RAČUNARSKE MREŽE -uvod-
Šta je računarska mreza? 2 Grupa računara koja je povezana na način da ljudi mogu da dele podatke i opremu. Računari mogu biti povezani u istoj prostoriji, u istoj zgradi, u gradu ili širom sveta.
Računarske mreže - PODELE 3 Prema površini koju pokriva mreža Prema odnosu medju čvorovima (računarima) Prema načinu povezivanja računara u mreži ( topologiji ) Prema tehnologiji prenosa podataka
Prema površini koju pokriva mreža 4 WAN (Wide Area Network) globalne, medunarodne, nacionalne, regionalne mreža koja pokriva šire geografsko područje (država, svet) MAN (Metropolien Area Network) gradske računarske mreže LAN (Local Area Network) lokalne računarske mreže pokrivaju uže geografsko područje (jedna ili više zgrada) PAN (Personal Area Network) omogucava komunikaciju između raznih računarskih uredaja, uključujući, na primer, mobilne telefone, PDA (Personal Digital Assistent) i sl. koji pripadaju jednoj osobi
Podela mreža prema odnosu među čvorovima (arhitekture LAN-a) 5 1. Peer-to-peer Veza istih računara Svaki od računara ima svoj skup datoteka Svaki može da deli datoteke sa drugim računarima u mreži Svaki računar može da pristupi drugim resursima na mreži (štampačima, skenerima...) Manji broj računara (npr 10) Nalaze se u domovima ili malim preduzećima
6 2. Klijent-server Veći broj računara koji pristupaju podacima iz jedne baze (baza podataka je na serveru a klijenti imaju pristup podacima) Operativni sistemi koji se koriste na serverima su specijalno dizajnirani za servere. Na serverima se najviše koriste Linux, Solaris i FreeBSD operativni sistemi koji su razvijeni po uzoru na operativni sistem UNIKS. Koriste se i serveri iz Microsoft Windows porodice (Server) Nalazi se u velikim preduzećima (gde god postoje velike količine podataka) Klijent je računar koji koristi resurse mreže. Server (snaga mreže) je računar koji sadrži resurse i stavlja ih na raspolaganje klijentima (file server, database server, aplication server, web server, mail server, print server, FTP server, backup server, game server...)
TOPOLOGIJA računarskih mreža (fizičko povezivanje čvorova) 7 Zvezdasta topologija (star) Prstenasta topologija (ring) Topologija magistrale (bus) Hibridna topologija
ZVEZDASTA TOPOLOGIJA (eng. Star) 8 Centralni čvor (hub ili switch) na koji su povezani svi drugi čvorovi PREDNOSTI : lako dodavanje novih čvorova NEDOSTATAK : u slucaju kvara na centralnom čvoru čitava mreža ne funkcionise
PRSTENASTA TOPOLOGIJA (ring) 9 Svaki čvor je povezan sa dva susedna čvora tako da veze čine kruznu konfiguraciju PREDNOSTI : manja kompleksnost NEDOSTATAK : teško dodavanje novih čvorova (mora da se prekine rad mreže), kvar na nekom čvoru dovodi do prekida rada cele mreže.
TOPOLOGIJA MAGISTRALE (bus) 10 Svi čvorovi su vezani pojedinačno na magistralu preko koje se obavlja komunikacija PREDNOSTI : lako dodavanje ili uklanjanje čvorova NEDOSTATAK : mreža prestaje da radi jedino u slucaju prekida na magistrali
HIBRIDNA TOPOLOGIJA 11 Kombinacija pomenutih topologija npr. topologije magistrale i zvezdaste topologije
Podela mreža po tehnologiji prenosa podataka 12 Po osnovu tehnologije koja se upotrebljava za prenos podataka postoje: Ethernet mreža (kablovi) vrste kablova: UTP, STP, koaksijalni i optički. Wireless (bežičnu) mreža prenos podataka bez kabla/žice: WWAN (koje pokrivaju relativno velike geografske prostore i koriste radio i satelitske linkove, za pokrivanje velikih univerzitetskih centara i gradova), WLAN (na jednoj geografskoj lokaciji računari dele informacije i zajedničke uređaje -štampači, baze podataka, itd.) i PAN (komunikacija uređaja unutar prostora od nekoliko metara, koriste infracrvene talase -infrared i bluetooth mreže.
