RACUNALNE MREЋE - predavanja -

1
RACUNALNE MREŽE- predavanja -
Veleucilište u Rijeci Strucni studij informatike
mr.sc. Alen Jakupovice-mail alen.jakupovic_at_vele
ri.hrkonzultacije srijeda, 1545 - 1645
(kabinet 406, 4. kat)
2
Racunalne mreže - predavanja

• SADRŽAJ
• Uvod u kolegij. Pojam i definicija racunalnih
  mreža. Razvoj racunalnih komunikacija.
• Mediji za prijenos podataka (žicani i bežicni).
  Slanje bitova kroz medije (modulator,
  demodulator, multipleksor, demultipleksor).
• Paketi, okviri, otkrivanje grešaka.
• LAN tehnologije i struktura mreže (sabirnica,
  prsten, zvijezda).
• Hardversko adresiranje i utvrdivanje tipova
  okvira u LAN-u (LAN sucelje, dodjeljivanje
  adresa, difuzija, difuzija u grupi, utvrdivanje
  sadržaja okvira).
• Ožicenje i fizicka struktura LAN-a (mrežna
  kartica i transcieveri, ožicenje, hub).
• WAN tehnologije i usmjeravanje (paketna sklopka
  packet switch).
• Mjerenje performansi mreže (kašnjenje delay,
  latency propusnost throughput umnožak
  kašnjenja i propusnosti, varijacija kašnjenja
  jitter).

3
Racunalne mreže - predavanja

• SADRŽAJ
• Temeljne postavke i arhitektura interneta
  (cvorovi domacini host computers cvorovi
  usmjernici routers, TCP/IP Internet protokol).
• Adrese za Internet protokol IP.
• Pretvaranje IP adrese u hardversku.
• IP datagrami i njihovo prosljedivanje (bezspojna
  i spojna usluga, IP datagrami).
• Mehanizam dojave grešaka ICMP.
• Transportni protokol TCP.
• Klijent Server interakcija i osnovne aplikacije
  u Internetu.

4
Racunalne mreže - predavanja

• SADRŽAJ
• Uvod u kolegij. Pojam i definicija racunalnih
  mreža. Razvoj racunalnih komunikacija.
• Mediji za prijenos podataka (žicani i bežicni).
  Slanje bitova kroz medije (modulator,
  demodulator, multipleksor, demultipleksor).
• Paketi, okviri, otkrivanje grešaka.
• LAN tehnologije i struktura mreže (sabirnica,
  prsten, zvijezda).
• Hardversko adresiranje i utvrdivanje tipova
  okvira u LAN-u (LAN sucelje, dodjeljivanje
  adresa, difuzija, difuzija u grupi, utvrdivanje
  sadržaja okvira).
• Ožicenje i fizicka struktura LAN-a (mrežna
  kartica i transcieveri, ožicenje, hub).
• WAN tehnologije i usmjeravanje (paketna sklopka
  packet switch).
• Mjerenje performansi mreže (kašnjenje delay,
  latency propusnost throughput umnožak
  kašnjenja i propusnosti, varijacija kašnjenja
  jitter).

5
Racunalne mreže - predavanja

• Kolegij
• fond sati tjedno 2 sata predavanja 2 sata
  vježbi
• ECTS bodova 5
• Predavanja
• Utorak (815 - 945), dvorana I/2
• Vježbe
• Petak (815 - 945), dvorana I/3, grupe
  II/b.(od N) i III
• Petak (815 - 945), dvorana I/3, grupe I i
  II/a.(do M)
• Simulacija racunalnih mreža uz korištenje
  programskog alata Packet Tracer 3.2
• Ispit
• 1. kolokvij LAN mreža, 2. kolokvij WAN mreža
  (Pravo pristupa 1. odnosno 2. kolokviju imaju
  studenti koji su prisustvovali na više od 70
  predavanja i 70 vježbi)
• Pismeni dio
• Usmeni dio
• Literatura
• Bigelow, J., S. Racunarske mreže, Mikro knjiga,
  Beograd, 2004.
• Brumnic, A. Uvod u racunarske komunikacije i
  mreže, Naucna knjiga, Beograd, 1990.
• Turk, S. Racunalske mreže, Školska knjiga,
  Zagreb, 1991.
• Cilj kolegija
• Razvijanje sustavnog pristupa rješavanju
  problema

6
Racunalne mreže - predavanja

• Racunalna mreža
• skup samostalnih racunala koja mogu medusobno
  komunicirati tako da razmjenjuju poruke preko
  nekog medija za prijenos podataka.

• Protokol
• skup pravila koja definiraju format i znacenje
  poruka putem kojih se odvija komunikacija dva
  racunala ili dva programa. Ista rijec protokol
  može oznacavati i programsku podršku (software)

7
Racunalne mreže - predavanja

• Vrste racunalnih mreža
• Lokalna mreža LAN (Local Area Network)
• sastoji se od racunala smještenim na relativno
  malom prostoru, npr. u jednoj zgradi. Glavne
  osobine su joj velika brzina prijenosa podataka,
  ali posjeduje prostorno ogranicenje (maksimalna
  udaljenost do 5 km) i ogranicenje broja racunala.

8
Racunalne mreže - predavanja

• Vrste racunalnih mreža
• Rasprostranjena (globalna) mreža WAN (Wide Area
  Network)
• povezuje racunala rasporedena na vecim
  udaljenostima, npr. u nekoliko gradova. Glavne
  osobine su joj da nema prostornih ogranicenja i
  ogranicenja broja racunala, ali su brzine
  prijenosa podataka bitno manje nego kod LAN-a.
  Osim racunala, ukljuceni su i posebni
  komunikacijski uredaji sklopke (switch) koji
  služe za prikljucivanje racunala, povezivanje
  udaljenih dijelova mreže i prijenos podataka. U
  vecini slucajeva, WAN mreža se sastoji od više
  medusobno povezanih LAN mreža.

9
Racunalne mreže - predavanja

• Vrste racunalnih mreža
• Internet
• skup raznovrsnih mreža (LAN ili WAN) medusobno
  povezanih tako da djeluju kao jedinstvena mreža.
  Povezivanje se ostvaruje korištenjem posebnih
  komunikacijskih uredaja usmjernika (router-a).
  Svaki router istovremeno je cvor u dvije mreže, a
  njegova zadaca je da prebacuje podatke iz jedne
  mreže u drugu, konvertira ih iz jednog formata u
  drugi, te ih usmjerava prema odredištu.

10
Racunalne mreže - predavanja

• Prednosti umrežavanja
• Dijeljenje resursa
• Moguce je s jednog racunala koristiti sklopovske
  ili programske resurse koji pripadaju drugom
  racunalu (npr. štampac, disk, datoteku,
  program).
• Otvorenost
• Moguce je medusobno povezati sklopovlje i
  programsku podršku razlicitih proizvodaca, pod
  pretpostavkom da svi poštuju odredene standarde.
• Paralelni rad
• Uskladeni procesi koji se istovremeno odvijaju
  na više racunala mogu obaviti više posla nego
  što bi bilo moguce u jednakom vremenu na jednom
  racunalu.
• Skalabilnost
• Performanse umreženog sustava mogu se u principu
  povecavati dodavanjem novih racunala.
• Robustnost (fault tolerance)
• U slucaju kvara jednog racunala u principu je
  moguce poslove preraspodijeliti na preostala
  racunala, tako da sustav i dalje radi.
• Transparentnost
• Korisniku se umreženi sustav može predociti kao
  integrirana cjelina, dakle korisnik ne mora
  znati ni brinuti o tome gdje se fizicki nalaze
  resursi koje on koristi.

11
Racunalne mreže - predavanja

• Mane umrežavanja
• Složenost
• Nužno je usvojiti velik broj tehnologija i
  standarda. Potrebna je glomazna komunikacijska
  programska podrška. Mrežne aplikacije teško je
  testirati (narocito paralelni rad).
• Smanjena sigurnost
• Podaci putuju mrežom pa ih je moguce
  prisluškivati ili cak mijenjati. Napadac se
  lažno može predstaviti kao dio sustava.
• Otežano upravljanje
• Veci broj raznorodnih umreženih racunala i
  komunikacijskih uredaja teže je držati pod
  kontrolom nego jedno racunalo.
• Nepredvidivost kakvoce usluge (Quality of Service
  QoS)
• Brzina odziva promatrane aplikacije ovisi o
  ukupnom opterecenju mreže, a ne samo o toj
  aplikaciji.

