ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 61

6. РАЧУНАРСКЕ МРЕЖЕ

У данашњим телекомуникацијама за пренос говора и података све већу улогу имају

приступне мреже које у свом систему обухватају могућности и предности рачунара у одно-

су на досада коришћене уређаје. Већи број рачунара повезаних жичним или бежичним пу-

тем на основу одређених протокола, а у различитим конфигурацијама (топологијама) пред-

ставља рачунарску мрежу.

6.1. ПОДЕЛА РАЧУНАРСКИХ МРЕЖА ПРЕМА ТОПОЛОГИЈИ

Мрежне топологије су начини, врсте и структуре повезивања рачунарских мрежних еле-

мената у разне тополошке мапе. Оно што су у топологији гране у рачунарској топологији

су комуникациони канали, односно углавном се односи на везе, ожичење, мада се може

односити и на логичке везе. Тополошки чворови су чворови рачунарске топологије, рецимо

чворови локалне рачунарске мреже.

Топологија је у одређеној мери повезана са врстом каблова који се користе и представља

одређени модел. Углавном, то су оптички или бакарни каблови, а међу бакарним коакси-

јални или каблови са упреденим парицама. Такође, топологија је повезана и са мрежном

архитектуром. У многим случајевима мреже су хибрид различитих топологија. Топологије

се могу поделити на три начина:

- сигналне топологије;

- логичке топологије и

- физичке топологије.

6.1.1. Сигналне топологије

У овој топологији врши се мапирање стварних веза између чворова мреже, а у њима је

видљив пут којим се сигнали расподељују између чворова. Појам "сигнална топологија" се

често користи као синоним за "логичка топологија". Међутим, може доћи до извесних

забуна у одређеним ситуацијама у пракси, јер, по дефиницији, термин "логичка топологија"

се односи на пут који подаци заузимају између чворова у мрежи, док се термин "сигнална

топологија" углавном односи на стварни пут којим се сигнал (нпр. оптички, електрични,

електромагнетни итд) преноси између чворова.

6.1.2. Логичке топологије

Логичка топологија, за разлику од "физичке", је начин на који сигнали делују на мрежи,

или начин на који се подаци преносе кроз мрежу од једног до другог уређаја, без обзира на

физичку повезаност уређаја. Самим тим, логичка топологија мреже није нужно исто што и

његова физичка топологија. На пример, упредена парица Етернета је логичка топологија

магистрале на физичком нивоу топологије звезде. Иако је IBM-ов Token Ring логичка пр-

стенаста топологија, физички је постављен у топологију звезде.

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 62

Класификација логичких мрежних топологија углавном следи исте топологије као што су

оне у класификацији физичких мрежних топологија, а пут који подаци пролазе између чво-

рова користи се за одређивање топологије, за разлику од стварних физичких веза које се

користе за одређивање топологије. При томе треба имати у виду да:

- Логичке топологије су често блиско повезане са МАС методама и протоколима;

- Логичке топологије су углавном одређене мрежним протоколима уместо да буду од-

ређене физичким распоредом каблова, проводника и мрежним уређајима или прото-

ком електричних сигнала, мада се у многим случајевима путеви који електрични си-

гнали пролазе између чворова могу подударати са логичким током података, због

чега се термини "логичка топологија" и "сигнална топологија" мешају;

- Логичке топологије су у стању да се динамички реконфигуришу посебним врстама

опреме, као што су рутери и свичеви.

6.1.3. Физичке топологије

Ове топологије говоре о начину мапирања чворова у мрежи и физичким везама између

њих, тј. о распореду жица, каблова, локацијама чворова, као и међусобним везама између

чворова и каблирању или ожичавању система. Користе се топологије у облику магистрале,

звезде, прстена, стабла и мрежаста, као и њихове комбинације.

Топологија магистрале (bus)

Магистрала или сабирница (слика 30.) је главни вод који представља кичму мреже и дуж

кога су повезани рачунари у одређеним размацима. Магистрала је јединствени комуника-

циони канал којим се обавља саобраћај и заједнички је свим чворовима. Ова топологија се

сматра пасивном јер рачунари повезани на магистралу са-

мо ослушкују шта се дешава на њој. Кад посредством мре-

жне картице примете да су подаци на магистрали упућени

њима, прихватају их. Кад је рачунар спреман за предају

података, он се прво увери да ни један рачунар не шаље

податке на магистралу, па тек онда шаље своје податке у

пакету информација. Код овог типа топологије најчешће

се користе каблови са Т-конектором.

Иако се може употребити велики број врста каблова у локалним мрежама, бакарни коак-

сијални кабл (танки и дебели) је стандард. Највећи број мрежних картица је раније имао

овакав прикључак. Овај модел топологије има велики недостатак да се услед прекида на

каблу прекида саобраћај у целој мрежи. Поред тога лабави конектор, кратак спој или одвр-

нути терминатор доводи до прекида. Још један чест проблем је да се логички квар неке

картице која почиње да се понаша као да стално емитује податке огледа у томе да се цела

мрежа блокира и чека да се покварена картица искључи. Овакви проблеми су изазвали да

ова топологија изгуби популарност у пракси.

Слика 30.-Топологија магистрале

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 63

Топологија звезде (star)

У топологији звезде (слика 31.) мрежни рачунари су повезани са централним уређајем за

повезивање (хабом). Сваки рачунар је повезан посебним каблом на прикључак хаба. Мреже

са овим моделом топологије користе исту технику за приступ и слање података као и у то-

пологији магистрале. Овакве мреже се лако проширују због тога што је сваки рачунар на

мрежни хаб прикључен посебним каблом. Једино ограничење кад је у питању број прикљу-

чака је број прикључака на хабу, мада се и сами хабови могу

прикључити у облик звезде. Недостаци ове мреже виде се у по-

требним кабловима који су потребни за сваки рачунар у мрежи.

Куповина додатних хабова такође додатно повећава трошкове

постављања мреже ове топологије. Проширивање мреже врши

се неометано по друге кориснике мреже. Такође, ако један ра-

чунар откаже, остали рачунари без обзира на то, настављају да

комуницирају међусобно. Најосетљивија тачка ове топологије

је хаб као централни разводник.

Слика 31.-Топологија звезде

Топологија прстена (ring)

Топологија у којој су рачунари повезани проводницима један за другим, и чине физички

круг назива се топологија прстена (слика 32.). Информације путују проводницима у једном

смеру. Ра-чунари на мрежи реемитују пакете, односно примају пакете, а затим их шаљу

следећем рачунару у мрежи. Ова топологија се сматра активном зато што рачунари у мре-

жи шаљу „жетон" (token) дуж прстена. Тoken је посебна врста података. Ако неки рачунар у

мрежи хоће да пошаље податке, мора сачекати да на њега дође

ред (да до њега дође token), и да их онда тек пошаље. На овај на-

чин ради IBМ-ова мрежна архитектура Тoken Ring. Откривање

кварова на овој мрежи је отежано јер отказ једног рачунара пре-

кида проток података у целој мрежи. Такође, додавање или укла-

њање једног рачунара прекида рад целе мреже. Ова топологија је

доста скупа и може се наћи само у великим предузећима. Једна

варијација ове топологије се користи у оптичким мрежама када

се користе двоструке везе, двоструки прстен. Ово омогу-ћава да

се чак и у случају прекида може пронаћи алтернативни

пут и очувати функционисање мреже.

Топологија стабла (tree)

Топологија стабла (слика 33.) се користи при испоручивању услуга кабловске телевизије.

Предност: мрежу је лако проширити једноставним додавањем још једне гране, па је тако

изоловање грашака релативно лако. Недостаци: Ако корен постане неисправан, цела мрежа

постане неисправна. Ако било која разводна кутија постане неисправна, све гране са те

Слика 32.-Топологија прстена

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 64

разводне кутије постају неисправне. Приступ постаје проблем ако цело уређење постане

сувише велико.

Слика 33.-Топологија стабла

Топологија мреже (mesh)

Мрежаста топологија је посебна врста везе од тачке до тачке (поинт-то-поинт) у којој по-

стоје најмање две директне путање до сваке тачке. Строжа дефиниција мрежасте топологи-

је захтева да сваки чвор буде директно повезан са свим осталим чворовима. Користе се две

врсте: потпуно (слика 34.а) и делимично (слика 34.б) повезане. Предност мрежасте тополо-

гије огледа се у сигурности веза, јер уколико дође до квара на једном делу, веза се успоста-

вља другим путем. Недостатак је велики број потребних каблова за повезивање у мрежу.

a) б)

Слика 34.-Мрежаста топологија: потпуно (а) и делимично (б) повезана

Хибридне топологије

Хибридне мреже користе комбинацију било које две или више топологија на такав начин

да доводи мрежа не испољавају једну од стандардних топологија (нпр. магистрала, звезда,

прстен итд.) На пример, топологија стабла повезана са топологијом стабла је и даље топо-

логија стабла, али две звездасте мреже повезане заједно могу представљати хибридну топо-

логију мреже. Хибридна топологија се увек добија када су повезане две различите основне

мрежне топологије. Два примера хибридних мрежа су: звезда-прстен и звезда-магистрала

мрежа.

Иако су грид мреже наишле на популарност у рачунарству са апликацијама високих

перформанси неки системи су користили генетске алгоритме за пројектовање прилаго-

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 65

ђених мрежа које имају најмања могућа растојања између различитих чворова. Неки од

начина распоређивања су готово несхватљиви, али функционишу сасвим добро.

6.2. НАЧИНИ ПРИСТУПА

У зависности од начина приступа постоји више врста мрежа, а свака дефинише мрежне

протоколе који су скуп правила за приказ, сигнализирање, проверавање података који су

потребни за слање информације преко неке мреже. Неке од најпознатијих и оне које су нај-

више у употреби су:

- Еthernet је мрежна технологија за LAN мреже, темељена на пакетном (frame) начи-

ну рада. То значи да се подаци шаљу у пакетима који су прилагођени за слање преко

рачунарске мреже. Дефинише умрежавање и сигнализирање за физички слој, те

frame формате и протоколе за МАC, односно слој података ОSI модела. Етернет де-

финише и протоколе помоћу којих се врши пренос података у мрежи. Етернет, поз-

нат и под именом IЕЕЕ 802.3, је постао најраспрострањенији стандард за рачунарске

мреже који се почео уздизати раних 1990-тих па све до данас где држи примат те је

скоро у потпуности заменио остале мрежне технологије за LAN мреже као што су

Тoken Ring, ARCNET или FDDI.

- FDDI је развијен као потреба за поузданији и бржи пренос података преко рачунар-

ских мрежа. Fiber Distributed Data Interface је скуп ANSI протокола за слање диги-

талних података преко оптичког влакна и, ређе, бакaрних жица. FDDI мреже су

token мреже те подржавају брзине до 100 Мbit/a. FDDI мреже су обично основа

WАN мрежа.

- Тоken Ring је врста мреже која је шематски поредана у круг (прстен). Тоkon Ring је

уско везан за IЕЕЕ 802.5 спецификацију јер је настала из Тоken Ring технологије (ко-

ју је развио IBМ), а због идентичности и занемарљивих разлика термин Тоken Ring

обично обухвата и IЕЕЕ спецификацију.

- Framе relay је синхронизована мрежа темељена на HDLC протоколу. Подаци се

шаљу у HDLC пакетима. Frame relay се обично искориштава за одвијање саобраћаја

података између локалних (LAN) и широкопојасних (WАN) мрежа.

