MJEOVITA SREDNJA TEHNIKA KOLA TRAVNIK

MATURSKI RADPREDMET: RAUNARI I PROGRAMIRANJETEMA: MRENI PROTOKOLI

Uenik: Zejni Adin Mentor: Nead Krnji

Travnik, maj 2014. godine

1

SADRAJ1.UVOD12.OSI I TCP/IP MODEL RAUNARSKIH MREA22.1.OSI model32.2.Internet model ili TCP/IP model53.MRENI PROTOKOLI63.1.TCP/IP protokol73.1.1.TCP (Transmission Control Protocol)73.1.2.IP (Internet Protocol)83.2.FTP protokol93.3.SMTP protokol103.4.Telnet protokol123.5.HTTP protokol134.ZAKLJUAK15LITERATURA16

1. UVODDanas osnovni zadatak raunara je postao komunikacija. Kada sagledamo modernu tehnologiju, njen napredak i napredak informatike kao moderne nauke moemo zakljuiti jednu injenicu, a to je da danas nita ne bi bilo bez interneta. Internet je moda najkoriteniji i najpoznatiji pojam danas, a veliki procenat njegovih korisnika uopte ne zna koliko je to jedan kompleksan sistem. Internet se najvie opisuje sa rijeima mrea svih mrea, ali i kada to kaemo ponovo si postavljamo pitanje kakvih mrea? Na svijetu imamo veliki broj raunarskih mrea, meu kojima su najpoznatije LAN, MAN, WAN, PAN koje imaju svoju odreenu topologiju. Kada sve ove mree zajedno uveemo dobijamo jednu ogromnu svjetsku raunarsku mreu koja se naziva upravo internet. Ipak kada sagledamo povezanost raunara i cjelokupnu internetsku mreu ona bi bila potpuno beskorisna ako ne bi postojali odreeni protokoli koji omoguuju komunikaciju kako krajnjih taaka koje predstavljaju raunari, tako i mrea meusobno. Ovaj rad se bavi mrenim protokolima najvanijim protokolima bez kojih danas nita ne bi moglo da funkcionie. Sve u svemu, internet je danas mrea preko koje se skoro sve aktivnosti odvijaju i esto je podcijenjen, ali kada bi korisnici znali koliko kompleksnosti, sloenih radnji i razvitka je uloeno da bi ga mi koristili danas kakvog ga poznajemo.

2. OSI I TCP/IP MODEL RAUNARSKIH MREAPad cijena raunarske moi preko sve jeftinijih tehnologija za razvoj mikroprocesora i raunarske opreme doveo je do pojavljivanja sve veeg i veeg broja proizvoaa raunarskih sistema. Ovakav hitar razvoj je omoguio jedan vid decentralizacije raunarske moi koja je ukazala potrebu za kompleksnijom komunikacijom izmeu radnih stanica. Uz postojanje veeg broja proizvoaa ublailo je i razliitost i nekompatibilnost njihovih rjeenja, a ubrzo se uvidjela potreba za nekim standarizovanim komunikacionih standardima.Na ovu temu se krajem 70-tih godina oglasila i Internacionalna Organizacija za Standarizaciju (ISO) koja je razvila model za komunikaciju izmeu raznorodnih sistema. ISO model raunarskih mrea je slubeno objavljen 1984. Godine. Ovaj model je ponudio fazno prevoenje formata podataka kroz sedam slojeva pa se stoga naziva sedmoslojni ISO model. Prihvatanjem ovog ISO standarda proizvoai su bili u mogunosti da ostvare potpunu komunikaciju sa sistemima bez uvida u internu specifikaciju i format podataka.Jedna od glavnih mana OSI modela jeste nepotrebno zalaenje u interne dijelove raunarskih sistema to jeste definisanje komponenti koje nisu direktno zaduene za meu-sistemsku komunikaciju. Kao posljedica toga se javio vei broj korisnikih aplikacija koje nisu u potpunosti potovale OSI model, ali ipak su bile u mogunosti da nesmetano komuniciraju koritenjem niih slojeva ovog modela. Ovakva tendencija je rezultirala pojavljivanjem jednog jednostavnijeg internet modela TCP/IP modela koji daje veu slobodu pri izboru arhitekture aplikativnog softvera. Takoer, ovaj model apstraktno gleda i na najnie slojeve OSI modela sa obzirom na to da se komponente tih slove najspotije razvijaju i to uglavnom od strane velikih organizacija.ISO i jednostavniji TCP/IP model moete vidjeti na slici 1 koja je prikazana na sljedeoj stranici.