Kako računari medjusobno komuniciraju u mreži? 13 Povezani su različitim kablovima, telefonskim vezama, satelitima, radio talasima... NIC (mrežna kartica)- uredjaj unutar svakog računara koji omogućava vezu sa mrežom (ili uključite kabl u NIC karticu ili ona emituje signal kod bežičnih mreža) Softver koji omogućava računaru komunikaciju Protokoli skup pravila koja pomažu računarima da razumeju jedni druge (regulišu slanje i primanje podataka)
RAZMENA PODATAKA U MREŽI 14 Podaci se dele na mestu predaje i pakuju u PAKETE koji sadrže: adresu odredišta, posiljaoca, oznaku tipa podataka,same podatke i identifikator paketa Paketi NEZAVISNO putuju kroz mrežu (različiti putevi) Po pristizanju svih paketa, raspakuju se i sastavljaju podaci koji su poslati
PROTOKOLI 15 Da bi razliciti računari mogli da komuniciraju, uspostavljen je STANDARD za komunikaciju Komunikacioni protokoli obezbeduju sintaksna i semanticka pravila komuniciranja Oni sadrže detalje: O formatima poruka i O pravilima kojih se moraju pridržavati ucesnici u komunikaciji da bi mogli razmenjivati poruke Složeni sistemi za prenos podataka ne koriste samo jedan protokol, vec citav skup protokola koji medusobno saraduju Ovi skupovi protokola nazivaju se paketi (familije) protokola
16 Komunikacioni sistemi dele se na standarne slojeve sa potpuno definisanim funkcijama koje izvršavaju protokoli tog sloja Time je omogućeno da, protokoli na datom sloju budu manje kompleksni, i da izmene protokola na jednom sloju ne uticu na promene protokola na ostalim slojevima Postoji više modela za podelu komunikacionog sistema na slojeve, a najpoznatiji su: 1. sedmoslojni ISO OSI (International Standards Organization Open System Interconnection) referentni model i 2. petoslojni TCP/IP referentni model
ZAŠTITA MREŽE 17 Svaki korisnik mora da ima otvoren radni nalog Otvaranje radnog naloga vrši administrator mreže Korisnik dobija svoje korisničko ime (username) i lozinku (password) Firewall zaštitni zid koji postavlja administrator (softver koji sprečava prijem malicioznog softvera i neželjeni pristup podacima)
Računarske mreže - CILJEVI 18 Zajedničko korišćenje hardvera (diskova, štampaca, skenera ) Zajedničko korišćenje softvera Zajedničko korišćenje podataka u datotekama Razmena podataka medju korisnicima Komunikacija medju korisnicima Zajednički rad korisnika na nekim poslovima
Zaključak 19 Povezivanje računara Arhitektura mreža (klijent-server ili peer-to-peer) Prostorna pokrivenost mreža (LAN, WAN, MAN, PAN) Topologija mreže (Zvezda, Prsten, Magistrala, Hibridna) Prenos podataka (Ethernet-kablovima ili Wireless-bežično) Protokoli (sedmoslojni ISO OSI ili petoslojni TCP/IP) Zaštita mreže Ciljevi/razlozi povezivanja račinara u mreže
PASIVNA I AKTIVNA MREŽNA OPREMA 20
Oprema potrebna za računarske mreže: 21 Pasivna (kablovi kojim se prenose podaci: UTP, STP, koaksijalni, optički) Aktivna (uređaji koji usmeravaju podatke: hab, svič, ruter) Realizacija mreže može biti Ethernet (sa kablovima sa žicom ) Wireless (većim delom bez kablova -bežična)
Pasivna mrežna oprema -kablovi 22 Osnovu bilo kakve mreže čine kablovi. Njihov izbor nije nimalo lak. Kablovi spadaju u kategoriju tzv. pasivne mrežne opreme, dok su uređaji kao što je svič ili hab aktivna mrežna oprema. Prvi korak kod planiranja mreže je tzv. horizontalni i vertikalni razvod (kabliranje). Horizontalni razvod podrazumeva povezivanje računara unutar prostorije i na samom spratu, a vertikalni između spratova.
23 Kabl je medijum kroz koji se prenose informacije između mrežnih uređaja i računara. Postoji nekoliko tipova kablova koji se upotrebljavaju u mrežama. U nekim slučajevima u mreži će se koristiti samo jedan tip kabla, dok će se u drugim mrežama upotrebljavati više različitih tipova. Izbor kabla je vezan za topologiju mreže, protokol i veličinu mreže. Razumevanje karakteristika različitih tipova kablova i toga kako oni utiču na druge aspekte umrežavanja je veoma bitno za projektovanje kvalitetne mreže.
