Matematički Fakultet

Univerzitet u Beogradu

Seminarski rad iz predmeta:

Metodologija naučnog i stručnog rada

Tema:Standardi u LAN mrežama

Student: Miloš Đurović Mentor: Prof. Dr. Vladimir Filipović

Br indeksa: 1160/2012

Beograd,maj 2013

2

SADRŽAJ

1. Računarske mreže........................................................................................................................3

2. Lokalne računarske mreže (LAN-Local Area Network) ..........................................................3

3. LAN standardi.........................................................................................................................4

4. Ethernet (IEEE 802.3) ..........................................................................................................7

4.1 Početak Ethernet tehnologije....................................................................................7

4.2 Ethernet tehnologija danas.......................................................................................7

5. WiFi (IEEE 802.11) .............................................................................................................9

5.1 WiFi (WLAN) standardi..........................................................................................9

5.2 Zaključavanje WLAN .............................................................................................11

6. Literatura..............................................................................................................................12

3

1. RAČUNARSKE MREŽE

Prvobitna komunikacija između računara odvijala se između velikih računara (main-frame) i

terminala. Karakterisala ih je mala brzina prenosa podataka i prenos samo tekstualnog ulaza i

izlaza. To nisu bile prave računarske mreze.Vremenom, stvorena je potreba za pravom

komunikacijom između dva ili vise računara.

Po definicijama nekih eminentnih stručnjaka računarske mreze su:

“Skup komunikacionih veza (linkova) za povezivanje uređaja koji mogu da međusobno

komuniciraju.” (Keiser)

“Entitet koji povezuje određen broj uređaja i obezbeđuje način prenosa podataka između njih.”

(Stallings)

2. LOKALNE RAČUNARSKE MREŽE

(LAN-Local Area Network)

Pojavom na tržištu jeftinih i moćnih mikroprocesora, sve više postoji izražena tendencija da se

umesto velikih, centralizovanih računara koriste mali decentralizovani. Sa druge strane, sve češće

korišćenje malih autonomnih mašina nameće potrebu za njihovim međusobnim povezivanjem.

Ovim se obezbeđuje nesmetano korišćenje prvo deljive informacije, a zatim i skupih resursa.

Najšira moguca definicija lokalnih mreza jeste da je to komunikaciona mreža koja ostvaruje

međusobno povezivanje različitih uređaja kakvi su računari, terminali, i periferni uređaji u okviru

ograničene geografske oblasti.

4

3. LAN STANDARDI Jedan od glavnih ciljeva donošenja standarda je taj da se ostvari kompatibilnost u radu između

uređaja različitih proizvođača. Tako na primer, na nivou IEEE (The Institute of Electrical and

Electronic Engineers) Project 802, Februara 1980 godine strandardizovana su kod LAN-ova

sledeća tri protokola za pristup medijumu:

1. CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect

2. Token Bus

3. Token Ring

Ovi standardi su ubrzo bili široko prihvaćeni i kao takvi danas predstavljaju osnovne postulate na

kojima su izgrađene najčešće LAN mreže.

Pored IEEE organizacije postoje i druge institucije koje se danas bave donošenjem mrežnih

standarda. To su pre svega: American National Standard Institute (ANSI), ITU-T (poznata ranije

kao Consultative Committee for Internatinal Telephone and Telgraph – CCITT), European

ComputerManufacturers Association (ECMA), International Standards Organiziation (ISO)

National Institute for Sandards in Technologies (NIST) i druge.

ISO i IEEE se bave donošenjem standarda kojima se, kada se govori o mrežnoj opremi,

specificiraju pre svega specifičnosti računarske opreme, dok ITU-T (tj. CCITT) razmatra

specifičnosti standarda sa aspekta povezivanja opreme različitih tipova nacionalnih i

internacionalnih PTT mreža.

Komitet IEEE 802 predložio je skup LAN standarda koji su 1985. godine bili prihvaćeni od

strane ANSI (American National Standards Institute) kao Američki nacionalni standardi.

Standardi su nakon toga, 1987. godine, revidirani i prihvaćeni kao internacionalni standardi od

strane ISO (International Organizatioon for Standardization) pod imenom ISO 8802. Od tog

perioda komitet IEEE 802 je produžio sa revizijom i proširenjem standarda koji su povremeno

usvajani i usklađivani sa ISO standardima.