12
Racunalne mreže - predavanja

• Povijest umrežavanja i Interneta
• 1961 1972. Pojava paketnih sklopki (packet
  switch) i eksperimentalne mreže ARPANET (pretece
  današnjeg Interneta) s 15 cvorova.
• 1973 1980. Razvoj drugih mreža u vlasništvu
  (proprietary ). Pojava Ethernet-a. Oblikovanje
  ranih verzija internet protokola. Rast ARPANET-a
  na 200 cvorova.
• 1981 1990. Širenje daljnjih akademskih mreža u
  SAD BITNET, CSNET, NSFNET. Oblikovanje TCP/IP
  kombinacije protokola kakvu imamo danas. Pojava
  aplikacija s klijentima i poslužiteljima
  Telnet, FTP, e-mail.
• 1991 2000. ARPANET prestaje postojati, a druge
  akademske mreže u SAD preuzimaju njegov protokol
  TCP/IP i medusobno se povezuju u Internet.
  Ukljucivanje akademskih mreža iz drugih zemalja
  u Internet, te njegovo širenje izvan akademske
  zajednice. Izum world wide web-a u institutu
  CERN.
• 2001 2007. Daljnje širenje i komercijalizacija
  Interneta, jacanje kompanija poput Cisco, Yahoo,
  e-Bay, Google, Amazon. Pojava novih aplikacija
  poput VoIP, VideoIP, Napster, od kojih su neke
  tipa peer-to-peer. Širokopojasni pristup
  Internetu od kuce, bežicni pristup preko
  mobitelske infrastrukture.

13
Racunalne mreže - predavanja

• Rast Interneta
• Broj spojenih racunala povecavao se 10 puta
  svake 3-4 godine.

14
Racunalne mreže - predavanja

• Društvene posljedice postojanja Interneta
• Mogucnost pristupa ogromnoj kolicini informacija
  pohranjenih diljem svijeta.
• Novi oblici komuniciranja e-mail, diskusijske
  grupe, blogovi, telekonferencije, ...
• Mogucnost rada na daljinu i rada od kuce.
• Transformacija poslovnih i javnih djelatnosti
  e-trgovanje,obrazovanje na daljinu, e-uprava,
• telemedicina, ...
• Novi oblici zabave on-line igre, virtualni
  život.

15
Racunalne mreže - predavanja

• SADRŽAJ
• Uvod u kolegij. Pojam i definicija racunalnih
  mreža. Razvoj racunalnih komunikacija.
• Mediji za prijenos podataka (žicani i bežicni).
  Slanje bitova kroz medije (modulator,
  demodulator, multipleksor, demultipleksor).
• Paketi, okviri, otkrivanje grešaka.
• LAN tehnologije i struktura mreže (sabirnica,
  prsten, zvijezda).
• Hardversko adresiranje i utvrdivanje tipova
  okvira u LAN-u (LAN sucelje, dodjeljivanje
  adresa, difuzija, difuzija u grupi, utvrdivanje
  sadržaja okvira).
• Ožicenje i fizicka struktura LAN-a (mrežna
  kartica i transcieveri, ožicenje, hub).
• WAN tehnologije i usmjeravanje (paketna sklopka
  packet switch).
• Mjerenje performansi mreže (kašnjenje delay,
  latency propusnost throughput umnožak
  kašnjenja i propusnosti, varijacija kašnjenja
  jitter).

16
Racunalne mreže - predavanja

• Klasifikacija medija za prijenos podataka
• Žicani mediji - racunala se fizicki povezuju
  nekom vrstom žice
• Bakrene žice - "bakar"
• Opticka vlakna - "staklo" ili "optika"
• Bežicni mediji - racunala fizicki nisu povezana.
  Podaci se prenose kroz prostor nekom vrstom
  elektromagnetskih valova
• Radio valovi
• Mikrovalovi
• Infracrvene zrake
• Laserske zrake

17
Racunalne mreže - predavanja

• Bakrene žice
• Podaci se prenose pomocu elektricne struje
• Koristi se bakar jer je on dobar vodic
  elektricne struje, a još uvijek je relativno
  jeftin
• Pojavljuje se problem interferencije - dvije
  žice induciraju struju jedna u drugoj i tako
  proizvode smetnju
• Konstrukcija pojedinih tipova žica nastoji
  smanjiti interferenciju
• Lagano se savijaju i spajaju
• Tradicionalno se primjenjuju za povezivanje
  racunala u LAN

18
Racunalne mreže - predavanja

• Bakrene žice
• U upotrebi su tri tipa bakrenih žica
• Unshielded twisted pair - UTP
• Coaxial Cable - Coax
• Shielded twisted pair - STP

19
Racunalne mreže - predavanja

• Bakrene žice
• Unshielded twisted pair - UTP - Svaka parica
  samostalno je uvijena i potom su sve medusobno
  uvijene kako bi se povecala otpornost na vanjske
  utjecaje. Oko svih parica zajedno je zaštitni
  plasticni omotac. Nema vodljiv omotac, što ga
  cini manje otpornim na šum i vanjske
  elektromagnetske utjecaje.

20
Racunalne mreže - predavanja

• Bakrene žice
• Coaxial Cable - Coax - žica se sastoji od
  središnjeg bakrenog vodica (D), izolirajuce
  folije (C), mrežice za elektromagnetsku zaštitu
  (B) i vanjskog omotaca (A)

21
Racunalne mreže - predavanja

• Bakrene žice
• Shielded twisted pair - STP - žica s uvijenim
  bakrenim paricama oklopljen vodljivim pletivom
  ili omotacem. Dvije izvedbe s pojedinacno
  oklopljenim paricama (STP) ili samo s vanjskim
  vodljivim oklopom oko svih parica (ScTP -
  Screened Twisted Pair). Za zadnju navedenu vrstu
  ponekad se koristi naziv FTP (Foil screened
  Twisted Pair), kada je u pitanju vodljiva folija
  kao oklop. Oko oklopa je plasticni zaštitni
  omotac.

22
Racunalne mreže - predavanja

• Opticka vlakna
• Tanke niti stakla u plasticnim ovojnicama
• Podaci se prenose pomocu svjetla odredene boje
  kojeg proizvodi light emitting dioda (LED) ili
  laser
• Mogu prenositi signal na puno vecu udaljenost
  nego bakrena žica
• Ostvaruju najvecu mogucu brzinu prijenosa
• Otporne su na elektromagnetske smetnje
• Mogu se donekle savijati, ali ne pod pravim
  kutom
• Teško ih je spajati i popravljati u slucaju loma
• Primjenjuju se u WAN za povezivanje udaljenih
  lokacija, a takoder i u LAN
• Sastoji se od jezgre (kroz koju svjetlost
  putuje), plašta (od koje se svjetlost odbija) i
  vanjskog zaštitnog plašta

23
Racunalne mreže - predavanja

• Radio valovi
• Elektromagnetski valovi iz frekventnog raspona
  koji se inace koristi za radio ili televiziju
• Podaci se prenose preko valova odredene
  frekvencije, slicno kao radio program
• Racunala moraju imati antene za emitiranje i
  primanje valova
• Domet ovisi o izabranoj frekvenciji valova
• Primjenjuju se za wireless LAN-ove, pogotovo
  za spajanje prijenosnika na mrežu
• Takoder se primjenjuju za uspostavljanje
  interkontinentalnih veza izmedu dijelova
  Interneta tada su potrebni sateliti.

