Telekomunikacije i računarske mreže. Bilješke sa predavanja

po disciplini "Računarske mreže i telekomunikacije"

UVOD... 65

2 KABLA I INTERFEJSA... 10

3 RAZMJENA PODATAKA NA MREŽI.. 15

6 INTERNET USLUGE 40

8 WEB GLEDALACA 54

UVOD 6

1 POJMOVI I POJMOVI MREŽE... 7

1.1 Osnovni koncepti. 7

1.2 Klasifikacija mreža po mjerilu. 7

1.3 Klasifikacija mreža na osnovu prisustva servera. 7

1.3.1 Peer-to-peer mreže. 7

1.3.2 Mreže sa namenskim serverom. 8

1.4 Odabir mreže. 9

2 KABLA I INTERFEJSA... 10

2.1 Vrste kablova. 10

2.1.1 Kabl sa upredenom paricom – upredena parica 10

2.1.2 Koaksijalni kabl. jedanaest

2.1.3 Optički kabl. 12

2.2 Bežične tehnologije. 12

2.2.1 Radio komunikacija. 13

2.2.2 Mikrovalne komunikacije. 13

2.2.3 Infracrvena komunikacija. 13

2.3 Parametri kabla. 13

3 RAZMJENA PODATAKA NA MREŽI.. 15

3.1 Opći koncepti. Protokol. Stog protokola. 15

3.2 ISO/OSI 16 model

3.3 Funkcije slojeva ISO/OSI 18 modela

3.4 Protokoli interakcije sa aplikacijom i protokoli transportnog podsistema. 21

3.5 Funkcionalna usklađenost tipova komunikacione opreme sa nivoima OSI 22 modela

3.6 Specifikacija IEEE 802.24

3.7 Prema steku protokola. 25

4 MREŽNA OPREMA I TOPOLOGIJE.. 27

4.1 Mrežne komponente. 27

4.1.1 Mrežne kartice. 27

4.1.2 Repetitori i pojačala. 28

4.1.3 Koncentratori. 29

4.1.4 Mostovi. 29

4.1.5 Ruteri. trideset

4.1.6 Gateways. trideset

4.2 Vrste topologije mreže. 31

4.2.1 Guma. 31

4.2.2 Prsten. 32

4.2.3 Zvezdica. 32

4.2.5 Mješovite topologije. 33

5 GLOBALNA INTERNET MREŽA.. 36

5.1 Teorijske osnove Interneta. 36

5.2 Rad sa Internet servisima. 37

6 INTERNET USLUGE 40

6.1 Način rada terminala. 40

6.2 Elektronska pošta (E-Mail) 40

6.4 Usluga telekonferencije (Usenet) 41

6.5 Usluga World Wide Web (WWW) 43

6.6 Usluga imena domena (DNS) 45

6.7 Usluga prijenosa datoteka (FTP) 48

6.8 Usluga Internet Relay Chat 49

6.9 ICQ usluga.. 49

7 POVEZIVANJE NA INTERNET.. 51

7.1 Osnovni koncepti. 51

7.2 Instaliranje modema. 52

7.3 Povezivanje sa računarom provajdera Internet usluga. 53

8 WEB GLEDALACA 54

8.1 Koncept pretraživača i njihove funkcije. 54

8.2 Rad sa programom Internet Explorer 54

8.2.1 Otvaranje i pregled web stranica. 56

8.2.3 Tehnike kontrole pretraživača. 57

8.2.4 Rad sa više prozora. 58

8.2.5 Podešavanje svojstava pretraživača. 58

8.3 Traženje informacija na World Wide Webu. 60

8.4 Primanje datoteka sa Interneta. 62

9 RAD SA ELEKTRONSKIM PORUKAMA... 64

9.1 Slanje i primanje poruka. 64

9.2 Rad sa Outlook Expressom. 65

9.2.1 Kreiranje naloga. 65

9.2.2 Kreiranje e-poruke. 66

9.2.3 Priprema odgovora na poruke. 66

9.2.4 Čitanje telekonferencijskih poruka. 67

9.3 Rad sa adresarom. 67

UVOD

Materijal o kojem se raspravlja u ovim bilješkama s predavanja nije o specifičnom operativnom sistemu ili čak specifičnoj vrsti operativnog sistema. On ispituje operativne sisteme (OS) iz veoma opšte perspektive, a opisani fundamentalni koncepti i principi dizajna važe za većinu operativnih sistema.

1 POJMOVI I POJMOVI MREŽE

1.1 Osnovni koncepti

Mreža je veza između dva ili više računara, koja im omogućava da dele resurse.

1.2 Klasifikacija mreža po mjerilu

Lokalna mreža(Local Area Network) je skup umreženih računara koji se nalaze unutar malog fizičkog regiona, kao što je jedna zgrada.

Ovo je skup računara i drugih povezanih uređaja koji se uklapaju u područje pokrivenosti jedne fizičke mreže. Lokalne mreže su osnovni gradivni blokovi za izgradnju mrežnih i globalnih mreža.

Globalne mreže(Wide Area Network) može povezati mreže širom svijeta; komunikacijski alati trećih strana se obično koriste za umrežavanje.

WAN veze mogu biti veoma skupe jer se troškovi komunikacije povećavaju sa propusnošću. Dakle, samo mali broj WAN konekcija podržava istu propusnost kao i obični LAN.

Regionalne mreže(Metropolitan Area Network) koriste tehnologije širokog područja za povezivanje lokalnih mreža u određenom geografskom regionu, kao što je grad.

1.3 Klasifikacija mreža na osnovu prisustva servera

1.3.1 Peer-to-peer mreže

Računari u peer-to-peer mrežama mogu djelovati i kao klijenti i kao serveri. Pošto svi računari u ovoj vrsti mreže imaju jednaka prava, peer-to-peer mreže nemaju centralizovanu kontrolu nad deljenjem resursa. Svaki računar na ovoj mreži može da deli svoje resurse sa bilo kojim računarom na istoj mreži. Peer-to-peer odnosi takođe znače da nijedan računar nema veći prioritet pristupa ili veću odgovornost za deljenje resursa.

Prednosti peer-to-peer mreža:

– lako se instaliraju i konfigurišu;

– pojedinačne mašine ne zavise od namenskog servera;

– korisnici mogu kontrolirati vlastite resurse;

– jeftin tip mreža za kupovinu i rad;

– nije potreban nikakav dodatni hardver ili softver osim operativnog sistema;

– nema potrebe za angažovanjem mrežnog administratora;

– radi dobro sa brojem korisnika koji ne prelazi 10.

Nedostaci peer-to-peer mreža:

– primjena mrežne sigurnosti na samo jedan resurs u isto vrijeme;

– korisnici moraju zapamtiti onoliko lozinki koliko ima zajedničkih resursa;

- mora biti proizveden backup odvojeno na svakom računaru radi zaštite svih zajedničkih podataka;

– prilikom pristupa nekom resursu, oseti se pad performansi na računaru na kojem se taj resurs nalazi;

– Ne postoji centralizovana organizaciona šema za pretraživanje i upravljanje pristupom podacima.

1.3.2 Namenske serverske mreže

Microsoft preferira termin baziran na serveru. Server je mašina (računalo) čiji je glavni zadatak da odgovori na zahtjeve klijenata. Serverima rijetko tko upravlja direktno - samo da bi se instalirali, konfigurirali ili održavali.

Prednosti mreža sa namjenskim serverom:

– pružaju centralizovano upravljanje korisničkim nalozima, sigurnost i pristup, što pojednostavljuje administraciju mreže;

– snažnija oprema znači efikasniji pristup mrežnim resursima;

– korisnici treba da upamte samo jednu lozinku da bi se prijavili na mrežu, što im omogućava pristup svim resursima na koje imaju pravo;

– takve mreže se bolje skaliraju (rastu) sa povećanjem broja klijenata.

Nedostaci namjenskih serverskih mreža:

– kvar servera može učiniti mrežu neoperativnom, u najboljem slučaju – gubitak mrežnih resursa;

– takve mreže zahtijevaju kvalifikovano osoblje za održavanje složenog specijalizovanog softvera;

– troškovi mreže rastu zbog potrebe za specijaliziranom opremom i softverom.

1.4 Odabir mreže

Izbor mreže zavisi od niza okolnosti:

– broj računara u mreži (do 10 – peer-to-peer mreže);

– finansijski razlozi;

– prisustvo centralizovanog upravljanja, obezbeđenja;

– pristup specijalizovanim serverima;

– pristup globalnoj mreži.

2 KABLA I INTERFEJSA

Na najnižem nivou mrežnih komunikacija nalazi se medij preko kojeg se prenose podaci. Što se tiče prenosa podataka, termin medij (medij, medij za prenos podataka) može uključivati ​​i kablovsku i bežičnu tehnologiju.

2.1 Vrste kablova

Postoji nekoliko različitih vrsta kablova koji se koriste u modernim mrežama. Različite mrežne situacije mogu zahtijevati različite vrste kablova.

2.1.1 Kabl sa upredenom paricom

To je mrežni medij koji se koristi u mnogim mrežnim topologijama, uključujući Ethernet, ARCNet, IBM Token Ring.

Postoje dvije vrste upredenih para.

1. Neoklopljeni upredeni par.

Postoji pet kategorija neoklopljenih kablova sa upredenom paricom. Numerirani su po rastućem kvalitetu od CAT1 do CAT5. Kablovi višeg kvaliteta obično sadrže više parova provodnika, a ovi provodnici imaju više zavoja po jedinici dužine.

CAT1 – telefonski kabl, ne podržava digitalni prenos podataka.

CAT2 je rijetko korišteni stariji tip neoklopljenog kabela upredene parice. Podržava brzine prijenosa podataka do 4 Mbps.

CAT3, minimalni nivo neoklopljenog kabla upredene parice koji je potreban za današnje digitalne mreže, ima propusnost od 10 Mbps.

CAT4 je srednja specifikacija kabla koja podržava brzine prenosa podataka do 16 Mbps.

CAT5 je najefikasniji tip neoklopljenog kabla sa upredenim paricama, koji podržava brzine prenosa podataka do 100 Mbps.

UTP kablovi povezuju mrežnu karticu svakog računara sa mrežnim panelom ili mrežnim čvorištem pomoću RJ-45 konektora na svakoj tački povezivanja.

Primjer takve konfiguracije je mrežni standard 10Base-T Ethernet, koji karakterizira neoklopljeni kabel upredene parice (CAT3 do CAT5) i korištenje RJ-45 konektora.

Nedostaci:

– osjetljivost na smetnje od vanjskih elektromagnetnih izvora;

– međusobno preklapanje signala između susednih žica;

– neoklopljena upredena parica je osjetljiva na presretanje signala;

– veliko slabljenje signala na putu (ograničeno na 100 m).

2. Oklopljeni upredeni par.

Ima sličan dizajn kao i prethodni i podliježe istom ograničenju od 100 metara. Obično sadrži četiri ili više pari upredenih bakrenih izolovanih žica u sredini, zajedno sa električno uzemljenom pletenom bakrenom mrežom ili aluminijumskom folijom, stvarajući štit od spoljašnjih elektromagnetnih uticaja.

Nedostaci:

– kabl je manje fleksibilan;

– zahtijeva električno uzemljenje.

2.1.2 Koaksijalni kabl

Ovaj tip kabla se sastoji od centralnog bakrenog provodnika koji je deblji od žica u kablu sa upredenom paricom. Središnji provodnik je prekriven slojem pjenastog plastičnog izolacijskog materijala, koji je zauzvrat okružen drugim vodičem, obično tkanom bakrenom mrežom ili aluminijskom folijom. Vanjski provodnik se ne koristi za prijenos podataka, već služi kao uzemljenje.

Koaksijalni kabl može prenositi podatke brzinom do 10 Mbps na maksimalnoj udaljenosti od 185 m do 500 m.

Dva glavna tipa koaksijalnog kabla koji se koriste u LAN mrežama su Thicknet i Thinnet.

Poznat i kao RG-58 kabl, najčešće se koristi. Najfleksibilniji je od svih tipova koaksijalnih kablova i debljine je približno 6 mm. Može se koristiti za povezivanje svakog računara sa drugim računarima lokalna mreža korištenjem T-konektora, konektora British Naval Connector (BNC) i 50-ohmskih utikača (terminatorskih terminatora). Uglavnom se koristi za 10Base-2 Ethernet mreže.

Ova konfiguracija podržava brzine prijenosa podataka do 10 Mbps na maksimalnoj udaljenosti od 185 m između repetitora.

Je deblji i skuplji koaksijalni kabl. Dizajnom je sličan prethodnom, ali manje fleksibilan. Koristi se kao osnova za 10Base-5 Ethernet mreže. Ovaj kabl ima oznaku RG-8 ili RG-11, prečnika približno 12 mm. Koristi se kao linearna sabirnica. Za povezivanje sa svakom mrežnom karticom koriste se poseban vanjski primopredajnik AUI (Interfejs jedinice za pričvršćivanje) i „vampir“ (grana) koji probija omotač kabela kako bi se dobio pristup žici.

Ima debeo središnji provodnik koji obezbeđuje pouzdan prenos podataka na udaljenostima do 500 m po segmentu kabla. Često se koristi za stvaranje povezujućih autoputeva. Brzina prijenosa podataka do 10 Mbit/s.

2.1.3 Optički kabl

Omogućavaju odličnu brzinu prijenosa informacija na velike udaljenosti. Imuni su na elektromagnetnu buku i prisluškivanje.

Sastoji se od središnjeg staklenog ili plastičnog vodiča okruženog drugim slojem staklenog ili plastičnog premaza i vanjskog zaštitnog omotača. Podaci se prenose preko kabla pomoću laserskog ili LED predajnika koji šalje jednosmerne svetlosne impulse kroz centralno stakleno vlakno. Stakleni premaz pomaže da se svjetlost fokusira u unutrašnjem provodniku. Na drugom kraju vodiča, signal prima fotodiodni prijemnik, koji pretvara svjetlosne signale u električni signal.

Brzina prenosa podataka za optički kabl dostiže od 100 Mbit/s do 2 Gbit/s. Podaci se mogu pouzdano prenositi na udaljenosti do 2 km bez repetitora.

Svjetlosni impulsi putuju samo u jednom smjeru, tako da morate imati dva provodnika: ulazni i izlazni kabel.

Ovaj kabl se teško postavlja i najskuplji je tip kabla.