Slika 1: OSI i TCP/IP model raunarskih mrea

2.1. OSI modelOSI model ili engleski Open System Interconnection Reference Model je razvijen 1984. godine od strane ISO organizacije. Iako OSI model predstavlja dananji standard za raunarske mree ipak u praksi se primjenjuje vie jednostavniji standard odnosno TCP/IP model o kojem e se pisati kasnije. OSI model ini sedam slojeva i oni su sljedei:

Fiziki sloj fiziki sloj OSI modela je zaduen za prijenos bitova odnosno jednostavnih mainskih nula i jedinica putem odreenog komunikacionog kanala. Ovaj sloj definie pravila po kojima se prenose bitovi, koliki je elektrini napon potreban, koliko bitova se alje po sekundi i ak fiziki format koritenih kablova i konektora. Sloj veze sloj veze upravlja prenosom putem fizikog sloja i omoguava prenos osloboen greaka na ovom i na prethodno pomenutom fizikom sloju. Zadatak sloja veze jeste da zatiti slojeve vieg nivoa od greaka nastalih pri prijenosu podataka. Takoer, sa obzirom na to da je jedinica prenosa fizikog sloja bit, sloj veze upravlja i formatom poruka to jeste da definie poetak i kraj poruke. Mreni sloj Zadatak ovog sloja jeste odreivanje jedne ili vie putanja kojima e poruka biti proslijeena od izvora do odredita. Mreni sloj je zaduen da u svakom voru mree odredi koji je sljedei raunar kome poruka treba da bude proslijeena. Transportni sloj Zadatak ovog sloja jeste obrada poruka na krajnjim takama (izvoru i odreditu). Ovaj sloj uspostavlja, odrava i prekida virtuelne veze za prenos podataka. Transportni sloj je zaduen za nabavku mrene adrese odredita, podjelu podataka u segmentima pogodnim za slanje, prilagoavanje brzine prenosa svih segmenata, eliminisanju dupliranih segmenata i slino. Pored svega navedenog ovaj sloj moe da izvri i dodatnu kontrolu greaka pri prenosu. Sloj sesije je zaduen za uspostavljanje, odravanje i prekid logikih sesija izmeu krajnjih taaka. Njihova svrha jeste definisanje stanja svakog dijaloga radi definisanja validnih akcija u svakom od stanja. Na osnovu ovoga se vri upravljanje prethodno navedenim transportnim slojem i provjera podataka dobijenih od njega. Jo jedna bitna uloga sesije jeste obraunavanje sesija. Sloj prezentacije njegov zadatak je da formatira podatke za prezentacije korisniku. Zadatak ovog sloja jeste da uskladi format podataka izmeu uesnika u komunikaciji i sloju aplikacije dostavi ove podatke u formatu koji on zahtjeva. Na primjer, sloj prezentacije moe originalne podatke dobijene od sloja aplikacije, kompresovati, radi efikasnijeg prenosa. Ovakve podatke sloj prezentacije na strani drugog uesnika ne moe direktno proslijediti sloju aplikacije ve je prije toga neophodno izvriti dekompresiju. Sloj aplikacije predstavlja jedan interfejs mree ka korisniku. Osnovna uloga ovog sloja je omoguiti pristup mrei korisnikim programima.2.2. Internet model ili TCP/IP modelZa razliku od OSI modela koji je formalno standarizovan, internet model ili TCP/IP model je vie koriten u praksi. Ovaj model je razvijen sa namjenom za potrebe interneta i dosta je jednostavniji od OSI modela. Jednostavnost ovo modela se ogleda u apstraktnom gledanju na najvie tri sloja OSI modela tako da TCP/IP model propisuje samo sloj aplikacije, sloj prezentacije i sloj sesije kod OSI modela. Takoer, usljed nedostatka formalne standarizacije internet modela u nekim izvorima se ovaj model definie sa 5, a u nekim sa 4 sloja. Dananje implementacije mrenog softvera uglavnom koriste ovaj model.