- Wi-Fi је бежични начин умрежавања рачунара где се подаци имеђу два или више

рачунара преносе помоћу радио фреквенција (RF) и одговарајућих антена. Најчешће

се користи у LAN мрежама (WLAN), док се у последње време све више нуди и бе-

жични приступ WАN мрежи.

6.2.1. Тоken Ring

Тоken Ring је IBM-ова мрежа која је развијана 1970-тих те представљена раних 1980-тих

година. Као што је већ наведено, Тоken Ring је врста мреже која је шематски поредана у

прстен и уско је везана за IЕЕЕ 802.5 спецификацију.

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 66

Користи звездасту топологију са свим рачунарима прикљученим на МSАU (multistation

acces unit) уређај. Рачунари су прикључени директно на МSАU, "patch" каблови спајају

МSАU на други МSАU, док "lobe" каблови спајају МSАU са рачунарима. За разлику од

CSМА/CD мрежа, као што је Етернет, Тоken мреже су предодређене, што значи да су у мо-

гућности израчунати максимално време које ће проћи пре него што ће рачунар бити у мо-

гућности да врши мрежне активности. То чини Тоken мреже савршене за апликације за које

одгађање мора бити предвидљиво. Брзина Тоken Ring мреже се кретала од почетних 4 Мb/s,

па све до данашњих 1 Gbit/s. Испочетка Тоken Ring је био у предности над Етернетом, ну-

дио је већу брзину и бољу поузадност, но представљањем switch-ева Етернет мрежа је на

крају ипак преовладала тако да Тоken Ring мреже данас нису превише распрострањене.

6.2.2. Етернет (Еthernet)

Дакле, Етернет (IЕЕЕ 802.3) је мрежна технологија за LAN мреже, темељена на frame на-

чину рада. То значи да се подаци шаљу у пакетима који су прилагођени за слање преко

рачунарске мреже. Дефинише и умрежавање и сигнализирање за физички слој, те frаmе

формате и протоколе за МАC, односно слој података OSI модела.

Етернет мрежа је први пут тестирана, односно створена 1973. године на Xеrоx Palo Аltо

истраживачком центру (PARC), где је Боб Меткалф (Bob Metcalfe) први пут стварно испро-

бао умрежавање Алтро рачунара и принтера. Брзина те мреже је била око 3 Мbps. Уз то, ос-

мислио је начин умрежавања рачунара где ће сви рачунари делити један кабл преко којег

ће добијати информације у зависности од потребе. То значи, ако је рачунар прикључен на

кабл, он има могућност комуникације са другим прикљученим рачунаром.

6.2.2.1. Принцип рада

Етернет се састоји од три дела:

- Физичког медија преко којег путују информације у рачунарској мрежи (UTP кабл итд.)

- Протокола, односно скупа правила за контролу приступа на медију

- Етернет пакета у којима се преносе подаци који су уствари групе битова организованих у

поља

Да би рачунари у мрежи радили потребно је да сви разумeју исти протокол (сет правила

за стварање пакета података), односно да раде по његовим правилима. Етернет протокол

одређује да сваки пакет заврши на задатој адреси, пошто по пропису Етернета сваки пакет

података мора имати адресу одредишта и адресу извора. Сваки рачунар у Етернет мрежи

има 48-битни кључ познат као МАС адреса чији је главни задатак осигуравање различите

адресе за рачунар у мрежи. МАС адреса се још зове и хардверска адреса која је уникатна за

сваки произведени Етернет уређај. Уређај преко којег рачунар прикључен на Етернет мре-

жу прима податке назива се мрежна картица, која се најчешће налази у саставу једне оби-

чне матичне плоче. У једној Етернет мрежи не постоји централни надзор, те су сви кори-

сници једнаки. То значи да сви деле пропусност мреже тако да ниједан корисник у мрежи

не може заузети читав медиј само за себе. Пошто се подаци у Етернет мрежи шаљу сериј-

ски у мањим пакетима велика је могућност да у исто време два или више корисника шаљу

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 67

неки податак на истој мрежи. Да би се десило слање података рачунар мора проверити

медиј, па тек када установи да је слободан почиње пренос неког податка. Тај механизам

контроле назива се МАС (Меdium Acces Control) док се он темељи на CSМА/CD (Carrier

Sense Multiple Аccess with Collision Detection) протоколу. Он се брине за равноправно стање

у једној рачунарској мрежи, али се брине и за спречавање сукоба који се могу десити ако

рачунари у мрежи у исто време установе да је медиј слободан. Тада CSМА/CD механизам

зауставља слање пакета те га одгађа за поновно слање, које се практично догоди у микросе-

кундама због чега корисник то и не примети. Но, ако се којим случајем пакет 16 пута одби-

је због заузетости онда се корисник обавести о насталој грешци на мрежи, док он може тек

касније покушати слање податка.

За умрежавање Етернет мрежа највише се користи UTP (Cat-5) кабл који је потиснуо ра-

није коришћени коаксијални и АUI кабл. Опрема за Етернет мреже је веома јефтина, јер

како је мрежна картица већ обично на матичној плочи све што треба да имамо су UTP ка-

блови и по потреби (ако се ради о већим мрежама) мрежне switch-еве или hub-ове. Брзине

се крећу од 10, најчешће 100 Мbit/s, док се у последње време све чешће промовише брзина

од 1 Gbit/s.

6.2.2.2. Етернет умрежавање

Етернет умрежавање је веома јефтино, али за веће мреже захтева додатне уређаје и каб-

лове. За умрежавање два рачунара у етернету је потребан само један, али прилагођени Cat -

5 кабл (crossover) који ће директно спојити два рачунара који садрже мрежне картице.

За веће мреже су нам потребни Hub или Switch, помоћу којих можемо стално надограђи-

вати мрежу са више рачунара. Помоћу switch-ева омогућен је full-duplex мод Етернет мре-

жа, што значи да више корисника одједном може слати или примати податке. Брзина Етер-

нет мрежа је обично 100Мb/s, иако постоје и мрежне картице које могу преносити само 10

мегабита у секунди, али се оне полако замењују, чак и са најновијим стандардом који има

брзину од 1 Гигабита у секунди (Гигабитни Етернет). Етернет се користи у LAN мрежама

којима је потребна велика брзина преноса података. Уз помоћ switch-ева, хабова, рутера и

модема могуће је направити веома функционалне мреже где би сви корисници имали при-

ступ интернету. Највећа мана Етернет мрежа лежи у релативној географској ограничено-

сти, а највећи разлог је огра-

ничење једног кабла који

обично не прелази дужину од

100 m. На слици 35. дат је

приказ једне просте етернет

LAN мреже која има и при-

ступ интернету.

Слика 35.-Приказ једноставне Етернет LAN мреже са приступом интернету (WАN мрежа)

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 68

Оптички етернет

Оптички етернет (енгл. Ethernet over optical fiber) је појам који се односи на технологије

етернет протокола локалних рачунарских мрежа, које свој рад заснивају на преносу подата-

ка оптичким путем. Као и код стандардног етернета, рад и спецификације описани су вели-

ким бројем IEEE стандарда. Оптичке етернет мреже изводе се у топологији од тачке до тач-

ке (енгл. point-to-point), звезде или стабла. Као медијум користи се оптички кабл. Оптички

етернет испрва је имао функцију окоснице међу мрежама и дистрибуције података на ве-

ћим удаљеностима, да би падом цена компоненти почео да се користи и у дељењу заједни-

чких ресурса у локалној мрежи, као и у приступу интернету. Оптички етернет до детаља

представља технологију која се користи за пренос сигнала, потом начин како станице при-

ступају датој мрежи, начин сигнализације и кодирања информација и величину и формат

пакета информације који се користи при комуникацији.

Оптичке локалне мреже - Постоји неколико решења за оптичке локалне мреже, која су

стандардизовале различите организације. Основна идеја примене оптичких каблова као ме-

дијума била је повећање брзине преноса података. Различите индустријске групације пред-

ложиле су две нове врсте прстенастих локалних мрежа, заснованих на оптичким каблови-

ма. Једна је названа интерфејс за податке дистрибуиране оптичким влакном FDDI (Fiber

Distributed Data Interface), а друга једноставно оптички канал (енгл. Fibre Channel). Рад са

станицама (рачунарима) код оба система је био доста сложен, тако да се ови системи нису

пробили до нивоа локалних мрежа, већ су се користили само као окосница мреже. Прве

етернет оптичке технологије развијене су управо као окосница мреже, односно за повезива-

ње локалних мрежа у различитим зградама или за повезивање удаљених хабова унутар

исте зграде. Док је данашњи оптички етернет нашао своју примену, како у раду са рачуна-

рима и унутар локалне мреже, тако и MAN и WAN мрежама, а достигао је FDDI и Fibre

Channel у погледу брзине.

FOIRL - Први стандард оптичког етернета је FOIRL (Fiber Optic inter-Repeater Link).

Оригинални DIX Етернет стандард дефинисао је део мреже од тачке до тачке који се мо-

гао користити за повезивање репетитора на већим удаљеностима. Овај стандард није дефи-

нисао никакве спецификације у вези са медијумом. Касније, организација IEEE је унапре-

дила овај стандард и објавила своју верзију 1989. године. Стандард је управо дефинисао

овај систем као окосницу, предвиђен је да повеже удаљене делове етернета на растојањима

до 1 km, а с обзиром да је пренос сигнала оптичким влакном имун на електромагнетне сме-

тње (на пример грмљавину) систем је био идеалан за повезивање репетитора на крајевима

сегмената мрежа у различитим зградама.

Разведен оптички етернет - Док се чекало на нови сет спецификација произвођачи су

направили нове уређаје који су се могли повезати влакном, омогућавајући персоналним

рачунарима приступ мрежи преко FOIRL сегмента. Ове измене су прихваћене и додате у

нови стандард IEEE 802.3ј 1993. године, 10Base-F систем. Систем 10Base-F је систем тех-

нологија етернета путем оптичког кабла, за рад на брзинама од 10Mb/s. Заменио је ориги-

налну FOIRL спецификацију, задржавајући компатибилност са направљеном опремом. Кад

се помене систем 10Base-F, помисли се на једну од његових варијанти 10Base-FL. Макси-

мална дужина сегмента у овом систему је 2000 m (ово растојање се при том односи на ра-

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 69

стојање од чвора до разводника-хаба). Ако би се применила FOIRL опрема та дужина би

била 1000 m. Овај стандард захтева за сваки линк фибер-оптички кабл 62.5/125 μm (језгро/

омотач дијаметар), максимална брзина рада у основном опсегу учестаности је 10 Mb/s. По-

стоје три типа овог система: 10Base-FB (Fiber backbone), 10Base-FP (енгл. Fiber passive) и

10Base-FL (енгл. Fiber link). У следећој табели су дате спецификације 10Base-FL система:

Комутиран оптички етернет - Систем 100Base-T (брзи етернет) је тип комутираног

етернета на неоклопљеним упреденим парицама, док је то код оптичког етернета систем

100Base-FX базиран на оптичком влакну као медијуму за пренос и двосмерно комуници-

рање. Наиме, код овог система једно вишережимско влакно се користи за одлазни, док се

друго користи за долазни саобраћај - потпун дуплекс. Код система базираних на оптичким

влакнима, па и 100Base-FX система, станице се повезују сегментима од тачке до тачке. Ка-

ко је потпуним дуплексом омогућена симултана комуникација између станица (станица —

станица, комутатор — станица ...) код ових система не долази до сукобљавања. Потпун

дуплекс као вид комуникације омогућава обема повезаним станицама да истовремено и

шаљу и примају податке, што дуплира капацитет линка и на тај начин 100Base-FX систем

постиже брзине 100Mb/s у оба смера. Друга, а у случају оптичког етернета битнија пред-

ност двосмерног вида комуникације је та да максимална дужина сегмента више није огра-

ничена временским ограничењима полудуплексног етернета са дељеним каналом. Алгори-

там CSMA/CD није подржан, 100Base-FX систем не дозвољава разводнике. Код потпуног

дуплекса једина ограничења су одређена особинама медијума као носиоца сигнала. Упре-

дене парице су ограничене карактеристикама бакра као носиоца сигнала што у том случају

и не представља видно побољшање, док код оптичког влакна као медијума сегмент може

бити драматично дужи. На пример, 100Base-FX користи обично вишережимско влакно које

је ограничено на дужину од 412 m при полудуплексном виду комуникације, док је кори-

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 70

стећи исти медијум могуће постићи удаљености до 2 km при потпуном дуплексном виду

комуникације. Функционисање потпуног дуплекса дефинисано је марта 1997. године стан-

дардом 802.3x, који такође наводи механизме за контролу тока преко канала са двосмер-

ном комуникацијом (MAC контрола и PAUSE механизам). Гигабитни оптички етернет, да

би обезбедио компатибилност са претходним верзијама има подржан режим рада у полуду-

плексу, док је подразумевани режим потпун дуплекс. Претпоставка је да се у овом случају

за повезивање користи хаб. Како је брзина слања оквира 100 пута бржа него код система

10Base-F максимална удаљеност би требало да буде 100 пута мања (уместо 2.500 m, 25 m).