24
Racunalne mreže - predavanja

• Radio valovi
• Svrha satelita u interkontinentalnim vezama je
  da pojacavaju radio signal i svladavaju
  zakrivljenost zemlje
• Geostacionarni sateliti stoje u odnosu na
  Zemljinu površinu. Svi se guraju u istoj orbiti
• na 35785 kilometara iznad ekvatora, tako da je
  prostor za njih vec potrošen
• Niskoorbitni sateliti se pomicu u odnosu na
  Zemljinu površinu. Mora ih biti nekoliko, a
• antene na Zemlji moraju se okretati

25
Racunalne mreže - predavanja

• Mikrovalovi
• Elektromagnetski valovi iz frekventnog raspona
  iznad onog koji se koristi za radio ili
  televiziju
• Podaci se opet prenose preko valova odredene
  frekvencije, slicno kao radio program
• Za razliku od radio valova, mikrovalovi se mogu
  usmjeriti prema jednoj tocki, cime se štedi
  energija i sprijecava prisluškivanje
• Takoder, mikrovalovi mogu nositi više
  informacija nego radio valovi
• Mana im je da ne mogu proci kroz neke vrste
  zapreka. Antene se zato moraju postaviti tako da
• medu njima postoji opticka vidljivost.
• Primjena je u gradskim WAN-ovima, tamo gdje bi
  inace bilo skupo polaganje žica.

26
Racunalne mreže - predavanja

• Infracrvene zrake
• Elektromagnetski valovi iz infracrvenog
  (toplinskog) spektra, dakle ispod frekventnog
  raspona vidljive svjetlosti
• Podaci se prenose preko valova odredene
  frekvencije
• Jeftino rješenje u odnosu na druge bežicne
  medije jer ne zahtijeva antene
• Infracrvene zrake imaju mali domet, svega
  nekoliko metara
• Koriste se za bežicno povezivanje uredaja unutar
  jedne sobe prijenosnici, tipkovnice, miševi.

27
Racunalne mreže - predavanja

• Laserske zrake
• Podaci se pretvaraju u svjetlo, koje se umjesto
  optickim vlaknima prenosi zrakom
• Koristi se lasersko svjetlo, zato jer ono ima
  relativno veliki domet i može se usmjeriti prema
  jednoj tocki
• Primjena je ogranicena zato jer laserske zrake
  ne mogu proci kroz vegetaciju, snijeg ili maglu
• Prijemnici i predajnici moraju biti postavljeni
  tako da medu njima postoji opticka vidljivost

28
Racunalne mreže - predavanja

• Usporedba razlicitih vrsta medija
• Žicani mediji opcenito ostvaruju vece
  propusnosti, bolje se mogu zaštititi od
  prisluškivanja, nisu osjetljivi na atmosferske
  prilike
• Bežicni mediji opcenito imaju manju cijenu
  uvodenja (osim onda kad trebamo satelite), nisu
  podložni oštecenjima medija, lakše ostvaruju
  širenje (broadcast) iste poruke vecem broju
  primatelja
• Kod svih vrsta medija moguce su greške ili
  gubici pri prijenosu podataka
• Za ožicenje LAN-a bakar je jeftinije rješenje, a
  staklo pouzdanije i s vecim dometom

29
Racunalne mreže - predavanja

• Slanje bitova kroz medij
• Pitanje kako niz bitova poslati kao elektricnu
  struju od pošiljatelja do primatelja kroz bakrenu
  žicu?
• Ideja prikazati bit 1 jednim naponom (npr
  -15V), a bit 0 drugim naponom (npr 15 V)
• Niz bitova pretvara se u struju sa stepenicastim
  naponskim dijagramom
• Spomenuta ideja koristi se unutar standarda
  RS-232 za povezivanje racunala s tipkovnicom ili
  modemom.
• Slican nacin prijenosa postoji u Ethernet LAN-u
• Primjenjivo samo za vrlo kratke udaljenosti
• Kod imalo vecih udaljenosti zbog otpora u žici
  dolazi do pada jakosti struje i gubitka signala

30
Racunalne mreže - predavanja

• Slanje bitova kroz medij
• Signal kroz bakrenu žicu može se pouzdano
  prenositi na znatno vecu udaljenost ukoliko on
  ima oblik kontinuirane oscilirajuce funkcije,
  npr. sinusoide s odabranom frekvencijom
• Takav signal zove se nosac (carrier)
• Da bi poslao niz bitova, pošiljatelj lagano
  modificira nosac. To se zove modulacija
• Primatelj otkriva nepravilnosti u nosacu i na
  taj nacin reproducira podatke
• Postoji više vrsta modulacija. Najpoznatije su
  modulacija amplitude (AM) i modulacija
  frekvencije (FM)
• Osim za bakrenu žicu, u osnovi ista ideja
  modulacije koristi se i za opticka vlakna, radio
  prijenos i mikrovalni prijenos. Jedina razlika
  je da nosac više nije elektricna struja nego
  svjetlo, odnosno radio val odnosno mikroval
  odredene frekvencije

31
Racunalne mreže - predavanja

• Modulacija i demodulacija
• Sklopovlje (hardware) koje prima niz bitova i na
  osnovu njega modulira nosac zove se modulator
• Sklopovlje (hardware) koje prima modulirani
  nosac i na osnovu njega reproducira niz bitova
  zove se demodulator
• Dva racunala moguce je povezati bakrenim žicama
  tako da istovremeno mogu razmjenjivati
• podatke u oba smjera to je full duplex veza
• Za to su potrebna 2 modulatora, 2 demodulatora i
  4 žice
• Obje vrste sklopovlja (modulator i demodulator)
  kombiniraju se u jednoj kutiji koja se zove full
  duplex modem

32
Racunalne mreže - predavanja

• Modulacija i demodulacija
• Postoje i drugi slicni uredaji
• Half duplex modem 2 žice naizmjenicno služe za
  prijenos bitova u jednom odnosno drugom smjeru
• Dial-up modem služi za spajanje racunala na
  mrežu preko telefonske linije, koristi nosac
  koji odgovara slušljivom tonu, simulira neke
  funkcije telefona, postiže propusnost od
  54 Kbit/s
• Opticki modem spaja se na opticka vlakna,
  koristi kao nosac svjetlo odredene boje.
• Radio modem koristi kao nosac radio val
  odredene frekvencije, ugraduje se u
• prijenosnike kao sucelje za wireless LAN.

33
Racunalne mreže - predavanja

• Multipleksor i demultipleksor
• Za sve promatrane medije vrijedi slijedeci
  princip
• Dva ili više signala koji koriste nosace
  razlicitih frekvencija mogu se istovremeno
  prenositi kroz isti medij bez interferencije
• U kontekstu racunalnih mreža princip daje metodu
  kojom više parova racunala mogu istovremeno
  komunicirati kroz isti medij (npr. kroz istu
  žicu)
• Metoda istovremenog komuniciranja kroz isti
  medij naziva se multipleksiranje djeljenjem
• frekvencija. Njome se postiže veca ukupna
  propusnost medija, dakle prijenos veceg ukupnog
  broja bitova na sekundu
• Odabrane frekvencije moraju ipak biti dovoljno
  razdvojene da medu njima ne bi dolazilo do
• interferencije. Mogucnosti multipleksiranja su
  dakle ogranicene ukupnom širinom pojasa
  frekvencija (bandwidth) koje doticni medij
  dopušta.
• Tehnologija koja dopušta veci stupanj
  multipleksiranja zove se širokopojasna
  (broadband).

