Raunarske mree

Raunarske mree 2014

Seminarski rad

Tema: Raunarske mree Samedin eovi Raunarske mreeRezime: Seminarski rad je veinom baziran na osnovama o raunarskim mreama.Kroz cijelu prezentaciju bavi se pitanjima :ta su to raunarske mree,za sta slue, koje su to vrste raunarskih mrea,naini povezivanje u mreu itd.Cilj samog rada upravo jeste uvod u pojam raunarske mree, te kako bi korisnici mogli zamislit tu mreu i prestavit sebi nain komunicaranja u raunarskoj mrei.Osim pisanog materijala,sminarski rad sadri i neke slikovite prikaze kako bi ono o emu se pie bilo to jasnije.UvodNekada je raunar prvenstveno sluio za zabavljanje i troenje slobodnog vremena,ali postupkom modernizacije,raunar je dobio jednu drugu osnovnu namjenu,a to je komunikacija.Za takvo neto nam ne slui nita drugo do raunarske mree.Nastanak raunarskih mreaPrenoenje instrukcija izmeu raunskih maina se prvi put desilo 1940. godine kada je George stibitz iskoristio TTY, odnosno tele-mainu za kucanje, pomou koje je poslao instrukcije sa njegovog Model K iz Darthmouth univerziteta u Novom Hampshireu na njegov Complex Number Calculator u New Yorku, te takoe primio ezultate istim putem. Tek 1964.godine istraitelji sa Dartmoutha su izumili glavnu mainu sa dijeljenjim vremenom sa prikljuenim terminalima.Pojam i osnove raunarskih mreaRaunarska mrea je skup dva ili vie meusobno povezanih raunara koji dijele neke resurse (podatke, sklopovlje, programe,...). Za umreavanje vie raunara potreban je poseban hardver, ali softver, te poznavanje naina umreavanja. Umreavanje podrazumijeva ostvarivanje veze u cilju razmjenjivanja resursa, ideja ili informacija izmeu dvije take.

Slika 1.1 Raunarske mreeDa bi se dva ili vie raunara spojili u mreu potrebni su hardwer i softver koji ce usmjeravati podatke izmeu klijenata i servera.

-server-raunar koji prua usluge drugim raunarima u mrei

-klijent-raunar koji koristi usluge servera

U mreni hardwer prije svega spada CROSSOVER kabl koji povezuje raunare u mrei i moe biti duine do 100m.Osim toga neophodno je da svaki raunar u mrei ima mreni adapter,a ako se povezuju vise od 2 PC-a u mreu potreban je i hub ili switch.

Nakon ostarivanja hardwerske veze treba podesiti i softwer. Raunari u mrei mogu biti hardverski povezani a da je komunikacija meu njima nemogua.Da bi veza bila potpuna potrebno je prije svega da svaki raunar u mrei ima jednistveno ime.Zatim se za svaki od raunara mora opredijeliti uloga u mrei a to je klijent i/ili server.Znai svaki od raunara moze biti i klijent i server,zavisno od softverskih podeavanja.

Osim navedenog potrebno je i da raunari koriste isti protokol na kojem se zasniva sama komunikacija meu njima. ISO/OSI referntni model

Model je apstraktni opis veza i relacija koje postoje meu entitetima u nekom sustavu. To je osnova za dizajn i implementaciju stvarnog sustava. Kada kaemo da je neki model "referentni" to znai da ostale, konkretne modele tj. njihove implementacije usporeujemo i usklaujemo s njim. U raunalnim mreama koristi se ISO/OSI referentni model prikazan na slici 1-2.

Slika 1-2: ISO/OSI referentni model

OSI referentni model ima sedam razina. Razina (engl. layer) je skup funkcija koje pruaju usluge razini iznad, a koriste usluge razine ispod. Razine su dizajnirane tako da promjene na jednoj razini ne zahtjevaju promjene na ostalim razinama. Razine ISO/OSI referentnog modela i njihove funkcije su: Fizika razina (engl. physical layer)

Razina podatkovne veze (engl. data-link layer)

Mrena razina (engl. network layer)

Aplikacijska razina (engl. application layer)

Sjednika razina (engl. session layer)

Prezentacijska razina (engl. presentation layer)

Prijenosna razina (engl. transport layer)

Komunikacijski protokol je skup odreenih pravila za razmjenu informacija izmeu dva raunara,programa,kamere i sl. na mrei koji ukljuuje sintaksu informacije, semantiku informacije te pravila za razmjenu informacije. Mreni protokoli su ujedno i najvaniji elementi jedne raunarske mree. Danas najpopularniji protokol za LAN mree je Ethernet (koji ujedno definie i ostale stvari kao to su signaliranje i formate paketa), i skoro da ima prevlast u raunarstvu. Za globalnu WAN mreu Internet se u najveoj mjeri koristi Internet protokol (TCP/IP). Najpoznatiji protokoli:

