Računarske mreže

1. Lekcija 6 Računarske mreže Fizički sloj

2. RS 232 • Serijski port računara • Najčešće korišćeni interfejs za umrežavanje računara u prošlosti • Mogućnost direktnog povezivanja dva računara putem ovih interfejsa • Asinhroni prenos podataka • Maksimalna brzina je 115.200 bit/sec

3. RS 232

4. RS 232

5. USB • Daleko veće brzine prenosa podataka i mogućnost povezivanja više od jednog uređaja po portu • Veliki broj raličitih uređaja koji služe za umrežavanje računara (Ethernet adapteri, modemi, ISDN terminal-adapteri, ADSL modemi itd.) • Uređaji koji nisu vezani za računarske mreže (štampači, skeneri, audio-adapteri, tastature, miševi...) • Za različite uređaje nisu potrebni posebni device drivers • Za neke uređaje nije potrebno posebno napajnje

6. USB • Broj USB uređaja:127 po jednom kontroleru • Brzina: Do 12Mbit/s (USB 1.0) Do 480 Mbit/s (USB 2.0) Do 4.8Gbit/s (USB 3.0) • Kompatibilnost unazad • Tip prenosa:Serijski • Mogućnost uključenja iisključenja “na vruće” USB Serije “A”

7. USB • Mogućnost dodavanja spoljašnjeg USB hab-a • Maksimalno 5 nivoa dodavanja • Ukupno po jednom USB kontroleru (zajedno sa USB habo-ovima) je 127 uređaja USB Serije “A”

8. USB • Prenos podataka ka i od uređaja je uvek jednosmeran (polu-dupleksan) • Uređaji su grupisani prema sličnim funkcijama u klase (tzv. Interfejse) • Isti drajver se može koristiti za uređaje iz iste klase • Nulta klasa se ne koristi za interfejs, već za konfiguraciju ostalih priključenih uređaja USB Serije “A”

9. USB • Priključenje novog USB uređaja: • Reset signal do USB uređaja • Utvrđuje se brzina prenosa podataka • Računar čita SETUP informacije iz uređaja • USB kontroler uređaju dodeljuje 7-bitnu adresu • Ako je uređaj podržan od strane računara, učitava se njegov device driver i uređaj je spreman za rad • Prenos podataka se vrši tehnikom poliranja, računar polira priključene USB uređaje USB Serije “A”

10. USB Tip A i B • Različite vrste USB konektora: • micro USB plug, • mini USB plug, • B-type plug, • A-type receptacle, • A-type plug

11. USB • Maksimalna dužina USB kabla je 5 m (maksimalno dozvoljeno kašnjenje sa kraja na kraj je 1500 ns) • Ako je kašnjenje veće, USB kontroler neće konstatovati uređaj • Maksimalna potrošnja po uređaju ~ 100mA

12. USB • USB signal se prenosi po dve parice istovremeno (D+ i D-) • Zavisno od standarda koriste se različiti naponi • Koristi se NRZI sistem enkodovanja podataka • Pre enkodovanja koristi se “bit stuffing” • Umetanje veštačkog 0-bita za niz koji sadrži šest uzastopnih 1-bita 1 – nema promene 0 - promena

13. FireWire • FireWire je naziv za IEEE 1394 High Speed Serial Bus (nazvan od strane Aple-a) • Serijski prenos podataka visokih performansi • Manje popularan od USB-a ali postoji priličan broj uređaja koji ga koristi za povezivanje sa računarom (npr. Digitalne video kamere, industrijski sistemi, profesionalni audio sistemi i sl.) 4-pin (left) and 6-pin (right) FireWire 400 connectors

14. FireWire • Mogućnost povezivanja do 63 uređaja • Dozvoljen je DMA pristup • Dozvoljava peer-to-peer komunikaciju • npr. Komunikacija između skenera i štampača, bez korišćenja RAM memorije • Podržava potrošnju od 45 W

15. FireWire • FireWire 400 (IEEE 1394a) • 6 pinski • Brzina prenosa podataka između uređaja 100, 200, ili 400 Mbit/s • Dužina kabla 4,5 m • FireWire 800 (IEEE 1394b) • 9 pinski • Brzina prenosa podataka 800 Mbit/s, kompatibilan sa prethodnim standardom • Specifikacija podržava optičke veze, dužine do 100 m, i brzine do 3.2 Gbit/s

16. USB vs. FireWire • USB 5 V, FireWire 30 V • FireWire je brži • FireWire ima jače performanse i namenjen je za vremenski osetljive aplikacije (audio i video) • USB je hardverski jednostavniji i manje košta

17. IrDA • Infrared Data Association • Infrared način prenosa podataka podrazumeva infracrvene zrake kao nosioce komunikacije • Potreba za optičkom vidljivošću i preciznim usmerenjem svetlosti; mala brzina prenosa podataka • Koristi se za premošćenje malih udaljenosti, a ovim adapterima su uglavnom opremljeni • mobilni telefoni, • lap-top računari i • PDA uređaji

18. IrDA • Rastojanje (standardno 1 m) • Brzina prenosa podataka: 2,4Kbit/s do 16 Mbit/s • Prenos signala u baseband-u • Polu-dupleksni prenos (full-duplex nije moguć)

19. Bluetooth • Bluetooth je bežična tehnologija povezivanja uređaja na kratkim rastojanjima koja primenjuje male snage zračenja • Bežične PAN mreže • Dizajnirana je kao zamena za kablovske sisteme povezivanja, kao i druge tehnologije kratkog dometa • Personalno okruženje u radijusu do 10 metara • Povezivanje mobilnih telefona, notebook računara, PC-a, štampača, GPS prijemnika, digitalnih kamera itd.