3. MRENI PROTOKOLIMreni protokol je veoma slian ljudima, osim to su entiteti koji razmjenjuju poruke i poduzimaju akcije u ovom sluaju hardverske i softverske komponente nekog ureaja (raunara, rutera ili nekog drugog ureaja koji moe da se umrei).

Slika 2: Poreenje ljudskog i raunarskog protokola

Svakom aktivnou na internetu koja podrazumjeva komunikaciju dva ili vie udaljenih entiteta upravlja protokol. Na primjer, protokoli u ruterima odreuju putanju paketa od njegovog izvora pa do njegovog odredita. Hardverski implementirati protokoli u mrenim interfejsima dva fiziki povezana raunara kontroliu tok bitova kroz icu izmeu ova dva interfejsa. Protokoli za kontrolu zaguenja saobraaja u krajnjim sistemima kontroliu brzinu prenosa paketa izmeu poiljaoca i primaoca. Internet je prepun protokola u upravo zato je dobar dio ove knjige i posveen protokolima raunarskih mrea. Kao primjer protokola, zamislite ta se deava kada poaljete zahtjev web serveru, odnosno kada u svoj pretraiva ukucate URL neke web stranice. Ova situacija je najbolje opisana na slici 2. Dakle, va raunar najprije alje zahtjev za povezivanje web serveru i zatim eka njegov odgovor. Server u krajnjoj liniji prima ovaj zahtjev i odgovara porukom da je povezivanje mogue. Znajui da moe da zatrai dokument, va raunar zatim u poruci tipa GET alje ime web stranice koju eli da preuzme sa web servera. Na kraju web server alje traenu stranicu na vaem raunaru. Imajui u vidu i primjer sa ljudima i primjer iz prave mree, kljuni elementi koje definie svaki protokol jesu razmjena poruka i akcije koje se preduzimaju nakon slanja i prijema ovih poruka.

Protokol definie format i redoslijed poruka koje se razmjenjuju izmeu dva ili vie komunicirajuih entiteta, kao i akcije koje se preduzimaju nakon slanja ili prijema poruka ili nekog drugo ureaja.

U okviru interneta, ali i svih drugih raunarskih mrea, protokoli se koriste u znaajnoj mjeri i to za postizanje razliitih zadataka u sferi komunikacije. itajui ovu knjigu saznat ete da postoje sasvim jednostavni, ali i veoma sloeni protokoli. Ovladavanje oblau umreavanja raunara praktino bi moglo da se poistovjeti sa razumjevanjem svih aspekata mrenih protokola. Iako u praksi postoji veliki broj mrenih protokola u ovom maturskom radu je obraeno nekoliko najvanijih i u praksi najkoritenijih protokola, odnosno protokola sa kojima mi imamo dodira svakodnevno.3.1. TCP/IP protokolTCP ili Transmission Control Protocol je protokol koji je dio internet protokola koji su danas dio svakog raunarskog sistema. Dok se IP brine o identifikaciji i vezom sa najveom od mrea, TCP se brine o razmjeni podataka sa mreom. TCP je zaduen za rad sa podacima u ve pomenutom transportnom sloju. Kako TCP protokol osigurava da svaki podatak dostavi primatelju, potpuno suprotnost jeste dosta jednostavniji UDP protokol koji je dosta bri, ali nepouzdaniji od navedenog.3.1.1. TCP (Transmission Control Protocol)TCP je protokol sa uspostavom veze dizajniran da za podatke koristi nizove bajtova i na taj nain obezbjedi pouzdan prenos podataka u oba smjera. On je kao protokol pogodan za rad na komunikacionim kanalima visoke pouzdanosti (naprimjer UTP i optiki kablovi), a pokazuje slabije performanse na komunikacionim kanalima sa estim oteenjima podataka pri prenosu (naprimjer beina komunikacija). Ovaj protokol je jedan od najee koritenih protokola na transportnom nivou kada su u pitanju sam internet i klasine LAN mree. Koritenjem TCP protokola aplikacija na nekom od hostova umreenog u raunarsku mreu kreira virtuelnu konekciju prema drugom hostu te putem te iste konekcije se prenose podaci. Iz ovog razloga TCP protokol se naziva jo spojni protokol to je suprotnost od bezspojnih protokola kao to je UDP. Ono to je obeanje u vezi TCP protokola jeste pouzdana isporuka podataka u kontrolisanom redoslijedu od poiljaoca do primatelja. TCP podrava neke od najee koritenih aplikacijskih protokola na internetu kao to su HTTP, SMTP, i TELNET.