TCP/IP

Bluetooth

Ethernet

FDDI

IEEE 1394 (FireWire, iLink)

Frame relay

IEEE 802.11

IPX

Point-to-Point

TCP

Token Ring

UDPTCP/IP protokol

Poeci TCP/IP protokola seu u 1969. godinu kada je istraivaki odjel Ministarstva obrane SAD (DARPA - Defense Advanced Research Projects Agency) pokrenuo projekt uspostave eksperimentalne mree s prospajanjem paketa nazvane ARPANET, ija je namjena bila znanstvenicima koji su radili za ministarstvo obrane, omoguiti komunikaciju s kolegama u drugim amerikim gradovima.

1975. ARPANET je prestao biti eksperimentalna mrea. TCP/IP arhitektura usvojena je kao vojni standard 1983. Koritenje tog standarda bio je preduvjet za spajanje na ARPANET mreu. ARPANET je pretea dananjeg interneta.Internet je je svjetski javno dostupan sustav meusobno povezanih raunalnih mrea za prijenos podataka baziran na prospajanju paketa i standardiziranom internet protokolu (IP). Sastavljen je od manjih komercijalnih, akademskih i dravnih mrea. Prenosi razliite informacije i prua razliite usluge kao to su elektronika pota, pristup web stranicama i drugim dokumentima na world wide web-u.TCP/IP arhitektura je najraireniji standard na internetu zbog pogodnosti koje je jedini u danom trenutku nudio.Razine TCP/IP arhitekture prikazane su na slici 1-3.

Slika 1-3: Razine TCP/IP arhitekture

Funkcije razina TCP/IP arhitekture su:

Razina pristupa mrei osigurava ureaju pristup zajednikom mediju. Obuhvaa funkcije fizike razine i razine podatkovne veze OSI referentnog modela.

Internet razina obuhvaa funkcije mrene razine OSI referentnog modela. Primarni protokol internet razine je IP protokol. O njemu e biti rijei u poglavlju 3.1.

Prijenosna razina je ekvivalentna prijenosnoj razini OSI referentnog modela. Vaniji protokoli prijenosne razine su TCP (Transmission Control Protocol) i UDP (User Datagram Protocol) o njima e biti govora u poglavlju 4.Aplikacijska razina obuhvaa sjedniku, prezentacijsku i aplikacijsku razinu OSI referentnog modela. Aplikacija je bilo koji proces koji se dogaa iznad prijenosne razine TCP/IP komunikacijske arhitekture. Neki od aplikacijskih protokola su: SMTP, HTTP, FTP, DNS itd. Poglavlje 5 govori o aplikacijskoj razini.Slika 1-4 prikazuje odnos OSI referentnog modela i TCP/IP arhitekture.

Podjela raunarskih mrea

-Local area network (LAN) je mrea visoke brzine koja pokriva relativno malu geografsku povrinu. Najee umreava radne stranice,raunare,printere servere i ostale ureaje. Lokalne raunarske mree rade na brzinama od 10 Mb/s, 100 Mb/s, imaju malo kanjenje (mikrosekunde ili nanosekunde). Novije mree rade na brzinama do 10 Gb/s. Najei mrene tehnologije koji se koriste su Enthernet,Token Ring,Frame Relay te FDDI. -Wide area network (WAN) -pokriva relativno veliku geografsku povrinu. To je mrea ija komunikacijska infrastruktura prelazi granice grada, regije ili drave., a najpoznatija WAN mrea je upravo Internet. Razmjenjivanje podataka u ovim mreama se najee vri preko telefonskih kablova..

-Personal area network (PAN) je jo vie geografski ograniena na samo nekoliko metara razdaljine. Najee se radi o komunikaciji izmeu manjih ureaja sa raunarom ili izmeu samih raunara koji su blizu jedan drugome. Npr. beina mrea koja povezuje tipkovnicu, mi ili pisa s raunalom. Drugi primjer ovakve mree su bluetooth ureaji.-Metropolitan Area Network (MAN) mrea koja pokriva vea podruja od LAN mree (nekoliko kvartova, grad ili nekoliko gradova), povezuje razliite LAN mree. Veinom je odravana od strane neke tvrtke, a koristi ju mnogo korisnika. Doseg MAN mree je obino do 50 km.Vrste raunarskih mrea