34
Racunalne mreže - predavanja

• Multipleksor i demultipleksor
• Multipleksor je sklopovlje (hardware) koje
  proizvodi nekoliko nosaca razlicitih frekvencija,
  modulira svaki nosac s odgovarajucim nizom
  bitova, te spaja modulirane nosace u jedan signal
• Demultipleksor je sklopovlje (hardware) koje
  prima signal, razlaže ga na modulirane nosace, te
• reproducira iz njih odgovarajuce nizove bitova
• Alternativa multipleksiranju djeljenjem
  frekvencija je multipleksiranje djeljenjem
  vremena
• Upotrebljava se samo jedan nosac s odabranom
  frekvencijom. Pošiljatelji naizmjenicno koriste
  taj isti nosac, svaki u svojim zasebnim
  vremenskim intervalima
• Dijeljenjem vremena ne povecava se ukupna
  propusnost medija. Umjesto toga, polazna
  propusnost rasporeduje se na više parova
  pošiljatelja i primatelja. Što ima više parova,
  to svaki od njih trpi sve sporiju komunikaciju

35
Racunalne mreže - predavanja

• Multipleksor i demultipleksor
• Primjer
• ADSL modem stvara 286 nosaca, od kojih 255 služi
  za prijenos od mreže prema korisniku, a 31 za
  prijenos u obratnom smjeru
• Biraju se vrlo visoke frekvencije nosaca koje ne
  interferiraju s glasovnim frekvencijama, tako da
  se telefon i dalje može koristiti preko iste žice
• U idealnim uvjetima ADSL ima propusnost 6.4
  Mbit/s prema korisniku, odnosno 640 Kbit/s u
  obratnom smjeru

36
Racunalne mreže - predavanja

• SADRŽAJ
• Uvod u kolegij. Pojam i definicija racunalnih
  mreža. Razvoj racunalnih komunikacija.
• Mediji za prijenos podataka (žicani i bežicni).
  Slanje bitova kroz medije (modulator,
  demodulator, multipleksor, demultipleksor).
• Paketi, okviri, otkrivanje grešaka.
• LAN tehnologije i struktura mreže (sabirnica,
  prsten, zvijezda).
• Hardversko adresiranje i utvrdivanje tipova
  okvira u LAN-u (LAN sucelje, dodjeljivanje
  adresa, difuzija, difuzija u grupi, utvrdivanje
  sadržaja okvira).
• Ožicenje i fizicka struktura LAN-a (mrežna
  kartica i transcieveri, ožicenje, hub).
• WAN tehnologije i usmjeravanje (paketna sklopka
  packet switch).
• Mjerenje performansi mreže (kašnjenje delay,
  latency propusnost throughput umnožak
  kašnjenja i propusnosti, varijacija kašnjenja
  jitter).

37
Racunalne mreže - predavanja

• Paket (packet)
• U vecini racunalnih mreža poruka se ne prenosi
  kao jedan kontinuirani niz bitova.
• Umjesto toga, svaka poruka dijeli se u male
  dijelove koji se zovu paketi i koji se šalju
  zasebno.
• Zbog upotrebe paketa, racunalne mreže se cesto
  nazivaju mreže s prospajanjem paketa
• (packet switching networks) - paketi od cvora do
  cvora putuju razlicitim putevima.
• Telefonske mreže rade na drugacijem principu i
  nazivaju se mreže s prospajanjem linija (circuit
  switching networks) - paketi od cvora do cvora
  putuju istim putem.

38
Racunalne mreže - predavanja
Mreža s prospajanjem paketa
A3
A3
C1
A3
A3A2A1
C1
C1
A3A2A1
A2A1
A2A1
C2C1
C2
C2C1
39
Racunalne mreže - predavanja
Mreža s prospajanjem linija
C2C1
A3A2A1
C2C1
C2C1
A3A2A1
A3A2A1
A3A2A1
C2C1
C2C1
40
Racunalne mreže - predavanja

• Prednosti upotrebe paketa
• Efikasnije i pravednije korištenje zajednickih
  resursa.
• Kad bi se kroz zajednicki resurs slale
  kontinuirane poruke, tada bi jedan par racunala
  mogao zauzeti resurs, a drugi bi morali dugo
  cekati da dodu na red.
• Razbijanjem poruka u pakete postiže se vremensko
  dijeljenje zajednickog resursa. Dakle racunala
  naizmjenicno šalju pakete kroz resurs, ni jedno
  racunalo ne osjeca dugi zastoj.

Djeljeni resursi
41
Racunalne mreže - predavanja

• Prednosti upotrebe paketa
• Mogucnost da paketi paralelno putuju razlicitim
  putevima kroz mrežu, cime se ubrzava prijenos
• podataka.
• Lakše ispravljanje grešaka u prijenosu podataka.
  Ako se otkrije greška, tada treba ponovo
  prenijeti samo jedan paket, a ne cijelu poruku.

42
Racunalne mreže - predavanja

• Mane upotrebe paketa
• Odredeni slojevi protokola moraju se baviti
  dijeljenjem poruka u pakete, te kasnijim
  sortiranjem i ponovnim sastavljanjem paketa u
  poruke.
• Nije moguce garantirati propusnost veze izmedu
  dva racunala. Buduci da veza nije ekskluzivno
  rezervirana za jednu poruku, prijenos podataka
  može se usporiti zbog dijeljenja vremena s
• drugim porukama.

43
Racunalne mreže - predavanja

• Okvir (frame)
• Svaka mrežna tehnologija definira u detalje kako
  izgledaju paketi koji se mogu prenositi kroz tu
  vrstu mreže.
• Da bi razlikovali opcenitu ideju paketnog
  prijenosa od njene konkretne realizacije, uvodimo
  pojam okvira.
• Dakle okvir je paket s precizno definiranim
  formatom koji se koristi unutar odredenog tipa
  mreže.

44
Racunalne mreže - predavanja

• Okvir (frame)
• Na primjer, neka mrežna tehnologija mogla bi
  koristiti okvire varijabilne duljine koji se
  sastoje od ASCII znakova.
• Posebni znakovi soh (Start of Header - pocetak
  zaglavlja) odnosno eot (End of Transmission -
  kraj prijenosa) služe za oznacavanje pocetka
  odnosno kraja okvira.
• Okvir se sastoji od stvarnih podataka koje treba
  prenijeti, te od kontrolnih podataka.

soh
stvarni podaci
eot
Okvir
45
Racunalne mreže - predavanja

• Okvir (frame)
• Prethodni format okvira s rezerviranim
  kontrolnim znakovima obicno se ne može izravno
  primjeniti.
• Naime byte-ovi jednaki kontrolnim znakovima se
  mogu slucajno pojaviti unutar podataka koji se
  prenose.
• Kad bi blok s podacima sadržavao znak eot,
  primatelj bi ga pogrešno protumacio kao kraj
• okvira.
• Slicno, znak soh unutar podataka pogrešno bi se
  tumacio kao pocetak novog okvira.
• Problem razlikovanja stvarnih podataka od
  kontrolne informacije može se riješiti tehnikom
• oktetnog popunjavanja (byte stuffing).

46
Racunalne mreže - predavanja

• Okvir (frame)
• Podaci se modificiraju prije slanja, te vracaju
  u polazno stanje nakon slanja.
• Za naš primjer okvira s dva rezervirana znaka
  soh i eot, oktetno popunjavanje zahtjeva da
• uvedemo i treci rezervirani znak, na primjer
  esc.
• Prije slanja, pošiljatelj prolazi kroz podatke i
  zamjenjuje pojavu bilo kojeg rezerviranog znaka s
  kombinacijom od dva znaka prema tablici.

47
Racunalne mreže - predavanja

• Okvir (frame)
• Nakon ove zamjene, unutar dijela okvira s
  podacima više se ne pojavljuju ni soh ni eot.
• Primatelj zato može ispravno odrediti pocetak i
  kraj okvira i izdvojiti podatke.
• Da bi reproducirao originalne podatke, primatelj
  u dijelu okvira s podacima obavlja inverznu
  zamjenu znakova prema tablici.

soh
esc
eot
eot
soh
soh
esc z
eot
esc y
esc x
48
Racunalne mreže - predavanja

• Otkrivanje grešaka
• Mediji za prijenos podataka podložni su
  smetnjama. Dešava se da podaci koji putuju mrežom
  budu izmijenjeni, ošteceni ili izgubljeni.
• Racunalne mreže koriste razne mehanizme za
  otkrivanje grešaka u prijenosu, koji se svode na
  slanje neke dodatne informacije zajedno s
  podacima unutar istog okvira. Detaljnije
• Pošiljatelj racuna vrijednost dodatne
  informacije iz originalnih podataka i umece je u
  okvir.
• Primatelj obavlja isto racunanje na osnovu
  primljenih podataka.
• Ako se dvije izracunate vrijednosti razlikuju,
  ocito je došlo do greške u prijenosu.

soh
stvarni podaci
eot
info
49
Racunalne mreže - predavanja

• Otkrivanje grešaka
• Razmotrit cemo tri mehanizma za otkrivanje
  grešaka
• Paritetni bitovi (parity bits)
• Kontrolni zbrojevi (checksums)
• Ciklicke provjere redundancije (cyclic
  redundancy checks CRC)
• Svi navedeni mehanizmi mogu otkriti neke vrste
  grešaka, no ne daju garanciju da greške nije
• bilo.