2.2 Bežične tehnologije

Metode bežičnog prijenosa podataka su pogodniji oblik. Bežične tehnologije razlikuju se po vrstama signala, frekvenciji i udaljenosti prijenosa.

Tri glavne vrste bežičnog prijenosa podataka su: radio komunikacija, mikrovalna komunikacija i infracrvena komunikacija.

2.2.1 Radio komunikacije

Radio komunikacijske tehnologije šalju podatke na radio frekvencijama i praktično nemaju ograničenja dometa. Koristi se za povezivanje lokalnih mreža na velikim geografskim udaljenostima.

Nedostaci:

– radio prenos je skup,

– podliježe vladinoj regulativi,

– izuzetno osetljiv na elektronske ili atmosferske uticaje,

– podložan je presretanju i stoga zahtijeva šifriranje.

2.2.2 Mikrovalne komunikacije

Podržava prijenos podataka u mikrovalnom opsegu, koristi visoke frekvencije i koristi se i na kratkim udaljenostima i u globalnim komunikacijama.

Ograničenje: Predajnik i prijemnik moraju biti unutar vidnog polja jedan od drugog.

Široko se koristi u globalnom prijenosu informacija pomoću satelita i zemaljskih satelitskih antena.

2.2.3 Infracrvena komunikacija

Radi na visokim frekvencijama koje se približavaju frekvencijama vidljive svjetlosti. Može se koristiti za uspostavljanje dvosmjernog ili emitiranog prijenosa podataka na kratkim udaljenostima. Obično se LED diode koriste za prijenos infracrvenih valova do prijemnika.

Ovi valovi mogu biti fizički blokirani i iskusiti interferencije sa jakom svjetlošću, tako da je prijenos ograničen na kratke udaljenosti.

2.3 Parametri kabla

Prilikom planiranja mreže ili proširenja postojeća mreža Nekoliko pitanja u vezi sa kabliranjem treba jasno razmotriti: cijenu, udaljenost, brzinu podataka, jednostavnost instalacije, broj podržanih čvorova.

Poređenje tipova kablova prema brzini prijenosa podataka, cijeni kabela, složenosti instalacije i maksimalnoj udaljenosti prijenosa podataka prikazano je u Tabeli 2.1.

Broj čvorova po segmentu i čvorova u mreži pri izgradnji mreža s različitim načinom korištenja kabela prikazan je u tabeli 2.2.

Tabela 2.1 – Uporedne karakteristike kablovi

Tabela 2.2 – Broj čvorova u zavisnosti od tipa mreže

3 RAZMJENA PODATAKA NA MREŽI

3.1 Opći koncepti. Protokol. Stog protokola.

Osnovni cilj koji se teži pri povezivanju računara u mrežu je mogućnost korišćenja resursa svakog računara od strane svih korisnika mreže. Da bi ostvarili ovu funkciju, računari povezani na mrežu moraju imati neophodna sredstva za interakciju sa drugim računarima na mreži.

Zadatak dijeljenja mrežnih resursa uključuje rješavanje mnogih problema - odabir metode za adresiranje računala i koordinaciju električnih signala pri uspostavljanju električne komunikacije, osiguranje pouzdanog prijenosa podataka i obradu poruka o greškama, generiranje poslanih i interpretacija primljenih poruka, kao i mnoge druge jednako važne zadatke. .

Uobičajeni pristup rješavanju složenog problema je razbijanje na nekoliko podproblema. Za rješavanje svakog podzadatka dodjeljuje se određeni modul. Istovremeno, funkcije svakog modula i pravila za njihovu interakciju su jasno definirane.

Poseban slučaj dekompozicije zadataka je predstavljanje na više nivoa, u kojem je cijeli skup modula koji rješavaju podzadatke podijeljen u hijerarhijski uređene grupe - nivoe. Za svaki nivo definiran je skup funkcija upita, pomoću kojih modulima na datom nivou mogu pristupiti moduli na višem nivou kako bi riješili svoje probleme.

Ovaj skup funkcija koje obavlja dati sloj za viši sloj, kao i formati poruka koji se razmjenjuju između dva susjedna sloja tokom njihove interakcije, naziva se interfejs.

Pravila za interakciju između dvije mašine mogu se opisati kao skup procedura za svaki nivo. Takva formalizirana pravila koja određuju redoslijed i format poruka koje se razmjenjuju između mrežnih komponenti koje leže na istom nivou, ali u različitim čvorovima, nazivaju se protokoli.

Zove se dogovoreni skup protokola na različitim nivoima, dovoljan za organizaciju umrežavanja stek protokola.

Prilikom organizacije interakcije mogu se koristiti dvije glavne vrste protokola. IN protokoli orijentisani na vezu(konektivno orijentisan mrežni servis, CONS) prije razmjene podataka, pošiljalac i primalac moraju prvo uspostaviti logičku vezu, odnosno dogovoriti parametre postupka razmjene koji će važiti samo u okviru te veze. Nakon završetka dijaloga, oni moraju prekinuti ovu vezu. Kada se uspostavi nova veza, ponovo se provodi pregovarački postupak.

Druga grupa protokola je protokoli bez veze(mrežna usluga bez veze, CLNS). Takvi protokoli se nazivaju i datagram protokoli. Pošiljalac jednostavno šalje poruku kada je spremna.

3.2 ISO/OSI model

Samo zato što je protokol sporazum između dva entiteta u interakciji, u ovom slučaju dva računara koja rade na mreži, ne znači da je to nužno standard. Ali u praksi, kada implementiraju mreže, oni imaju tendenciju da koriste standardne protokole. To mogu biti vlasnički, nacionalni ili međunarodni standardi.

Međunarodna organizacija za standarde (ISO) je razvila model koji jasno definiše različite nivoe interakcije između sistema, daje im standardna imena i precizira koji posao treba da obavlja svaki nivo. Ovaj model se naziva model povezivanja otvorenog sistema (OSI) ili ISO/OSI model.

U OSI modelu komunikacija je podijeljena na sedam slojeva ili slojeva (slika 1). Svaki nivo se bavi jednim specifičnim aspektom interakcije. Dakle, problem interakcije je dekomponovan na 7 posebnih problema, od kojih se svaki može riješiti nezavisno od drugih. Svaki sloj održava interfejse sa slojevima iznad i ispod.

OSI model opisuje samo sistemske komunikacije, a ne aplikacije krajnjih korisnika. Aplikacije implementiraju vlastite komunikacijske protokole pristupajući sistemskim objektima. Treba imati na umu da aplikacija može preuzeti funkcije nekog od gornjih slojeva OSI modela, u kom slučaju, ako je potrebno, umrežavanjem direktno pristupa sistemskim alatima koji obavljaju funkcije preostalih nižih slojeva OSI modela. OSI model.

Aplikacija krajnjeg korisnika može koristiti alate za sistemsku interakciju ne samo da bi organizirala dijalog s drugom aplikacijom koja radi na drugom stroju, već i jednostavno za primanje usluga određene mrežne usluge.

Dakle, recimo da aplikacija šalje zahtjev sloju aplikacije, kao što je servis datoteka. Na osnovu ovog zahtjeva softver Aplikacioni sloj generiše poruku standardnog formata, koja sadrži informacije o servisu (zaglavlje) i, eventualno, prenete podatke. Ova poruka se zatim prosljeđuje reprezentativnom nivou.

Sloj prezentacije dodaje svoje zaglavlje poruci i prosljeđuje rezultat dolje sloju sesije, koji zauzvrat dodaje svoje zaglavlje i tako dalje.

Konačno, poruka stiže do najnižeg, fizičkog sloja, koji je zapravo prenosi komunikacijskim linijama.

Kada poruka stigne na drugu mašinu preko mreže, ona se pomiče uzastopno od nivoa do nivoa. Svaki nivo analizira, obrađuje i briše zaglavlje svog nivoa, izvršava funkcije koje odgovaraju ovom nivou i prosleđuje poruku na viši nivo.

Osim pojma poruka, postoje i drugi nazivi koje koriste mrežni stručnjaci za označavanje jedinice za razmjenu podataka. ISO standardi za protokole bilo kog nivoa koriste termin “protocol data unit” - Protocol Data Unit (PDU). Pored toga, često se koriste nazivi okvir, paket i datagram.

3.3 Funkcije slojeva ISO/OSI modela

Fizički nivo. Ovaj sloj se bavi prijenosom bitova preko fizičkih kanala, kao što su koaksijalni kabel, kabel upredene parice ili optički kabel. Ovaj nivo je povezan sa karakteristikama fizičkih medija za prenos podataka, kao što su propusni opseg, otpornost na buku, karakteristična impedansa i drugo. Na istom nivou određuju se karakteristike električnih signala, kao što su zahtjevi za rubovima impulsa, naponski ili strujni nivoi emitovanog signala, vrsta kodiranja, brzina prijenosa signala. Osim toga, ovdje su standardizirani tipovi konektora i svrha svakog kontakta.

Funkcije fizičkog sloja implementirane su u svim uređajima povezanim na mrežu. Na strani računala, funkcije fizičkog sloja obavljaju mrežni adapter ili serijski port.

Nivo podatkovne veze. Jedan od zadataka sloja veze je da provjeri dostupnost medija za prijenos. Drugi zadatak sloja veze je implementacija mehanizama za otkrivanje i ispravljanje grešaka. Da biste to učinili, na sloju veze podataka, bitovi se grupišu u skupove koji se nazivaju okviri. Sloj veze osigurava da se svaki okvir ispravno prenosi postavljanjem posebnog niza bitova na početak i kraj svakog okvira da ga označi, a također izračunava kontrolnu sumu zbrajanjem svih bajtova okvira na određeni način i dodavanjem kontrolne sume do okvira. Kada okvir stigne, prijemnik ponovo izračunava kontrolnu sumu primljenih podataka i upoređuje rezultat sa kontrolnom sumom iz okvira. Ako se poklapaju, okvir se smatra ispravnim i prihvaćenim. Ako se kontrolni sumi ne podudaraju, bilježi se greška.

Protokoli sloja veze koji se koriste u lokalnim mrežama sadrže određenu strukturu veza između računala i metode za njihovo adresiranje. Iako sloj veze podataka pruža isporuku okvira između bilo koja dva čvora u lokalnoj mreži, on to čini samo u mreži s vrlo specifičnom topologijom veze, upravo topologijom za koju je dizajniran. Tipične topologije koje podržavaju LAN protokoli sloja veze uključuju zajedničku magistralu, prsten i zvijezdu. Primjeri protokola sloja veze su Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

Mrežni sloj. Ovaj nivo služi za formiranje jedinstvenog transportnog sistema koji objedinjuje nekoliko mreža sa različitim principima za prenos informacija između krajnjih čvorova.

Poruke mrežnog sloja obično se nazivaju paketi. Prilikom organizacije isporuke paketa na nivou mreže koristi se koncept „mrežnog broja“. U ovom slučaju, adresa primaoca se sastoji od broja mreže i broja računara na ovoj mreži.

Da biste prenijeli poruku od pošiljaoca koji se nalazi na jednoj mreži do primaoca koji se nalazi u drugoj mreži, potrebno je izvršiti određeni broj tranzitnih transfera (hopova) između mreža, svaki put birajući odgovarajuću rutu. Dakle, ruta je niz rutera kroz koje prolazi paket.

Problem izbora najbolje putanje naziva se rutiranje i njegovo rješavanje je glavni zadatak mrežnog sloja. Ovaj problem je komplikovan činjenicom da najkraći put nije uvijek najbolji. Često je kriterij za odabir rute vrijeme prijenosa podataka duž ove rute, ovisi o kapacitetu komunikacijskih kanala i intenzitetu prometa koji se može mijenjati tokom vremena.

Na nivou mreže definisana su dva tipa protokola. Prvi tip se odnosi na definiciju pravila za prijenos paketa podataka krajnjeg čvora od čvora do rutera i između rutera. Ovo su protokoli na koje se obično misli kada ljudi govore o protokolima mrežnog sloja. Mrežni sloj također uključuje drugu vrstu protokola, koji se naziva protokoli za razmjenu informacija o rutiranju. Koristeći ove protokole, ruteri prikupljaju informacije o topologiji mrežnih veza. Protokoli mrežnog sloja implementirani su softverskim modulima operativnog sistema, kao i softverom i hardverom rutera.

Primjeri protokola mrežnog sloja su TCP/IP stack IP Internetwork Protocol i Novell IPX stack Internetwork Protocol.

Transportni sloj. Na putu od pošiljaoca do primaoca, paketi mogu biti oštećeni ili izgubljeni. Dok neke aplikacije imaju vlastito rukovanje greškama, postoje druge koje se radije bave pouzdanom vezom odmah. Posao transportnog sloja je da osigura da aplikacije ili gornji slojevi steka - aplikacija i sesija - prenose podatke sa stepenom pouzdanosti koji im je potreban. OSI model definira pet klasa usluga koje pruža transportni sloj.

Po pravilu, svi protokoli, počevši od transportnog sloja pa naviše, implementiraju se softverom krajnjih čvorova mreže - komponenti njihovih mrežnih operativnih sistema. Primjeri transportnih protokola uključuju TCP i UDP protokole TCP/IP steka i SPX protokol Novell steka.

Nivo sesije. Sloj sesije omogućava upravljanje razgovorom za snimanje koja je strana trenutno aktivna, a također pruža mogućnost sinhronizacije. Potonji vam omogućavaju da ubacite kontrolne tačke u duge transfere tako da se u slučaju neuspjeha možete vratiti na posljednju kontrolnu tačku, umjesto da počnete iznova. U praksi, malo aplikacija koristi sloj sesije i rijetko se implementira.

Nivo prezentacije. Ovaj sloj pruža sigurnost da će informacije koje prenosi sloj aplikacije razumjeti sloj aplikacije u drugom sistemu. Ako je potrebno, prezentacijski sloj pretvara formate podataka u neki uobičajeni format prezentacije, te na prijemu, shodno tome, vrši obrnutu konverziju. Na ovaj način slojevi aplikacije mogu prevladati, na primjer, sintaktičke razlike u predstavljanju podataka. Na ovom nivou se može izvršiti šifrovanje i dešifrovanje podataka, zahvaljujući čemu je obezbeđena tajnost razmene podataka za sve servise aplikacije odjednom. Primjer protokola koji radi na prezentacijskom sloju je protokol Secure Socket Layer (SSL), koji obezbjeđuje sigurnu razmjenu poruka za protokole aplikacijskog sloja TCP/IP steka.