Комитет за мреже је унео две допуне у стандард 802.3z да би се избегао овај случај. Прва се

односи на проширење носиоца података (енгл. carrier extension) која налаже хардверу да

својим ресурсима допуни нормалан оквир до 512 бајтова и друга, бујица оквира (frame bur-

sting) која омогућава пошиљаоцу да у једном преносу пошаље уланчану секвенцу више

оквира. Уведене особине проширују радијус мреже на 200 m.

Гигабитни оптички етернет - Етернети од 10/100 Mbps су углавном засновани на бакар-

ном медијуму, коаксијалном каблу или упреденим бакарним парицама (Unshielded twisted

pair - UTP). Пренос сигнала на широко распрострањеној Категорији 5 UTP-a брзином од

1000 Mbps, представљао је велики изазов за дизајнере силицијумских чипова, јер то захтева

огромно процесирање сигнала да би се умањили негативни ефекти у бакарним парицама

(као што су ИСИ интер-симболска интерференција која се јавља услед ограничене ширине

пропусног опсега канала, као и преслушавања сигнала између парова бакарних парица).

Иако је сада гигабитни етернет углавном заснован на UTP каблу, рани гигабитни етернет је

био заснован на оптичком интерфејсу. Фибер има предност што га одликују мало слабље-

ње сигнала и велики пропусни опсег. Погодан је за преносе дуж окоснице мреже, што је и

била главна намена раног гигабитног етернета. Гигабитни етернет је прво стандардизован

на оптичком фиберу 1998. године. IEEE стандард 802.3z je ратификовао два дизајна за

пренос сигнала гигабитног етернета: системе 1000Base-SX и 1000Base-LX. Систем 1000

Base-SX (short wavelength) користи ласере мале таласне дужине 850 nm на мултимодним опти-

чким влакнима (770-860 nm дозвољено по спецификацијама). Да би очувала ниску цену гига-

битног етернета, IEEE 802.3z организација је веома концизно дефинисала максималну пре-

носну раздаљину 1000Base-SX-а на 550m. Систем 1000Base-LX (long wavelength) користи

ласер велике таласне дужине 1.310 nm на стандардном мономодном или мултимодном фи-

беру (таласне дужине 1.270-1.355 nm су дозвољене), при чему ради на растојањима до 5km.

Према стандардима, минимална дужина кабла између станица за све типове каблова је 2 m.

Систем 1000Base-ZX није стандардизован IEEE стандардима. Односи се на индустријски

развијен гигабитни етернет, који за пренос сигнала користи ласере таласних дужина 1550

nm, при том постижући пренос сигнала на удаљеностима преко 70 km. За пренос се користе

мономодна оптичка влакна. Детектор је лавинска фотодиода. Спецификације система

1000Base-SX и 1000Base-LX дате су у следећим табелама:

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 71

10-гигабитни оптички етернет - Технологија 10-гигабитног етернета представљала је

далеко већи изазов од гигабитног етернета. Када је стандардизован, пренос података брзи-

ном од 10 Gb/s представљао је најновији и најмодернији степен технологије. Било је пред-

ложено много различитих шема за реализацију. Као што се и очекивало, 10- гигабитни

етернет је прво стандардизован на оптичком фиберу као преносном медијуму. При преносу

података брзином од 10 Gb/s, 8B10B PCS кодирање са 25% неискоришћености води до ви-

шесимболске брзине преноса 12,5 Gbaud/s, која је доста већа од традиционалног OC192/

STM64 преноса података. Да би одржао брзину преноса симбола, као и да би се смањили

трошкови и технички изазови постављени пред примопредајнике, 10-гигабитни етернет ко-

ристи нови PCS начин кодирања (64B66B) са само 3% додатног саобраћаја. Као и код гига-

битног етернета, конфигурације физичких слојева 10-гигабитног етернета засноване су на

предајницима (ласерима) са опсезима емитовања из сва три оптичка прозора. Према томе

имамо следеће конфигурације:

- 10GBASE-S (short wavelength) опсег (840-860) nm

- 10GBASE-L (long wavelength) опсег (1260-1355) nm

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 72

- 10GBASE-E (extra long wavelength) опсег (1530-1565) nm

- 10GBASE-C (Copper) бакарни кабл, упредене парице категприје 6а.

У зависности од примене у LAN (10GBASE-R) или WAN (10GBASE-W) мрежама, даље

су дефинисани следећи стандарди:

- 10GBASE-SR и 10GBASE-SW

- 10GBASE-LR, 10GBASE-LX4 и 10GBASE-LW

- 10GBASE-ER и 10GBASE-EW

- 10GBASE-CX4

Топологије за функционисање на 10 Gb/s су поредиве са топологијом код 1000BASE-X

потпуног дуплексног система, а исто тако су еквивалентне топологијама код WAN аплика-

ција. 10-гигабитни етернет је дефинисан само за оперисање у потпуном дуплексном моду.

Неке особине 10-гигабитног етернета су:

- Подржава потпун дуплексни MAC;

- Постиже 10 Gb/s пренос информација на XGMII;

- Подржава LAN PMD на 10 Gb/s као и WAN PMD који ради на SONET STS-

192c/SDH VC-4-64c брзинама преноса;

- Подржава каблирања оптичким фиберима дефинисано са ISO/IEC 11801: 1995;

- Дозвољава продужење мреже до растојања од 40 km;

- Дозвољена битска грешка BER 10-12

.

У следећој табели дат је упоредни приказ карактеристика појединих врста 10-гигабитних

етернета:

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 73

Примена оптичког етернета - Поред основне примене оптичког етернета у локал-

ним мрежама и дистрибуције података на веће удаљености у последње време разматра као

решење за пасивне оптичке мреже (Passive optical networks — PON). Стандардизовано је

неколико алтернативних архитектура за приступне мреже од стране неколико различитих

тела, а један од главних раздвајајућих фактора био је носећи протокол. Отуда и пасивне

мреже које етернет користе као носилац имају назив EPON (Етернет PON). Међу PON спе-

цификацијама, EPON је само архитектура приступне мреже. PON не води порекло од мре-

жа за јавне комуникације, већ од мрежа за пренос података у приватним предузећима.

EPON је стандардизовала радна група IEEE 802.3 — групе која влада у свету локалних мре-

жа, али не и много изван тога. Етернет пројекат "У првој миљи" био је први такав покушај

извиђачка мисија на још неистраженој територији. EPON је захватио индустрију "преко

ноћи" и кроз пет година постао је стандард у индустрији. Остаје питање да ли ће имати ис-

тих успеха у приступним мрежама као његови претходници у корпорацијским LAN мрежа-

ма. Друга примена оптичког етернета је као "етернет транспортни механизам велике брзи-

не за градске мреже" (Carrier ethernet). Изрази "керијер етернет" и "етернет градска мрежа"

често се поистовећују. Керијер етернет дефинише коришћење етернет фремова као транс-

портног средства, чиме омогућује фремовима да преносе IP пакете или чак ATM (asynchro-

nous transfer mode) ћелије. Ова технологија такође може представљати изазов за традицио-

налну SONET телефонску инфраструктуру. Предност етернета у цени и спајање гласовних,

информационих и видео сервиса на пакетно-оријентисаној мрежној инфраструктури допри-

нело је да етернет сервиси постану сервиси са најбржим развојем у телекомуникационој

индустрији. Уместо захтева за традиционалним изнајмљеним линијским сервисима засно-

ваним на TDM-у, све више и више корисника захтева изнајмљене етернет линије, које не

само да су јефтиније, него и имају већи пропусни опсег.

6.3. МРЕЖНИ ПРОТОКОЛИ

Сваком активношћу на мрежи којом се подразумева комуникација два или више ентитета

управља протокол. Намена протокола је да дефинише формат и редослед порука које се

размењују између два или више комуницирајућих ентитета, као и акције које се предузи-

мају након слања или пријема поруке или неког другог догађаја. На пример: протоколи у

рутерима одређују путању пакета од његовог извора до одредишта, протокол за контролу

загушења саобраћаја у крајњим системима контролише брзину преноса пакета између по-

шиљаоца и примаоца итд. Може се рећи да је мрежни протокол спецификација за стан-

дардизоване пакете података који омогућавају дељење информација међу мрежама. Прото-

кол представља скуп правила и конвенција за слање информација преко мреже. Протоколи

се могу селективно додавати и уклањати на свим мрежним интерфејсима на серверу. Паке-

ти информација крећу се уз стек протокола, низ њега, као и кроз медијуме за пренос.

Интернет стек протокол има више слојева:

Апликативни слој: подржава мрежне апликације - FTP, SMTP, STTP

Транспортни слој: пренос података од хоста до хоста - TCP, UDP

Мрежни слој - мрежа: рутира датаграме од извора до одредишта - IP протокол

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 74

Слој линка: пренос података између суседних елемената мреже - PPP, Етернет

Физички слој: пренос бита преко медија

Најпознатији протоколи су: Bluetooth, Ethernet, FDDI, IEEE 1394 (FireWire, iLink), Frame

relay, IEEE 802.11, IPX, Point-to-Point, TCP/IP, TCP, Token Ring, UDP и HDLC итд., а неки од

њих имају следећа значења:

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) је један од протокола које

подржава Windows оперативни систем, и на који се ослања код пријављивања, код

услуга везаних за датотеке и штампање, пресликавање информација међу контроле-

рима домена и код других уобичајних функција

ATM (Asynchronuous Transer Mode) – асинхрони режим преноса

IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange) – међумрежна

размена пакета/секвенцијална размена пакета

NetBEUI (NetBIOS Enhanced User Interface) - побољшани NetBios кориснички

интерфејс

AppleTalk

DLC (Data Link Control) – контрола везе за пренос података

IrDA (Infrared Data Association) – удружење произвођача опреме за инфрацрвени

пренос података

SNA (Systems Network Architecture) – системска мрежна архитектура.