50
Racunalne mreže - predavanja

• Otkrivanje grešaka
• Paritetni bitovi
• Dodatna informacija dobiva se proširivanjem
  svakog byte-a iz originalnih podataka s još
  jednim bitom, tako da ukupan broj
  bitova-jedinica u proširenom byte-u bude paran
  (ili neparan).
• Ista ideja koristila se u staroj 7-bitnoj
  verziji ASCII koda. Buduci da se 7-bitni znak
  zapravo pohranjivao u jednom byte-u, postojao je
  dodatni osmi bit za provjeru parnosti.
• Ovaj mehanizam otkriva promjenu jednog bita
  unutar byte-a prilikom prijenosa, no ne otkriva
  promjenu dva bita.

51
Racunalne mreže - predavanja
Racunalo A želi poslati 1001 Racunalo A racuna
vrijednost paritetnog bita 1001 0 Racunalo
A dodaje paritetni bit i šalje podatak
10010 Racunalo B prima 10010 Racunalo B racuna
paritet cijelog podatka 10010 0 Racunalo B
otkriva da je podatak primljen bez greške
(usporeduje primljeni i izracunati paritetni bit)
Racunalo A želi poslati 1001 Racunalo A racuna
vrijednost paritetnog bita 1001 0 Racunalo
A dodaje paritetni bit i šalje podatak
10010 Racunalo B prima 11010 Racunalo B racuna
paritet cijelog podatka 11010 1 Racunalo B
otkriva da je podatak primljen s greškom
Racunalo A želi poslati 1001 Racunalo A racuna
vrijednost paritetnog bita 1001 0 Racunalo
A dodaje paritetni bit i šalje podatak
10010 Racunalo B prima 11011 Racunalo B racuna
paritet cijelog podatka 11011 0 Racunalo B
otkriva da je podatak primljen bez greške, a
greška postoji
52
Racunalne mreže - predavanja

• Otkrivanje grešaka
• Kontrolni zbroj
• Podaci unutar okvira promatraju se kao niz
  cijelih binarnih brojeva odredene duljine.
• Dodatna informacija dobiva se zbrajanjem tih
  cijelih brojeva i normalizacijom zbroja na neku
  odredenu duljinu.
• U sljedecem primjeru, tekst se promatra kao niz
  16-bitnih cijelih brojeva, tako da se ASCII
  kodovi od po dva susjedna znaka shvate kao jedan
  broj. Zbroj se normalizira na 16 bitova tako da
  se prijenos ponovo pribroji zbroju.

(1) 446F 6261 7220 6461 6E2E 1EB7F (2)
checksum 1EB7F mod FFFF ED80
53
Racunalne mreže - predavanja

• Otkrivanje grešaka
• Kontrolni zbroj
• Kontrolni zbroj je pouzdaniji mehanizam od
  bitova za parnost. Ipak, neke greške i dalje
  ostaju neotkrivene.U slijedecem primjeru su se
  promijenila 4 bita u podacima, a kontrolni zbroj
  je ostao isti.

54
Racunalne mreže - predavanja

• Otkrivanje grešaka
• Ciklicke provjere redundancije
• Dodatna informacija dobiva se racunanjem
  takozvanog CRC. Racunanje se implementira u
• hardveru kombiniranjem logickih sklopova za
  ekskluzivno-ili te shift-registara.
• Sklop za ekskluzivno-ili prima dva bita kao ulaz
  i daje jedan bit kao izlaz u skladu s tablicom.

Ulaz 2
Izlaz
Ulaz 1
55
Racunalne mreže - predavanja

• Otkrivanje grešaka
• Ciklicke provjere redundancije
• Shift-registar pohranjuje niz bitova.
  Izvršavanjem operacije shifta novi bit sa desne
  strane ulazi u registar, svi bitovi u registru
  pomicu se za jedno mjesto ulijevo, a bit koji je
  do tada bio na krajnjem lijevom mjestu se gubi.
  Registar kao izlaz daje vrijednost trenutnog bita
  na lijevom kraju.

Shift registar
Shift registar
1
1
0
1
Izlazni bit
Ulazni bit
Promjena izlaznog bita
Ubaceni bit
56
Racunalne mreže - predavanja

• Otkrivanje grešaka
• Ciklicke provjere redundancije
• Slijedeci sklop racuna CRC od 16 bitova. Svi
  registri najprije se postave na 0, a zatim podaci
  iz okvira, kao niz bitova, ulaze u sklop nizom
  shift operacija. Pritom svi registri simultano
  izvode svoje shiftove. Nakon što je cijeli niz
  bitova ušao u sklop, registri sadrže traženi CRC.

Ulaz
57
Racunalne mreže - predavanja

• SADRŽAJ
• Uvod u kolegij. Pojam i definicija racunalnih
  mreža. Razvoj racunalnih komunikacija.
• Mediji za prijenos podataka (žicani i bežicni).
  Slanje bitova kroz medije (modulator,
  demodulator, multipleksor, demultipleksor).
• Paketi, okviri, otkrivanje grešaka.
• LAN tehnologije i struktura mreže (sabirnica,
  prsten, zvijezda).
• Hardversko adresiranje i utvrdivanje tipova
  okvira u LAN-u (LAN sucelje, dodjeljivanje
  adresa, difuzija, difuzija u grupi, utvrdivanje
  sadržaja okvira).
• Ožicenje i fizicka struktura LAN-a (mrežna
  kartica i transcieveri, ožicenje, hub).
• WAN tehnologije i usmjeravanje (paketna sklopka
  packet switch).
• Mjerenje performansi mreže (kašnjenje delay,
  latency propusnost throughput umnožak
  kašnjenja i propusnosti, varijacija kašnjenja
  jitter).

58
Racunalne mreže - predavanja

• Potreba za LAN-om
• Pretpostavimo da se u nekoj zgradi ili
  prostoriji nalazi više racunala. Tada se prirodno
  javlja potreba za njihovim povezivanjem.
• Ovu potrebu opisuje princip lokalnosti reference
  koji kaže
• Svako racunalo ima tendenciju da cešce
  komunicira s racunalima koja su mu fizicki
• blizu (prostorna lokalnost reference), te s
  onima s kojima je vec prije komuniciralo
  (vremenska lokalnost reference).
• Postavlja se pitanje kako na najbolji nacin
  povezati racunala. Odabrana tehnologija mora
  osigurati veliku brzinu komuniciranja, treba u
  što vecoj mjeri biti skalabilna, te razmjerno
  jeftina.

59
Racunalne mreže - predavanja

• Potreba za LAN-om
• Najjednostavnija ideja kako povezati racunala
  svodi se na uspostavljanje zasebne veze (žice)
• izmedu svakog para racunala.
• Ovakvo rješenje ima odredenih prednosti, no
  gotovo se nikad ne primjenjuje u praksi jer je
  skupo i ne-skalabilno.
• Naime broj veza potrebnih za takvo povezivanje n
  racunala je n(n-1)/2.
• Kod imalo veceg broja racunala broj kablova bi
  bio tako velik da bi imali problema s njihovim
  fizickim polaganjem.

60
Racunalne mreže - predavanja

• Potreba za LAN-om
• S obzirom da izravno povezivanje racunala ima
  niz nedostataka, u posljednjih 40-tak godina
• razvijale su se tzv. LAN tehnologije. Sve su
  one zasnovane na nekoj vrsti zajednickog (dijeljen
  og) komunikacijskog medija.
• LAN tehnologije pokazale su se dovoljno brze,
  prilicno jeftine, te u vecoj ili manjoj mjeri
  skalabilne.
• Da bi racunala mogla komunicirati preko
  zajednickog medija, ona se moraju pokoravati
  odredenim pravilima.
• Ta pravila osiguravaju da nece doci do kolizije
  u korištenju medija, te da ce svako racunalo
  prije ili kasnije ostvariti svoje pravo na
  komuniciranje.