Aplikacioni sloj. Aplikacioni sloj je zapravo samo skup različitih protokola koji korisnicima mreže omogućavaju pristup zajedničkim resursima kao što su datoteke, štampači ili hipertekstualne web stranice i da sarađuju, na primjer putem protokola e-pošte. Jedinica podataka na kojoj radi sloj aplikacije obično se zove poruka.

Postoji vrlo širok izbor protokola aplikacijskog sloja. Navedimo kao primjere barem nekoliko najčešćih implementacija fajl servisa: NCP u Novell NetWare operativnom sistemu, SMB u Microsoft Windows NT, NFS, FTP i TFTP, koji su dio TCP/IP steka.

3.4 Protokoli interakcije sa aplikacijom i protokoli transportnog podsistema

Funkcije na svim slojevima OSI modela mogu se klasificirati u jednu od dvije grupe: ili funkcije koje zavise od specifične tehničke implementacije mreže, ili funkcije koje su orijentirane na rad s aplikacijama.

Tri niža nivoa - fizički, kanalski i mrežni - su zavisni od mreže, odnosno protokoli ovih nivoa su usko povezani sa tehničkom implementacijom mreže i komunikacijskom opremom koja se koristi.

Tri gornja sloja - sesija, prezentacija i aplikacija - su orijentisani na aplikaciju i malo zavise od njih tehničke karakteristike izgradnju mreže. Na protokole na ovim slojevima ne utječu nikakve promjene u topologiji mreže, zamjena hardvera ili migracija na drugu mrežnu tehnologiju.

Transportni sloj je srednji sloj, on skriva sve detalje funkcionisanja donjih slojeva od gornjih slojeva. Ovo vam omogućava da razvijate aplikacije koje su nezavisne od tehničkih sredstava direktno uključenih u prenos poruka.

Slika 2 prikazuje slojeve OSI modela na kojima rade različiti mrežni elementi.

Računar na kojem je instaliran mrežni OS komunicira sa drugim računarom koristeći protokole svih sedam nivoa. Računari ostvaruju ovu interakciju putem različitih komunikacionih uređaja: čvorišta, modema, mostova, prekidača, rutera, multipleksera. Ovisno o vrsti, komunikacioni uređaj može raditi ili samo na fizičkom sloju (repetitor), ili na fizičkom i nivou veze (most i komutator), ili na fizičkom, linku i mrežnom sloju, ponekad uključujući transportni sloj (ruter ).

3.5 Funkcionalna korespondencija tipova komunikacione opreme nivoima OSI modela

Najbolji način Ključ za razumijevanje razlika između mrežnih adaptera, repetitora, mostova/prekidača i rutera je da se pogleda kako oni rade u smislu OSI modela. Odnos između funkcija ovih uređaja i slojeva OSI modela prikazan je na slici 3.

Repetitor, koji regeneriše signale, omogućavajući vam da povećate dužinu mreže, radi na fizičkom nivou.

Mrežni adapter radi na fizičkom sloju i sloju veze podataka. Fizički sloj uključuje onaj dio funkcija mrežnog adaptera koji je povezan s prijemom i prijenosom signala preko komunikacijske linije, a stjecanje pristupa zajedničkom prijenosnom mediju i prepoznavanje MAC adrese računala je već funkcija sloj veze.

Mostovi većinu svog posla obavljaju na sloju veze podataka. Za njih, mreža je predstavljena skupom MAC adresa uređaja. Oni izdvajaju ove adrese iz zaglavlja dodatih paketima na sloju veze podataka i koriste ih tokom obrade paketa da odluče na koji port će poslati određeni paket. Mostovi nemaju pristup informacijama o mrežnoj adresi višeg nivoa. Stoga su ograničeni u donošenju odluka o mogućim putevima ili rutama za pakete da putuju kroz mrežu.

Ruteri rade na mrežnom sloju OSI modela. Za rutere, mreža je skup mrežnih adresa uređaja i skup mrežnih staza. Ruteri analiziraju sve moguće puteve između bilo koja dva mrežna čvora i biraju najkraći. Prilikom odabira mogu se uzeti u obzir i drugi faktori, na primjer, stanje međučvorova i komunikacijskih linija, kapacitet linije ili cijena prijenosa podataka.

Da bi ruter mogao obavljati funkcije koje su mu dodijeljene, mora imati pristup detaljnijim informacijama o mreži od onih koje su dostupne mostu. Pored mrežne adrese, zaglavlje paketa mrežnog sloja sadrži podatke, na primjer, o kriterijima koje treba koristiti pri odabiru rute, o životnom vijeku paketa u mreži i o tome kojem protokolu višeg nivoa paket pripada. to.

Koristeći dodatne informacije, ruter može izvesti više paketnih operacija od mosta/prekidača. Stoga je softver potreban za rad rutera složeniji.

Slika 3 prikazuje drugu vrstu komunikacionog uređaja - gateway, koji može raditi na bilo kojem nivou OSI modela. Gateway je uređaj koji obavlja prijevod protokola. Gateway se postavlja između komunikacionih mreža i služi kao posrednik, prevodeći poruke koje dolaze iz jedne mreže u format druge mreže. Gateway se može implementirati ili isključivo pomoću softvera instaliranog na običnom računaru ili na osnovu specijalizovanog računara. Prevođenje jednog steka protokola u drugi složen je intelektualni zadatak koji zahtijeva najpotpunije informacije o mreži, tako da gateway koristi zaglavlja svih prevedenih protokola.

3.6 IEEE 802 specifikacija

Otprilike u isto vrijeme kada je predstavljen OSI model, objavljena je specifikacija IEEE 802, koja efektivno proširuje OSI mrežni model. Ovo proširenje se dešava na podatkovnoj vezi i fizičkim slojevima, koji određuju kako više od jednog računara može pristupiti mreži bez sukoba sa drugim računarima na mreži.

Ovaj standard detaljno opisuje ove slojeve razbijanjem sloja veze podataka na 2 podsloja:

– Kontrola logičke veze (LLC) – podnivo kontrole logičke veze. Upravlja vezama između kanala podataka i definiše upotrebu tačaka logičkog interfejsa, nazvanih Services Access Points, koje drugi računari mogu koristiti za prosleđivanje informacija višim slojevima OSI modela;

– Kontrola pristupa medijima (MAC) – podsloj kontrole pristupa uređaju. Omogućava paralelni pristup za nekoliko mrežnih adaptera na fizičkom nivou, ima direktnu interakciju sa mrežnom karticom računara i odgovoran je za osiguranje prenosa podataka bez grešaka između računara u mreži.

3.7 Po steku protokola

Skup protokola (ili stog protokola) je kombinacija protokola koji rade zajedno kako bi osigurali mrežnu komunikaciju. Ovi paketi protokola se obično dijele u tri grupe, koje odgovaraju OSI mrežnom modelu:

– mreža;

– transport;

– primijenjeno.

Mrežni protokoli pružaju sljedeće usluge:

– adresiranje i usmjeravanje informacija;

– provjera grešaka;

– zahtjev za retransmisiju;

– uspostavljanje pravila interakcije u specifičnom mrežnom okruženju.

Popularni mrežni protokoli:

– DDP (Dostava Datagram Protocol). Apple protokol za prijenos podataka koji se koristi u AppleTalk-u.

– IP (Internet protokol). Dio paketa TCP/IP protokola koji pruža informacije o adresiranju i rutiranju.

– IPX (Internetwork Packet eXchange) i NWLink. Novell NetWare mrežni protokol (i Microsoftova implementacija ovog protokola) koji se koristi za usmjeravanje i prosljeđivanje paketa.

– NetBEUI. Ovaj protokol koji su zajednički razvili IBM i Microsoft, pruža usluge transporta za NetBIOS.

Transportni protokoli su odgovorni za osiguranje pouzdanog transporta podataka između računara.

Popularni transportni protokoli:

– ATP (AppleTalk Transaction Protocol) i NBP (Name Binding Protocol). AppleTalk sesije i transportni protokoli.

– NetBIOS/NetBEUI. Prvi uspostavlja vezu između računara, a drugi pruža usluge prenosa podataka za ovu vezu.

– SPX (sekvenčna razmjena paketa) i NWLink. Novell-ov protokol orijentisan na vezu koji se koristi za isporuku podataka (i Microsoft-ova implementacija ovog protokola).

– TCP (Transmission Control Protocol). Dio paketa TCP/IP protokola odgovoran za pouzdanu isporuku podataka.

Aplikacijski protokoli odgovorni za interakciju aplikacija.

Popularni protokoli aplikacija:

– AFP (AppleTalk File Protocol). Protokol daljinski upravljač Macintosh fajlovi.

– FTP ( File Transfer Protokol – protokol za prijenos podataka). Još jedan član paketa TCP/IP protokola, koji se koristi za pružanje usluga prijenosa datoteka.

– NCP (NetWare Core Protocol – NetWare Basic Protocol). Novell klijentska školjka i preusmjerivači.

– SMTP (Simple Mail Transport Protocol). Član skupa TCP/IP protokola odgovoran za slanje elektronske pošte.

– SNMP (Simple Network Management Protocol). TCP/IP protokol koji se koristi za upravljanje i nadzor mrežnih uređaja.

4 MREŽNA OPREMA I TOPOLOGIJE

4.1 Mrežne komponente

Postoji mnogo mrežnih uređaja koji se mogu koristiti za kreiranje, segmentiranje i poboljšanje mreže.

4.1.1 Mrežne kartice

Mrežni adapter(kartica mrežnog sučelja, NIC) je kompjuterski periferni uređaj koji direktno stupa u interakciju s medijem za prijenos podataka koji ga direktno ili preko druge komunikacione opreme povezuje sa drugim računarima. Ovaj uređaj rješava problem pouzdane razmjene binarnih podataka, predstavljenih odgovarajućim elektromagnetnim signalima, preko vanjskih komunikacionih linija. Kao i svaki kompjuterski kontroler, mrežni adapter radi pod kontrolom drajvera operativnog sistema.

Većina modernih standarda za lokalne mreže pretpostavlja da se između mrežnih adaptera računara u interakciji instalira poseban komunikacioni uređaj (hub, bridge, switch ili router), koji preuzima neke funkcije za kontrolu toka podataka.

Mrežni adapter obično obavlja sljedeće funkcije:

– Formatiranje prenesenih informacija u obliku okvira određenog formata. Okvir uključuje nekoliko servisnih polja, uključujući adresu odredišnog računara i kontrolni zbir okvira.

– Dobijanje pristupa mediju za prenos podataka. Lokalne mreže uglavnom koriste komunikacione kanale koji se dijele između grupe računara (zajednička magistrala, prsten), pristup kojima se obezbjeđuje posebnim algoritmom (najčešće se koristi metoda slučajnog pristupa ili metoda prosljeđivanja pristupnog tokena duž prstena) .

– Kodiranje niza bitova okvira korištenjem niza električnih signala prilikom prijenosa podataka i dekodiranje prilikom njihovog prijema. Kodiranje mora osigurati prijenos originalnih informacija preko komunikacionih linija sa određenim propusnim opsegom i određenim nivoom smetnji kako bi strana koja prima mogla prepoznati poslanu informaciju sa visokim stepenom vjerovatnoće.

– Pretvaranje informacija iz paralelnog u serijski oblik i obrnuto. Ova operacija je zbog činjenice da se u računarskim mrežama informacije prenose u serijskom obliku, bit po bit, a ne bajt po bajt, kao unutar računara.

– Sinhronizacija bitova, bajtova i okvira. Za stabilan prijem prenesenih informacija potrebno je održavati stalnu sinhronizaciju prijemnika i odašiljača informacija.

Mrežni adapteri se razlikuju po vrsti i kapacitetu interne magistrale podataka koja se koristi u računaru - ISA, EISA, PCI, MCA.

Mrežni adapteri se također razlikuju po vrsti mrežne tehnologije koja je usvojena na mreži - Ethernet, Token Ring, FDDI, itd. Po pravilu, određeni model mrežnog adaptera radi na određenoj mrežnoj tehnologiji (na primjer, Ethernet).

Zbog činjenice da svaka tehnologija sada ima mogućnost korištenja različitih medija za prijenos, mrežni adapter može podržavati i jedan i više medija u isto vrijeme. U slučaju kada mrežni adapter podržava samo jedan medij za prijenos podataka, ali je potrebno koristiti drugi, koriste se primopredajnici i pretvarači.

Primopredajnik(primopredajnik, predajnik+prijemnik) je dio mrežnog adaptera, njegovog terminalnog uređaja koji se povezuje na kabel. U Ethernet verzijama pokazalo se pogodnim za puštanje mrežni adapteri sa AUI portom na koji se može povezati primopredajnik za traženo okruženje.

Umjesto odabira odgovarajućeg primopredajnika, možete koristiti konverter, koji može odgovarati izlazu primopredajnika dizajniranog za jedan medij za drugi (na primjer, izlaz upredene parice se pretvara u izlaz koaksijalnog kabla).

4.1.2 Repetitori i pojačala

Kao što je ranije spomenuto, signal slabi kako se kreće kroz mrežu. Da bi se spriječilo ovo slabljenje, mogu se koristiti repetitori i/ili pojačala za pojačavanje signala koji prolazi kroz njih.

Repetitori se koriste u digitalnim signalnim mrežama za borbu protiv slabljenja (slabljenja) signala. Kada repetitor primi oslabljen signal, on čisti signal, pojačava ga i šalje u sljedeći segment.

Pojačala, iako imaju sličnu namjenu, koriste se za povećanje dometa prijenosa u mrežama koristeći analogni signal. To se zove širokopojasni prijenos. Nositelj je podijeljen na nekoliko kanala tako da se različite frekvencije mogu prenositi paralelno.

Tipično, mrežna arhitektura određuje maksimalan broj repetitora koji se mogu instalirati na jednoj mreži. Razlog za to je fenomen poznat kao kašnjenje propagacije. Period potrebno da svaki repetitor očisti i pojača signal, pomnožen sa brojem repetitora, može dovesti do primjetnih kašnjenja u prijenosu podataka preko mreže.

4.1.3 Čvorišta

Čvorište (HUB) je mrežni uređaj koji radi na fizičkom sloju OSI mrežnog modela, služeći kao centralna tačka veze i veza u mrežnoj konfiguraciji zvijezda.

