UMREŽAVANJE

VII POGLAVLJE

UMREŽAVANJE - definicija

Komuniciranje podacima izmedju dva udaljena entiteta se može ostvariti pomoću procesa koji se naziva umrežavanje (networking)

Proces umrežavanja podrazumeva povezivanje računara, medijum za prenos i mrežne uredjaje

Tri ključna koncepta rada mreže su :

distribuirano procesiranje – najveći broj mreža čini veći broj računara

mrežni kriterijum – prerformanse, pouzdanost i sigurnost u radu

mrežna struktura –odnosi se na fizičku realizaciju, tipove veza, topologije

Aktuelnost

 Povezivanje računara preko mreže za prenos podataka postalo je jako aktuelno iz sledećih razloga:

Danas su PC mašine najšire prihvaćene računarske mašine od kojih se mogu projektovati računarske mreže.

PC mašine su postale veoma jeftine, a po performansama moćne naprave.

Na tržištu se danas nudi veliki broj raznih moćnih softverskih alata po neverovatno niskim cenama koje obezbedjuju da se PC mašine primene za širok dijapazon aplikacija.

Nadgradnja PC mašine novom logikom (drajverske pločice i razne periferije) nije tako skupa investicija ne samo za kompanije nego i individue.

Kategorije mreže

LAN se definiše kao skup računara lociranih u okviru neke kancelarije, ili zgrade, povezanih preko deljivog (zajedničkog) prenosnog medijuma (kakav je koaksijalni kabl) nazvan glavni put (kičma) mreže (network backbone).

LAN se može povezati na druge mreže bilo direktno ili preko WAN (Wide Area Network)

Kategorije mreže - LAN

Kategorije mreže - MAN

MAN je projektovana kao mreža na nivou celog grada

Može biti jedinstvena mreža kakva je kablovska TV mreža ili mreža sa većim brojem LAN-ova

WAN obično povezuje mreže na šire geografsko područje, do nivoa jedne zemlje.

Omogućava prenos podataka, govora, slika i video informacija na širim geografskum oblastima koje mogu pripadati jednoj zemlji, kontinentu, ili čak celom svetu

Kategorije mreže - WAN

Tri LAN-a, nazvana LAN-A, LAN-B i LAN-C povezana su u WAN.

LAN se povezuje na WAN/LAN preko :

Bridge

Gatewayor modem

Gatewayor modem

LAN A

LAN B

LAN C

Wide area network

connection

Wide areanetwork

Local area network

backbone

Povezivanje LAN-ova u WAN

analogne linije uz pomoć modema

bridge-a koji povezuje dva slična tipa LAN-a koji razmenjuju digitalne podatke

gateway-a kada dva različita LAN-a razmenjuju digitalne podatke.

Povezivanje WAN-a na PSTN i ISDN

Modem Modem

NTE NTEPublic

switchedtelephon network(PSTN)

Integratedservicesdigital

network(ISDN)

Serviceprovider

Directconection

Word areanetwork

connectionWAN

Interconnection of networks with diferent technology and end-to-end protocolstack in the data plane

Komunikacioni standardi i OSI model kod LAN-ova

Application

Presentation

Session

Transport

Network

Data link

Physical RS-232

Asyn. protocol

TCP

IP

SPX

IPX

IEEE 802.2

Asy

n.

prot

ocol

Asy

n.

prot

ocol

X.25

HDLC

X.21Ethernet 2.0

WANs

LANs

AsynchronousSerial Comunnication

Tipovi standard

a

Tipična LAN struktura

Najveći broj savremenih LAN mreža je organizovan oko backbone (kičme).

Backbone predstavlja glavni put za prenos podataka svih mašina koje su povezane na taj LAN.

Backbone obezbedjuje korisnicima različitih mrežnih segmenata medjusobno da komuniciraju.

Lokalnu računarsku mrežu čine segmenti LAN A, LAN B, LAN C, LAN D, LAN E i LAN F.

LAN B

LAN A

LAN E

LAN C

LAN F

LAN D

Bridge,gatewayor router

BACKBONE 1

Bridge,gatewayor router

BACKBONE 3

BACKBONE 2

Local network

Local network

Local network Local network

Local network

Lokalna računarska mreža sa većim brojem segmenata

IEEE 802 LAN standardi

The MAC sublayer provides unreliable datagram service

The LLC can provide reliable frame transfer service

Packet encapsulation into a MAC frame

Medjusobno razdvajanje mreža

Medjusobno razdvajanje mreža vrši se pomoću: bridge, gateway, ili rutera.

Bridge je uredjaj koji se koristi za povezivanje dve homogene (istog tipa) lokalne računarske (pod)mreže, tj. dve (pod)mreže koje koriste isti metod za pristup medijumu upravljanja. Tipična povezivanja su Ethenet na Ethernet, ili Token Ring na Token Ring.

Gateway je uredjaj koji rutira datagrame/pakete izmedju jedne i druge mreže. Obično, obe mreže rade sa različitim protokolima, tako da gateway obavlja funkciju konverzije protokola.

Ruter (router) je uredjaj koji se koristi za medjusobno povezivanje dva ili veći broj LAN-ova pri čemu svaki LAN koristi različiti MAC (Media Access Control method). To znači da ruter radi slično kao gateway sa tom razlikom što može povezati dve slične, ali i dve različite mreže.

Uredjaji za povezivanje Postoje sledeći tipovi uredjaja za povezivanje mreža :

repetitori (repeaters)

habovi (hubs)

mostovi (bridges)

komutatori (switchers)

ruteri (routers)

gateway

Repetitori Repetitor odgovara fizičkom nivou i uvek usmerava signale od jednog mrežnog segmenta ka drugom.