61
Racunalne mreže - predavanja

• Potreba za LAN-om
• Svaka LAN tehnologija uspostavlja odredenu
  strukturu medusobne povezanosti dijelova
• mrežne opreme. Ta struktura se naziva topologija
  mreže.
• U dosadašnjim LAN tehnologijama pojavljivale su
  se tri razlicite strukture
• Sabirnica
• Prsten
• Zvijezda

62
Racunalne mreže - predavanja

• Sabirnica (linear bus topology)
• Sva racunala vežu se na jedan dugacki kabel
  sabirnicu. Poruka putuje tako da je pošiljatelj
  pusti kao signal na sabirnicu. Druga racunala
  mogu tada primiti taj signal.

• Glavna prednost ove strukture je jednostavnost
  spajanja racunala i periferija na mrežu, a
  takoder zahtjeva i puno manje kabla (medija
  opcenito) od strukture zvijezda.
• Mane su cijela mreža pada u slucaju da se
  glavni kabel ošteti potrebno je postaviti tzv.
  terminatore na kraju kabla vrlo teško
  identificirati mjesto problema u slucaju pada
  mreže. Ovaj tip strukture najcešce je bio
  korišten u nešto starijim mrežama koje su bile
  temeljene na koaksijalnom kablu.

63
Racunalne mreže - predavanja

• Prsten (ring topology)
• Prvo racunalo vezano je kablom za drugo, drugo
  za trece, ..., itd, ..., zadnje ponovo za prvo.
  Poruke putuju u krug, dakle racunala ih
  prosljeduju u zadanom smjeru.

• Prednosti su rast sustava ima minimalni utjecaj
  na performanse, svi cvorovi imaju isti pristup
  (brzina i sl.).
• Mane su najskuplja topologija kvar jednog
  cvora vrlo lako može utjecati na rad ostalih
  cvorova.

64
Racunalne mreže - predavanja

• Zvijezda (star topology)
• Svako racunalo vezano je zasebnom vezom do
  zajednickog centralnog uredaja. Poruke putuju od
  pošiljatelja, preko centralnog uredaja do
  primatelja.

• Prednosti su jednostavna instalacija i
  umrežavanje bez smetnji za mrežu kada se
  spajaju/odspajaju uredaji jednostavno
  dijagnosticiranje problema na mreži.
• Mane su veca zahtjevnost za kablom ukoliko
  uredaj koji spaja racunala prestane
  funkcionirati, sva racunala spojena na njega ne
  mogu više komunicirati putem mreže skupoca u
  odnosu na sabirnicke topologije zbog potrebe
  kupovanja središnjeg uredaja za spajanje (hub,
  switch i sl.)

65
Racunalne mreže - predavanja

• Ostale strukture
• Isprepletena struktura (mesh topology) svako
  racunalo ima direktnu vezu sa svim drugim
  racunalima

66
Racunalne mreže - predavanja

• Ostale strukture
• stablasta struktura (tree topology) radi se
  zapravo o hibridnoj strukturi - grupe racunala
  spojenih po zvjezdastim strukturama spojene su na
  okosnicu koja je radena prema sabirnickoj
  strukturi.

67
Racunalne mreže - predavanja

• LAN sa sabirnicom
• Najpoznatiji primjer LAN tehnologije sa
  sabirnicom je originalna verzija Ethernet-a.
• Rijec je o tehnologiji koja se razvija od ranih
  1970-tih godina (Xerox, DEC, Intel, IEEE),
  doživjela je nekoliko generacija, te danas
  dominira tržištem.
• U originalnoj verziji postojala je sabirnica -
  koaksijalni kabel zvani ether. Taj kabel nije
  smio biti dulji od 500 m, a spojevi na njega
  morali su biti udaljeni barem 3 m.
• Ethernet standard propisuje format okvira, te
  nacin slanja bitova kroz sabirnicu neposrednim
  pretvaranjem bitova u promjenu napona, po
  pravilu zvanom Manchester Encoding.

68
Racunalne mreže - predavanja

• LAN sa sabirnicom
• Dok jedno racunalo šalje podatke preko
  sabirnice, sva ostala cekaju. Pošiljatelj šalje
  okvir u obliku elektricnog signala koji se širi
  od pošiljatelja u oba smjera po kablu. Sva
  racunala vide signal. Primatelj iz signala
  reproducira okvir.

69
Racunalne mreže - predavanja

• LAN sa sabirnicom
• Koordinacija racunala koja žele u isto vrijeme
  slati svoje okvire preko sabirnice odvija se
  pomocu pravila CSMA/CD (Carrier Sense Multiple
  Access / Collision Detect).
• Racunalo ispituje sabirnicu te zapocinje slanje
  okvira tek onda kad na sabirnici nema signala.
• Ako ipak dva racunala pocnu slati podatke u isto
  vrijeme, dolazi do kolizije koju oba
  pošiljatelja registriraju kao interferenciju na
  sabirnici.
• Nakon kolizije svako racunalo ceka odredeno
  vrijeme prije nego što pokuša ponovo slati
• podatke. Vrijeme cekanja bira se slucajno, a
  kod svake uzastopne kolizije udvostrucuje se
• raspon iz kojeg se obavlja slucajni izbor.

70
Racunalne mreže - predavanja

• Bežicni LAN i sabirnica
• Danas postoje LAN tehnologije za povezivanje
  racunala preko radio valova. Najpoznatiji primjer
  su tehnologije po standardu IEEE 802.11b ili
  802.11g.
• Bežicni LAN je konceptualno slican Ethernet-u.
  Umjesto sabirnice postoji zajednicka radio
• frekvencija 2.4 GHz. Koriste se slicni okviri.
• Opet je potrebna koordinacija racunala koja
  istovremeno pokušavaju slati svoje okvire preko
• zajednicke frekvencije. Skup pravila zove se
  CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access /
  Collision Avoidance).
• Pravila CSMA/CA slicna su no malo kompliciranija
  od CSMA/CD. Naime CSMA/CA mora riješiti dodatne
  komplikacije koje nastaju kad pošiljatelji nisu u
  stanju registrirati koliziju.

71
Racunalne mreže - predavanja

• Bežicni LAN i sabirnica
• Primjer Racunala 1 i 3 su previše udaljena da
  bi mogla medusobno razmjenjivati signale, ali
  oba još uvijek mogu komunicirati s racunalom 2.

Racunalo 1
Racunalo 2
Racunalo 3

• Ako racunala 1 i 3 istovremeno pošalju okvir
  racunalu 2, ni 1 ni 3 nece primijetiti koliziju.
• CSMA/CA zato predvida male kontrolne poruke za
  najavu ili odobravanje komunikacije.
• Racunala 1 i 3 najprije traže od racunala 2
  dozvolu za komuniciranje.
• Racunalo 2 tada šalje dozvolu npr. racunalu 1.
• Ta dozvola vidljiva je i racunalu 3, pa ono zna
  da mora cekati.

72
Racunalne mreže - predavanja

• LAN sa prstenom
• LAN tehnologije koje koriste povezivanje u
  obliku prstena bile su popularne u 1980-tim
  godinama. Najpoznatiji primjer je IBM Token Ring.

Pošiljatelj
Primatelj

• Racunala medusobno koordiniraju korištenje
  prstena služeci se posebnom kratkom porukom koja
  se zove žeton (token). U svakom trenutku u
  prstenu postoji samo jedan žeton.

73
Racunalne mreže - predavanja

• LAN sa prstenom
• Da bi poslalo podatke, racunalo prvo mora cekati
  da mu stigne žeton, zatim smije odaslati tocno
  jedan okvir, te na kraju treba proslijediti
  žeton sljedecem racunalu. Svi podaci putuju u
  istom smjeru.
• Jednom odaslani okvir putuje prstenom sve dok se
  ne vrati pošiljatelju. Ostala racunala ga
  prosljeduju, a primatelj ga usput kopira. Na
  kraju pošiljatelj može provjeriti da li je došlo
  do greške u prijenosu.
• Da bi poslao slijedeci okvir, pošiljatelj mora
  cekati da žeton ponovo stigne do njega. U
  meduvremenu je svako od preostalih racunala
  dobilo šansu za slanje jednog okvira.