Postoje tri glavne vrste čvorišta:

– pasivni (pasivni);

– aktivan (aktivan);

– intelektualni (inteligentni).

Pasivna čvorišta ne zahtijevaju napajanje i djeluju kao fizička tačka veze bez dodavanja bilo čega na signal koji prolazi).

Aktivne zahtijevaju energiju koja se koristi za obnavljanje i jačanje signala.

Pametna čvorišta mogu pružiti usluge kao što su komutacija paketa i usmjeravanje prometa.

4.1.4 Mostovi

Most je uređaj koji se koristi za povezivanje mrežnih segmenata. Mostovi se mogu smatrati poboljšanjem repetitora jer smanjuju opterećenje mreže: mostovi čitaju adresu mrežna kartica(MAC adresa) računara primaoca iz svakog dolaznog paketa podataka i pogledajte posebne tabele da odredite šta da radite sa paketom.

Most radi na sloju veze podataka OSI mrežnog modela.

Most funkcionira kao repetitor, prima podatke iz bilo kojeg segmenta, ali je diskriminatorniji od repetitora. Ako je primalac na istom fizičkom segmentu kao i most, tada most zna da paket više nije potreban. Ako je primalac na drugom segmentu, most zna da prosledi paket.

Ova obrada smanjuje opterećenje mreže jer segment neće primati poruke koje mu ne pripadaju.

Mostovi mogu povezati segmente koji koriste različite vrste medija (10BaseT, 10Base2), kao i sa različitim šemama pristupa medijima (Ethernet, Token Ring).

4.1.5 Ruteri

Ruter je mrežni komunikacioni uređaj koji radi na mrežnom sloju mrežnog modela i može povezati dva ili više mrežnih segmenata (ili podmreža).

Funkcioniše kao most, ali za filtriranje saobraćaja ne koristi adresu mrežne kartice računara, već informacije o mrežnoj adresi koje se prenose u delu paketa na mrežnom sloju.

Nakon što primi ove informacije, ruter koristi tabelu usmjeravanja kako bi odredio gdje će usmjeriti paket.

Postoje dvije vrste uređaja za usmjeravanje: statički i dinamički. Prvi koriste statičku tabelu rutiranja, koju mora kreirati i ažurirati administrator mreže. Drugi sami kreiraju i ažuriraju svoje tabele.

Ruteri mogu smanjiti zagušenje mreže, povećati propusnost i poboljšati pouzdanost isporuke podataka.

Ruter može biti ili poseban elektronički uređaj ili specijalizirano računalo povezano na nekoliko mrežnih segmenata pomoću nekoliko mrežnih kartica.

Može povezati više malih podmreža koristeći različite protokole, sve dok korišteni protokoli podržavaju rutiranje. Rutirani protokoli imaju mogućnost preusmjeravanja paketa podataka na druge segmente mreže (TCP/IP, IPX/SPX). Protokol koji se ne može usmjeravati – NetBEUI. Ne može raditi izvan svoje podmreže.

4.1.6 Gateways

Gateway je metoda komunikacije između dva ili više segmenata mreže. Omogućava različitim sistemima da komuniciraju na mreži (Intel i Macintosh).

Druga funkcija gateway-a je konverzija protokola. Gateway može primiti IPX/SPX usmjeren prema TCP/IP klijentu na udaljenom segmentu. Gateway konvertuje izvorni protokol u željeni odredišni protokol.

Gateway radi na transportnom sloju mrežnog modela.

4.2 Vrste topologije mreže

Topologija mreže se odnosi na opis njene fizičke lokacije, odnosno kako su računari međusobno povezani u mreži i preko kojih uređaja su uključeni u fizičku topologiju.

Postoje četiri glavne topologije:

– Autobus (autobus);

– Prsten (prsten);

– zvijezda (zvijezda);

– Mreža (ćelija).

Topologija fizičke magistrale, koja se naziva i linearna magistrala, sastoji se od jednog kabla na koji su povezani svi računari u segmentu (slika 4.1).

Poruke se šalju preko linije svim povezanim stanicama, bez obzira na to ko je primalac. Svaki računar ispituje svaki paket na žici kako bi odredio primaoca paketa. Ako je paket namijenjen drugoj stanici, računar ga odbija. Ako je paket namijenjen ovaj računar, tada će ga primiti i obraditi.

Slika 4.1 – Topologija sabirnice

Kabl glavne magistrale, poznat kao okosnica, ima završetke (terminatore) na oba kraja kako bi se spriječilo refleksije signala. Tipično, mreže sa topologijom magistrale koriste dvije vrste medija: debeli i tanak Ethernet.

Nedostaci:

– teško je izolovati probleme sa stanicom ili drugom mrežnom komponentom;

– kvarovi na glavnom kablu mogu dovesti do kvara cijele mreže.

4.2.2 Prsten

Topologija prstena se prvenstveno koristi u Token Ring i FDDI (optičkim) mrežama.

U topologiji fizičkog prstena, linije podataka zapravo formiraju logički prsten na koji su povezana sva računala u mreži (slika 4.2).

Slika 4.2 – Topologija prstena

Pristup medijima u prstenu se vrši preko tokena, koji se šalju u krug od stanice do stanice, dajući im mogućnost da proslijede paket ako je potrebno. Računar može slati podatke samo kada posjeduje token.

Pošto je svaki računar u ovoj topologiji deo prstena, on ima mogućnost da prosleđuje sve primljene pakete podataka koji su adresirani na drugu stanicu.

Nedostaci:

– problemi na jednoj stanici mogu dovesti do kvara cijele mreže;

– prilikom rekonfiguracije bilo kojeg dijela mreže potrebno je privremeno isključiti cijelu mrežu.

4.2.3 Zvezdica

U topologiji Star, svi računari u mreži su međusobno povezani pomoću centralnog čvorišta (slika 4.3).

Svi podaci koje stanica šalje se šalju direktno u čvorište, koje prosljeđuje paket prema primaocu.

U ovoj topologiji, samo jedan računar može istovremeno slati podatke. Ako dva ili više računara pokušaju da pošalju podatke u isto vrijeme, svi neće uspjeti i biće primorani da čekaju nasumično vrijeme da pokušaju ponovo.

Ove mreže se bolje skaliraju od drugih mreža. Problemi na jednoj stanici ne kvare cijelu mrežu. Posjedovanje centralnog čvorišta olakšava dodavanje novog računara.

Nedostaci:

– zahtijeva više kablova od drugih topologija;

– kvar na čvorištu će onemogućiti cijeli segment mreže.

Slika 4.3 – Topologija zvijezda

Topologija Mesh (ćelija) povezuje sve računare u parovima (slika 4.4).

Slika 4.4 – Topologija ćelije

Mesh mreže koriste znatno više kablova od drugih topologija. Ove mreže je mnogo teže instalirati. Ali ove mreže su otporne na greške (sposobne da rade u prisustvu oštećenja).

4.2.5 Mješovite topologije

U praksi, postoje mnoge kombinacije glavnih mrežnih topologija. Pogledajmo glavne.

Star Bus

Mešovita topologija Star Bus (zvezda na sabirnici) kombinuje topologiju sabirnice i zvezda (slika 4.5).

Topologija zvjezdanog prstena je također poznata kao prsten sa zvjezdicom jer je samo čvorište dizajnirano kao prsten.

Ova mreža je identična topologiji zvijezde, ali čvorište je zapravo povezano kao logički prsten.

Baš poput fizičkog prstena, ova mreža šalje tokene kako bi odredila redoslijed kojim kompjuteri prenose podatke.

Slika 4.5 – Topologija zvijezda na sabirnici

Hybrid Mesh

Budući da implementacija prave mesh topologije na velikim mrežama može biti skupa, mreža Hybrid Mesh topologije može pružiti neke od značajnih prednosti prave mesh mreže.

Uglavnom se koristi za povezivanje servera koji čuvaju kritične podatke (slika 4.6).

Slika 4.6 – Topologija “Hybrid cell”.

5 GLOBALNI INTERNET

5.1 Teorijske osnove Interneta

Rani eksperimenti prenošenja i primanja informacija pomoću kompjutera počeli su 50-ih godina i bili su laboratorijske prirode. Tek kasnih 60-ih, sredstvima Agencije za napredni razvoj Ministarstva odbrane SAD, stvoren je nacionalna mreža. Dobila je ime ARPANET. Ova mreža je povezivala nekoliko velikih naučnih, istraživačkih i obrazovnih centara. Njegov glavni zadatak bio je koordiniranje grupa timova koji rade na zajedničkim naučnim i tehničkim projektima, a osnovna svrha bila je razmjena dosijea sa naučnom i projektnom dokumentacijom putem e-pošte.

ARPANET je počeo sa radom 1969. Nekoliko čvorova uključenih u to vrijeme bilo je povezano namjenskim linijama. Prijem i prijenos informacija obezbjeđivali su programi koji su pokrenuti na host računarima. Mreža se postepeno širila povezivanjem novih čvorova, a do ranih 80-ih, na osnovu najvećih čvorova, stvorene su sopstvene regionalne mreže, rekreirajući opštu ARPANET arhitekturu na nižem nivou (na regionalnoj ili lokalnoj skali).

Za stvarno rođenje interneta Općenito je prihvaćeno da je godina 1983. Ove godine je došlo do revolucionarnih promjena u softveru za kompjuterske komunikacije. Rođendan Interneta u modernom smislu te riječi bio je datum standardizacije TCP/IP komunikacionog protokola, koji je u osnovi World Wide Weba do danas.

TCP/IP nije jedan mrežni protokol, već nekoliko protokola koji se nalaze na različitim nivoima OSI mrežnog modela (ovo je takozvani stek protokola). Od njih, TCP je protokol transportnog sloja. Kontrolira kako se informacije prenose. Protokol IP adrese. Pripada mrežnom sloju i određuje gdje se odvija prijenos.

Tema 9. Telekomunikacije

Pregled predavanja

1. Telekomunikacije i računarske mreže

2. Karakteristike lokalnih i globalnih mreža

3. Sistemski softver

4. OSI model i protokoli za razmjenu informacija

5. Mediji za prenos podataka, modemi

6. Tele mogućnosti informacioni sistemi

7. Mogućnosti World Wide Weba

8. Izgledi za stvaranje informacionog autoputa

Telekomunikacije i računarske mreže

Komunikacija je prijenos informacija između ljudi, koji se vrši korištenjem različitih sredstava (govor, simbolički sistemi, komunikacijski sistemi). Kako se komunikacija razvijala, pojavile su se i telekomunikacije.

Telekomunikacije su prijenos informacija na daljinu korištenjem tehničkih sredstava (telefon, telegraf, radio, televizija itd.).

Telekomunikacije su sastavni dio industrijske i društvene infrastrukture zemlje i dizajnirane su da zadovolje potrebe fizičkih i pravnih lica, državnih organa za telekomunikacijskim uslugama. Zahvaljujući nastanku i razvoju mreža podataka, pojavio se novi visoko efikasan način interakcije među ljudima – kompjuterske mreže. Osnovna svrha kompjuterskih mreža je da obezbede distribuiranu obradu podataka i povećaju pouzdanost informacija i rešenja za upravljanje.

Računarska mreža je skup računara i različitih uređaja koji obezbjeđuju razmjenu informacija između računala na mreži bez upotrebe bilo kakvog međumedija za pohranu podataka.

U ovom slučaju postoji pojam - mrežni čvor. Mrežni čvor je uređaj povezan sa drugim uređajima kao dio računarske mreže.Čvorovi mogu biti računari ili posebni mrežni uređaji kao što su ruter, switch ili hub. Mrežni segment je dio mreže ograničen svojim čvorovima.

Računar na računarskoj mreži naziva se i „radna stanica“. Računari na mreži se dijele na radne stanice i servere. Na radnim stanicama korisnici rješavaju aplikativne probleme (rad u bazama podataka, kreiraju dokumente, vrše proračune). Server opslužuje mrežu i pruža vlastite resurse svim mrežnim čvorovima uključujući radne stanice.

Kompjuterske mreže se koriste u različitim oblastima, utiču na gotovo sve oblasti ljudske aktivnosti i efikasno su sredstvo za komunikaciju između preduzeća, organizacija i potrošača.

Mreža omogućava brži pristup različitim izvorima informacija. Korištenje mreže smanjuje redundantnost resursa. Povezivanjem nekoliko računara zajedno možete dobiti niz prednosti:

· proširiti ukupnu količinu dostupnih informacija;

· dijeliti jedan resurs sa svim računarima (zajednička baza podataka, mrežni štampač, itd.);

· pojednostavljuje proceduru za prenos podataka sa računara na računar.

Naravno, ukupna količina informacija akumuliranih na računarima povezanim na mrežu, u odnosu na jedan računar, neuporedivo je veća. Kao rezultat toga, mreža pruža novi nivo produktivnosti zaposlenih i efektivnu komunikaciju kompanije sa proizvođačima i kupcima.

Druga svrha kompjuterske mreže je da obezbijedi efikasno pružanje različitih računarskih usluga korisnicima mreže organizovanjem njihovog pristupa resursima distribuiranim u ovoj mreži.

Uz to, atraktivna strana mreža je dostupnost e-pošte i programa planiranja radnog dana. Zahvaljujući njima, menadžeri velikih preduzeća mogu brzo i efikasno da stupe u interakciju sa velikim brojem zaposlenih ili poslovnih partnera, a planiranje i prilagođavanje aktivnosti čitave kompanije odvija se uz mnogo manje napora nego bez umrežavanja.

Računarske mreže kao sredstvo za ostvarivanje praktičnih potreba nalaze najneočekivanije primjene, na primjer: prodaja avionskih i željezničkih karata; pristup informacijama iz referentnih sistema, računalnih baza podataka i banaka podataka; naručivanje i kupovina robe široke potrošnje; plaćanje komunalnih troškova; razmjena informacija između radnog mjesta nastavnika i radnih mjesta učenika (učenje na daljinu) i još mnogo toga.

Zahvaljujući kombinaciji tehnologija baza podataka i kompjuterskih telekomunikacija, postalo je moguće koristiti takozvane distribuirane baze podataka. Ogromne količine informacija koje je akumuliralo čovječanstvo distribuiraju se po raznim regijama, državama, gradovima, gdje se čuvaju u bibliotekama, arhivima i informacionim centrima. Obično sve velike biblioteke, muzeji, arhivi i druge slične organizacije imaju svoje kompjuterske baze podataka koje sadrže informacije pohranjene u ovim institucijama.