3.1.2. IP (Internet Protocol)Internet Protokol ija je skraenica IP, je mreni protokol za vrenje prenosa podataka koji koriste raunari koji alju podatke i raunari kojima se podaci alju. Drugi nain na koji se Internet protokol moe objasniti je da je to mreni protokol za uspostavu podatkovne komunikacije preko odreene raunarske mree. Podaci u IP mrei su podijeljeni u dijelove, a ti dijelovi se zovu paketi, a esto se susreu i pod imenom datagrami. Specifina injenica koja je usko vezana sa IP mreama jeste ta da prilikom slanja nekog paketa od poiljaoca do primaoca nema ve unapred odreene dionice ili puta kojim bi se podaci mogli slati, tako da u tom smislu mi govorimo o IP mrei kao paketskoj mrei. IP protokol osigurava relativno nepouzdanu uslugu prenosa podataka, i esto se susree neto kao napomena koja nam kae da niko ne garantuje da e poslani paket zaista doi do odredita nakon to je poslan. I paket se u procesu prenosa moe mijenjanti, odnosno moe se mijenjati redoslijed paketa u odnosu na prvobitno stanje, ali takoe postoje sluajevi kada se odreeni paketi dupliciraju ili pak se mogu potpuno izgubiti. Upravo zbog ove nepouzdanosti, Internet protokol je poprilino jednostavan protokol. To zapravo znai da se lahko moe implementirati na raunare svih vrsta, pa i onih sa malom procesorskom moi i male koliine memorije.

3.2. FTP protokolFTP ili File Transfer Protokol je protokol namjenjen razmjeni podataka izmeu raunara koji imaju podrku od strane prije spomenutog TCP/IP protokola. FTP je klijent-server protokol to znai da se njegova primjena vri putem serverskog programa na serveru i klijentske aplikacije na klijentu.Postoji veliki broj serverskih i klijentskih realizacija za razliite operativne sisteme i uglavnom su besplatne.

Slika 3: FTP prebacuje podatke sa lokalnog sistema u daljinu i obratno

Osnovni ciljevi FTP protokola su: Omoguavanje razmjene podataka izmeu raunara, Omoguavanje indirektnog koritenja udaljenih raunara, Zatita korisnika od razliitih varijacija kod skladitenja podataka na razliitim sistemima, Pouzdan i efikasan prenos podataka,

Osnovne mane FTP protokola su: Pristupne lozinke i sadraj podataka se mreom prenosi u izvornom obliku to ga ini nebezbjednim, Za svaku operaciju (povezivanje, preuzimanje podataka, listanje sadraja, postavljanje podataka) se koristi zasebna TCP/IP konekcija to moe izazvati probleme ukoliko se prenos obavlja posredstvom raunara sa firewall. Postoji mogunost uznemiravanja tri raunara pri odreenim zahtjevima preko proxy servera. FTP je veoma latentan protokol usljed velikog broja komandi potrebnih za iniciranje transfera. Ne postoji ugraena mogunost provjere integriteta preneenog podatka tako da se ovo najee obavlja zasebno.