6.3.1. ОSI модел

Увод

ОSI референтни модел или референтни модел за отворено повезивање система (Open

Systems Interconnection Basic Reference Model) је најкоришћенији апстрактни опис архитек-

туре мреже. Описује интеракцију уређаја (hardware-a), програма, сервиса (software-a) и

протокола при мрежним комуникацијама. Користе га произвођачи при пројектовању мре-

жа, као и стручњаци при изучавању мрежа. ОSI модел дели архитектуру мреже у седам

логичких нивоа, даје списак функција, сервиса и протокола који функционишу на сваком

од нивоа.

Већина сервиса и протокола, у контексту комуникационх мрежа, функционишу као је-

динствена целина. Да би се описала веза између њих, њихова функција у сваком од процеса

комуникације, а исто тако и да би сe разумеo сам процес, уведена је концептуална скица, тј.

референтни модел. Још један од разлога увођења референтног модела је да се изврши стан-

дардизација самих протокола. У самим почецима настајања мрежа, различите фирме су

примењивале своја решења, тако да је комуникација била могућа само између рачунара у

оквиру мреже тог истог произвођача.

Међу најважније протоколарне моделе које су током времена развиле поједине компаније

спадају:

Архитектура мрежних IBM система - IBM Systems Network Architecture (SNA)

DECnet фирме Digital

Netware фирме Novell

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 75

AppleTalk фирме Apple

Први развијени TCP/IP модел.

Крајем 1979. године, Међународна организација за стандардизацију ISO, креирала је ре-

ферентни модел ОSI да би се превазишли ови проблеми, а 1984. године штампала је реви-

зију овог модела која је постала међународни стандард и водич за умрежавање.

Назив отворен систем (јавни), потиче од тога што га је могуће стално модификовати, а да

при томе учествују сви. Свака измена која би се имплементирала и прихвати постала би

стандард. TCP/IP протокол је тек један од примера отвореног система, наиме на облик про-

токола може се утицати путем RFC-a, техничких извештаја који су објављени (дати на

увид) и које су анализирла интернет удружења.

Слојеви ОСИ референтног модела

ОСИ референтни модел се састоји од седам различитих нивоа, подељених у две групе.

Прву групу сачињавају горња три слоја, слојеви апликације, презентације и сесије.

Она има за улогу да опише процес интеракције корисник-рачунар, рад корисника са

апликацијом и процес комуникације апликација међу собом као крајњим тачкама.

Друга група је сачињена од доња четри слоја који дефинишу како се преносе инфор-

мације са једног на други крај (од једног до другог корисника).

OSI референтни модел

Слојеви Јединица Протоколи

Апликација

Мрежни процеси везани за

апликацију

Податак

HTTP, FTP, Telnet, DNS, DHCP, POP/SMTP, NNTP,

SIP, SSI, Gopher, NFS,NTP, SMPP,

SMTP, SNMP, Netconf

Презентација

Енкрипција и кодирање

података

Податак

MIME, XDR, TLS, SSL

Сесија

Успостављање сесије

крајњих корисника

Податак

NetBIOS, PAP, CHAP, SSH,

Named Pipes, SAP, SIP,

L2TP, PPTP

Транспорт

Веза, поузданост, транспорт

Сегмент

Датаграм

TCP, UDP, SCTP, DCCP

Мрежа

Логичко адресирање и

рутирање

Пакет

IP (IPv4, IPv6), ICMP, ARP,

RARP, ICMP, IPsec, IGMP,

IPX, AppleTalk

Слој везе

Физичко адресирање,

приступ медијуму

Фрем (Оквир)

PPP, HDLC, Frame Relay, ARP, CSLIP, SLIP,

Ethernet, Frame relay, ITU-T G.hn DLL

Физички слој

Трансмисија сигнала

Бит

Token Ring, RS-232, RS-449, V.35, V.34, I.430, I.431,

T1, E1, POTS, SONET/SDH, OTN, DSL,

802.11a/b/g/n PHY, 802.15.x PHY, ITU-T G.hn PHY,

Ethernet, USB, Bluetooth, Firewire (IEEE 1394)

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 76

1.Физички слој (Physical Layer) је први и најнижи од седам слојева OSI модела рачунар-

ске мреже. Преводи комуникацијске захтеве од слоја везе у специфичне операције у техни-

чким уређајима, тј. преводи битове фрема у одговарајући кодиран електрични, оптички или

радио сигнал, а потом врши предају, контролу преноса и пријем. Овај слој се за разлику од

слојева виших нивоа у потпуности односи на хардвер и у складу са тим, задужен је за три

примарне функције:

Стандардизацију компоненти (адаптери, интерфејси мрeжних уређаја, каблови и

конектори)

Начин представљања података (модулација и кодирање) и контролне стандарде.

Сигнализација, синхронизација сигнала, предаја, пријем и пренос медујумом.

Физички слој је основни слој на којем се темеље функције осталих слојева у мрежи. Међу-

тим, с обзиром на велику разноврсност доступних техничких уређаја са веома различитим

карактеристикама, то је можда најсложенији слој у ОСИ архитектури,

Дефинише електрична и физичка својства мрежних уређаја (мрежних адаптера). Енгле-

ски термин у широкој употреби је NIC (Network Interface Card) . Дефинишу се напонски

нивои, број пинова на конекторима (односно парица у кабловима), или дебљина оплета

коаксијалног кабла. Мрежне картице (интегрисане на матичној плочи или само утакнуте у

сабирницу на матичној плочи), hub-ови и repeater-и су примери уређаја на физичком слоју

OSI модела.

2. Слој везе (Data Link Layer) је други ниво OSI референтног модела, задужен за постав-

љање, пријем и пренос пакета путем локалног медијума (везе двају чворова). Техника по-

стављања пакета на медијум се зове "контрола приступа медијуму". Током само једне ко-

муникације пакет може да се преноси путем више различитих медијума, па сходно томе

овом слоју припада низ различитих протокола који користе различите методе енкапсула-

ције пакета у фремове и приступа медијуму. Ови протоколи одређују како форматирати па-

кете за пренос путем различитих медија. На овом слоју може најбоље да се увиди смисао

слојевите структуре мреже. Сваки слој треба да функционише тако да има минималан ути-

цај и увид у рад других слојева. Без овог слоја протоколи слоја мреже, као што је IP морали

би да дефинишу како приступати сваком типу медијума, па с обзиром на то IP би морао да

се прилагођава сваки пут кад се развије нека од нових технологија или медијума.Медијуми

могу бити: бакарни кабл, оптички фибер или атмосфера.

Слој везе уведен је као спој између софтверских и хардверских процеса, слојева изнад и

слоја испод. У том смислу овај слој је подељен на два подновоа:

LLC (Logical Link Control) подслој - Логика (software)

MAC (Media Access Control) подслој - Медијум (hardware)

MAC подслој је подслој контроле приступа медијуму, који контролише како се постав-

љају фремови података на различите медијуме. Приступ медијуму и методе које се користе

зависе од неколико фактора:

Врсте медијума

Начина поделе медијума (ако се медијум дели између више корисника)

Топологије мреже

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 77

Ако се ради о медијуму који везује само два чвора (point-to-point) топологија, методе при-

ступа су једноставне, без потребне или са простом контролом приступа и комуникације.

Комуникација у овом случају се може одвијати на два начина:

Обострано (Full Duplex) - један канал за слање података, други за пријем.

Једнострано (Half Duplex) - један канал и за слање и за пријем.

Ако се ради о медијуму који је заједнички за више корисника (дељен медијум типа Wire-

less). Корисник приступа медијуму на један од следећих начина уз пратеће механизме:

Контролисано (детерминистички) - сваком од корисника је додељен интервал

времена за обављање комуникације

Не детерминистички - омогућава кориснику да покуша са слањем кад год има по-

требу за тим. У овом случају постоје механизми који су задужени за контролу кому-

никације како не би долазило до колизије сигнала (интеракције или интерферен-

ције).

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

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

Слој везе у случају дељених медијума (заједничке логичке мреже) разликује уређаје на

основу њихових физичких адреса (MAC адреса). Ове адресе, изворишна и одредишна, на-

воде се у раму (фрему), тј. заглављу овог слоја и односе се само на чворове унутар једне

мреже.

За разлику од протокола виших слојева, протоколи овог слоја углавном нису дефинисани

у RFC документима, него од стране организација које су их развиле.

3.Мрежни слој (Network Layer) је трећи ниво OSI референтног модела. Описује прото-

коле и сервисе који обезбеђују идентификују крајњих корисника мреже, као и путање (ру-

те) између њих. Протоколи овог слоја врше функције као што су: енкапсулација, адреси-

рање, рутирање и декапсулација и задужени су за достављање пакета информација између

идентификованих корисника. Најзначајнији мрежни протокол IPv4/IPv6 интернет протокол

припада овом слоју.

На интернету је огроман број рачунара, а ми их распознајемо по њиховим именима у об-

лику име.домен.вршни_домен. Наравно, тај систем је направљен ради људи, a такозвани

DNS сервери претварају такве упите веб прегледача у IP адресе, по тренутно важећем IPv4

стандарду у адресу типа a.b.c.d, где су a,b,c и d бројеви од 0 до 255 (величина речи 1 бајт).

Али као што знамо, мрежне картице у рачунарима немају IP адресе, него MAC адресе. То

значи да је потребан још један слој, који ће претворити IP адресе у MAC адресе. Кад би

сваки рачунар на интернету имао таблицу претварања IP адреса у MAC адресе, то би било

врло непрактично из више разлога, као што су величина таблице, онда додавање нових ад-

реса, па је смишљено друго решење. На сваком сегменту мреже (субнету) постоји усмер-

ник (рутер), који поседује табелу усмеравања. Пакете који дођу до њега, а циљ им није на

локалном мрежном сегменту, он прослеђује даље, а пакете који су намењени локалној мре-

жи прослеђују се на локалну мрежу. То се изводи тако што док остали уређаји на мрежи

имају један мрежни адаптер (NIC), усмерник има два. Један је повезан на локалну мрежу, а

други на спољашњу, па усмерник пакете које добије на локалној мрежи, а који су намење-

ни вањском свету упућује напоље, а пакете из спољашњег света упућене локалној мрежи

упућује унутра.

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 78

4. Транспортни слој (Transport Layer) је четврти слој OSI референтног модела. Задужен

je за сегментацију података са виших нивоа, односно за њихово поновно спајање, затим за

идентификацију, праћење и контролу комуникације између појединих апликација. Једини-

ца информације на овом слоју је "сегмент". Протоколи овог слоја сегменту додају заглавље

са специфицираним параметрима који одређују основне функције које можемо класифико-

вати на следећи начин:

Праћење појединих конверзација

Сегментација података са виших нивоа

Поновно спајање сегмената са нижих нивоа

Идентификација апликације

Конторла тока конверзације у складу са потребним захтевима

Овај слој води рачуна о пакетима који путују између два рачунара. Примери протокола на

транспортном слоју су TCP и UDP. Ако се неки пакет "изгуби" на путу, TCP ће тражити да

се поново пошаље, па је стога погодан за размену података за које је интегритет податак на

вишем нивоу од брзине преноса. С друге стране, UDP нема контролу да ли се понеки пакет

загубио, па је згодан за мултимедијалне апликације, где није толико битно да ли се загуби

понеки пакет, него је битна брзина комуникације.

5.Слој сесије (Session Layer) је пети слој OSI референтног модела. Као што и сам назив

слоја каже, овај слој је задужен за успостављање и одржавање сесије између покренутих

програма на предајној и пријемној страни. Протоколи слоја сесије имају функцију да раз-

мене податке о успостављању комуникације, да одржавају комуникацију активном, ако је

потребно (у случају прекида) да је поново успоставе и на крају да је заврше. Осим што се

бави успостављањем везе између крајњих корисника, он врши и синхронизацију исте. Нај-

лакше га је објаснити код видеа преко интернета, где не желимо имати тон без слике, или

слику без тона, или обоје али без синхронизације. За то се брине овај слој.