Na slici 1. prkazano je tekuće stanje koje se odnosi na standardizaciju. Kao što se vidi sa slike 1.

standardi su sa aspekta hijerarhije protokola organizovani u tri nivoa. LLC (logical link control)

je odgovoran za adresiranje i upravljanje tokom podataka na nivou-veza (data link control). LLC

je nazavisan od topologije, prenosnog medijuma, i izabrane upravljačke tehnike za pristup

prenosnom medijumu. Ispod LLC-a nalaze se nivoi MAC (media access control) i fizički nivo.

Zbog međusobne zavisnosti koje postoje između MAC-a, samog medijuma, i topologije, ovi

nivoi su organizovani u standarde na osnovu MAC algoritama kao i specificiranog fizičkog nivoa

koji je deo standarda MAC-a.

5

Slika 1. Neki LAN standardi

IEEE 802 LAN/MAN

IEEE 802.1 Standards for LAN/MAN bridging and management and remote media access control

(MAC) bridging.

IEEE 802.2 Standards for Logical Link Control (LLC) standards for connectivity.

IEEE 802.3 Ethernet Standards for Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

(CSMA/CD).

IEEE 802.4 Standards for token passing bus access.

IEEE 802.5 Standards for token ring access and for communications between LANs and MANs

IEEE 802.6 Standards for information exchange between systems.

6

IEEE 802.7 Standards for broadband LAN cabling.

IEEE 802.8 Fiber optic connection.

IEEE 802.9 Standards for integrated services, like voice and data.

IEEE 802.10 Standards for LAN/MAN security implementations.

IEEE 802.11 Wireless Networking – "WiFi".

IEEE 802.12 Standards for demand priority access method.

IEEE 802.14 Standards for cable television broadband communications.

IEEE 802.15.1 Bluetooth

IEEE 802.15.4 Wireless Sensor/Control Networks – "ZigBee"

IEEE 802.16 Wireless Networking – "WiMAX"

Slika 2. Tabela svih IEEE standarda i podstandarda koja se odnose na LAN

7

4. ETHERNET (IEEE 802.3)

4.1 Početak Ethernet tehnologije

Originalna ideja je bila komunikacija više hostova preko deljenog medijuma, kao i da se spreči

intefrerencija signala među njima. AlohaNET je bila bežična mreža između udaljenih zgrada na

Univerzitetu Havaji, omogućavao je većem broju stanica da koriste deljenu radio frekvenciju.

Princip deljenja medijuma je bio CSMA/CA- Carrier Sense Multiple Access with Collision

Avoidance, dok je osnova za dalji razvoj metoda za pristup deljenom koaksijalnom kablu u

Ethernet tehnologiji CSMA/CD- Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

Prva LAN mreža je bila zasnovana na jednoj verziji Ethernet protokola i nastala je u firmi Xerox

početkom 70-ih. Dok je prvi Ethernet standard objavio 1980. konzorcijom Digital Equipment

Company, Intel, and Xerox (DIX verzija Etherneta). Takođe Ethernet je objavljen kao otvoren

standard. Prvi proizvodi zasnovani na Ethernet standardu su se pojavili u prvoj polovini 1980-ih.

A prvi DIX Ethernet je radio na 10Mbps preko “debelog” koaksijalnog kabla (thick-Ethernet).

1985, IEEE komitet za standarde za LAN i MAN mreže je objavio standard za Ethernet 802.3.

IEEE 802.3 standard opisuje prvi i donju polovinu drugog sloja OSI modela. Razlika u odnosu na

DIX Ethernet su vrlo male. Sve mrežne kartice danas rade i sa Ethernet i sa 802.3 okvirima

(frames). Suštinski, Ethernet i IEEE 802.3 su isti standardi.

1995 godine IEEE je objavio standard za 100-Mbps Ethernet dok je 1 Gbps Ethernet objavljen od

stane IEEE 1998 i 1999 godine. Svi ovi standardi su kompatibilni sa originalnim Ethernet

standardom. Takođe Ethernet okvir može da se pošalje sa starog koaksijalnog segmenta i da

nepromenjen prođe kroz različite Ethernet segmente (100Mbps, 1Gbps,...)