Postoji vie vrsta mrea, a svaka definiemrene protokole koji su skup pravila za prikaz, signaliranje, provjeravanje, podataka koji su potrebni za slanje informacije preko neke mree. Neke od najpoznatiji i onih koje su najvie u upotrebi su:

Ethernet je mrena tehnologija za LAN mree, temeljena na frame nainu rada. To znai da se podaci alju u paketima koji su prilagoeni za slanje preko raunarske mree. Definira umreavanje i signaliranje za fiziki sloj, te frame formate i protokole za MAC, odnosno podatkovni sloj OSI modela. Ethernet definie i protokole pomou kojih se vri prijenos podataka u mrei. Ethernet, poznat i pod imenom IEEE 802.3, je postao najrasprostranjeniji standard za raunarske mree koji se poeo uzdizati ranih 1990-tih pa sve do danas gdje dri primat te je skoro u potpunosti zamjenio ostale mrene tehnologije za LAN mree kao to su Token Ring ili FDDI.

FDDI je razvijen kao potreba za pouzdaniji i bri prijenos podataka preko raunarskih mrea. Fiber Distributed Data Interface je skup ANSI protokola za slanje digitalnih podataka preko optikog vlakna i rijee bakrenih ica. FDDI mree su token mree te podravaju brzine do 100 Mbps. FDDI mree su obino osnova WAN mrea.

Token Ring je vrsta mree koja je ematski poredana u krug. Token Ring je usko vezan za IEEE 802.5 specifikaciju jer je nastala iz Token Ring tehnologije (koju je razvio IBM), zbog identinosti i zanemarljivih razlika termin Token Ring obino obuhvaa i IEEE specifikaciju.

Frame relay je sinhronizovana mrea temeljena na HDLC protokolu. Podaci se alju u HDLC paketima. Frame relay se obino iskoritava za ovijanje podataka izmeu lokalnih (LAN) I irokopojasnih (WAN) mrea

WI-FI je beini nain umreavanja raunara gdje se podaci imeu dva ili vie raunara prenose pomou radio frekvencija (RF) i odgovarajuih antena. Najee se koristi u LAN mreama (WLAN), dok se u posljednje vrijeme sve vie nudi i beini pristup WAN mrei

Topologija mree

Topologija raunarskih mrea je geometrijski raspored umreenih raunara. Postoje dvije vrste topologije mree, to su: Fizika topologija Pokazuje na koji su nain fiziki povezani vorovi mree (slika 2-1)

Logika topologija Govori o nainu na koji se prostire signal izmeu vorova mree (ova topologija se nekada naziva i signalna topologija)

Najee topologije su: prstenasta, razgranata, magistralna, i zvjezdasta topologija.U dananjim LAN mreama koristi se fizika topologija stabla, a logika topologija sabirnice.

Slika 1-5: Fizike topologije mrea

Kod projektiranja raunarskih mrea moramo predvidjeti mogua proirenja mree, dizajnirati mreu tako da manja promjena ili rjeavanje problema jednog korisnika ne utjee na cijeli sustav. Zbog toga se koristi hijerarhijski model koji ima tri razine prospajanja prometa: Razina jezgre mree

Distribucijska razina

Razina pristupa

Hijerarhijski model prospajanja ima strukturu prikazanu na slici 2-2.

Slika 1-6: Hijerarhijski model prospajanja

Mrena oprema

Osnovna podjela opreme koja se koristi u raunarskim mreama je podjela na pasivnu i aktivnu mrenu opremu.

Aktivna oprema su svi elektroniki ureaji koji prihvaaju i distribuiraju promet unutar raunarskih mrea tj. imaju memoriju i procesor (mrena kartica, prospojnik, usmjernik,...), a pasivna oprema je sustav vodova (optika i bakar) koji slui za povezivanje aktivne mrene opreme.

Neki od osnovnih dijelova mrene opreme su:

Mrena kartica (engl. Network Interface Card - NIC) je ureaj kojim se raunar spaja na mreu. Radi na razini pristupa mrei, dakle fizikoj razini i razini podatkovne veze OSI referentnog modela. Najee se ugrauje u PCI utore (Peripheral Component Interconnect) ili PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) utore koji su najee koriteni na prijenosnim raunarima. Svaka mrena kartica ima svoju jedinstvenu MAC adresu. Kartica ima prikljuak za UTP konektor mrenog kabela.

Arhitektura mrene kartice prikazana je na slici 1-7.