Računarske mreže omogućavaju pristup bilo kojoj bazi podataka koja je povezana na mrežu. Ovo oslobađa korisnike mreže od potrebe održavanja ogromne biblioteke i omogućava značajno povećanje efikasnosti traženja potrebnih informacija. Ako je osoba korisnik kompjuterske mreže, onda može uputiti zahtjev u odgovarajuće baze podataka, preko mreže dobiti elektronsku kopiju potrebne knjige, članka, arhivske građe, vidjeti koje se slike i drugi eksponati nalaze u datom muzeju. , itd.

Dakle, stvaranje jedinstvene telekomunikacione mreže trebalo bi da postane glavni pravac naše države i da se rukovodi sledećim principima (principi su preuzeti iz Zakona Ukrajine „O komunikacijama“ od 20. februara 2009. godine):

1. pristup potrošača javno dostupnim telekomunikacionim uslugama koje
   treba da zadovolje svoje potrebe, da učestvuju u političkim,
   ekonomski i društveni život;
2. interakciju i međusobnu povezanost telekomunikacionih mreža kako bi se osigurala
   komunikacijske mogućnosti između potrošača svih mreža;
3. osiguranje održivosti telekomunikacionih mreža i upravljanje tim mrežama sa
   vodeći računa o njihovim tehnološkim karakteristikama na osnovu jedinstvenih standarda, normi i pravila;
4. državne podrške razvoju domaće proizvodnje tehničkih
   telekomunikacijska sredstva;

5. podsticanje konkurencije u interesu potrošača telekomunikacionih usluga;

6. povećanje obima telekomunikacionih usluga, njihove liste i otvaranje novih radnih mesta;

7. uvođenje svjetskih dostignuća u oblasti telekomunikacija, privlačenje i korištenje domaćih i stranih materijalnih i finansijskih resursa, najnovijih tehnologija, upravljačkog iskustva;

8. podsticanje proširenja međunarodne saradnje u oblasti telekomunikacija i razvoja globalne telekomunikacione mreže;

9. obezbjeđivanje pristupa potrošačima informacijama o postupku dobijanja i kvalitetu telekomunikacionih usluga;

10. efikasnost, transparentnost regulative u oblasti telekomunikacija;

11. stvaranje povoljnih uslova za djelatnost u oblasti telekomunikacija, uzimajući u obzir karakteristike tehnologije i tržišta telekomunikacija.

Studijski materijali za redovne studente

5. Uzorak izrade pojedinačnog zadatka (sažetak) - Skinuti

7. Uzorak kreirane web stranice - Preuzmi

8. Uzorak kreirane web stranice - Preuzmi

9. Aplikacija za odabir boje - "Boja" - Preuzmite

11. Tekst za izradu web stranice i web stranice sami - Preuzmite

12. Crteži za izradu web stranice i web stranice sami - Preuzmite

13. EBook: Tehnologija izrade sažetaka i testova - Preuzmi

Edukativni materijali za studente kurseva na daljinu i dopisnih kurseva

4. Uzorak testnog rada za studente daljinskih i dopisnih kurseva KST kursa: Kontrol_rabota - Preuzmi

Računarstvo ili računarske mreže

Osnovni koncepti discipline "Računarske mreže i telekomunikacije"

Cilj podučavanja studenata osnovama računarskih mreža i telekomunikacija je pružanje znanja o teorijskim i praktičnim osnovama u organizaciji i funkcionisanju računarskih mreža i telekomunikacija, osposobljenosti za korišćenje distribuiranih podataka, aplikativnih programa i mrežnih resursa u profesionalnim aktivnostima.

Trenutno se personalni računari praktički ne koriste van mreže, obično se kombinuju u računarske ili računarske mreže.

Računarska mreža je skup računara i telekomunikacione opreme koja obezbeđuje razmenu informacija računara na mreži. Osnovna svrha kompjuterskih mreža je da obezbede pristup distribuiranim resursima.

Telekomunikacije(grč. tele - u daljinu, daleko i lat. communicatio - komunikacija) je prenos i prijem bilo koje informacije (zvuka, slike, podataka, teksta) na daljinu putem različitih elektromagnetnih sistema (kablovskih i optičkih kanala, radio kanala i druge komunikacije putem žičanih i bežičnih kanala).

Telekomunikaciona mreža je sistem tehničkih sredstava putem kojih se obavljaju telekomunikacije.

Telekomunikacione mreže uključuju:

1. Računarske mreže (za prijenos podataka).
2. Telefonske mreže (prijenos glasovnih informacija).
3. Radio mreže (prijenos glasovnih informacija - usluge emitiranja).
4. Televizijske mreže (prijenos glasa i slike - usluge emitiranja).

Predmet discipline su teorijske i praktične osnove u oblasti računarskih mreža i telekomunikacija.

Nastavni plan i program predmeta od 198 akademskih sati podijeljen je u dva sadržajna (obrazovna) modula od 2,0 i 3,5 kredita (obim ECTS kredita je 36 akademskih sati) i sastoji se od nastave i samostalnog rada studenata.

Cilj discipline Računarske mreže i telekomunikacije:

• formiranje znanja o teorijskim i praktičnim osnovama u korišćenju računarskih mreža;
• naučiti kako povezati PC na mreže i raditi u njima;
• naučiti kako koristiti hardver, softver i informacione resurse mreža;
• naučiti kako raditi sa mrežnim aplikacijskim programima.

Kao rezultat izučavanja discipline, studenti moraju:
ZNATI:

• tehnologije i principi izgradnje računarskih mreža;
• principi rada i interakcije hardvera i softver Računalna oprema;
• načini konfigurisanja Microsoft Windows OS za rad u mrežama;
• mrežne aplikacije;
• Aplikacijski programi za izradu web stranica i web stranica;
• Ukrajinski i međunarodni alati za pretraživanje na internetu;
• glavne poslovne mogućnosti na Internetu.

MOĆI:

• korištenje kompjuterskih sistema u profesionalnim aktivnostima;
• povezati računare na mreže i raditi u njima;
• rad sa mrežnim aplikacijskim programima;
• kreirati i dizajnirati web stranice i web stranice.

BITI SVJESTAN:

• sa glavnim trendovima u razvoju metoda i tehnologija računarskih mreža;
• sa mehanizmima za prenos podataka putem komunikacionih kanala;
• sa mogućim LAN resursima;
• sa internet uslugom.

rabljene knjige:

1. Računarske mreže i telekomunikacije: primarni izvornik / V. A. Tkačenko, O. V. Kasilov, V. A. Ryabik – Harkov: NTU “KhPI”, 2011. – 224 str.
2. Broido V.L. Računalni sistemi, mreže i telekomunikacije: Udžbenik za univerzitete. 2nd ed. - Sankt Peterburg: Peter, 2006 - 703 str.
3. Računarske mreže. Principi, tehnologije, protokoli: Udžbenik za univerzitete. 4th ed. / V.G. Olifer, N.A. Olifer – Sankt Peterburg. Petar, 2010. – 944 str.
4. Moore M. i dr. Telekomunikacije. Vodič za početnike. / Autori: Moore M., Pritsk T., Riggs K., Southwick P. - Sankt Peterburg: BHV - Petersburg, 2005. - 624 str.
5. Denisova A., Vikharev I., Belov A., Naumov G. Internet. Priručnik za samouvođenje. 2nd ed. - St. Petersburg. Peter. 2004.– 368 str.
6. Hester N. Naslovna stranica 2002 za Windows: Trans. Sa engleskog - M.: DMK Press, 2002. – 448 str.

Računarske mreže i telekomunikacije

Sistem imena domena DNS

Korespondencija između imena domena i IP adresa može se uspostaviti ili lokalnim alatima hosta ili putem centralizirane usluge. U ranim danima Interneta, tekstualni fajl sa poznatim imenom hosts je ručno kreiran na svakom hostu. Ova datoteka se sastojala od niza redova, od kojih je svaki sadržavao jedan par "IP adresa - ime domene", na primjer 102.54.94.97 - rhino.acme.com.

Kako je Internet rastao, rasli su i host fajlovi, a stvaranje skalabilnog rješenja za razlučivanje imena postalo je neophodno.

Ovo rješenje je bila posebna usluga - Sistem imena domena (DNS). DNS je centralizovana usluga zasnovana na bazi podataka za mapiranje distribuiranog imena domena i IP adresa. DNS usluga radi koristeći klijent-server protokol. Definira DNS servere i DNS klijente. DNS serveri održavaju distribuiranu bazu podataka za mapiranje, a DNS klijenti kontaktiraju servere sa zahtjevima za razrješenje imena domene u IP adresu.

DNS servis koristi tekstualne datoteke skoro isti format kao i hosts fajl, a administrator takođe priprema ove fajlove ručno. Međutim, DNS se oslanja na hijerarhiju domena, a svaki DNS server pohranjuje samo dio imena mreže, umjesto svih imena, kao što se događa kada se koristi hosts fajlove. Kako broj čvorova u mreži raste, problem skaliranja se rješava kreiranjem novih domena i poddomena imena i dodavanjem novih servera DNS servisu.

Svaka domena imena ima svoj DNS server. Ovaj server može pohraniti mapiranja imena domene-IP adrese za cijeli domen, uključujući sve njegove poddomene. Međutim, pokazalo se da je ovo rješenje slabo skalabilno, jer prilikom dodavanja novih poddomena opterećenje ovog servera može premašiti njegove mogućnosti. Češće, server domene pohranjuje samo imena koja se završavaju na sljedećem nižem nivou u hijerarhiji od imena domene. (Slično direktoriju sistema datoteka, koji sadrži zapise o datotekama i poddirektorijumima koji su direktno uključeni u njega.) Ovom organizacijom DNS servisa opterećenje rezolucije imena se raspoređuje manje-više ravnomjerno između svih DNS servera na mreži. Na primjer, u prvom slučaju, DNS server domene mmt.ru će pohraniti mapiranja za sva imena koja se završavaju na mmt.ru: wwwl.zil.mmt.ru, ftp.zil.mmt.ru, mail.mmt.ru , itd. U drugom slučaju, ovaj server pohranjuje mapiranja samo imena kao što su mail.mmt.ru, www.mmt.ru, a sva ostala mapiranja treba da budu pohranjena na DNS serveru zil poddomena.

Svaki DNS server, pored tabele mapiranja imena, sadrži veze do DNS servera svojih poddomena. Ove veze povezuju pojedinačne DNS servere u jednu DNS uslugu. Linkovi su IP adrese odgovarajućih servera. Za servisiranje korijenskog domena dodjeljuje se nekoliko DNS servera koji se međusobno dupliraju, čije su IP adrese široko poznate (mogu se naći, na primjer, u InterNIC-u).

Procedura za rješavanje DNS imena je na mnogo načina slična proceduri za sistem datoteka koji traži adresu datoteke po njenom simboličkom imenu. Zaista, u oba slučaja, složeno ime odražava hijerarhijsku strukturu organizacije odgovarajućih direktorija - direktorija datoteka ili DNS tabela. Ovdje su domen i domenski DNS server analogni direktoriju sistema datoteka. Imena domena, poput simboličkih imena datoteka, karakteriziraju neovisnost imenovanja od fizičke lokacije.

Procedura za traženje adrese datoteke po simboličkom imenu sastoji se od sekvencijalnog pregleda direktorija, počevši od korijena. U ovom slučaju, prvo se provjeravaju keš memorija i trenutni direktorij. Da biste odredili IP adresu iz imena domena, također morate vidjeti sve DNS servere koji opslužuju lanac poddomena uključenih u ime hosta, počevši od korijenskog domena. Značajna razlika je u tome što se sistem datoteka nalazi na jednom računaru, a DNS servis je distribuiran po svojoj prirodi.

Postoje dvije glavne šeme za rješavanje DNS imena. U prvoj opciji, posao pronalaženja IP adrese koordinira DNS klijent:

DNS klijent kontaktira korijenski DNS server s potpuno kvalificiranim imenom domene;

DNS server odgovara adresom sledećeg DNS servera koji opslužuje domen najvišeg nivoa naveden u visokom delu zahtevanog imena;

DNS klijent postavlja zahtev sledećem DNS serveru, koji ga šalje na DNS server željene poddomena, i tako dalje, sve dok se ne pronađe DNS server koji čuva mapiranje traženog imena u IP adresu. Ovaj server daje konačni odgovor klijentu. Ovaj obrazac interakcije naziva se nerekurzivnim ili iterativnim, kada sam klijent iterativno izvodi niz zahtjeva različitim serverima imena. Pošto ova šema opterećuje klijenta prilično složenim poslom, rijetko se koristi. Druga opcija implementira rekurzivnu proceduru:

DNS klijent pita lokalni DNS server, odnosno server koji servisira poddomenu kojoj pripada ime klijenta;

Ako lokalni DNS server zna odgovor, odmah ga vraća klijentu; ovo može odgovarati slučaju kada je traženo ime u istoj poddomenu kao i ime klijenta, a može odgovarati i slučaju kada je server već naučio ovo podudaranje za drugog klijenta i pohranio ga u svoju keš memoriju;

Ako lokalni server ne zna odgovor, onda on postavlja iterativne zahtjeve korijenskom serveru, itd., na potpuno isti način kao što je to učinio klijent u prvoj opciji; Dobivši odgovor, šalje ga klijentu, koji ga je sve ovo vrijeme samo čekao sa svog lokalnog DNS servera.

U ovoj šemi, klijent delegira posao svom serveru, pa se shema naziva indirektna ili rekurzivna. Gotovo svi DNS klijenti koriste rekurzivnu proceduru.

Stog TCP/IP protokola.

TCP/IP stek, koji se naziva i DoD stek i Internet stek, jedan je od najpopularnijih i najperspektivnijih stekova komunikacionih protokola. Ako se trenutno distribuira uglavnom u mrežama sa UNIX OS-om, onda je njegova implementacija u najnovije verzije mrežni operativni sistemi za personalne računare (Windows NT, NetWare) je dobar preduslov za brzi rast broja instalacija TCP/IP steka.

Stack je razvijen na inicijativu američkog Ministarstva odbrane (DoD) prije više od 20 godina kako bi se eksperimentalna ARPAnet mreža povezala sa drugim satelitskim mrežama kao skup zajedničkih protokola za heterogena računarska okruženja. ARPA mreža je podržavala programere i istraživače u vojnim oblastima. U ARPA mreži komunikacija između dva računara odvijala se pomoću Internet protokol Protokol (IP), koji je do danas jedan od glavnih u TCP/IP steku i pojavljuje se u nazivu steka.