4.2 Ethernet tehnologija danas

U okviru komiteta za LAN standarde IEEE 802, radna grupa 802.3 predložila je skup standarda

koji se pre svega odnose na tehniku pristupa medijuma za prenos, poznatu kao CSMA/CD. Ovaj

skup standarda je rezultirao pojavom komercijalnog proizivoda Ethernet. Uobičajena bitska

brzina kod prenosa podataka na ovoj mreži je 10 Mbps, a noviji standardi dozvoljavaju brzinu

prenosa od 100 Mbps.

8

Najčešće korišćeni standardi za Ethernet su Ethernet 2.0 i IEEE 802.3. U oba slučaja kao

medijum za prenos se koristi deljiva magistrala po kojoj, u datom trenutku, samo jedan čvor

može da prenosi (šalje) podatke. Podaci se prenose u formi okvira koji sadrži MAC (media

access control) izvorišnu i odredišnu adresu predajnog i prijemnog čvora, respektivno. Lokalni

deljivi segment naziva se segment. Svaki čvor na mreži nadgleda svoj segment i kopira bilo koji

okvir koji se odnosi na njega.

Ethernet koristi CSMA/CD, a to znači da svaki čvor nadgleda magistralu (ili Ether) sa ciljem da

odredi da li je ona zauzeta. Čvor koji želi da preda podatke čeka na pasivan uslov (idle condition)

magistrale pa nakon detekcije idle uslova počinje sa slanjem poruke. Na žalost, pri ovome može

da dođe do kolizije u situaciji ako dva čvora počinju sa istovremenom predajom. Da bi se na neki

način uspešno rešio ovaj problem čvorovi u toku predaje mora da nadgledaju stanje na kablu.

Slika 3. CSMA/CD algoritam

9

5. WiFi (IEEE 802.11) Wi-Fi - Wireless-Fidelity je popularni naziv za bezične tehnologije srednjeg dometa gde se

prenos podataka između dva ili vise računara vrsi putem radio talasa uz primenu odgovarajućih

antena. Wi-Fi tehnologija se koristi u bezičnim LAN mrežama i u tom slučaju iste se nazivaju i

WLAN (Wireless Local Area Network).

5.1 WiFi (WLAN) standardi Osnovni standardi kojima se definiše ova tehnologija su IEEE 802.11a, 802.11b, 802.11g i

802.11n. Prvi standardi su definisani polovinom devedesetih godina XX veka i podržavali su

niske brzine prenosa (1-2 Mb/s).

802.11a je standard iz 2002 godine i podržava maksimalnu teorijsku (ne i primenjivu u

realnoj praksi) brzinu prenosa podataka od 54Mb/s ali ona najčešće iznosi oko 30Mb/s.

Funkcioniše na frekvenciji od 5GHz.

802.11b je standard predstavljen jos 1999 godine a teorijska brzina protoka podataka je do

11Mb/s. Uz veće prepreke i smetnje brzina moze spasti i na minimalnih 1-2 Mb/s. Ovo je

ujedno i najjeftinija varijanta WiFi mreže.

802.11g je standard predstavljen 2003 godine i objedinio je prethodna dva standarda. Radi

na frekvenciji od 2.4 GHz, ali ima skoro istu brzinu kao i standard 802.11a.

802.11n može da radi na 2.4 GHz ili 5 GHz sa maksimalnom brzinom prenosa podataka

i do 150Mb/s.

Radio komunikacija kod WLAN se obavlja u ISM (Industrial, Scientific and Medical) opsegu

frekvencija koji je svuda u svetu prihvaćen kao opseg za čije koriščenje nije potrebna licenca,

odnosno FTA (Free To Air spectar).