6.Слој презентације (Presentation layer) је шести од седам слојева OSI референтног мо-

дела, који одговара на захтеве слоја апликације и даље их прослеђује слоју сесије. Овом

слоју се не могу као и иначе придружити одговарајући протоколи неког стека. Његове при-

марне функције су:

Кодирање и конверзија података

Компресија/Декомпресија података при слању/пријему.

Енкрипција/Декрипција података.

Кодирање из слоја апликације како би се обезбедила исправна интерпретација података

од пријемне стране. Пример: конверзија из EBCDIC-кодираног текстуалног фајла у ASCII-

кодиран фајл. При комуникаији размењују се фајлови типа текста, слике или видео снимка.

Типични примери компресија ових формата су: QuickTime, MPEG (Motion Picture Experts

Group), MPEG верзија 4 видео комресије, GIF (Graphics Interchange Format), JPEG (Joint

Photographic Experts Group) и TIFF (Tagged Image File Format) компресије слике. Наведе-

ни су и сервис енкрипције, у смислу заштите података. Наиме, подаци се енкриптујући мо-

гу тумачити само ако корисник поседује тзв. кључ за декрипцију.

Подаци који се користе на разним рачунарима се кодирају на разне начине (little-endian,

big-endian); txt датотеке на Mac-у, UNIX-у и Windows-има на различите начине означавају

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 79

прелазак у нови ред. Све такве конверзије се изводе (уколико су имплементиране) на пре-

зентационом слоју.

7.Слој апликације (Application layer) је седми и највиши ниво OSI референтног модела,

односно највиши слој TCP/IP протоколарног модела. Овај слој описује рад апликација у

мрежи и њихову интеракцију са сервисима и протоколима нижих слојева. Протоколи слоја

апликације имају функцију да размене податке између покренутих програма на пријемној и

предајној страни. Управо због тога (разноврсности апликација) овом слоју припада највећи

број протокола (НТТР, FTP, DNS, DHCP, POP/SMTP, NFS,NTP, SMPP, SMTP итд.), који се

и даље развијају. На овом слоју програмер користи API-је којима остварује мрежну кому-

никацију с одређеном сврхом, а да при том не мора водити рачуна о нижим слојевима, за

које се брине оперативни систем.

6.3.2. TCP/IP протокол

TCP/IP протокол стек је скуп протокола развијен да омогући умреженим рачунарима да

деле ресурсе путем мреже. Развијен је од стране агенције DARPA у оквиру ARPANET-a

раних 1970их. У периоду од јуна 1987. до јуна 1998. више од 300 различитих произвођача

имало је производе који су подржавали TCP/IP протоколе, а постојало је на десетине хиља-

да мрежа, различитих величина и типова, који су их користили. Њихов број се из дана у

дан повећава, што је најбољи пример значаја TCP/IP-a у рачунарским телекомуникацијама.

Развој: Схватању TCP/IP-a и његове улоге на прави начин доприноси познавање историје

интер-нета и идеја на којима је заснован. Први радови појављују се почетком 1960-их

година и углавном су везани за истраживања на МIТ-у (Massachusetts Institute of

Technology). АRPА (Advanced Re-search Project Agency) 1966-те ангажује Робертса да

развије пројекат компјутерске мреже, који убрзо објављује први план. („Multiple computer

Network and Intercomputer communication―). Исте године, састају се три тима која су

независно један од другог дошли на идеју и развијала концепт пакетне мреже (packet

switched network).

Ленард Клајнрок - МIТ

Пол Баран - RAND

Доналд Дејвис - NPL (Енглеска)

Мрежа је требала да буде пакетна, у смислу да се податак не шаље у једном делу, већ се

дели на више мањих целина (пакета). Предности су вишеструке:

Пакети би од једног до другог рачунара могли да се крећу различитим путањама

(рутама), погодност су повећање брзине преноса информације и у случају

пресретања.

Бољи квалитет конекције

Више корисника би могло комуницирати путем истог линка тако што би слали

пакете наизменично.

Повезивањем рачунара на тај један линк, била би оформљена најједноставнија

мрежа.

Други циљ који је требала да оствари таква мрежа је децентрализација. Наиме, све до

тада је по-стојала мрежа која је зависила од једног, централног рачунара са којим су остали

повезани. Дакле, он је представљао део мреже чијим би кваром дошло до пада целе мреже.

Било је потребно офор-мити такву мрежу у којој би сви рачунари били међусобно повезани

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 80

и равноправни, и у том случају кваром појединих елемената мреже комуникација не би

била прекинута, већ би се наставила преко преосталих рачунара.

Протокол који се користио при преносу података у овој мрежи био је NCP (Network

Control Protocol). Потребом за повезивањем више мрежа у једну, јавља се идеја мреже као

отворене архитектуре, односно мреже која би се састојала од више одвојених мрежа, које

су различитно дизајниране и развијене. NCP протокол није имао могућност адресирања тих

мрежа, а исто тако ни самих рачу-нара унутар њих. У случају грешака при транспорту

пакета NCP ослањао се на саму мрежу (АРПА-НЕТ) да обезбеди поузданост. Ако би се

којим случајем десило да неки пакет буде изгубљен дола-зило би до прекида комуникације.

У овом свом моделу, NCP протокол није имао контролу грешке.

Боб Кан (Bob Kahn) је одлучио да развије нов протокол који ће изаћи у сусрет мрежи као

отвореној архитектури. Требао је да буде такав да задовољи следеће тачке:

Комуникација би се одвијала по моделу услуге који се назива најбољом могућом

(best effort). У случају да пакет не досегне дестинацију покренуо би се алгоритам

који би омогућио да се тај пакет накнадно пошаље, без прекидања комуникације.

Увела би се контролна-сума (checksum), при поновном спајању пакета у фајл и

детекцији дупликата.

Потреба за глобалним адресирањем

Технике контрола тока (flow control).

Оригиналан Канов и Церфов (Vint Cerf) рад, описивао је један протокол назван TCP. Овај

протокол је подржавао низ транспортних и прослеђујућих сервиса и обезбеђивао је врло

поуздан транспорт података. Већ у почецима се показао као добар при трансферу фајлова,

али показивао је недостатке при раду са неким мрежним апликацијама, а посебно при раду

са packet voice-ом из 1970-те, што је показало да у неким случајевима губици пакета не би

требали бити кориговани него остављени апликацији да се носи са њима. То је довело до

реорганизације оригиналног TCP проткола, у три нова, један једноставан протокол IP који

би био задужен за адресирање и прослеђивње појединих пакета, одвојеног TCP протокола

који би подржавао сервисе као што су контрола тока и подршка у случају губитка пакета.

А, за оне апликације којој нису били потребни сервиси TCP протокола, уведен је нови UDP

протокол који је имао за циљ да обезбеди директан приступ сервисима IP-а. Од 1973.

TCP/IP се развија и обезбеђује комуникацију између засебних мрежа, успостављају се

мреже између универзитета. Ускоро долази и до појаве Етернета који омогућава развој

локалних мрежа, тзв. ЛАН мрежа и САТНЕТ-а, мреже која преко сателита повезује САД и

Европу. АРПАнет се дели 1983. на два сегмента: војну мрежу МИЛНЕТ и јавни део

АРПАнет. Исте године се престаје са употребом NCP протокола и сви повезани у ову

мрежу бивају обавезни да се пребаце на нови сет протокола TCP/IP. Од тада па на даље

долази до непрестаног развоја мреже у оно што се данас зове Интернет.

ТCP/IP је уобичајена ознака групе протокола коју још називамо IP група протокола (или

енгл. IP protocol suite). Назив је добила према два најважнија протокола из те групе: ТCP

(од енглеског Тransmission Control Protocol) те према самом IP протоколу. ТCP/IP омогућу-

је комуникацију преко разних међусобно повезаних мрежа и данас је најраспрострањенији

протокол на локалним мрежама, а такођер се на њему заснива и глобална мрежа Интернет.

Мрежни модел кориштен у ТCP/IP групи протокола је 4-слојни модел који се састоји од

следећих слојева:

1. Слој везе података

2. Мрежни слој

3. Транспортни слој

4. Апликацијски слој

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 81

У поређењу с другим често употребљаваним моделом рачунарских мрежа (OSI), који за

разлику од овог модела садржи 7 слојева, могуће је направити следеће поређење слојева

(не потпуно прецизно, али за потребе разумевања довољно добро поједностављење):

OSI модел ТCP/IP модел

7.Апликацијски слој

4.Апликацијски слој 6.Презентацијски слој

5.Слој сесије

4.Транспортни слој 3.Транспортни слој

3.Мрежни слој 2.Мрежни слој

2.Слој везе података 1.Слој везе података

1.Физички слој

ТСР протокол

Дакле, ТСР протокол за контролу преноса податка је део ТCP/IP -а који је део сваког ра-

чунарског система. Његова је улога мало другачија. Док се IP брине за идентификацију и

везу са највећом од свих мрежа, ТCP се брине о размени података са мрежом, тако да под

његом контролом леже подпротоколи и услуге које се налазе и на рачунару корисника и на

серверу којем приступа. Међу њима су FTP (file transfer protocol), news, gopher, telnet и

други сервиси који се могу ТCP-ом остваривати.

TCP је протокол који припада слоју 4 OSI референтног модела и има за улогу да обез-

беди поуздан трансфер података у IP окружењу. Између осталих сервиса које нуди, неки

су: поузданост, ефикасна контрола тока података, оперисање у фул-дуплексу (истовремено

слање и примање података) и мултиплексирање које омогућава истовремен рад низа про-

цеса са виших слојева путем једне конекције. TCP врши трансфер података као неструкту-

рисан низ бајтова који се идентификују секвенцом. Овај протокол групише бајтове у сег-

менте додели им број секвенце, апликацијама додели број порта и проследи их IP прото-

колу. TCP обезбеђује поузданост тако што покрене алгоритме који пре размене података

прво успоставе конекцију између корисника, а потом обезбеђује и низ механизама као што

је слање ACK броја. Страна која прима податке шаље број секвенце бајта које је примио, у

случају да дестинација не пошаље ACK да је примио одређену секвенцу бајтова у одређе-

ном временском интервалу она бива накнадно поново послата. Механизми поузданости

код TCP-а омогућују уређајима да се носе са губицима, кашњењима, дуплицирањем или

погрешним ишчитавањем пакета. Time-out механизам омогућује уређају да детектује изгу-

бљене пакете и да захтева њихову поновну трансимсију. На слици 35. дато је заглавље ТСР

протокола.

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 82

Слика 35. - Заглавље ТСР протокола

Поља заглавља:

- Изворишни порт - додељен број (32 бита) ~ 65000, идентификује апликацију која је

иницијатор комуникације

- Одредишни порт - порт који идентификује серверску апликацију

- Број сегмента (SEQ) - редни број сегмента у односу на почетни (број бајта у односу

на иницијални)

- Број следећег бајта (ACK) - редни број бајта послат предајној страни који очекује да

прими

- Дужина - Дужина заглавља

- Резервисана поља

- URG, ACK, PSH, RST, SYN, FIN представљају контролне бите

- Величина динамичког прозора - број октета које је могуће слати без потврде о

њиховом пријему

- Чексума - Провера битских грешака, комплемент суме TCP заглавља

- Показивач приоритета (URG) - показује важност поруке која се шаље

- Опције - Опциона информација

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 83

- Податак - ако постоји опциона информација битови почевши са 192 представљају

податак, иначе од 160.-ог бита

ТСР портови - ТСР употребљава одређен распон портова којима раздељује применске

програме на страни пошиљаоца и примаоца. Свака страна ТСР конекције има додељену 16-

битну ознаку за обе стране апликације (слање, примање). Портови су у основи подељени у

3 категорије: познати портови, регистровани портови и динамички/приватни портови.