Univerzitet Berkeley dao je veliki doprinos razvoju TCP/IP steka implementacijom protokola steka u svojoj verziji UNIX OS-a. Široko usvajanje UNIX operativnog sistema takođe je dovelo do širokog prihvatanja IP i drugih protokola steka. Širom svijeta radi na istom steku informaciona mreža Internet, čija je divizija, Internet Engineering Task Force (IETF), veliki doprinos poboljšanju standarda steka objavljenih u obliku RFC specifikacija.

Budući da je TCP/IP stek razvijen prije pojave ISO/OSI modela međusobnog povezivanja otvorenih sistema, iako ima i strukturu na više nivoa, korespondencija nivoa TCP/IP steka sa nivoima OSI modela je prilično uslovna. .

Najniži (nivo IV) - nivo mrežnih interfejsa - odgovara fizičkim slojevima i slojevima veze podataka OSI modela. Ovaj nivo u TCP/IP protokolima nije regulisan, ali podržava sve popularne standarde fizičkog sloja i sloja veze podataka: za lokalne kanale to su Ethernet, Token Ring, FDDI, za globalne kanale - sopstveni protokoli za rad na analognom biranju. gore i iznajmljene linije SLIP/PPP, koje uspostavljaju veze od tačke do tačke preko WAN serijskih veza i WAN protokola X.25 i ISDN. Takođe je razvijena posebna specifikacija koja definiše upotrebu ATM tehnologije kao transport sloja veze podataka.

Sljedeći sloj (sloj III) je mrežni sloj, koji se bavi prijenosom datagrama koristeći različite lokalne mreže, X.25 mreže, ad hoc veze, itd. Kao glavni protokol mrežnog sloja (u smislu OSI modela ) u steku Koristi se IP protokol koji je prvobitno zamišljen kao protokol za prenos paketa u kompozitnim mrežama koje se sastoje od velikog broja lokalnih mreža povezanih kako lokalnim tako i globalnim vezama. Stoga IP protokol dobro funkcionira u mrežama sa složenim topologijama, racionalno koristeći prisustvo podsistema u njima i ekonomično koristeći propusni opseg komunikacijskih linija male brzine. IP protokol je datagram protokol.

Mrežni sloj takođe uključuje sve protokole povezane sa kompilacijom i modifikacijom tabela rutiranja, kao što su protokoli za prikupljanje informacija o rutiranju RIP (Routing Internet Protocol) i OSPF (Open Shortest Path First), kao i Internet Control Message Protocol (ICMP) . ). Potonji protokol je dizajniran za razmjenu informacija o greškama između rutera i gatewaya, izvornog i odredišnog sistema, odnosno organizira povratne informacije. Koristeći posebne ICMP pakete, javlja se da je nemoguće dostaviti paket, da je prekoračen životni vijek ili trajanje sastavljanja paketa od fragmenata, anomalne vrijednosti parametara, promjena rute prosljeđivanja i vrste usluge, stanje sistem itd.

Sljedeći nivo (nivo II) naziva se osnovni. Protokol kontrole prijenosa (TCP) i protokol korisničkih datagrama (UDP) rade na ovom sloju. TCP protokol pruža stabilnu virtuelnu vezu između procesa udaljenih aplikacija. UDP protokol osigurava prijenos aplikacijskih paketa korištenjem datagram metode, to jest, bez uspostavljanja virtuelne veze, te stoga zahtijeva manje opterećenje od TCP-a.

Najviši nivo (nivo I) naziva se aplikacija. Tokom višegodišnjeg korišćenja u mrežama različitih zemalja i organizacija, TCP/IP stek je akumulirao veliki broj protokola i usluga na nivou aplikacije. To uključuje tako široko korišćene protokole kao što su protokol kopiranja FTP datoteka, protokol emulacije telnet terminala, SMTP protokol pošte koji se koristi u internet e-pošti i njegov ruski ogranak RELCOM, hipertekstualne usluge za pristup udaljenim informacijama, kao što je WWW i mnogi drugi. Pogledajmo pobliže neke od njih koje su najbliže temama ovog kursa.

SNMP (Simple Network Management Protocol) protokol se koristi za organizaciju upravljanja mrežom. Problem upravljanja je ovdje podijeljen na dva problema. Prvi zadatak se odnosi na prijenos informacija. Protokoli za prijenos kontrolnih informacija određuju proceduru za interakciju između servera i klijentskog programa koji se izvodi na administratorskom hostu. Oni definišu formate poruka koje se razmenjuju između klijenata i servera, kao i formate za imena i adrese. Drugi izazov se odnosi na kontrolisane podatke. Standardi regulišu koje podatke treba pohraniti i akumulirati u gateway-ima, nazive ovih podataka i sintaksu ovih imena. SNMP standard definira specifikaciju za bazu podataka informacija za upravljanje mrežom. Ova specifikacija, poznata kao baza upravljačkih informacija (MIB), definira elemente podataka koje host ili gateway moraju pohraniti i dozvoljene operacije na njima.

Implementira se FTP (File Transfer Protocol). daljinski pristup u fajl. Kako bi osigurao pouzdan prijenos, FTP koristi protokol orijentiran na vezu - TCP - kao svoj transport. Osim protokola za prijenos datoteka, FTP nudi i druge usluge. Ovo korisniku daje mogućnost interaktivne interakcije s udaljenim strojem, na primjer, može ispisati sadržaj njegovih direktorija; FTP omogućava korisniku da odredi tip i format podataka koji će biti pohranjeni. Konačno, FTP autentifikuje korisnike. Prije pristupa datoteci, protokol zahtijeva od korisnika da unese svoje korisničko ime i lozinku.

U TCP/IP stogu, FTP nudi najsveobuhvatniji skup usluga datoteka, ali je i najsloženiji za programiranje. Aplikacije koje ne zahtijevaju sve mogućnosti FTP-a mogu koristiti drugi, isplativiji protokol - najjednostavniji protokol za prijenos datoteka TFTP (Trivial File Transfer Protocol). Ovaj protokol implementira samo prijenos datoteka, a korišteni transport je jednostavniji od TCP, protokol bez veze - UDP.

Telnet protokol obezbeđuje tok bajtova između procesa i između procesa i terminala. Najčešće se ovaj protokol koristi za emulaciju terminala udaljenog računala.

BGP protokol

Opšta šema kako BGP radi je sljedeća. BGP ruteri susednih sistema koji odluče da razmenjuju informacije o rutiranju uspostavljaju međusobne veze koristeći BGP protokol i postaju BGP susedi (BGP peers).

Zatim, BGP koristi pristup koji se zove vektor putanje, koji je razvoj pristupa vektoru udaljenosti. BGP susjedi šalju (najavljuju, oglašavaju) vektore puta jedni drugima. Vektor putanje, za razliku od vektora udaljenosti, ne sadrži samo mrežnu adresu i udaljenost do nje, već i mrežnu adresu i listu atributa (atributa putanje) koji opisuju različite karakteristike rute od rutera koji šalje do navedene mreže. U nastavku ćemo, radi sažetosti, skup podataka koji se sastoji od mrežne adrese i atributa putanje do ove mreže nazvati rutom do ove mreže.

Implementacija BGP-a

Par BGP susjeda uspostavlja vezu jedni s drugima koristeći TCP protokol, port 179. Susjedi koji pripadaju različitim AS-ovima moraju biti direktno dostupni jedni drugima; za susjede iz istog AS-a ne postoji takvo ograničenje, jer će interni protokol rutiranja osigurati dostupnost svih potrebnih ruta između čvorova jednog autonomnog sistema.

Tok informacija koje se razmenjuju između BGP suseda preko TCP-a sastoji se od niza BGP poruka. Maksimalna dužina poruke je 4096 okteta, minimalna 19. Postoje 4 vrste poruka.

BGP vrste poruka

• OTVORENO - šalje se nakon uspostavljanja TCP veze. Odgovor na OPEN je poruka KEEPALIVE ako druga strana pristane da postane BGP susjed; u suprotnom se šalje OBAVJEŠTENJE sa kodom koji objašnjava razlog odbijanja, a veza se prekida.
• KEEPALIVE - poruka je namijenjena za potvrdu pristanka za uspostavljanje susjedskih odnosa, kao i za praćenje aktivnosti otvorene veze: za to, BGP susjedi razmjenjuju KEEPALIVE poruke u određenim vremenskim intervalima.
• UPDATE - poruka je namijenjena za najavu i povlačenje ruta. Nakon uspostavljanja veze, UPDATE poruke prosljeđuju sve rute koje ruter želi reklamirati svom susjedu (potpuno ažuriranje), nakon čega se prosljeđuju samo podaci o dodanim ili izbrisanim rutama kada postanu dostupne (djelimično ažuriranje).
• OBAVJEŠTENJE - Ova vrsta poruke se koristi za obavještavanje susjeda o razlogu zatvaranja veze. Nakon slanja ove poruke, BGP veza se prekida.

BGP format poruke

BGP poruka se sastoji od zaglavlja i tijela. Zaglavlje ima 19 okteta i sastoji se od sljedećih polja:

· marker: u poruci OTVORENO uvijek, a kada se radi bez autentifikacije - u ostalim porukama, ispunjenim jedinicama. Inače sadrži informacije o autentifikaciji. Povezana funkcija markera je da poveća pouzdanost isticanja granice poruke u toku podataka.

· dužina poruke u oktetima, uključujući zaglavlje.

IGRP protokol

Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) je protokol za rutiranje razvijen sredinom 1980-ih. od Cisco Systems, Inc. Primarni cilj je bio da se obezbedi protokol koji se može preživeti za rutiranje unutar autonomnog sistema (AS) koji ima proizvoljno složenu topologiju i uključuje medije sa različitim karakteristikama propusnog opsega i kašnjenja.

IGRP je Vektor udaljenosti Interior Router Protocol (IGP). Protokoli rutiranja vektora udaljenosti zahtijevaju da svaki ruter šalje cijelu ili dio svoje tablice rutiranja u redovnim intervalima svim susjednim ruterima u porukama o ažuriranju rute. Kako se informacije o rutiranju šire kroz mrežu, ruteri mogu izračunati udaljenosti do svih čvorova na međusobno povezanoj mreži.

IGRP koristi kombinaciju (vektor) metrike. Kašnjenje internetskog rada, propusni opseg, pouzdanost i opterećenje - svi ovi pokazatelji se uzimaju u obzir kao koeficijenti prilikom donošenja odluke o rutiranju. Mrežni administratori mogu postaviti faktore težine za svaku od ovih metrika. IGRP pruža širok raspon vrijednosti za svoje indikatore.

Da bi pružio dodatnu fleksibilnost, IGRP omogućava višestruko rutiranje. Duplicirane linije iste propusnosti mogu prenositi odvojeni tok saobraćaja na kružni način, sa automatskim prebacivanjem na drugu liniju ako prva linija ne uspije.

Format paketa

Prvo polje IGRP paketa sadrži broj verzije.

Polje koda operacije (opcode). Ovo polje označava tip paketa. Opkod 1 označava paket ažuriranja (sadrži zaglavlje odmah nakon kojeg slijede zapisi podataka tablice rutiranja); jednak zahtjevu od 2 paketa (koristi ga izvor za ispitivanje tablice usmjeravanja s drugog rutera.

Polje izdanja. Ova vrijednost broja izdanja se koristi kako bi se omogućilo ruterima da izbjegnu obradu ažuriranja koja sadrže informacije koje su već vidjeli.

Sledeća tri polja označavaju broj podmreža, broj glavnih mreža i broj spoljnih mreža u paketu za ažuriranje.

Polje kontrolne sume. Izračunavanje kontrolne sume omogućava ruteru primaocu da provjeri valjanost dolaznog paketa.

Karakteristike stabilnosti

IGRP ima niz funkcija dizajniranih da poboljšaju njegovu stabilnost. To uključuje:

Privremena zadržavanja promjena se koriste kako bi se spriječilo da obične ispravke poruke nezakonito ponovo postave rutu koja je možda bila oštećena. Period zadržavanja promjena se obično izračunava tako da bude duži od vremenskog perioda potrebnog za prilagođavanje cijele mreže kako bi se prilagodila promjenama rutiranja.

Split Horizons Koncept podijeljenih horizonata proizlazi iz činjenice da nikada nije korisno slati informacije o ruti natrag u smjeru iz kojeg je došla. Pravilo split-horizonta pomaže u sprječavanju petlji rute.

Podešavanja otkazivanja rute dizajnirana su za borbu protiv većih petlji rute. Povećanje metričkih vrijednosti usmjeravanja obično ukazuje na petlje usmjeravanja. U tom slučaju se šalju podešavanja otkazivanja kako bi se ova ruta uklonila i stavila u stanje čekanja.

IGRP pruža brojne tajmere i varijable koje sadrže vremenske intervale. Ovo uključuje

• tajmer za podešavanje (definira koliko često treba slati poruke o prilagođavanju rute),
• tajmer mrtve rute, određuje koliko dugo ruter treba čekati ako nema poruka o ažuriranju određene rute prije nego što proglasi tu rutu mrtvom
• promijeniti period zadržavanja
• sleep timer. specificira koliko vremena mora proći prije nego ruter mora biti isključen iz tablice rutiranja.

Protokoli mrežnog sloja se obično implementiraju u obliku softverski moduli i izvršavaju se na krajnjim računarima koji se zovu hostovi, kao i na međučvorovima - ruterima, koji se nazivaju gateway-i. Funkcije rutera mogu obavljati i specijalizirani uređaji i univerzalni.

Internetworking koncept

Glavna ideja uvođenja mrežnog sloja je sljedeća. Mreža se općenito smatra skupom nekoliko mreža i naziva se kompozitna mreža ili mreža (internet ili internet). Mreže koje su dio složene mreže nazivaju se podmreže (podmreža), konstitutivne mreže ili jednostavno mreže (slika 5.1). Podmreže su međusobno povezane ruterima. Komponente kompozitne mreže mogu biti i lokalne i globalne mreže. Unutrašnja struktura svake mreže nije prikazana na slici jer nije relevantna kada se razmatra mrežni protokol. Svi čvorovi unutar iste podmreže komuniciraju koristeći istu tehnologiju. Dakle, kompozitna mreža prikazana na slici uključuje nekoliko mreža različite tehnologije: lokalne mreže Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI i globalne mreže za prijenos okvira, X.25, ISDN. Svaka od ovih tehnologija je dovoljna da organizira interakciju svih čvorova u svojoj podmreži, ali nije sposobna izgraditi informacijsku vezu između nasumično odabranih čvorova koji pripadaju različitim podmrežama, na primjer, između čvora A i čvora B na Sl. 5.1. Shodno tome, da bi se organizovala interakcija između bilo kojeg proizvoljnog para čvorova ove „velike“ kompozitne mreže, potrebna su dodatna sredstva. Takve alate pruža mrežni sloj.