10

Slika 4. ISM opsezi frekvencija

ISM čine tri opsega frekvencija 902-928 MHz, 2400-2483.5 MHz i 5728-5750 MHz. U ovom

trenutku najčešće se koristi opseg oko 2.4 GHz. WLAN koristi tehniku rada u proširenom spektru

(Spread Spectrum). Dobro poznate tehnike su frekvencijsko skakanje (FHSS – Frequency-

Hopping Spread Spectrum), rad sa direktnim sekvencama (DSSS – Direct-Sequence Spread

Spectrum) i korišćenje ortogonalnih frekvecija (ОFDM – Orthogonal Frequency Division

Multiplexing). Naime, više korisnika istovremeno dele isti frekvencijski opseg bez međusobne

interferencije i pružaju mnogo veću otpornost na smetnje i prisluškivanje u odnosu na rad u

fiksnim frekvencijama. Ova tehnologija je razvijena još pre oko 50 godina i to za vojne primene

sa ciljem da bude maksimalno otporna na ometanja, interferenciju i prisluškivanje.

802.11 bežične mreže koriste dobro poznati CSMA/CA u čijoj je osnovi takođe poznati princip

"slušaj pre nego što počnes da govoriš" (LBT- Listen Before Talk). Stanica koja želi da emituje

prvo proverava da li postoji signal nosioca i čeka dok se kanal ne oslobodi. CSMA/CA sadrži

pravila sprečavanja kolizije.

Bežicni uređaji imaju mogućnost da odrede kvalitet signala prema bilo kom access point-u u

čijem se područiju pokrivenosti nalaze, te na osnovu toga odlučuju da se prebace se jednog na

drugi. Ova mogućnost se zasniva na odnosu signal-šum primljenog signala.

11

5.2 Zaključavanje WLAN

Deo WLAN standarda IEEE 802.11 je Wireled Equivalent Privacy (WEP), jedan sigurnosni

standard, koji sadrži RC4 Algoritam. Unutar toga postojeće zaključavanje je samo sa jednim 40

Bit (nazvanim 64 Bit) tj. 104 Bit (nazvanim 128 Bit), kod nekih proizvođača isto 232-Bit

(nazvano 256 Bit) dugačkim statičkim ključem, koje pak nije dovoljno i ne garantuje da se

WLAN zaključao sigurno. U Haker sceni je poznato da skupljanjem parova ključeva je moguće

izvesti takozvani "Known-Plaintext-Napad". Postoje besplatni programi koji čak i bez potpunog

prikupljanja paketa (podataka) mogu otključati (WEP) lozinku, gde pak kod jednog 232-Bit

ključa to može potrajati nešto duže, ali nije nemoguće. Pri tome može svaki korisnik mreže čitati

promet koji putuje mrežom. Kombinacija RC4 i CRC-a (Cyclic Redundancy Check) se smatra

matematički nesigurnom.

Iz tih razloga su izmišljeni novi protokoli zaključavanja, kao npr. WEPplus, Wi-Fi Protected

Access (WPA), Fast Packet Keying, Extensible Authentication Protocol (EAP), Kerberos ili High

Security Solution koji svi zajedno više ili manje smanjuju sigurnosni problem WLAN-a.

Naslednik WEP-a je novi sigurnosni standard 802.11i. On nudi jednu povećanu sigurnost kroz

upotrebu TKIP-a kod WPA tj. Advanced Encryption Standard (AES) kod WPA2 i smatra se

momentalno sigurnijim od strane hakera koji ga žele otključati. Kao savet može služiti i

pravljenje lozinke uz pomoć takozvanog generatora lozinki, gđe lozinka sadrži velika i mala

slova, brojeve i posebne znakove i pri čemu nije kraća od 32 znaka.

WPA2 spada pod Wi-Fi 802.11i, koji radi sa algoritmom za zakljucavanje "AES" (256 Bit) i u

novijim uređajima je podržan.

12

6. LITERATURA:

1."Umrezavanje racunara" - James F. Kurtose, Keith W. Ross, Racunarski fakultet, CET

2. ''Računarske mreže i prenos podataka'' - Prof. dr Mile Stojčev,Elektronski fakultet Nis

3. prezentacija "Racunarske mreže- Ethernet tehnologije" - Prof. dr Slavko Gajin, Elektortehnicki

fakultet Beograd

4. "Uvod u računarske mreže" - Prof. dr Mladen Veinović, Aleksandar Jevremović, Univerzitet

Singidunum

5. www.wikipedia.org -WLAN

6. www.wikipedia.org- Lokalna racunarska mreza

7. www.wikipedia.org- Opticki eternet

8. www.wikipedia.org- IEEE Standards Association