74
Racunalne mreže - predavanja

• LAN sa prstenom
• Racunalo koje nema podataka za slanje dužno je
  odmah proslijediti žeton. Ako nitko ne šalje
  podatke, žeton kruži prstenom velikom brzinom.
• Mana LAN-a s prstenom je da se komunikacija
  prekida cim jedno od racunala ne radi.
• Postoji varijanta s dvostrukim prstenom, gdje se
  mreža rekonfigurira u slucaju kvara jednog
• racunala.

75
Racunalne mreže - predavanja

• LAN sa zvijezdom
• Najpoznatiji primjer LAN tehnologije koja
  koristi zvijezdu razvile su telefonske kompanije
  pod nazivom ATM (Asynchronous Transfer Mode).
• U središtu ATM mreže nalazi se jedan ili više
  elektronickih uredaja koji se zovu ATM sklopke
• (ATM switch).
• Zbog brze dvosmjerne komunikacije, svako
  racunalo izravno se spaja na ATM sklopku pomocu
  dvostrukog optickog vlakna.

76
Racunalne mreže - predavanja

• LAN sa zvijezdom
• Za razliku od sabirnice ili prstena, ATM sklopka
  ne distribuira podatke svim racunalima, nego ih
  samo prebacuje od pošiljatelja do primatelja.
• U slucaju kvara jedne veze ili jednog racunala
  ostatak ATM mreže radi dalje.
• ATM je poznat po visokoj propusnosti. Veza
  izmedu racunala i ATM sklopke radi na brzini 155
  Mbit/s ili više.
• Sredinom 1990-tih godina mislilo se da je ATM
  najperspektivnija LAN tehnologija koja ce
  zavladati tržištem. Ipak, to se nije dogodilo
  zbog pojave gigabitne verzije Ethernet-a.

77
Racunalne mreže - predavanja

• SADRŽAJ
• Uvod u kolegij. Pojam i definicija racunalnih
  mreža. Razvoj racunalnih komunikacija.
• Mediji za prijenos podataka (žicani i bežicni).
  Slanje bitova kroz medije (modulator,
  demodulator, multipleksor, demultipleksor).
• Paketi, okviri, otkrivanje grešaka.
• LAN tehnologije i struktura mreže (sabirnica,
  prsten, zvijezda).
• Hardversko adresiranje i utvrdivanje tipova
  okvira u LAN-u (LAN sucelje, dodjeljivanje
  adresa, difuzija, difuzija u grupi, utvrdivanje
  sadržaja okvira).
• Ožicenje i fizicka struktura LAN-a (mrežna
  kartica i transceiveri, ožicenje, hub).
• WAN tehnologije i usmjeravanje (paketna sklopka
  packet switch).
• Mjerenje performansi mreže (kašnjenje delay,
  latency propusnost throughput umnožak
  kašnjenja i propusnosti, varijacija kašnjenja
  jitter).

78
Racunalne mreže - predavanja

• Fizicko (hardversko) adresiranje
• U vecini LAN-ova paketi putuju kroz zajednicki
  medij te su vidljivi svim spojenim racunalima.
• Javlja se problem kako ostvariti prijenos
  okvira od pošiljatelja tocno odredenom
  primatelju?
• Rješenje se zasniva na dodjeljivanju tzv.
  hardverskih (fizickih) adresa racunalima.
• Svaki okvir uz ostale podatke mora sadržavati
  adresu pošiljatelja te adresu primatelja.
• Prilikom slanja okvira, pošiljatelj upisuje u
  okvir svoju vlastitu adresu, te adresu racunala
  kojem se okvir šalje.
• Racunalo spojeno na LAN ispituje adrese unutar
  svakog okvira koji prolazi mrežom, prihvaca
  (kopira) one gdje se adresa primatelja poklapa s
  njegovom vlastitom adresom, te ignorira ostale.

79
Racunalne mreže - predavanja

• LAN sucelje
• Da središnja jedinica racunala ne bi bila
  opterecena poslom stalnog pracenja prometa po
  mreži, u racunalo se ugraduje posebni hardverski
  sklop mrežno ili LAN sucelje (mrežna kartica).
• LAN sucelje je snažan i samostalan uredaj koji
  radi bez pomoci procesora i memorije u racunalu.
  Njegova zadaca je da se brine za sve detalje
  vezane uz slanje i primanje okvira.

RACUNALO SPOJENO NA MREŽU
Mrežna kartica
Procesor i memorija
Mrežni kabel (spoj na mrežu)
Šalje i prima pakete sa mreže
Stvara odlazne i obraduje dolazne podatke
80
Racunalne mreže - predavanja

• LAN sucelje
• Prilikom slanja podataka, središnja jedinica
  racunala šalje okvir svojem LAN sucelju i
  zahtijeva slanje. Nakon toga središnja jedinica
  može nastaviti s izvršavanjem aplikacijskog
  programa, a LAN sucelje ceka na pristup
  zajednickom mediju i šalje okvir.
• Primanje podataka odvija se tako da LAN sucelje
  prati sve okvire koji putuju zajednickim
  medijem, filtrira one s ispravnim CRC i
  odgovarajucom adresom primatelja, te ih
  prosljeduje središnjoj jedinici.
• Dakle zahvaljujuci LAN sucelju središnja
  jedinica je izolirana od vecine aktivnosti na
  mreži, te ima posla samo s podacima koji se nje
  izravno ticu.

81
Racunalne mreže - predavanja

• Dodjeljivanje adresa
• Unutar jednog LAN-a svako racunalo mora imati
  jedinstvenu adresu. Postoje tri sheme za
  dodjeljivanje adresa racunalima.
• Staticko dodjeljivanje. Koristi se adresa koju
  je proizvodac LAN sucelja ugradio u svoj uredaj
  i koja je jedinstvena na cijelom svijetu (sastoji
  se od 48 bita).
• Konfigurabilno dodjeljivanje. Administrator
  mreže svakom racunalu postavlja adresu koju je
  sam izabrao. Postavljanje adrese se obavlja
  pomocu sklopki na LAN sucelju ili upisivanjem u
  EPROM sucelja.
• Dinamicko dodjeljivanje. Racunalo automatski
  bira adresu svaki puta kad se upali. Obicno je
  rijec o biranju slucajnih brojeva, sve dok se ne
  pogodi slobodna adresa.
• Primjer 00-14-C1-2C-1C-BB

82
Racunalne mreže - predavanja

• Dodjeljivanje adresa
• Osobina statickog dodjeljivanja je da je adresa
  racunala stalna, cak i onda kad ga selimo iz
  mreže u mrežu, sve dok mu ne promijenimo LAN
  sucelje. Takoder, uredaji raznih proizvodaca
  mogu se odmah bez podešavanja adresa ukljuciti u
  istu mrežu.
• Svojstvo dinamickog dodjeljivanja je da
  eliminira potrebu da proizvodaci hardvera
  koordiniraju
• svoje adrese. Takoder, dinamicke adrese mogu
  biti znatno krace od statickih.
• Konfigurabilne adrese su kompromis izmedu
  statickih i dinamickih. Slicno kao staticke, one
  su relativno stalne. Slicno kao dinamicke, one
  mogu biti kratke.

83
Racunalne mreže - predavanja

• Difuzija (broadcasting)
• Difuzija je prijenos podataka gdje jedno
  racunalo šalje iste podatke svim drugim
  racunalima u mreži.
• U vecini LAN tehnologija difuzija se može
  efikasno izvesti zato što podaci ionako putuju
  zajednickim medijem i vidljivi su svim
  racunalima.
• Uz postojece adrese racunala u LAN-u, uvodi se i
  dodatna (rezervirana) broadcast adresa.
• LAN sucelje u svakom racunalu prepravlja se tako
  da filtrira ne samo okvire cija adresa
  primatelja je jednaka adresi tog racunala, nego
  i okvire cija adresa primatelja je jednaka
  broadcast adresi.
• Dakle ako okvir pošaljemo na broadcast adresu,
  svako racunalo u mreži primit ce kopiju tog
  okvira.