Mrežni sloj djeluje kao koordinator, organizirajući rad svih podmreža koje se nalaze duž putanje paketa kroz kompozitnu mrežu. Za premještanje podataka unutar podmreža, mrežni sloj se okreće tehnologijama koje se koriste u tim podmrežama.

Iako mnoge lokalne mrežne tehnologije (Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, itd.) koristite isti sistem adresiranja čvorova zasnovan na MAC adresama, postoji mnogo tehnologija (X.25, bankomat, relej okvira), u kojima se koriste druge šeme adresiranja. Adrese dodijeljene čvorovima u skladu s podmrežnim tehnologijama nazivaju se lokalnim. Da bi mrežni sloj ispunio svoj zadatak, potreban mu je vlastiti sistem adresiranja, neovisno o metodama adresiranja čvorova u pojedinačnim podmrežama, koji bi omogućio mrežnom sloju da univerzalno i nedvosmisleno identificira bilo koji čvor u kompozitnoj mreži.

Prirodan način formiranja mrežne adrese je jedinstveno numerisanje svih podmreža složene mreže i numerisanje svih čvorova unutar svake podmreže. Dakle, mrežna adresa je par: broj mreže (podmreže) i broj hosta.

Broj čvora može biti ili lokalna adresa ovog čvora (ova šema je usvojena u IPX/SPX steku), ili neki broj, koji nije povezan s lokalnom tehnologijom, koji jedinstveno identificira čvor unutar date podmreže. U prvom slučaju, mrežna adresa postaje ovisna o lokalnim tehnologijama, što ograničava njenu upotrebu. Na primjer, IPX/SPX mrežne adrese su dizajnirane da rade u složenim mrežama koje povezuju mreže koje koriste samo MAC adrese ili adrese sličnog formata. Drugi pristup je univerzalniji, tipičan je za TCP/IP stog. U oba slučaja, svaki čvor kompozitne mreže ima, uz svoju lokalnu adresu, još jednu - univerzalnu mrežnu adresu.

Podaci koji stižu do mrežnog sloja i koji se trebaju prenijeti kroz kompozitnu mrežu imaju zaglavlje mrežnog sloja. Podaci zajedno sa zaglavljem čine paket. Zaglavlje paketa mrežnog sloja ima jedinstveni format koji je neovisan o formatima okvira sloja veze onih mreža koje mogu biti dio mreže, i nosi, zajedno s drugim servisnim informacijama, podatke o broju mreže kojoj je ovaj paket upućen. namjeravao. Mrežni sloj određuje rutu i premešta paket između podmreža.

Kada se paket prenosi iz jedne podmreže u drugu, paket mrežnog sloja inkapsuliran u dolaznom okviru veze prve podmreže uklanja se zaglavlja tog okvira i okružuje se zaglavljima okvira sloja veze sljedeće podmreže. Informacije na osnovu kojih se vrši ova zamena su servisna polja paketa mrežnog sloja. Polje odredišne ​​adrese novog okvira specificira lokalnu adresu sljedećeg rutera.

Ethernet čvorišta

U Ethernet tehnologiji, uređaji koji kombinuju nekoliko fizičkih segmenata koaksijalnog kabla u jedan zajednički medij koriste se dugo vremena i nazivaju se „repetitori“ zbog svoje glavne funkcije - ponavljanja na svim svojim portovima signala primljenih na ulazu jedna od luka. U koaksijalnim kablovskim mrežama, dvoportni repetitori koji povezuju samo dva segmenta kabla bili su uobičajeni, tako da se termin čvorište obično nije primenjivao na njih.

Pojavom lOBase-T specifikacije za kablove s upredenim paricama, repetitor je postao sastavni dio Ethernet mreže, jer bez njega komunikacija može biti organizirana samo između dva mrežna čvora. Višeportni Ethernet repetitori na upredenoj parici počeli su se nazivati ​​koncentratorima ili čvorištima, budući da su veze između velikog broja mrežnih čvorova zapravo bile koncentrisane u jednom uređaju. Ethernet čvorište obično ima između 8 i 72 porta, pri čemu je većina portova namijenjena povezivanju upredenih parica. Na sl. Slika 2 prikazuje tipično Ethernet čvorište dizajnirano da formira male segmente dijeljenih medija. Ima 16 lOBase-T portova sa RJ-45 konektorima, kao i jedan AUI port za povezivanje eksternog primopredajnika.

Obično je na ovaj port povezan primopredajnik koji radi na koaksijalnoj ili optičkoj mreži. Koristeći ovaj primopredajnik, čvorište se povezuje na glavni kabl koji povezuje nekoliko čvorišta jedno s drugim, ili na taj način povezuje stanicu udaljenu više od 100 m od čvorišta.

Rice. 15. Ethernet čvorište.

Za povezivanje lOBase-T tehnoloških čvorišta jedno s drugim u hijerarhijskom sistemu, nije potreban koaksijalni ili optički kabel; možete koristiti iste portove kao i za povezivanje krajnjih stanica, ovisno o jednoj okolnosti. Činjenica je da običan RJ-45 port namijenjen povezivanju mrežnog adaptera, nazvan MDI-X (ukršteni MDI), ima obrnuti pinout konektora tako da se mrežni adapter može spojiti na čvorište pomoću standardnog spojnog kabla koji ne pređite preko igle.

Ako povezujete čvorišta preko standardnog MDI-X porta, morate koristiti nestandardni kabel sa ukrštenim parovima. Stoga neki proizvođači obezbeđuju čvorište sa namenskim MDI portom koji ne ukršta parove. Dakle, dva čvorišta mogu biti povezana pomoću običnog neukrštenog kabla ako se to radi preko MDI-X porta jednog čvorišta i MDI porta drugog. Češće nego ne, jedan priključak za čvorište može djelovati i kao MDI-X port i kao MDI port, ovisno o položaju prekidača na dugmetu.

Višeportno eternet repetitor čvorište može se drugačije posmatrati kada se koristi pravilo 4 čvorišta. U većini modela, svi portovi su povezani na jednu jedinicu repetitora, a kada signal prođe između dva repetitora, jedinica repetitora uvodi samo jedno kašnjenje. Stoga bi se takvo čvorište trebalo smatrati jednim repetitorom s ograničenjima nametnutim pravilom 4 čvorišta. Ali postoje i drugi modeli repetitora, u kojima nekoliko portova ima vlastitu jedinicu za ponavljanje.

U ovom slučaju, svaki blok ponavljanja mora se smatrati zasebnim repetitorom i računati odvojeno u pravilu 4 čvorišta.
Neke razlike mogu biti demonstrirane modelima koncentratora koji rade na jednomodnom optičkom kablu. Domet segmenta kabela koji podržava FDDI čvorište na takvom kabelu može značajno varirati ovisno o snazi ​​laserskog emitera - od 10 do 40 km.

Međutim, ako postojeće razlike u izvođenju glavne funkcije čvorišta nisu toliko velike, onda su one daleko prevaziđene disperzijom u mogućnostima čvorišta za implementaciju dodatnih funkcija. Onemogućavanje portova.

Vrlo korisna pri radu mreže je sposobnost čvorišta da onesposobi portove koji nepravilno funkcionišu, čime izoluje ostatak mreže od problema koji se javljaju u čvoru. Ova funkcija se naziva autoparticioniranje. Za FDDI koncentrator, ova funkcija je glavna za mnoge situacije greške, kako je definirano u protokolu. Istovremeno, za Ethernet čvorište ili Token Ring, funkcija auto-segmentacije za mnoge situacije je opciona, budući da standard ne opisuje odgovor čvorišta na ovu situaciju. Glavni razlog gašenja porta u standardima Ethernet i Fast Ethernet je neuspjeh da se odgovori na sekvencu impulsa za testiranje veze koja se šalje svim portovima svakih 16 ms. U tom slučaju, neispravan port se stavlja u stanje "isključeno", ali će se impulsi za testiranje veze i dalje slati na port, tako da će se rad s njim automatski nastaviti kada se uređaj vrati.

Pogledajmo situacije u kojima Ethernet i Fast Ethernet čvorišta vrše gašenje porta:

o Greške na nivou okvira. Ako intenzitet okvira sa greškama koje prolaze kroz port premaši određeni prag, port se isključuje, a zatim, ako nema grešaka za određeno vrijeme, ponovo se uključuje. Takve greške mogu biti: netačna kontrolna suma, netačna dužina okvira (više od 1518 bajtova ili manje od 64 bajta), neformatirano zaglavlje okvira.
o Više sudara. Ako čvorište otkrije da je izvor kolizije bio isti port 60 puta zaredom, tada je port onemogućen. Nakon nekog vremena, port će ponovo biti omogućen.

o Dug prenos (brbljanje). Poput mrežnog adaptera, čvorište kontrolira vrijeme potrebno da jedan okvir prođe kroz port. Ako ovo vrijeme premašuje vrijeme prijenosa okvira maksimalne dužine za 3 puta, port je onemogućen.

Podrška za redundantne veze

Budući da je korištenje redundantnih veza u čvorištima definirano samo u FDDI standardu, za druge standarde programeri čvorišta podržavaju ovu funkciju koristeći svoja vlasnička rješenja. Na primjer, Ethernet/Fast Ethernet čvorišta mogu formirati samo hijerarhijske veze bez petlji. Stoga bi sigurnosne veze uvijek trebale povezivati ​​onesposobljene portove kako ne bi poremetili logiku mreže.

Obično, kada konfiguriše čvorište, administrator mora odrediti koji su portovi primarni, a koji u odnosu na njih rezervni (Slika 16). Ako iz bilo kojeg razloga port padne (pokreće se mehanizam za auto-segmentaciju), čvorište čini svoj backup port aktivnim.

Rice. 16.

Rice. 16. Redundantne veze između Ethernet čvorišta.

Kada se razmatraju neki modeli čvorišta, postavlja se pitanje - zašto ovaj model ima tako veliki broj portova, na primjer 192 ili 240? Ima li smisla podijeliti okruženje od 10 ili 16 Mbps između toliko stanica? Možda je prije deset do petnaest godina odgovor u nekim slučajevima mogao biti pozitivan, na primjer, za one mreže u kojima su računari koristili mrežu samo za slanje malih e-poruka ili za prepisivanje male tekstualne datoteke.

Danas je ostalo vrlo malo takvih mreža, a čak 5 računara može u potpunosti učitati Ethernet ili Token Ring segment, au nekim slučajevima i Fast Ethernet segment. Zašto vam onda treba čvorište sa velikim brojem portova ako ih je praktično nemoguće koristiti zbog ograničenja propusnosti po stanici? Odgovor je da takva čvorišta imaju više, nepovezanih internih magistrala koje su dizajnirane da kreiraju više zajedničkih medija.

Na primjer, čvorište prikazano na sl. 17, ima tri interne Ethernet magistrale. Ako, na primjer, takvo čvorište ima 72 porta, onda svaki od ovih portova može biti povezan s bilo kojom od tri interne magistrale. Na slici su prva dva računara povezana na Eternet magistralu 3, a treći i četvrti računar na Eternet magistralu 1. Prva dva računara čine jedan zajednički segment, a treći i četvrti računar čine drugi zajednički segment.

Rice. 17. Višesegmentno čvorište.

Računari spojeni na različite segmente ne mogu međusobno komunicirati preko čvorišta, jer magistrale unutar čvorišta nisu ni na koji način povezane. Višesegmentna čvorišta su potrebna za kreiranje zajedničkih segmenata, čiji se sastav lako može promijeniti. Većina multi-segmentnih čvorišta, kao što je Nortel Networks System 5000 ili 3Com-ov PortSwitch Hub, omogućavaju vam da izvršite operaciju povezivanja porta na jednu od internih magistrala na čisto softverski način, kao što je lokalna konfiguracija preko porta konzole.

Kao rezultat toga, administrator mreže može povezati korisničke računare na bilo koje portove na čvorištu, a zatim koristiti program za konfiguraciju čvorišta za upravljanje sastavom svakog segmenta. Ako sutra segment 1 bude preopterećen, njegovi računari mogu biti raspoređeni na preostale segmente čvorišta.

Sposobnost višesegmentnog čvorišta da programski promijeni veze portova na interne magistrale naziva se konfiguracijsko prebacivanje.
PAŽNJA
Prebacivanje konfiguracije nema ništa zajedničko sa prebacivanjem okvira, koje se izvode pomoću mostova i prekidača. Višesegmentna čvorišta su programabilna okosnica velikih mreža. Za povezivanje segmenata jedan s drugim potreban je drugi tip uređaja - mostovi/prekidači ili ruteri. Takav gateway uređaj mora se povezati na više portova na višesegmentnom čvorištu povezanom na različite interne magistrale i prenositi okvire ili pakete između segmenata na isti način kao da su formirani od strane odvojenih čvorišta.

Za velike mreže, višesegmentno čvorište igra ulogu inteligentnog ormara za unakrsnu vezu koji stvara novu vezu ne mehaničkim pomicanjem kabelskog utikača na novi port, već softverom koji mijenja internu konfiguraciju uređaja. Kontroliranje čvorišta pomoću SNMP protokola.

Kao što možete vidjeti iz opisa dodatnih funkcija, mnoge od njih zahtijevaju konfiguraciju čvorišta. Ova konfiguracija se može obaviti lokalno preko RS-232C interfejsa, koji je dostupan na svakom čvorištu koje ima kontrolnu jedinicu. Pored konfigurisanja velike mreže, funkcija praćenja statusa čvorišta je vrlo korisna: da li je operativan i u kojem su stanju njegovi portovi?

Računarske mreže i telekomunikacije 21. stoljeća

Uvod

2.1 Tipovi LAN arhitekture

2.3 Metode pristupa u računarskim mrežama

3. Lokalne mreže za naučne svrhe

4. Telekomunikacije

Spisak korišćene literature

Uvod

Računarska mreža je asocijacija više računara za zajedničko rješavanje informacionih, računarskih, obrazovnih i drugih problema.