3.3. SMTP protokolElektronska pota postoji od samog poetka interneta i u njegovim najranijim danima predstavljala je njegovu najpopularnije aplikaciju (Segaller 1998). Kako su godine prolazile, elektronska pota je sve vie postala razvijenija, postajala sve monija i taj trend se zadrao sve do danas kada je ona i dalje jednog od nekoliko najpopularnijih aplikacije interneta. Ali, pitanje koje sebi sigurno postavljate jeste zato spominjemo elektronsku potu ukoliko je pria trebala bude o SMTP protokolu? To je zato to prenos elektronske pote internetom ne bi mogao biti realiziran da ovog protokola nema.SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) je osnovni protokol aplikacijskog sloja za internetsku elektronsku potu. Prilikom prenosa pote od poiljaoevog do primaoevog potanskog servera, ovaj protokol koristi uslugu pouzdanog transfera podataka, ve pomenutog TCP/IP.Poput veine protokola aplikacijskog sloja, protokol SMTP ima dvije strane, klijentsku, koja se izvrava na serveru za elektronsku potu poiljaoca i serversku koja se izvrava na serveru za elektronsku potu primaoca. I klijentska i serverska strana ovog protokola izvravaju se na svakom serveru. Kada neki server za elektronsku potu alje poruke drugim serverima, on se ponaa kao SMTP klijent. Nasuprot tome, kada isti taj server prima poruke od drugih servera i ponaa se kao SMTP server. Protokol SMTP se smatra sri internet elektronske pote i kao to je ve pomenuto on prenosi poruke izmeu poiljaoca. Ovaj mail protokol je dosta stariji od HTTP protokola i originalni dokument RFC datira jo iz 1982. godine, ali se sam SMTP pojavio znatno ranije.Da bi najlake ilustrovali nain rada ovog fenomenalnog protokola, prei e se jedan uobiajen scenario, pretpostavimo da u ovom imamo dva lika Alisu i Boba i oni izmeu sebe alju jednu jednostavnu ASCII poruku.

Slika 4: Prenos poruke preko SMTP protokola izmeu Alise i Boba

1. Alisa aktivira svog korisnikog agenta za elektronsku potu, upisuje Bobovu adresu, sastavlja poruku i zatim nalae korisnikom agentu da je poalje,2. Alisin korisniki agent alje poruku njenom serveru za elektronsku potu na kome se ona smjeta u red za poruke,3. Kada klijentska strana protokola SMTP koja se izvrava na Alisinom serveru za e-potu uoi ovu poruku, ona uspostavlja TCP konekciju sa serverskom stranom protokola SMTP koja se izvrava na Bobovom serveru,4. Nakon inicijalnog SMTP rukovanja (sinhronizovanja), klijentska strana protokola SMTP alje Alisinu poruku TCP konekcijom,5. Na Bobovom serveru za e-potu, serverska strana protokola SMTP prima poruku koju Bobov server zatim smjeta u Bobovo potansko sandue.6. Bob pokree svog korisnikog agenta ona kada on eli da proita svoju pristiglu potu.

3.4. Telnet protokolTelnet (TELetype NETwork) je mreni protokol koji je unutar IP grupe protokola na internetu ili pak lokalnim mreama koji korisniku omoguava da se sa svog raunara pomou istoimenog interaktivnog klijentskog programa spoji na fiziki udaljeni server i na njemu izvrava neke operacije.Taj server koji jo nazivamo i udaljeni raunar, uglavnom radi pomou nekog od UNIX operativnih sistema. Za pristup udaljenom raunaru korisnik mora na njemu imati korisniki raun.Kada se korisnik pomou specijalizovanog programa za koritenje Telnet usluga (telnet client) spoji na udaljeni raunar, njegov lokalni raunar slui za unos naredbi koje se izvravaju na udaljenom raunaru, a na monitoru se ispisuje ono to se dogaa na udaljenom raunaru. Zapravo u telnet programu se radi kao da se na udaljeni raunar prikljui vlastita tastura i monitor.Telnet je kao jedna od usluga interneta bio jako popularan prije razvoja dananjih osobih raunara. Tada se nekom serveru pristupalo preko terminala radi koritenja programa koji su na njemu bili instalirani, naprimjer, za itanje i pisanje e-pote, za praenje grupa, za pristup raznim bazama podataka i tako dalje.Telnet je tekstualna usluga bez ikakvih grafikih elemenata. Danas usluge telneta koriste uglavnom administratori raunara kako bi pristupili funkcijama za konfigurisanje i odravanje servera.