UTP kablovi Unshielded Twisted Pair (UTP) cable 24 Kablovi sa upletenim paricama postoje kao oklopljeni i neoklopljeni. Neoklopljeni (UTP) kabl je najpopularniji i obično najbolje rešenje za manje mreže. Dobra praksa je upotrebiti oklopljeni kabl za vertikalno kabliranje (STP kabl, kod koga je svaka parica obavijena metalnom folijom radi zaštite od spoljašnjih elektromagnetnih zračenja). Kvalitet UTP kabla može varirati u zavisnosti od prečnika parice i kvaliteta i debljine njene izolacije. UTP kabl koji obično srećemo primenjen u računarskim mrežama je sastavljen od četiri para žica (parica) unutar gumenog omotača. Svaki par žica je upleten kako bi se smanjilo preslušavanje. Što je korak upredanja parice manji (više upletena), veća mu je otpornost na interferencije, a i cenu mu raste.
UTP kabl sa RJ45 konektorom 25
Koaksijalni kabl 26 Koaksijalni kabl ima jedan bakarni provodnik u svojoj sredini (povratni vod se dobija uzemljenjem). Plastični sloj daje izolaciju između centralnog provodnika i metalnog oklopa oko njega. Oklop sprečava pojavu interferencija od fluorescentnih lampi, motora i drugih računara. Iako ga je teško instalirati, ima veoma širok propusni opseg (može da podrži velike brzine prenosa) i veoma je otporan na interferencije. Može se upotrebiti za povezivanje računara na većoj udaljenosti nego UTP, za iste bitske protoke. U računarskim mrežama se koriste: RG-58 t zv. tanki koaksijalni kabl (koji podržava 10Mb/s protok u10base2 Eternet standardizovanim računarskim mrežama) i 10Base5 tzv. debeli koaksijalni kabl (koji takođe podržava 10Mb/s protok u10base5 Eternet standardizovanim računarskim mrežama).
27
Fiber optički kabl 28 O ovim kablovima ste verovatno najviše slušali, pogotovo kada vam danima ne radi telefon, jer je magistralna mreža Telekoma uglavnom preusmerena na optičke kablove. Iako se često krive za probleme u telekomunikacijama, optički kablovi predstavljaju veoma pouzdan i brz način prenosa podataka. Oni su sačinjeni od vlakana sa centralnim staklenim jezgrom obavijenim staklenim omotačem. Vlakna su zaštićena sa nekoliko slojeva zaštitne obloge. Kroz vlakna se prenosi svetlost (koju proizvodi laserska ili LED dioda). Potpuno su otporni na bilo kakve elektro magnetne uticaje i najčešće čine osnovu tzv. kičmu (backbone) bilo koje ozbiljnije telekomunikacione mreže. Kod polaganja ovog kabla potrebno je poštovati pravila o njegovom savijanju jer isuviše veliki ugao savijanja može sprečiti prostiranje svetlosti. 10BaseF je specifikacija koja se odnosi na optičke kablove koji nose Ethernet (mrežni) signal protoka 10Mbps.
29
Specifikacije nekih kablova koji zadovoljavaju Ethernet standarde 30 Specifikacija Tip kabla Maksimalna dužina 10BaseT Unshielded Twisted Pair 100m 10Base2 Takni koaksijalni 185m 10Base5 Debeli koaksijalni 500m 10BaseF Fiber optički 2000m
Aktivna mrežna oprema 31 Nakon uvoda u pasivnu mrežnu opremu, na red dolazi opis uređaja koji će upravljati saobraćajem na mreži. To su takozvane aktivne komponente. Neke su sofisticiranije od drugih, ali imaju istu namenu, da podatke koje šaljete transportuju do odredišta, kao i da podatke koje vi potražujete dopreme do vas. Povezivanjem aktivne mrežne opreme kablovima još uvek nije napravljena računarska mreža, jer ona podrazumeva i konfigurisanje mrežne opreme. Ako izuzmemo iz jednačine sam tip prenosnog medijuma, aktivni uređaji su manje više isti. Razlikuju se po broju portova, modula, tipu mreže za koji su projektovani, ali je filozofija koja stoji iza njih ista.
HUB 32 Hab (engl. Hub) spada u kategoriju zastarelih (engl. Legacy) uređaja koji ima vrlo jednostavnu ulogu a to je da, kao obično čvorište, sve što stigne od podataka na jedan od njegovih konektora (portova) prosledi svima (samo pojačano i očišćeno od šumova, tj. regenerisano). Ovi uređaji nisu više u upotrebi, osim u laboratorijskim uslovima gde ova njihova osobina dolazi do izražaja kada treba nadgledati saobraćaj na mreži. S obzirom na veoma loše karakteristike ovih uređaja, male brzine (10Mbps) i podložnost koliziji podataka, treba ih izbaciti i zameniti sofisticiranijim svičevima.