Опште познати портови (енглески wелл кноwн портс) су додељени од стране Интернет

Аssignet Numbers Аuthority, организације која се брине за IP адресни простор, вршне до-

мене те друге детаље везане уз IP протокол. Ови портови су најчешће коришћени од стране

системских процеса, које користе познате апликације када примају конекције пасивно слу-

шајући промет на тим портовима. Неки примери опште познатих портова су: FTP (ТСР

порт 21), Теlnet (23), SMTP (25), HТТP (80). Регистровани портови се користе код апли-

кација крајњих корисника као изворишни портови приликом конектовања послужитеља,

као и за идентификацију сервиса регистрованих од трећих страна. Динамички/приватни

портови се такође користе на страни апликација крајњих корисни-ка, али нешто ређе. Ди-

намички/приватни протови имају само локално значење за одређену ТСР конекцију. ТСР

протокол користи портове од 1 до 65535, тј. укупно има 65535 могућих различитих пор-

това.

Успостављање конекције - Комуникација између апликација уз помоћ TCP протокола

се одвија тако што се прво између клијента и сервера успостави веза (услуга са конекци-

jом), за разлику од комуникације UDP протоколом који је не захтева. Конекција се успо-

ставља тако што се између пријемне и предајне стране из три пута размене поруке са поде-

шеним одговарајућим контролним битима.

1.Предајна страна A шаље поруку са подешеним контролним битом SYN=1 (SYNchronize

Sequence Number), остали су подешени на 0, при чему насумично изабере редни број сег-

мента (SEQA).

2.Пријемна страна B одговара поруком са контролним битима SYN и ACK=1, свој број

сегмента бира такођер насумично (SEQB), а за ACK број узима ACK=( SEQA)+1, овим је

успостављена веза на линији од предајне ка пријемној страни.

3.Слањем поруке са подешеним контролним битом SYN=1 од пријемне стране, она захте-

ва да предајна страна потврди успостављање везе од пријемне ка предајној страни, што она

и чини тако што одговара поруком са подешеним контролним битом ACK=1 (ACKnowledg-

ment number ), док уз то узима вредност ACK броја ACK=( SEQB)+1. Овим је успостављена

обострана конекција између клијента и сервера.

Прекидање конекције - При завршетку слања података, сервер шаље поруку са подеше-

ним контролним битом FIN=1 (FINish). Веза од сервера ка клијенту се прекида тиме што

клијент на слање овакве поруке одговара са поруком са подешеним контролним битом

ACK=1 (потврда о пријему). Уколико и клијент жели затворити конекцију он исто тако

шаље поруку са подешеним битом FIN=1. Коначно обострано прекидањр везе се потврђује

од стране сервера који одговара са поруком у чијем је заглављу подешен бит ACK=1.

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 84

Интернет протокол (IP)

Ради подсећања, протокол представља конвенцију, стандард или сет правила које треба

поштовати да би се успешно успоставила и контролисала комуникација (размена података).

Једноставније речено, протоколи представљају правила којима су дефинисани синтакса,

семантика и синхронизација комуникације. Називају се још и мрежним или интернет про-

токолима. Постоје различити мрежни протоколи, при чему сваки има посебно место и

врши своју улогу. Пар који сачињавају интернет протокол IP и протокол за контролу пре-

носа TCP су најбитнији од мрежних протокола и термин TCP/IP протокол стек означава

скуп најкоришћенијих од њих.

IP (интернет протокол) (Internet Protocol) је протокол трећег слоја OSI референтног

модела (слоја мреже). Садржи информације о адресирању, чиме се постиже да сваки мре-

жни уређај (рачунар, сервер, радна станица, интерфејс рутера) који је повезан на интернет

има јединствену адресу и може се лако идентификовати у целој интернет мрежи, а исто

тако садржи контролне информације које омогућују пакетима да буду прослеђени (рути-

рани) на основу познатих IP адреса. Овај протокол је документован у RFC 791 и предста-

вља са TCP протоколом језгро интернет протокола, TCP/IP стек протокола (Transmission

Control Protocol/Internet Protocol).

IP не захтева претходно упостављање везе у тренутку слања податка, већ рачунар који

шаље податке покушава све док не проследи поруку (best effort), пренос података је рела-

тивно непоуздан, што значи да нема готово никаве гаранције да ће послати пакет заиста и

доћи до одредишта након што је послат. Сам пакет у процесу преноса се може променити,

због различитих основних преносних праваца, може се догодити да сегменти не стижу по

редоследу, могу се дуплицирати или потпуно изгубити током преноса. Уколико апликација

захтева поузданост, користе се механизми TCP протокoла у слоју изнад самог IP протоко-

ла. TCP протокол је исто задужен за дефинисање редоследа пакета који стижу (секвенце).

С обзиром да је сам концепт IP протокола ослобођен механизама који осигуравају поуз-

даност, сам процес усмеравања (рутирања) пакета унутар мреже је релативно брз и једно-

ставан.

Функције интернет протокола - IP има три примарне функције:

- Адресирање (дефинише начин доделе интернет адреса), интернет модули користе адресе

које пакети носе у IP заглављу како би их проследили даље ка дестинацији,

- Рутирање, одређивање путање за пренос података са једног рачунара на други без прет-

ходног успостављања везе (connectionless), по best-effort моделу и

- Фрагментацију и поновно састављање пакета када је потребно како би се пренели кроз

мрежу која има мањи MTU (maximum transmission unit).

Верзије интернет протокола – Најпознатије верзије IP-a су: IPv4, IPv5 и IPv6.

IPv4 интернет протокол верзија 4 - је актуелна верзија, која је дефинисана у докумен-ту

RFC 791, септембра 1981. године. Осим наведених информација, ИП протокол описује

стандардну структуру пакета којим подаци путују кроз мрежу. Принцип је енкапсулација

(паковање) информације у структуре погодне за пренос. Аналогија је поштански пакет. У

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 85

заглављу пакета, поред адресе пошиљаоца и примаоца података, стоје још и информације о

самом пакету које обавештавају како пакет треба да путује (колико је станица већ прошао,

да ли се може делити у мање пакете, итд.). Заглавље пакета IPv4 приказано је на слици 36.

Слика 36.-Заглавље пакета IPv4

Информације о пољима у заглављу IP-a:

- Верзија (4 бита): Приказује износ верзије како би се могао дозволити развој протокола.

Вредност поља је 4.

- Дужина Интернет Заглавља (IHL) (4 бита): Дужина заглавља у 32-битној речи. Мини-

мална вредност је пет за минималну дужину заглавља од 20 бајта.

- Тип сервиса TOS (енгл. Type of Service) (8 бита): У претходном опису сервиса, ово поље се

односило на поље тип Сервиса и одређивало је поузданост, предност, одлагање и параме-

тре пропусне моћи. Оваква итерпретација је сада замењена. Првих 6 бита поља Типа Сер-

виса сада припада пољу DS (енгл. Differentiated Services), а остала 2 бита резервисана су за

поље ECN (Explicit Songestion Notification).

- Укупна дужина (16 бита): Укупна дужина датаграма, укључујући заглавље и податке,

изражено је у бајтовима (октетима).

- Идентификација (16 бита): Низ бројева, који заједно са изворишном адресом, одредиш-

ном адресом и корисничким протоколом намерава да јединствено идентификује пакет.

Према томе, овај број би требао да буде јединствен за изворишну адресу, одредишну адре-

су и кориснички протокол датаграма док год је он у интернету.

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 86

- Контролни битови (3 бита): Само два од ових бита су тренутно дефинисана. MF (More

Fragment) се користи за фрагментацију и поновно склапање, као што је малопре објашње-

но. Бит DF (енгл. Dont Fragment) забрањује фрагментацију када се то тражи. Овај бит може

бити од велике користи када се зна да дестинација нема капацитета да склопи фрагменте.

Ипак, ако је овај бит постављен, пакет ће бити одбачен ако премаши максималну величину

мреже на некој рути. Да се ово не би десило, било би паметно користити изворишно рути-

рање да би се заобишле мреже које имају дефинисану малу максималну величину пакета.

- Место фрагмента (13 бита): Показује где је у оригиналном датаграму место овом фраг-

менту, исказано у 64 бита. То значи да фрагменти који нису последњи фрагмент морају да

садрже поље података које је дељиво са 64 бита у дужини.

- Време живота (TTL) (8 бита): Показује колико дуго, у скоковима, је дозвољено датагра-

му да буде у интернету. Сваки рутер који процесира датаграм мора да смањи TTL за нај-

мање један, тако да је TTL донекле сличан бројачу скокова.

- Протокол (8 бита): Показује протокол вишег нивоа коме треба проследити пакет; према

томе, ово поље идентификује тип заглавља сегмента (слој транспорта). Вредности 1

(00000001) за ICMP, 6 (00000110) за TCP, 17 (00010001) за UDP

- Заштитна сума (Чексума) (16 бита): Код за детектовање грешке који је привезан само за-

глављу. Због мењања неких поља током пута (нпр. време у животу, фрагментациона поља),

ово поље се реверификује и процењује у сваком рутеру. Поље се формира тако што се узму

јединице из 16 бита и додају се све јединице из свих 16-битних речи у заглављу. Због рачу-

нања, поља чексуме су иницијализована на вредност нула.

- Изворишна адреса (32 бита): Кодирано да би се дозволиле различите комбинације бита за

специфицирање мреже или система прикаченог на мрежу.

- Одредишна адреса (32 бита): Исте катактеристике као изворишна адреса.

- Опције (променљиво): Кодира опције тражене од стране пошиљаоца.

- Пуњење (промењиво) (Padding): Користи се да би се могло гарантовати да је заглавље

датаграма спој 32-битних дужина.

Подаци вишег слоја (промењиво): Ово поље мора бити спој 8-битних дужина целих бројева.

Максимална дужина датаграма (поља података + заглавља) је 65,535 бајтова.

IPv5 интернет протокол верзија 5- Оно што би се могло назвати IPv5 протоколом је по-

стојало само као експериментални протокол у реалном времену назван ST2, не-IP протокол

и описан је у RFC 1819. Овај протокол је напуштен у корист RSVP-a.

IPv6 интернет протокол верзија 6 - Заглавље интернет протокола IPv6 (слика 37.) је у

односу на заглавље IPv4 протокола доста поједностављено. Наиме, од њега задржава само

3 поља (верзија, изворишна адреса и одредишна адреса) и уводи додатних 5 поља.

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 87

Слика 37.- Заглавље интернет протокола IPv6

- Верзија (4 бита): Верзија интернет протокола, вредност је 6.