Slika 5: Princip rada Telnet protokola

3.5. HTTP protokolHyperText Transfer Protocol ili HTTP je osnovni protokol za distribuciju sadraja na internetu. Osnovna funkcionalnost ovog protokola je prenos zahtjeva za HTML dokumentima (od strane klijenta ka serveru) i prenos sadraja HTML dokumenata (od strane servera ka klijentu). Ovaj protokol je aplikativnog sloja. HTTP je protokol koji ne definie stanje konekcije, a to u praksi znai da server ne uva informacije o klijentu nakon obrade zahtjeva istog, to jeste da se za svaki novi zahtjev (od strane istog klijenta ka istom serveru, ak i u istom resursu) ostvaruje potpuno nova veza. Problem je djelimino rijeen uvoenjem takozvanih kolaia ili Cookies, a postoje i alternativni naini rjeavanja kod dinamikih stranica.

Slika 6: Princip rada HTTP protokola

Drugi glavni problem kod HTTP protokola je ne posjedovanje nikakvih sistema zatite podataka koji se njime prenose. Ovaj problem je rjeen uvoenjem HTTPS protokola, sa istim nazivom uz dodatak Secure.

4. ZAKLJUAKDakle, tema ovog maturskog rada je bila Mreni protokoli. Kao to je od samog uvodnog dijela pomenuto internet je danas sredite, sr informacionih tehnologija koji se doista olakao pristup to god elimo. Kada pomenemo pojam raunarske mree, svi odmah misle da je to internet, dok oni koji ovaj pojam shvataju znaju da je to jedna itava nauna disciplina iza toga. Kroz rad smo mogli izvesti zakljuak da je internet i njegovo koritenje kakvo mi poznajemo ne mogue bez malih skupova pravila koji vrijedno rade u pozadini i koji se nazivaju protokoli. Od poetaka interneta postojali su protokoli, i od tada se veliki broj njih razvio, izumio, usavrio, i njih je toliki broj da za skoro svaku aktivnost ima jedan poseban protokol. Tako naprimjer TCP/IP protokol slui za siguran prenos podataka i garantuje da e svaki paket stii do svoje destinacije i zbog toga je spor, dok ukoliko nam treba brzina i moemo si priutiti da se koji paket i izgubi koristimo UDP protokol koji se automatsku setuje kada pokrenemo na raunarima neki naprimjer Live Streaming. Upravo iz ovog razloga vidimo te vienamjenske protokole koji su kroz cijelu historiju raunara kreirani. Dakle, da rekapituliramo, internet je svjetska globalna mrea svih mrea koja radi na bazi protokola, mreni protokoli su zasluni za onakav rad interneta kakav mi poznajemo i zaista je zanimljivo ekati koliko e se u budunosti ovi protokoli razviti.

LITERATURAKNJGE Prof. Dr. Mladen Veinovi, dipl. In, Uvod u raunarske mree, Univerzitet Signidunum, Beograd 2007. GodinaWEB STRANICE http://mreze7bd.wikispaces.com/Mre%C5%BEni+protokoli,pristup 6.3.2014 http://hr.wikipedia.org/wiki/HTTP, pristup 5.3.2014 http://en.wikipedia.org/wiki/File_Transfer_Protocol, pristup 5.3.2014 http://hr.wikipedia.org/wiki/Telnet, pristup 5.3.2014 http://mreze.layer-x.com/, pristup 4.3. 2014 http://tfotovic.tripod.com/ni_protokoli.htm, pristup 4.3.2014