Swich 33 Njihova je uloga da regulišu saobraćaj na mreži. Možemo sve naše računare povezati na svič, a i svič na svič te tako proširiti našu mrežu. Razlika u odnosu na Hab, iako isto izgledaju, jeste da svič vodi računa o tome koji podatak kom računaru ili mrežnom uređaju prosleđuje. Svič je u stanju da razlikuje (indentifikuje) uređaje koji su povezani na njega. Ovaj uređaj funkcioniše na drugom nivou (Layer 2 uređaj) što znači da je svestan svojih klijenata. Identifikator uređaja povezanog na svič je njegova fizička tzv. MAC (engl. Media Access Control) adresa.
34 Implementacija topologije "zvezda" sa HUBom Implementacija topologije "zvezda" sa SWITCHem
Ruter 35 Ruter (router) je uređaj za posredovanje u komunikacionoj mreži koji služi kao veza među računarima jednog LAN-a za prenos poruka. U mreži sa više LAN-ova služi kao veza između LAN-ova pri njihovoj komunikaciji. Glavna uloga rutera je prenos informacija između mreža, mada ruteri mogu da obezbede i osnovni oblik zaštite mreže jer mogu da koriste firewall za zaštitu uređaja. Savremene tehnologije (e-mail, mobilni telefoni, Internet, ) funkcionišu zahvaljujući upotrebi rutera za prenos podataka od jednog do drugog uređaja.
36 Ruter predstavlja i tehnički najsavršenije rešenje na mreži. On povezuje uređaje u različitim zgradama, gradovima i kontinentima. Ruter možete upotrebiti da spojite dva predstavništva firme u dva grada preko telefonske iznajmljene linije, bežične veze ili bilo koje druge. Ruter je Layer 3 uređaj koji reguliše saobraćaj na osnovu IP adrese klijenta, za razliku od svičeva koji su to činili na osnovu MAC adrese. MAC adresa ne može da se prostire van svoje mreže (učionice, firme). Svičevi mogu da se izbore sa saobraćajem dok ne naiđu na ruter koji spaja dve različite mreže.
37 U mreži -ruter je tačka preko koje mreža izlazi na internet. Ta tačka se naziva gejtvej (engl. Gateway). Prevođenje na javnu adresu radi sam ruter. Od stepena upravljivosti rutera (gejtveja) na ivici mreže zavisi i brzina, stepen iskorišćenja mreže i ponajviše bezbednost. To je tačka gde je neophodno da se obezbedi zaštita mreže (potrebna je potpuna kontrola).
Rutiranje 38 Ruter je inteligentniji uređaj, može donositi dodatne odluke, poput rutiranja -biranja najbolje rute ka odredištu. Postoje dve vrste rutiranja: statičko i dinamičko rutiranje. Statičko se radi u manjim mrežama,ukoliko neki deo mreže otkaže ili se izvrši promena u konfiguraciji, mreža se mora ručno konfigurisati. Kod dinamičkog rutiranja postoji automatsko kretanje ruting tabela koje opisuju konfiguraciju mreže (ukoliko dođe do neke promene, to se zapisuje u ruting tabelu a zatim se prenosi ostalim ruterima. Ruting tabele postoje na svakom ruteru. Na njima su zapisi o adresama hostova i drugih rutera. Na osnovu informacija koje ima u svojoj ruting tabeli, proračunava koji je dostupni ruter najbliži traženom hostu i prosleđuje paket njemu.
Proveri IP adresu svog računara 39 Neki sajtovi pružaju usluge kao što su provera protoka (Download, Upload, IP adresa..) npr www.speedtest.net Takođe IP adresu možemo da dobijemo i na sledeći način: iz START menja izaberemo RUN, zatim ukucamo cmd otvara nam se DOS prozor tzv. Command Promt, gde ukucamo ipconfig gde kao rezultat dobijamo nas IP adresu Ping je komanda IP protokola, koja primaocu nalaže da odgovori na nju i vrati pošiljaocu sadržaj koji je dobio u istom paketu. Koristi se za merenje brzine protoka odziva internet veza. Kada primalac dobije odgovor na ping može da izmeri vreme koje je bilo potrebno da paket ode do primaoca i vrati se nazad. Ovo vreme se obično meri u milisekundama. Ping je na računarima obezbeđen kroz komandu ping. Jednostavno na komandnoj liniji odkucajte ping <ip adresa> i dobićete izveštaj o tome koliki je od vašeg računara do računara na odabranoj IP adresi
Zaključak 40 Pasivna mrežna oprema -kablovi (UTP, STP, koaksijalni, optički) Aktivna mrežna oprema: (Hub, Swich) Ruter i rutiranje
41