUDP, Cyclic UDPUDP

DCCP, Datagram Congestion Control Protocol

FCP, Fiber Channel Protocol

NBF, NetBIOS Frames protocol

SCTP, Stream Control Transmission Protocol

SPX (Sequenced Packet Exchange- koristi se na većini novell NetWare okruženju)

SST, Structured Stream Transport



Podmrežni slojevi i kvalitet prenosa

U OSI modelu, tri sloja koja se nalaze ispod transportnog sloja poznati su kao podmrežni slojevi. Ovi slojevi su odgovorni za prebacivanje paketa od izvorišta do odredišta. Prenosni uređaji (kao što su mostovi i ruteri) koriste samo ova tri sloja, pošto se njihov posao sastoji samo u tome da prenesu signal ili paket. Nasuprot ovim uređajima, koji su poznati kao posredni sistemi, uređaji koji koriste gornje slojeve poznati su kao krajnji sistemi.

Usluge prenosa koje pružaju podmrežni slojevi mogu ali i ne moraju da budu pouzdane. U tom smislu, pouzdana usluga će ili isporuciti paket bez grešaka ili će obavestiti pošiljaoca da prenos bez grešaka nije bio moguć.

Usluge prenosa podmrežnih slojeva mogu da odu i sa ili bez uspostavljanja veze. U komunikacijama sa uspostavljanjem veze, pre svega se uspostavlja veza izmedju pošiljaoca i primaoca. Ako je povezivanje uspešno, svi podaci redom prenose se po ovij vezi. Kada se prenos završi veza se prekida. U ovakvom načinu pranosa nije potrebno da se paketima dodeljuju redni brojevi zato što je svaki paket otpremljen odmah za svojim predhodnikom po istoj putanji.

Za razliku od ovoga, u komunikacijama bez uspostavljanja veze paketi se odašilju nezavisno jedan od drugog i moguće je da će do odredišta stići po razlicitim putanjama. Kod ovakvih komunikacija pre slanja svaki paket mora da dobije svoj broj koji označava njegovu poziciju pri slanju tako da poruka može da se sastavi na odredištu.



Mrežni sloj

Na internetu je ogroman broj računara, a mi ih raspoznajemo po njihovim imenima u obliku ime.domen.vršni_domen (npr. sr.wikipedia.org) Naravno, taj sistem je napravljen radi ljudi, i takozvani DNS serveri pretvaraju takve upite veb pregledača u IP adrese, po trenutno važećem IPv4 standardu u adresu tipa a.b.c.d, gdje su a,b,c i d brojevi od 0 do 255 (veličina reči 1 bajt). Ali kao što znamo, mrežne kartice u računarima nemaju IP adrese, nego MAC adrese. To znači da je potreban još jedan sloj, koji će pretvoriti IP adrese u MAC adrese. Kad bi svaki računar na internetu imao tablicu pretvaranja IP adresa u MAC adrese, to bi bilo vrlo nepraktično, iz više razloga, kao što su veličina tablice, onda dodavanje novih adresa, pa je smišljeno drugo rešenje. Na svakom segmentu mreže (subnetu) postoji usmjernik (ruter), koji poseduje tabelu usmeravanja. Pakete koji dođu do njega, a cilj im nije na lokalnom mrežnom segmentu on prosleđuje dalje, a pakete koji su namijenjeni lokalnoj mreži, prosleđuju se na lokalnu mrežu. To se izvodi tako što dok ostali uređaji na mreži imaju jedan mrežni adapter (NIC), usmjernik ima dva. Jedan je povezan na lokalnu mrežu, a drugi na spoljašnju, pa usmjernik pakete koje dobije na lokalnoj mreži, a koji su namijenjeni vanjskom svijetu upućuje napolje, a pakete iz spoljašnjeg svijeta upućene lokalnoj mreži upućuje unutra

Medijumi i podslojevi

Medijumi mogu biti:

bakarni kabl

optički fiber

atmosvera

Protokoli

mrežnog sloja

Dve važne klase protokola mrežnog sloja su protokoli za preslikavanje adrese i protokoli za usmeravanje. Protokoli za preslikavanje adrese bave se određivanjem jedinstvene mrežne adrese izvorišnog i odredišnog čvora.

Protokoli za usmeravanje bave se prebacivanjem paketa sa lokalne na neku drugu mrežu. Po pronalaženju odredišne mreže neophodno je da se odredi putanja do nje. Na ovoj putanji se obično nađu samo skretnice osim početnog i završnog dela putanje.



Protokoli mrežnog sloja su:

ARP (Address Resolution Protocol- protokol za preslikavanje adrese), prevodi hardverske adrese u mrežne

CLNP (Connectionless Network Protocol- mrežni protokol bez uspostavljanja veze), projektovala ga je ISO organizacija

DDP (Datagram Delivery Protocol- protokol za isporuku datagrama), pruža uslugu bez uspostavljanja veze u AppleTalk mrežama

ICMP (Internet Control Message Protocol- Internet protokol za kontrolu poruka), jedan od protokola za obradu grešaka

IGP (Interior Gateway Protocol- protokol internog mrežnog prolaza), koristi se za povezivanje skretnica unutar jednog administrativnog domena

IPX (Internetwork Pack Exchange- međumrežna razmena paketa), deo Novell-ove zbirke protokola