84
Racunalne mreže - predavanja

• Difuzija u grupi (multicasting)
• Difuzija u grupi je nešto izmedu obicnog
  prijenosa podataka i broadcastinga. Jedno
  racunalo šalje iste podatke grupi pretplacenih
  racunala.
• U vecini LAN tehnologija, difuzija u grupi može
  se efikasno izvesti na slican nacin kao
  broadcasting.
• Uvode se dodatne multicast adrese. Svaka od
  tih adresa odgovara jednoj grupi racunala.
• LAN sucelje racunala koje je ukljuceno u grupu
  podešava se tako da osim vlastite i broadcast
  adrese prepoznaje i doticnu multicast adresu.
• Unos ili brisanje multicast adrese u LAN sucelju
  izvodi se dinamicki, tako da aplikacijski program
  koji se izvršava na racunalu pošalje
  odgovarajucu instrukciju sucelju.

85
Racunalne mreže - predavanja

• Utvrdivanje sadržaja okvira
• Iz samog sadržaja okvira teško je zakljuciti
  koja vrsta podataka se nalazi u tom okviru. Npr.
  okviri koji nose e-mail poruke, tekstualne
  datoteke ili web stranice svi sadrže ASCII
  znakove.
• Da bi primatelj mogao odrediti vrstu nekog
  okvira, potrebna je dodatna informacija u samom
  okviru.
• Postoje dvije metode za utvrdivanje sadržaja.
• Eksplicitno navodenje tipa okvira
• Implicitno navodenje tipa okvira

86
Racunalne mreže - predavanja

• Utvrdivanje sadržaja okvira
• Eksplicitno navodenje tipa okvira. Sama mrežna
  tehnologija predvida da se u formatu okvira
  nalazi posebno polje za tip okvira. Takoder, sama
  tehnologija svojim standardima definira
  identifikatore za neke tipove okvira.
• Implicitno navodenje tipa okvira. Korištena
  mrežna tehnologija u svom formatu okvira ne
• predvida polje za tip. Pošiljatelj i primatelj
  dogovaraju se da ce razmjenjivati samo jednu
  vrstu sadržaja. Ili se dogovaraju da ce polje za
  tip okvira sami ukljuciti na odredeno mjesto u
  dio okvira koji je inace predviden za podatke.
• Obje metode imaju prednosti i mane.
  Eksplicitno navodenje je pouzdanije, no obuhvaca
  samo one tipove okvira koji su prepoznati i
  standardizirani na razini doticne mrežne
  tehnologije. Implicitno navodenje je
  fleksibilnije no lako može dovesti do nesporazuma.

87
Racunalne mreže - predavanja

• Zaglavlje i korisni teret okvira
• Vidjeli smo da osim stvarnih podataka okvir mora
  sadržavati mnoštvo dodatnih informacija.
• Zbog toga je u stvarnim LAN tehnologijama format
  okvira kompliciraniji od onog koji je vec
  prikazan (koji se sastojao od znaka za pocetak i
  kraj okvira, te dodatne informacije za otkrivanje
  greške).
• U vecini tehnologija, okvir se može podijeliti
  na
• Zaglavlje, koje sadrži dodatne informacije poput
  adresa, tipova i slicno.
• Korisni teret (payload) ili podrucje za podatke,
  gdje se nalaze podaci koji se šalju.

Zaglavlje
Korisni teret
88
Racunalne mreže - predavanja
Primjer Ethernet okvira
Odredišna adresa
Tip okvira
CRC
8
46 - 1500
6
6
2
4
Preambula
Izvorišna adresa
Podaci

• Ethernet-ov okvir pocinje 64-bitnim
  predgovorom (preambula) koji se sastoji od
  alternirajucih nula i jedinica i koji služi da
  bi se primateljev hardver mogao sinkronizirati s
  dolazecim signalom.
• Dalje slijede 48-bitne adrese primatelja i
  pošiljatelja. Ethernet koristi staticko
  dodjeljivanje adresa, naime koristi se cinjenica
  da svako LAN sucelje ima jedinstvenu adresu koju
  je u njega
• ugradio proizvodac. Adresa 111..11
  (FF.FF.FF.FF.FF.FF) je rezervirana za
  broadcasting, a druge adrese koje pocinju s 1
  služe za multicasting.
• Trece polje zaglavlja je 16-bitni Ethernet-ov
  tip okvira. Ethernet standard definira nekoliko
  stotina tipova okvira.
• Najveci dio Ethernet-ovog okvira zauzimaju
  podaci (payload).
• Na kraju okvira nalazi se izracunati CRC.

89
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Racunalna mreža se sastoji od prijenosnog
  racunala, stolnog racunala i usmjerivaca s
  pristupnom tockom.

90
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Usmjerivac
• IP adresa 192.168.2.1
• Fizicka (hardverska) adresa 00-14-c1-2c-0c-bb
• Prijenosno racunalo
• IP adresa 192.168.2.101
• Fizicka (hardverska) adresa 00-c0-a8-b7-c0-47
• Stolno racunalo
• IP adresa 192.168.2.100
• Fizicka (hardverska) adresa 00-1c-10-e6-2f-56

91
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Prikaz fizickih adresa mrežnih adaptera racunala
  (naredba ipconfig /all)

92
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Prikaz fizickih adresa ostalih mrežnih uredaja u
  mreži (u primjeru to su usmjerivac i stolno
  racunalo) - naredba arp -a

93
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Za hvatanje i prikaz paketa koristio se program
  Wireshark

94
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Naredba PING se korist na prijenosnom racunalu,
  kako bi se provjerila njegova povezanost sa
  stolnim racunalom.
• Buduci da je mreža ostvarena preko bežicnog
  mrežnog sucelja, u programu Wireshark se
  postavlja hvatanje paketa koje odašilje/prima
  bežicno mrežno sucelje prijenosnog racunala.

95
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Pokrece se naredba PING na prijenosnom racunalu.

96
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Rezultat hvatanja paketa.

97
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Dio paketa sa fizickom adresom primatelja
  (request paket).

98
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Dio paketa sa fizickom adresom pošiljatelja.

99
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Tip okvira (0800 - Internet IP Version 4) .

100
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Dio paketa sa fizickom adresom primatelja (reply
  paket).

101
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Dio paketa sa fizickom adresom pošiljatelja.

102
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Tip okvira (0800 - Internet IP Version 4) .

103
Racunalne mreže - vježbe

• Primjer paketi naredbe PING
• Prikaz paketa (Request) u heksadecimalnom obliku

00 1c 10 e6 2f 56 00 c0 a8 b7 c0 47 08 00 45
00 00 3c 2c 33 00 00 80 01 88 74 c0 a8 02 65 c0
a8 02 64 08 00 1a 5c 03 00 30 00 61 62 63 64 65
66 67 68 69 6a 6b 6c 6d 6e 6f 70 71 72 73 74 75
76 77 61 62 63 64 65 66 67 68 69

• Prikaz paketa (Reply) u heksadecimalnom obliku

00 c0 a8 b7 c0 47 00 1c 10 e6 2f 56 08 00 45
00 00 3c 01 b9 00 00 80 01 b2 ee c0 a8 02 64 c0
a8 02 65 00 00 22 5c 03 00 30 00 61 62 63 64 65
66 67 68 69 6a 6b 6c 6d 6e 6f 70 71 72 73 74 75
76 77 61 62 63 64 65 66 67 68 69
104
Racunalne mreže - vježbe
Primjer paketi naredbe PING

• Prikaz paketa (Request) u binarnom obliku

00000000000111000001000011100110001011110101011000
00000011000000 10101000101101111100000001000111000
01000000000000100010100000000 00000000001111000010
11000011001100000000000000001000000000000001 10001
00001110100110000001010100000000010011001011100000
010101000 0000001001100100000010000000000000011010
010111000000001100000000 0011000000000000011000010
110001001100011011001000110010101100110 0110011101
10100001101001011010100110101101101100011011010110
1110 011011110111000001110001011100100111001101110
1000111010101110110 011101110110000101100010011000
1101100100011001010110011001100111 000000000000000
0000000000000000000000000000000000110100001101001
105
Racunalne mreže - vježbe
Primjer paketi naredbe PING

• Prikaz paketa (Reply) u binarnom obliku

00000000110000001010100010110111110000000100011100
00000000011100 00010000111001100010111101010110000
01000000