- Тип промета (DS/ECN) (8 бита): Ово поље се односило на поље Traffic Class и било

је резервисано за употребу од стране почетних чворова и/или прослеђујућих рутера

да би се идентификовало и разликовало између различитих класа приоритета IPv6

пакета. Првих шест бита поља Класа Саобраћаја сада се односне на поље DS (diffe-

rentiated services), а осталих 2 бита су резервисана за поље ECN (explicit congestion

notification);

- Ознака тока (20 бита): Може бити коришћено од стране хоста да обележи оне

пакете са којима рутери треба да посебно поступају у оквиру мреже;

- Дужина података (16 бита): Дужина остатка IPv6 пакета који прати заглавље, у

октетима. Другим речима, ово је комплетна дужина свих продужених заглавља плус

дужина PDU-а транспортног нивоа;

- Следеће заглавље (8 бита): Идентификује тип заглавља које прати IPv6 заглавље.

Ово може бити и IPv6 продужено заглавље или заглавље вишег слоја, као што је

TCP или UDP;

- Ограничење скока (8 бита): Преостали број дозвољених скокова за овај пакет. Огра-

ничење скокова је постављено на жељену максималну величину од стране извори-

шта и декрементира се од стране сваке тачке која прослеђује пакет. Пакет се одба-

цује када вредност овог поља постане нула. Ово је поједностављен поступак у од-

носу на поступак који треба да се обави са пољем дужине живота код IPv4. Саглас-

ност је била да додатни напор у обрачуну временских интервала у IPv4 није донео

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 88

никакву значајну вредност протоколу. У ствари, IPv4 рутери, као главно правило,

третирали су TTL поље као поље ограничења скока;

- Изворишна адреса (128 бита): Адреса пошиљаоца пакета (уређаја предајне стране);

- Одредишна адреса (128 бита): Адреса одређеног примаоца пакета. Ово не мора, у

суштини, да буде крајња одредишна адреса ако је присутно заглавље рутирања.

Новија верзија интернет протокола (IPv6) у односу на старију верзију (IPv4) има:

- Проширен адресни простор: IPv6 користи 128-битне адресе уместо 32-битних адреса

које је користио IPv4. Израчунато је да ово омогућава 7 * 1023 јединствених адреса

по квадратном метру на површини Земље. Чак и ако се адресе невешто додељују,

овај адресни простор делује безбедно;

- Унапређен механизам опција: Опције IPv6 су смештене у засебна факултативна

заглавља која се налазе између IPv6 заглавља и заглавља транспортног слоја. Већина

од ових необавезних заглавља не бивају испитана или обрађена од стране рутера на

путу пакета. Ово поједностављује и убрзава рутерску обраду IPv6 пакета у односу

на IPv4 датаграме. Ово, такође, додатно упрошћава поступак додавања додатних

опција;

- Повећану флексибилност адресирања: IPv6 укључује концепт anycast адресе, до које

се пакет испоручује само једним путем. Скалабилност мултикаст рутирања је уна-

пређена тако што је додат опсег поље за мултикаст адресе;

- Помоћ за додељивање средстава: IPv6 омогућава означавање пакета за спорији про-

ток ако пошиљалац тражи посебан поступак. Ово укључује помоћ за специјални

саобраћај као што је real-time video.

IP адреса

IP адреса или IP број је јединствени број, сличан телефонском броју, који користе маши-

не (најчешће рачунари) у међусобном саобраћају путем интернета уз коришћење Интернет

протокола. Ово дозвољава машинама даље спровођење информације у име пошиљаоца

(како би машине знале где да их даље пошаљу) и касније примање тих информација (како

би машине знале да је то намењена дестинација).

Пример IP адресе је 207.142.131.23

Конвертовање у ове бројеве из, за људе читљивије форме адреса домена попут

www.primer.org, се врши путем DNS-а. Процес конверзије је познат под именом раставља-

ње имена домена. Интернет протокол (IP) познаје сваког логичког домаћина (хоста) по

броју, такозваној IP адреси. На било којој датој мрежи овај број мора бити јединствен за

све домаћине интерфејса који комуницирају кроз ту мрежу. ISP-ови (интернет сервис

провајдери) понекад дају корисницима интернета име домаћина поред њихове нумеричке

IP адресе.

IP адресе корисника који сурфују www (светски широку мрежу) се користе да омогуће

комуникацију са сервером неког веб сајта. Такође, оне се налазе у заглављима имејлова.

Уствари, за све програме који користе ТCP/IP протокол, IP адреса корисника и IP адреса

одредишта су неопходни како би се успоставила комуникација и послали подаци.

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 89

У зависности од интернет везе, IP адреса може бити увек иста при конекцији (такозвана

статичка IP адреса), или различита при свакој новој конекцији (динамичка IP адреса). Како

би се користила динамичка IP адреса, мора да постоји сервер који пружа адресу. IP адресе

се уобичајено дају кроз сервис који се зове DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

или Протокол Конфигурације Динамичног Домаћина.

Интернет адресе су потребне не само за јединствено набрајање домаћинских интерфејса,

већ и за сврхе рутирања, па је велики број њих увек некоришћен или резервисан.

Један исти уређај (на пример рачунар) може имати више прикључака на мрежу (више

мрежних картица), па у том случају може имати и више IP адреса (али само једну по кар-

тици).

Адреса IPv4 - У овој верзији IP адреса се састоји од 32 бита, односно 4 бајта, што чини

теоретски 4 294 967 296 (преко 4 милијарде) јединствених адреса домаћинских интер-

фејса. У пракси, постоји недовољно слободних IP адреса, тако да постоји притисак да се

прошири распон адреса преко верзије 6 IP адресе (видети доле). IPv4 адресе су представље-

не са 4 октета (8 битова) растављених тачкама. Сервер са именом www.primer.org тренутно

има број 3482223596, који се записује као 207.142.131.236 због конверзије са базом 256:

3482223596=207×2563+142×2562+131×2561+236×2560. (Растављање имена www.primer.org

на своје повезане бројеве регулишу DNS сервери.) Историјски гледано, IPv4 адресе су

првобитно имале само два дела - адресу мреже и адресу самог уређаја у оквиру мреже. Кас-

нија промена је додала и подмрежни део. Међутим, са напретком бескласног интернет-

домен рутинга (CIDR), ово више не важи и адреса може да има било који број нивоа хије-

рархије. Стварно додељивање адресе није насумично. Организација, типично Интернет

сервис провајдер, тражи додељивање нетблока (скупа повезаних IP адреса) из регистра, као

што је АRIN (Аmerican Registry for Internet Numbers). Број мреже сачињава распон адреса

које организација може слободно да распоређује по жељи. Организација која је исцрпела

значајан део свог места за распоређивање адреса може да затражи нови нетблок. Нпр.

АRIN је распоредио адресе од 64.78.200.0 до 64.78.207.255 корпорацији Verado, Inc. Даље

је Verado распоредио адресе од 64.78.205.0 до 64.78.205.15 огранку Bomis, који је даље тач-

ну адресу 64.78.205.6 назвао www.primer.com. Нека места приватних IP адреса су додељена

преко RFC 1918. То значи да су адресе доступне за било коју употребу од стране било кога

и стога исте RFC 1918 IP адресе могу да се поново користе. Међутим, оне не могу да уче-

ствују у интернет саобраћају (као полазна, ни као одредишна адреса), па се широко користе

због недостатка адреса које могу да се региструју. Превођење мрежних адреса (Network

аddress translation, скраћено NАТ) треба да повеже те мреже на интернет. Док се пуно мера

почело предузимати како би се сачувао број ограниченог постојећег простора за IPv4 адре-

се (као на пример коришћењем NАТ-а или приватних IP адреса), број 32-битних IP адреса

није довољан због порастa интернета. Због овога, постоји генерални концензус да ће се ин-

тернет 128-битна IPv6 шема за адресирање усвојити кроз наредних 5 до 15 година.

Адреса IPv6 - У IPv6, нови (али не још широко коришћен) стандардни интернет прото-

кол, где су адресе 128 бита широке, што би, чак и са великим доделама нетблокова, требало

да задовољи блиску будућност. Теоретски, постојало би тачно 2128, или 3.403×1038 уни-

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 90

катних адреса домаћинских интерфејса. Када би земља била сачињена комплетно од зрна

песка од 1cm³, онда би могла да се додели јединствена адреса сваком зрну у 300 милиона

планета величине земље. Овај велики простор за адресе ће бити ретко попуњен, што омогу-

ћава да се поново кодира више информација за рутирање у саме адресе. Адреса верзије 6 се

пише као осам четвороцифрених хексадецималних бројева (8 пута по 16 битова) одвојених

двотачкама. Један низ нула по адреси може да се изостави, па је 1080::800:0:417А исто што

и 1080:0:0:0:0:800:0:417А. Глобалне адресе које се шаљу ка једном одредишту се састоје из

два дела: 64-битни део за рутирање и 64-битни идентификатор домаћина. Нетблокови се

одређују као модерне алтернативе IPv4: број мреже, кога прати коса црта и број значајних

битова (у децималном запису). Пример: 12АB::CD30:0:0:0:0/60 укључује све адресе које

почињу са 12АB00000000CD3. IPv6 има доста побољшања у односу на IPv4, поред само

већег простора за адресе, укључујући и самостално поновно одбројавање и обавезну упо-

требу IPsec-а.

6.3.3. HDCL

HDCL или HDLC (High-Level Data Link Control), дакле управљање везом података велике

брзине је протокол бит-оријентисаних синхроних веза података, развијен од стране Међу-

народне организације за стандардизацију (ISO). Почетни ISO стандарди за HDLC били су:

- ISO 3309 — за структуру фрема

- ISO 4335 — за елементе поступка

- ISO 6159 — за несиметричну (неуравнотежену) категорију поступка

- ISO 6256 — за уравнотежену категорију поступка

Тренутно важећи стандард за HDLC је ISO 13239, који замењује све ове стандарде.

HDLC омогућава обе врсте сервиса: и конективно-оријентисане и неконективне сервисе.

Такође може да се примењује и за point to multipoint везе, али се сада скоро искључиво кори-

сти за повезивање једног уређаја на други, користећи тзв. Асинхрони Уравнотежени Режим

(Asynchronous Balanced Mode - ABM). Раније се користио и за неке друге режиме рада.

HDLC је заснован на IBM-овом протоколу SDLC, који је на 2. нивоу IBM-овог система мреж-

них архитектура (Systems Network Architecture - SNA). Након тога настао је већи број протокола

и система изведених из почетног.

ФРЕМИРАЊЕ

HDLC фремови могу бити преношени преко синхроних и асинхроних веза, које немају

механизам за обележавање почетка или краја фрема, тако да почетак и крај сваког фрема

мора бити идентификован. То се ради помоћу разграничавача (делимитера) фрема, или

заставице, што је јединствен низ битова који не гарантују да ће се не видети у фрему. Ова

секвенца је '01111110', или, у хексадецималном запису 0x7E. Сваки рам почиње и завршава

се делимитером фрема, који на крају фрема може означити и почетак следећег фрема. Низ

од 7 или више узастопних 1-битова унутар фрема ће изазвати фрем да буде прекинут. Када

не постоји пренос фремова по синхроној симплекс или фул-дуплекс вези, делимитер фре-

мова и даље се преноси преко линка. Користећи стандардно NRZI кодирање од бита до ни-

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 91

воа линије (0 бит = пренос, 1 бит = нема преноса), ово ствара једно од два континуална та-

ласна облика, у зависности од почетног стања:

Слика 38.-Пренос фрема са NRZI кодирањем

Садржај HDLC фрема

Садржај HDLC фрема приказан је у следећој табели:

заставица адреса контрола информације FCS заставица

8 бита 8 или више

бита

8 или 16

бита

промењиве дужине,

0 или више бита

16 или 32

бита

8 бита

Треба имати у виду да крајња заставица једног фрема може бити (али не мора да буде)

почетна (СТАРТ) заставица следећег фрема.