Slika 1-7: Arhitektura mrene kartice

Slika 1-8:Prikaz povezivanja dviju mrenih kartica

Prospojnik (engl. switch) je aktivni mreni ureaj koji radi na razini podatkovne veze OSI referentnog modela. Njegova osnovna funkcija je prospajati okvire primljene na jednom prikljuku (engl. port) samo na onaj prikljuak gdje se nalazi odredite okvira. Ovakvo filtriranje prometa prospojnik radi po MAC adresi odredita iz zaglavlja okvira.

Da bi prospojnik mogao prospajati okvire mora izgraditi tablicu prospajanja. Tablica prospajanja (engl. switching table) sadri parove (MAC adresa, broj prikljuka). Postupak izgradnje tablice prospajanja je sljedei: Kada prospojnik primi okvir koji treba proslijediti, pogleda izvorinu MAC adresu okvira, ako u tablici prospajanja do tada nije postojala ta adresa napravi par (Izvorini prikljuak, MAC adresa). Nakon toga provjeri postoji li odredina MAC adresa u tablici prospajanja te ako postoji, proslijedi okvir na odgovarajui prikljuak. Ako MAC adresa odredita ne postoji u tablici, okvir proslijedi na sve prikljuke osim na onaj s kojeg je doao (radi se razailjanje okvira). Prospojnik razailja okvire na sve svoje prikljuke dok ne popuni tablicu prospajanja.

Slika 1-9:SwitchUsmjernik (engl. router) je aktivni mreni ureaj koji radi na mrenoj razini OSI referentnog modela. Osnovne funkcije usmjernika su:

Prosljeivanje paketa iz jedne u drugu mreu (engl. forwarding)

Odreivanje najboljih puteva paketa kroz mreu (engl. routing).

Kad usmjernik na jednom od svojih suelja primi paket, na temelju odredine IP adrese upisane u zaglavlje paketa i tablice usmjeravanja donosi odluku na koje e suelje proslijediti paket. Paralelno s procesom prosljeivanja paketa svaki usmjernik izraunava najbolje puteve paketa kroz mreu pomou algoritama usmjeravanja, odnosno koristei usmjerivake protokole.

Arhitektura usmjernika prikazana je na slici 1-10.

Slika 1-10: Arhitektura usmjernika

IP adresa

IP adresa se koristi za adresiranje na internet razini TCP/IP arhitekture, To je jedinstvena adresa svakog ureaja spojenog na mreu, preciznije reeno svakog mrenog suelja na mrei. Treba napomenuti da e ureaji koji imaju vie suelja prema mrei, tj. vie mrenih kartica, imati jednu IP adresu za svako suelje.

IP adresa, kod IPv4 protokola je veliine 32 bita tj. etiri okteta i sastoji se od dva dijela:

Adrese mree (engl. network adress) - Identificira podmreu

Adrese raunara (engl. host address) - Identificira raunar unutar podmree.

Zapisuje se kao etiri broja u decimalnom obliku meusobno odvojena tokama:

N.N.N.N

gdje je svaki broj N decimalni broj veliine jednog okteta kada se zapie binarno i moe imati decimalnu vrijednosti u granicama od 0 do 255. Znaenje svakog broja i svakog bita unutar binarnog broja ovisi o klasi mree. Prvi broj uvijek pripada adresi mree. Najznaajniji bitovi prvog broja odreuju mrenu klasu IP adrese, a time je odreeno i koji dio cijele IP adrese ini adresu mree, a koji adresu raunara. Adrese raunara dodjeljuju se lokalno, a dodjeljuje ih administrator mree.

Primjer IP adrese u decimalnom obliku:

192.168.1.30

u binarnom obliku adresa izgleda ovako:

11000000 10101000 00000001 00011110Osim javnih adresa koje su vidljive na internetu postoje i privatne IP adrese koje se koriste za komunikaciju unutar jednog autonomnog sustava i nisu vidljive na internetu. Primjenom privatnih IP adresa unutarnja mrea moe biti vidljiva na internetu samo preko jedne javne IP adrese, ime se poveava sigurnost mree i smanjuje potronja javnih IP adresa. Rother-i na internetu odbacuju sve pakete s privatnim IP adresama.

Literatura-http://mreze.layer-x.com/-http://bs.wikipedia.org/wiki/Raunarske_mree

-predavanja i prezentacije s predavanja v.as.dr. Samir Leme

Sadraj:

1Raunarske mree

1Uvod

1Nastanak raunarskih mrea

2Pojam i osnove raunarskih mrea

3ISO/OSI referntni model

4TCP/IP protokol

6Podjela raunarskih mrea

6Vrste raunarskih mrea

7Topologija mree

8Mrena oprema

11IP adresa

12Literatura