IP (Internet Protocol- Internet protokol), jedan od protokola UNIX okruženja



Sloj veze

Sloj veze (eng. Data Link Layer) je drugi nivo OSI referentnog modela, zadužen za postavljanje, prijem i prenos paketa putem lokalnog medijuma (veze dvaju čvorova). Tehnika postavljanja paketa na medijum se zove "kontrola pristupa medijumu". Tokom samo jedne komunikacije paket može da se prenosi putem više različitih medijuma, pa shodno tome ovom sloju pripada niz različitih protokola koji koriste različite metode enkapsulacije paketa u frejmove i pristupa medijumu. Ovi protokoli određuju kako formatirati pakete, za prenos putem različitih medija. Na ovom sloju može najbolje da se uvidi smisao slojevite

strukture mreže. Svaki sloj treba da funkcioniše tako da ima minimalan uticaj i uvid u rad drugih slojeva. Bez ovog sloja protokoli sloja mreže, kao što je IP morali bi da definišu kako pristupati svakom tipu medijuma, pa s obzirom na to IP bi morao da se prilagođava svaki put kad se razvije neka od novih tehnologija ili medijuma.

Sloj veze uveden je kao spoj između softverskih i hardverskih procesa, slojeva iznad i sloja ispod. U tom smislu ovaj sloj je podeljen na dva podnovoa:

LLC (eng. Logical Link Control) podsloj - Logika (software)

MACMAC podsloj [uredi - уреди]

Podsloj kontrole pristupa medijumu, kontroliše kako se postavljaju frejmovi podataka na različite medijume. Pristup medijumu i metode koje se koriste zavise od nekoliko faktora:

Vrste medijuma

Načina podele medijuma (ako se medijum deli između više korisnika)

Topologije mreže

Ako se radi o medijumu koji vezuje samo dva čvora (eng. point-to-point) topologija, metode pristupa su jednostavne, bez potrebne ili sa prostom kontrolom pristupa i komunikacije. Komunikacija u ovom slučaju se može odvijati na dva načina:

Obostrano (eng. Full Duplex) - jedan kanal za slanje podataka, drugi za prijem.

Jednostrano (eng. Half Duplex) - jedan kanal i za slanje i za prijem.

Ako se radi o medijumu koje je zajednički za više korisnika (deljen medijum tipa Wireless). Korisnik pristupa medijumu na jedan od sledećih načina uz prateće mehanizme:

Kontrolisano (deterministički) - svakom od korisnika je dodeljen interval vremena za obavljanje komunikacije



Ne deterministički - omogućava korisniku da pokuša sa slanjem kad god ima potrebu za tim. U ovom slučaju postoje mehanizmi koji su zaduženi za kontrolu komunikacije kako ne bi dolazilo do kolizije signala (interakcije ili interferencije).

CSMA/CD (eng. Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)

CSMA/CA (eng. Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)

MAC adresa [uredi - уреди]

Sloj veze u slučaju deljenih medijuma (zajedničke logičke mreže) razlikuje uređaje na osnovu njihovih fizičkih adresa (MAC adresa). Ove adrese, izvorišna i odredišna, navode se u ramu (frejmu), tj. zaglavlju ovog sloja i odnose se samo na čvorove unutar jedne mreže.

Protokoli sloja veze

Za razliku od protokola viših slojeva, protokoli ovog sloja uglavnom nisu definisani u RFC dokumentima. Navedena je lista nekih od njih i organizacije koje su ih razvile.

Cisco protokol

CDP, Cisco Discovery Protocol

ISO protkol

HDLC, High-Level Data Link Control

IEEE (eng. Institute of Electrical and Electronics Engineers) protokoli

IEEE 802.2

IEEE 802.3 Ethernet

IEEE 802.5 Token ring

IEEE 802.11 wireless LAN

ITU (eng. International Telecommunication Union) protokoli

Q.921 ISDN Data Link

Q.922 Frame Relay

ATM, Asynchronous Transfer Mode

PPP, Point-to-Point Protocol

SLIP, Serial Line Internet Protocol

STP, Spanning tree protocol (eng. Media Access Control) podsloj - Medijum (hardware)



Fizicki sloj

Fizički sloj (eng. Physical Layer) je prvi i najniži od sedam slojeva OSI modela računarske mreže. Prevodi komunikacijske zahteve od sloja veze u specifične operacije u tehničkim uređajima, tj. prevodi bitove frejma u odgovarajući kodiran električni, optički ili radio signal, a potom vrši predaju, kontrolu prenosa i prijem. Ovaj sloj se za razliku slojeva viših nivoa u potpunosti odnosi na hardver i u skladu sa tim, zadužen je za tri primarne funkcije:

Standardizacija komponenti (adapteri, interfejsi mržnih uređaja, kablovi i konektori)

Način predstavljanja podataka (modulacija i kodiranje) i kontrolne standarde.

Signalizacija, sinhronizacija signala, predaja, prijem i prenos medujumom.

Fizički sloj je osnovni sloj na kojem se temelje funkcije ostalih slojeva u mreži. Međutim, sa obzirom na veliku raznovrsnost dostupnih tehničkih uređaja sa veoma različitim karakteristikama, to je možda najsloženiji sloj u OSI arhitekturi.



Literatura

Enciklopedija računarskih mreža, Werner Feibel

Račuarske telekomunikacije, Zoran Urošević

sr.wikipedia.org

Linux Network Administration Guide


racunarske telekomunikacije - osi model

Documents