Подаци се обично шаљу у пакетима од 8 бита, али само неке варијанте то захтевају, док

друге теоретски дозвољавају пренос података другачијим величинама осим 8-битних

пакета.

Фрем провере секвенце (FCS) је 16-битни CRC-CCITT или 32-битни CRC-32 рачунајући

преко адресе, контроле и информација. Он обезбеђује средство којим пријемник може да

детектује грешке које могу бити изазване током преноса фрема, као што су губитак бита,

окретање бита и уклањање битова.

HDLC операције и типови фремова

Постоје три основна типа HDLC фремова:

- фремова информација или I-фремова, који се користе за пренос корисничких пода-

така из мрежног слоја. Уз то они могу да укључују и проток и информације контро-

ле грешака података;

- фремова надзора или S-фремови - користе се за проток и контролу грешака кад год

је то немогуће или незгодно, као када станица нема података за слање. Ови фремови

немају поља информација;

- ненумерисаних фремова или U-фремова – користе се за различите намене, укључу-

јући и везу за управљање. Неки U-фремови садрже поља информација, у зависности

од типа.

6.4. РАЧУНАРСКЕ МРЕЖЕ

Рачунарска мрежа је појам који се односи на рачунаре и друге уређаје који су међусоб-

но повезани кабловима или на други начин, а у сврху међусобне комуникације и дељења

података.

У рачунарској мрежи осим рачунара могу бити и хабови (разводници), свичеви (скретни-

це, комутатори) и рутери (усмеривачи). Различите технологије могу се користити за пренос

података с једног места на друго, укључујући каблове, радио таласе и микроталасни пре-

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 92

нос. Веза између два рачунара који деле своје ресурсе може да се назове рачунарском мре-

жом.

Према архитектури, мреже се могу поделити на:

- Клијент-сервер (слика 39.а) је архитектура где су клијенти (корисници) и сервер

одвојени или неравноправни. Клијент је обично активан корисник, који шаље зах-

теве и чека док се исти не испуне, док је сервер пасиван, чека да добије захтев који

испуњава и шаље кориснику. Сервери су обично веома јаке машине са добрим кон-

фигурацијама и карактеристикама.

- Peer-to-Pееr (P2P-слика 39.б) је мрежа у којој се налази мноштво клијента који су

равноправни у учешћу. Jедино ограничење je брзина интернет везе једног клијента.

Овакве мреже се највише користе за дељење докумената, видео и аудио података и

сл.

а) б)

Слика 39.-Врсте рачунарских мрежа према архитектури: а) клијент-сервер и б) Peer-to-Pееr

С развојем комуникација путем рачунара и њиховом све већом заступљеношћу у приме-

ни, настало је више врста рачунарских мрежа на мањем или ширем географском подручју,

те мањем или већем броју рачунара. На основу величине рачунарске мреже се могу поде-

лити на: Локалне рачунарске мреже (LAN), Метрополитен мреже (МАN), Личне рачунар-

ске мреже (PAN), те Рачунарске мреже на великом подручју (WАN).

6.4.1. Локална рачунарска мрежа-LAN

Локална рачунарска мрежа или LAN (Local Area Network - LAN) је скуп рачунара који

су повезани у једну рачунарску мрежу, на релативно малом простору, као што су канцела-

рија, више канцеларија или зграда.

Ова мрежа може да броји два и више рачунара (до неколико стотина) који су повезани на

одређен начин. Неки периферни уређаји као што су штампачи, модеми и сл., такође се уб-

рајају у ову мрежу. Главна карактеристика локалних мрежа, по чему се оне разликују од

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 93

мрежа на великим подручјима (WАN) јесте много већа брзина преноса података (реда 10

до 1000 Мbit/s) и непостојање потребе за закупљеним телекомуникационим водовима.

Најчешћи метод повезивања рачунара у локалној мрежи јесте кабловима (Етернет) или

бежично. Локална мрежа може, најчешће преко неког рутера, бити повезана са другим мре-

жама у већу WАN мрежу или директно преко провајдера на Интернет. Најчешће се умрежа-

вање изводи специјализираним кабловима који имају велику пропусност података (нпр. UTP

кабл) који се прикључују на hub или switch. Раније се доста користио и коаксијални кабл, а на

местима где је потребна велика брзина данас се често користе и оптички каблови.

LAN ради на најнижа два слоја ОSI модела, а најчешћи стандарди који се користе су Етернет,

Тоken Ring те FDDI. Комуникација се одвија преко ТCP/IP протокола.

Пример овакве мреже приказан је на слици 40.

Слика 40.-Пример локалне рачунарске мреже

Half-duplex

У мрежама које користе CSМА/CD (carrier sense multiple access/collision detect) техноло-

гију као што је Етернет, слање података се врши тако што мрежни уређај који треба да ша-

ље податак прво надгледа има ли других уређаја у мрежи који шаљу податак. Ако то није

случај, уређај почиње слање података. Два уређаја не могу слати податке истовремено, ако

се то деси, уређај чека одређено време за поновно слање података, што обични корисник и

не примети. Што је више уређаја у LAN-у то је већа шанса да се "судар" података деси, и

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 94

то је разлог што се способности Етернет мреже нарушавају ако се број уређаја на једној

мрежи повећа. CSМА/CD мреже не могу у исто време слати и примати податке.

Full-duplex

Switch-еви су омогућили истовремено слање и примање података, тзв full-duplex мод. Са

switch-евима могућности и брзина Етернет LAN мреже је повећана и унапређена. 100 Мbps

Етернет мрежа може пребацивати 200 Мbps података, но само 100 Мbps може ићи у једном

смеру. Пренос података у LAN мрежи се дели на три класе: Unicast, multicast и broadcast.

Код unicast преноса један пакет је послат од извора до одредишта на мрежи. Изворни

чвор адресира пакет користећи адресу која ће бити на одредишту, потом се пакет шаље на

мрежу, и коначно на одредиште.

Multicast пренос података се састоји од једног пакета података који се копира и шаље на

специфичне подскупове уређаја на мрежи. Извор адресира пакет користећи multicast адре-

су, те потом копира пакет и шаље копије сваком чвору (кориснику) који је део multicast

адресе.

Broadcast пренос података се састоји од једног пакета података који се копира те шаље

свим чворовима који се налазе у мрежи. Тада се користи broadcast адреса, те се потом

копира пакет који се шаље свим корисницима на мрежи.

6.4.2. Метрополитен рачунарска мрежа-МАN

Метрополитен рачунарска мрежа или МАN (Me-

tropolitan Area Network-слика 41.) је мрежа која се са-

стоји из великог броја рачунарских мрежа, а које се

обично налазе у једном граду. За размењивање пода-

така најчешће се користи оптички кабл или бежични

начин комуникације.

МАN мрежа може тако имати више умрежених

LAN мрежа, а преко МАN-а може имати везу са

Wide Аrеа мрежом (као што је Интернет) чинећи је-

дну велику међусобно повезану мрежу рачунара).

Најчешћи протоколи који се користе су АТМ, SМDS

и FDDI, док се у последње време замењују са Етер-

нет протоколом (тзв. Меtro-Еthernet). Брзина оваквих

мрежа које користе DQDB (Distributed Queue Dual

Bus) технологију се креће од 34 до 155 Мbps.

6.4.3. Лична рачунарска мрежа – PАN

Лична рачунарска мрежа или PАN (Personal Area Network – слика 42.) је још више географ-

ски ограничена на само неколико метара раздаљине. Најчешће се ради о комуникацији између

мањих уређаја са рачунаром или између самих рачунара који су близу један другоме.

Слика 41.-Метрополитен мрежа

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 95

Ове мреже најчешће налазимо у собама, кампусима или мањим установама. Најчешћи облик

комуникације у овим мрежама је преко рачунарских сабирница као што су USB или FireWire,

док имамо и бежичне мреже (WPАN) где се комуникација најчешће одвија преко Bluetooth или

IrDA стандарда. Већ данас су ентузијасти направили Bluetooth мреже које превазилазе ограни-

чења, и сматра се да ће у догледно време Bluetooth мреже бити више заступљеније те географ-

ски мање ограничене.

Слика 42.-Лична рачунарска мрежа – PAN

6.4.4. Рачунарска мрежа на широком подручју – WАN

Рачунарска мрежа на широком подручју или WАN (Widе Аrеа Netwоrk – слика 43.) покри-

ва релативно велику географску површину, а најпознатија WАN мрежа је управо Интернет.

Размењивање података у овим мрежама се најчешће врши преко телефонских парица.WАN

мрежа ради на три најнижа ОSI слоја. Најпознатији протокол је ТCP/IP, односно Интернет

протокол који је највише за-

ступљен данас, док је сигур-

но најпознатији уређај мо-

дем који претвара аналогне

сигнале у дигиталне и обр-

нуто, те тиме омогућава

пренос података преко теле-

фонских инсталација широм

света. Осим модема имамо и

WАN switch-еве, приступне

сервере и ISDN терминале.

Приступ на WАN мрежу се у највећој мери врши по потреби односно када то корисник

жели. Корисник тако мора послати упит свом оператеру који ће то одобрити. Најочитији је

пример терминалних прозора код Интернет компанија где се уносе корисничка имена и

шифре за иста.

Слика 43.-Рачунарска мрежа на широком подручју - WAN

ПРИСТУПНЕ МРЕЖЕ И УРЕЂАЈИ Page 96

6.5. Вишестанични приступни уређаји и чворови – МSAN и MSAU

Вишесервисни приступни чвор (Multi-service access Node-МSAN), такође познат и као

мулти-сервисни приступни мост-gateway (МSAN), је уређај који је обично инсталиран у

централи (иако је понекад на крају и опслужује област кабинета интерфејса), а који пове-

зује претплатничке телефонске линије са језгром мреже, како би се обезбедио телефонски,

ISDN и широкопојасни саобраћај, као што је DSL, и то све из једне платформе.

Пре развоја MSAN-ова, телекомуникациони провајдери обично су имали мноштво одво-

јене опреме, укључујући и DSLАМ-ове, како би омогућиле различите врсте услуга клијен-

тима. Интегрисање свих услуга на једном чвору, што обично повлачи све протоке података

преко IP-а или Асинхроног Трансфер Мода, може бити исплативо и може пружити нове

услуге корисницима брже него што је раније било могуће.

Типичан отворени МSАN кабинет се састоји од ускопојасних (PОТS), широкопојасних

(хDSL) услуга, батерија са исправљачима, оптичке преносне јединице и бакарног раздел-

ника.

Вишестанична приступна јединица

Вишестанична приступна јединица (MSAU), често звана и медијска приступна јединица

(Media Access Unit – МАU) је уређај на који се може прикључити више мрежних станица у

топологији звезде у Тоken Ring мрежама, међусобно ожичених за повезивање станица у ло-

гички прстен. MSAU садржи релеје за кратке излазе неоперативних станица. Вишеструки

MSAU-и могу бити повезани у већи прстен кроз улаз/излаз конекторе прстена.

MSAU сe такође називају и "прстен у кутији". Петља која се користи за прављење прсте-

на Тоken Ring-а сада је интегрисана у чип. У Тоken Ring-у, када је веза у прстену прекинута,

целa мрежа се прекида, али са

MSAU, прекинута кола се одмах за-

тварају (у року од 1ms), омогућава-

јући појединим станицама у прсте-

ну да буду искључене без "пада" це-

ле мреже.

Изглед једне вишестаничне при-

ступне јединице дат је на слици 44.

Слика 44.- IBM 8228 вишестанични приступни уређај

КРАЈ (Yes!!!)