Osnovne funkcije koje obavljaju repetitori su:

regeneracija signala, vrše dvosmeran prenos signala, povećavaju snagu (amplitudu i/ili struju) signala na izlazu,

vrše prevodjenje izmedju dva tipa medijuma (optički kabl na par upredenih žica).

A repeater connects segments of a LAN.

A repeater forwards every frame; it has no filtering capability.

A repeater is a regenerator,not an amplifier.

RepeaterNoteNote::

HUB-ovi

Pojam hub se odnosi na uredjaj za povezivanje

Hub je u suštini multiportni ripiter

Normalno se koristi da kreira veze izmedju stanica u fizičkoj topologiji tipa zvezda

MOSTOVI Bridge vrši usmeravanje na nivou veze.

Filtrira ulazno izlazni saobraćaj tako da se paketi namenjeni mreži usmeravaju ka mreži, a paketi koji nisu namenjeni računaru ponovo se predaju mreži.

Performanse bridge-a se ocenjuju na osnovu sledećih mera:

brzina filtriranja (filtering rate) - bridge čita MAC adresu Ethernet/Token Ring/FDDI (Fiber Distributed Data Interface) čvora pa nakon toga odlučuje da li da prosledi paket ka mreži. Brzina filtriranja se kreće od 5000 do 70 000 pps (packets per second), a tipične su 17500 pps.

brzina prosledjivanja (forward rate) - nakon što je bridge odlučio da usmeri paket ka mreži on mora da ih prosledjuje. Brzine prosledjivanja se kreću od 500 do 140000 pps, a tipične su 90000 pps.

BRIDGE

BRIDGES CONNECT SEVERAL LAN

A bridge has a table used in filtering decisions.

A bridge does not change the physical (MAC) addresses in a frame.

NoteNote::

BRIDGE FUNCTION

ETHERNET SWITCHERS Svaki ulazni port baferuje podatke

Dolazni okviri se ispituju i prenose ka odgovarajućim izlaznim portovima

Svaki izlazni port se implementira kao Ethernet MAC protokol

Virtual circuit wide area network

In a star backbone, the topology of the backbone is a star; the backbone is just one switch.

SWITCH AND BACKBONENoteNote::

ROUTER Ruter ispituje polje okvira koje sadrži adresu i odredjuje najbolji put za taj paket pri čemu može da izvrši i konverziju protokola na mrežnom nivou.

Obično ruteri koji manipulišu sa jednim tipom protokola karakterišu se velikim brzinama filtriranja i prosledjivanja.

Ako podržavaju rad većeg broja protokola, tada režijsko vreme potrebno da se detektuje protokol i obavi usmeravanje poruke ka odredištu postaje veliko.

Network and routers

Topologije mreža

Kod LAN-ova se uglavnom koriste topologije tipa :

zvezda (star),

prsten (ring),

magistrala (bus).

Zvezda

Kod topologije tipa zvezda postoji centralni server koji rutira podatke u mreži.

Prednosti ove varijante su sledeće:

Nedostatak ove topologije je taj što je rad mreže jako zavisan od centralnog servera. U slučaju da server otkaže ceo sistem nije više operativan.

brzina podataka izmedju centralnog servera i čvora je obično mala pa se kabliranje izvodi jeftinim upredenim kablovima.

otkaz jednog čvora nema uticaj na ostatak mreže.

Prsten

Kod prstena računari su povezani u petlji

Da bi se obezbedio korektan redosled pristupa u mreži jedan elektronski marker koji se naziva token se prenosi od jednog računara do drugog.

Samo onaj računar kod koga se trenutno nalazi token može da predaje podatke.

U zavisnosti od toga koji medijum za prenos se koristi (upredeni par žica, koaksijalni kabl, optičko vlakno), moguće je ostvariti različite brzine prenosa kroz prsten, počev od nekoliko kbps do reda nekoliko stotina Mbps.

Tipična mreža tipa prsten je IBM Token Ring.

Glavna prednost token ring mreže je ta što se svim čvorovima u mreži pruža podjednaka šansa za prenos.

Postoje i nedostaci, a glavni je taj da ako jedan od čvorova ispadne iz rada, tada se i rad celokupne mreže narušava.

TokenElektronski token prolazi od čvora

do čvora

Čvorovi mogu preneti podatke jedino kada

zahvate token

Token-Ring

Token-passing ring

Token-Ring within internet

Mreža tipa magistrala

Ovaj tip mreže koristi multidrop prenosni medijum.

Svi čvorovi mreže dele istu magistralu, ali samo jedan čvor u datom trenutku može biti predajnik.

Kao prenosni medijum moguće je koristiti upredeni par žica, koaksijalni kabl, ili optičko vlakno.

Brzine u prenosu podataka koje se postižu su relativno visoke, obično su reda 100 Mbps.

Pored jednostavnosti izvodjenja, prednost ove topologije je ta da ako jedan od čvorova bude u kvaru ostatak mreže biće operativan.

Glavni nedostatak ove topologije je taj što zahteva implementaciju skupog i složenog mrežnog protokola koji onemogućava da dodje do sudara na magistrali.

Sudar (contention) se javlja u situacijama kada dva čvora vrše predaju u isto vreme.

Zajednički bus

Svi kompjuteri imaju pristup na zajednički bus u isto

vreme

Mreža tipa magistrala-povezivanje

Druge topologije Postoje i druge mrežne topologije koje predstavljaju kombinaciju dve ili više osnovnih.

Tipičan primer je topologija tipa stablo koja predstavlja kombinaciju zvezde i magistrale

Koncentrator (hub) se koristi za povezivanje više čvorova na mreži.

Concetrator(ili hub)

Concetrator(ili hub)

Concetrator(ili hub)

Concetrator(ili hub)

Concetrator(ili hub)