Jedan od prvih koji je nastao tokom razvoja kompjuterska tehnologija zadaci koji su zahtevali stvaranje mreže od najmanje dva računara – obezbeđujući višestruko veću pouzdanost nego što je jedna mašina mogla da pruži u to vreme pri upravljanju kritičnim procesom u realnom vremenu. Dakle, prilikom lansiranja svemirskog broda, potrebna brzina reakcije na vanjske događaje premašuje ljudske mogućnosti, a kvar kontrolnog kompjutera prijeti nepopravljivim posljedicama. IN najjednostavnija šema rad ovog računara je dupliran drugim identičnim, a ako aktivna mašina zakaže, sadržaj njenog procesora i RAM memorije se vrlo brzo prenosi na drugi, koji preuzima kontrolu (u stvarnim sistemima, naravno, sve je mnogo komplikovanije).

Računarske mreže su iznjedrile značajno nove tehnologije obrade informacija – mrežne tehnologije. U najjednostavnijem slučaju, mrežne tehnologije omogućavaju dijeljenje resursa - uređaja za skladištenje velikog kapaciteta, uređaja za štampanje, pristupa Internetu, baza podataka i banaka podataka. Najmoderniji i najperspektivniji pristupi mrežama uključuju korištenje kolektivne podjele rada raditi zajedno sa informacijama - izrada raznih dokumenata i projekata, upravljanje institucijom ili preduzećem itd.

Računarske mreže i mrežne tehnologije obrade informacija postale su osnova za izgradnju savremenih informacionih sistema. Računar sada ne treba posmatrati kao poseban uređaj za obradu, već kao „prozor“ u računarske mreže, sredstvo komunikacije sa mrežni resursi i drugi korisnici mreže.

1. Hardver računarske mreže

Lokalne mreže (LAN računari) objedinjuju relativno mali broj računara (obično od 10 do 100, mada se ponekad nađe i mnogo više) unutar jedne prostorije (obrazovni računarski razred), zgrade ili institucije (na primer, univerzitet). Tradicionalni naziv - lokalna mreža (LAN) - je prije omaž onim vremenima kada su se mreže uglavnom koristile za rješavanje računarskih problema; danas je u 99% slučajeva riječ isključivo o razmjeni informacija u vidu tekstova, grafičkih i video slika i numeričkih nizova. Korisnost droga objašnjava se činjenicom da od 60% do 90% informacija koje su jednoj instituciji potrebne, kruži unutar nje, bez potrebe da izlazi van.

Stvaranje automatizovanih sistema upravljanja preduzećima (ACS) imalo je veliki uticaj na razvoj lekova. ACS uključuje nekoliko automatizovanih radnih stanica (AWS), merne sisteme i kontrolne tačke. Još jedno važno područje djelovanja u kojem je LS dokazao svoju efikasnost je kreiranje obrazovnih časova računarske tehnologije (ECT).

Zahvaljujući relativno kratkim dužinama komunikacionih linija (obično ne više od 300 metara), informacije se mogu prenositi digitalno preko LAN-a velikom brzinom prenosa. Na velikim udaljenostima ovaj način prijenosa je neprihvatljiv zbog neizbježnog slabljenja visokofrekventnih signala; u tim slučajevima potrebno je pribjeći dodatnim tehničkim (digitalno-analogne konverzije) i softverskim (protokoli za ispravljanje grešaka, itd.) rješenja.

Karakteristična karakteristika LAN-a je prisustvo komunikacijskog kanala velike brzine koji povezuje sve pretplatnike za prijenos informacija u digitalnom obliku. Postoje žičani i bežični kanali. Svaki od njih karakteriziraju određene vrijednosti parametara koji su bitni sa stanovišta organizacije lijekova:

1. brzina prenosa podataka;

2. maksimalna dužina linije;

3. otpornost na buku;

4. mehanička čvrstoća;

5. praktičnost i lakoća ugradnje;

6. trošak.

Trenutno se najčešće koriste četiri vrste mrežnih kablova:

1. koaksijalni kabl;

2. nezaštićeni upredeni par;

3. zaštićeni upredeni par;

4. optički kabl.

Prve tri vrste kablova prenose električni signal kroz bakrene provodnike. Optički kablovi prenose svjetlost duž staklenih vlakana.

Većina mreža dozvoljava nekoliko opcija kabliranja.

Koaksijalni kablovi se sastoje od dva provodnika okružena izolacionim slojevima. Prvi sloj izolacije okružuje središnju bakrenu žicu. Ovaj sloj je spolja opleten vanjskim zaštitnim provodnikom. Najčešći koaksijalni kablovi su debeli i tanki "Ethernet" kablovi. Ovaj dizajn pruža dobru otpornost na buku i nisko slabljenje signala na daljinama.

Postoje debeli (oko 10 mm u prečniku) i tanki (oko 4 mm) koaksijalni kablovi. Imajući prednosti u otpornosti na buku, jačini i dužini, debeli koaksijalni kabel je skuplji i teži za ugradnju (teže ga je provući kroz kabelske kanale) od tankog. Tanki koaksijalni kabl je donedavno predstavljao razuman kompromis između osnovnih parametara LAN komunikacionih linija i najčešće se koristio za organizovanje velikih LAN-ova preduzeća i institucija. Međutim, deblji, skuplji kablovi pružaju bolji prijenos podataka na dužim udaljenostima i manje su podložni elektromagnetnim smetnjama.

Upredene parice su dvije žice upletene zajedno sa šest zavoja po inču kako bi se osigurala EMI zaštita i podudaranje električnog otpora. Drugi naziv koji se obično koristi za takvu žicu je "IBM Type-3". U SAD-u se takvi kablovi polažu prilikom izgradnje zgrada za obezbeđivanje telefonskih komunikacija. Međutim, korištenje telefonske žice, posebno kada je već postavljena u zgradi, može stvoriti velike probleme. Prvo, nezaštićene upredene parice su podložne elektromagnetnim smetnjama, kao što su električni šum koji stvaraju fluorescentna svjetla i pokretni liftovi. Smetnje mogu biti uzrokovane i signalima koji se prenose u zatvorenoj petlji u telefonskim linijama koje prolaze duž kabla lokalne mreže. Osim toga, upredeni parovi lošeg kvaliteta mogu imati promjenjiv broj zavoja po inču, što iskrivljuje izračunati električni otpor.

Također je važno napomenuti da telefonske žice nisu uvijek položene u pravoj liniji. Kabl koji povezuje dvije susjedne prostorije može zapravo obići pola zgrade. Podcjenjivanje dužine kabla u ovom slučaju može dovesti do toga da ona zapravo premaši maksimalnu dozvoljenu dužinu.

Zaštićene upredene parice su slične nezaštićenim upredenim paricama, samo što koriste deblje žice i zaštićene su od vanjskih utjecaja vratom izolatora. Najčešći tip takvog kabla koji se koristi u lokalnim mrežama, "IBM Type-1" je siguran kabl sa dva upletena para kontinualne žice. U novogradnji, tip-2 kabl može biti najbolja opcija, jer uključuje, pored linije za prenos podataka, četiri nezaštićena para kontinualne žice za prenos telefonskih razgovora. Dakle, "tip-2" vam omogućava da koristite jedan kabl za prenos i telefonskih razgovora i podataka preko lokalne mreže.

Zaštita i pažljivi TPI čine robusni kabl sa upredenim paricama pouzdanom alternativom za kabliranje, međutim, ova pouzdanost dolazi po ceni.

Kablovi sa optičkim vlaknima prenose podatke u obliku svjetlosnih impulsa do staklenih "žica". Većina LAN sistema danas podržava kablove sa optičkim vlaknima. Optički kabel ima značajne prednosti u odnosu na bilo koju opciju bakrenog kabela. Optički kablovi pružaju najveće brzine prenosa; oni su pouzdaniji jer nisu podložni gubitku paketa informacija zbog elektromagnetnih smetnji. Optički kabel je vrlo tanak i fleksibilan, što ga čini lakšim za transport od težeg bakrenog kabela. Međutim, najvažnije je da samo optički kabl ima dovoljnu propusnost, što će biti potrebno za brže mreže u budućnosti.

Cijena optičkog kabla je i dalje znatno viša od bakra. U poređenju sa bakrenim kablom, instaliranje optičkog kabla je radno intenzivnije; njegovi krajevi moraju biti pažljivo polirani i poravnati kako bi se osigurala pouzdana veza. Međutim, sada dolazi do prelaska na optičke linije, koje su apsolutno imune na smetnje i nemaju konkurenciju u smislu propusnosti. Cijena ovakvih vodova stalno opada, a tehnološke poteškoće spajanja optičkih vlakana uspješno se prevazilaze.

Bežične komunikacije pomoću radio valova mogu se koristiti za organiziranje mreža unutar velikih prostorija kao što su hangari ili paviljoni, gdje je korištenje konvencionalnih komunikacijskih linija otežano ili nepraktično. Osim toga, bežične linije mogu povezati udaljene segmente lokalnih mreža na udaljenosti od 3 - 5 km (sa antenom talasnog kanala) i 25 km (sa usmjerenom paraboličnom antenom) uz direktnu vidljivost. Organizacije bežičnu mrežu znatno skuplji nego inače.

Za organizaciju obrazovnih LAN-a najčešće se koristi upredena parica, jer je najjeftinija, jer zahtjevi za brzinom prijenosa podataka i dužinom linije nisu kritični.

Mrežni adapteri (ili mrežne kartice, kako se ponekad nazivaju) potrebni su za povezivanje računara pomoću LAN veza. Najpoznatiji su: adapteri sljedeća tri tipa:

1. ArcNet; 2. Token Ring; 3. Ethernet.

2. LAN konfiguracija i organizacija razmjene informacija

2.1 Tipovi LAN arhitekture

U najjednostavnijim mrežama sa malim brojem računara, one mogu biti potpuno jednake; mreža u ovom slučaju osigurava prijenos podataka sa bilo kojeg računala na bilo koji drugi za kolektivni rad na informacijama. Takva mreža se naziva peer-to-peer.

Međutim, u velikim mrežama sa velikim brojem računara, pokazalo se da je preporučljivo dodijeliti jedan (ili više) moćnih računara za servisiranje potreba mreže (skladištenje i prijenos podataka, ispis na mrežnom pisaču). Takvi namenski računari se nazivaju serveri; pokreću mrežni operativni sistem. Računar visokih performansi sa velikom RAM memorijom i čvrstim diskom velikog kapaciteta (ili čak nekoliko čvrstih diskova) se obično koristi kao server. Tastatura i ekran nisu potrebni za mrežni server, jer se koriste vrlo rijetko (za konfiguraciju mrežnog OS).

Svi ostali računari se zovu radne stanice. Radne stanice možda uopšte nemaju čvrste diskove ili čak disk jedinice. Takve radne stanice se nazivaju bez diska. Početno učitavanje OS-a na radne stanice bez diska odvija se preko lokalne mreže koristeći RAM čipove posebno instalirane na mrežnim adapterima radnih stanica koje pohranjuju program za pokretanje.

U zavisnosti od namjene i tehničkih rješenja, LAN mreže mogu imati različite konfiguracije (ili, kako se još kaže, arhitekturu ili topologiju).

U prstenastom LAN-u, informacije se prenose preko zatvorenog kanala. Svaki pretplatnik je direktno povezan sa svoja dva najbliža susjeda, iako u principu može kontaktirati bilo kojeg pretplatnika na mreži.

U zvjezdastom (radijalnom) LAN-u, u centru se nalazi centralni upravljački računar koji uzastopno komunicira sa pretplatnicima i međusobno ih povezuje.

U konfiguraciji magistrale, računari su povezani na zajednički kanal (sabirnica), preko kojeg mogu razmjenjivati ​​poruke.

U prikazu stabla postoji „glavni“ računar, kojem su podređeni računari sledećeg nivoa itd.

Osim toga, moguće su konfiguracije bez jasne prirode veza; ograničenje je mesh konfiguracija, gdje je svaki računar na mreži direktno povezan sa svakim drugim računarom.

U velikim LAN-ovima preduzeća i institucija najčešće se koristi topologija magistrale (vrata), koja odgovara arhitekturi mnogih administrativnih zgrada sa dugim hodnicima i kancelarijama za zaposlene duž njih. Za potrebe obuke u CUVT-u najčešće se koriste droge u obliku prstena i zvijezde.

U bilo kojoj fizičkoj konfiguraciji, podršku za pristup sa jednog računara na drugi, prisustvo ili odsustvo namenskog računara (kao deo KUVT-a naziva se „nastavnik“, a ostalo - „učenici“), obavlja mrežni program operativni sistem, koji je dodatak operativnom sistemu pojedinačnih računara. Sasvim je tipično za moderne visoko razvijene operativne sisteme personalnih računara da imaju mrežne mogućnosti (na primer, OS/2, WINDOWS 95-98).

2.2 Komponente mrežne komunikacije

Proces prenosa podataka preko mreže određen je sa šest komponenti:

1. izvorni računar;

2. blok protokola;

3. predajnik;

4. fizička kablovska mreža;

5. prijemnik;

6. odredišni računar.

Izvorni računar može biti radna stanica, server datoteka, gateway ili bilo koji računar povezan na mrežu. Blok protokola se sastoji od skupa čipova i softvera drajvera za mrežnu karticu. Blok protokola je odgovoran za logiku mrežnog prijenosa. Odašiljač šalje električni signal kroz dijagram fizičkog kola. Prijemnik prepoznaje i prima signal koji se prenosi preko mreže i usmjerava ga da se konvertuje u blok protokola. Ciklus prijenosa podataka počinje tako što izvorni računar prenosi originalne podatke u blok protokola. Protokolski blok organizira podatke u paket za prijenos koji sadrži odgovarajući zahtjev do servisnih uređaja, informacije o obradi zahtjeva (uključujući, ako je potrebno, adresu primaoca) i originalne podatke za prijenos. Paket se zatim šalje predajniku kako bi se pretvorio u mrežni signal. Paket putuje duž mrežnog kabla dok ne stigne do prijemnika, gdje se prekodira u podatke. Ovdje kontrola prelazi na blok protokola, koji provjerava podatke da li postoje greške, prenosi "prijam" prijema paketa izvoru, reformatira pakete i prenosi ih na odredišni računar.