20. Bluetooth • Bluetooth je “ad-hoc” mreža, ne postoji mrežna infrastruktura • Koristi se posebna modulaciona tehnika, različita od tehnike kod Wi-Fi mreža (a isti je frekvencijski opseg) • Frekvencijski opseg za prenos je u granicama 2.4 GHz do 2.48 GHz, više kanala širine 1 MHz, frekvencijsko skakanje • Teorijska najveća moguća brzina prenosa po Bluetooth specifikaciji 2.0 iznosi 2.1 Mb/s. • Razlike u odnosu na Wi-Fi • Wi-Fi zahteva konfiguraciju set-up-a, • Veća rastojanja • Bolja zaštita

21. P P P P P M M Master device Slave device Parked device (inactive) S S S S Bluetooth • Domet ≤10 m • Zamena za kablove (miš, tastatura, ...) • ad hoc: nema posebne infrastrukture • master/slaves: • slaves request permission to send (to master) • master grants requests radius of coverage

22. Bluetooth • Bluetooth adapter • Integrisan • Eksterni – dongl • Jedan adapter se koristi za različite uređaje • Ne zahteva se optička vidljivost, uređaji mogu biti u različitim prostorijama • IEEE 802.15 – Wireless PAN • 802.15.1 – Wireless PAN Bluetooth, fizički nivo i MAC podsloj

23. Bluetooth • Master Bluetooth uređaj može da komunicira sa 7 Slave uređaja – čine pikonet • Uloge master-slave se menjaju u vremenu • Dva ili više pikoneta se mogu udružiti u scatternet • Uspostava konekcije: • Device name • Device class • List of services • Technical information: device features, manufacturer, Bluetooth specification used, clock offset • Zaštita komunikacija:autentikacija, poverljivost, na bazi PIN-a, blokovski algoritam

24. Bluetooth

25. Bluetooth

26. Ethernet • Najviše korišćena mrežna tehnologija u LAN mrežama • IEEE je uveo 1983. godine službeni standard za Ethernet i nazvao ga IEEE 802.3 • Fizički nivo • MAC podsloj/Data Link Layer • Format za adresiranje • Prednosti Ethernet mreža su: • mreže su jednostavne za planiranje i ekonomične za instalaciju; • mrežne komponente su jeftine; • tehnologija se pokazala kao pouzdana; • jednostavno je dodati i ukloniti računare sa mreže; • podržavaju ga mnogi softverski i hardverski sistemi.

27. Ethernet • Nastao je iz koncepta slanja u “ether” • Prve mreže su koncipirane oko koaksijalnih kablova • Korisnici se takmiče za pristup mreži i nema garancije da će korisnik moći da pristupi mreži uvek kada ima podataka za slanje (CSMA/CD) • Do problema dolazi kada dva ili više korisnika želi da koristi mrežu u isto vreme • U tom slučaju dolazi do sudara (kolizije) podataka različitih korisnika • Korisnici mora da prestanu sa slanjem i da sačekaju određeno vreme dok mreža ne postane slobodna

28. Ethernet • Ethernet sam po sebi ne obezbeđuje nikakvu sigurnost, on je jednostavan i otvorena fizička sredina za prenos podataka. • Nije imun na prisluškivanje i špijuniranje • Slabosti Etherneta su: • Otvorena arhitektura gde svaki čvor može da šalje ili da prima; • koristi širokodifuzne (broadcast) komunikacije; • lako ga je prisluškivati; • nema nikakav hardver za obezbeđenje; • lako je onesposobiti mrežu • Promene: od Etherneta za koaksijalni kabl do Gb Etherneta • Broadcast komunikacija - nekada • Point- to-point komunikacija - danas

29. Ethernet • Postoje nekoliko glavnih standardnih tipova Etherneta: • standardni, ili sa debelim kablom (thickwire) Ethernet (10BASE5) • sa tankim kablom, thinnet (ili thinwire) Ethernet ili Cheapernet (10BASE5) • Ethernet sa upredenim paricama (10BASET) • Ethernet sa optičkim kablovima (10BASEFL) • Brzi Ethernet (100BASETX ili 100VGAnyLAN) • Gigabitni Ethernet (1000BASET ili 1000BASE SX, CX, LX) • 10 Gb Ethernet (10BASE SW, LW, EW)

30. Ethernet • Ethernet okvir - tipično

31. Wi-Fi (802.11) • Bežično (wireless) umrežavanje - najjednostavniji način umrežavanja, nudi srednju brzinu i ne zahteva dodatne kablove • Sa WiFi karticama (interna ili eksterna) i dogovarajućim antenama, moguće je formirati manje mreže (mreže do 30 m) • Za veća rastojanja koriste se eksterne antene koje vrše dodatno pojačanje signala • Ako je mreža osigurana ona će tražiti WEP ili noviji WPA (2) ključ, a ako je slobodna onda nema nikakvih ograničenja za spajanje

32. network infrastructure Wi-Fi (802.11) wireless link • Tipično se koristi za povezivanje mobilnih korisnika na bazbu stanicu • multiple access protocol upravlja pristupom mreži • Različite brzine prenosa podataka i rastojanja

33. Wi-Fi (802.11) • Wireless Acces Point – hotspot • Nudi pokrivenost od oko 30 metara • Objedinjava wireless uređaje u jednu tačku, povezanu na žični LAN • Najskuplja varijanta je: Wireless Access Point Router koji sadrži priključak za DSL modem, Router, Ethernet Hub, Firewall i Access Point

34. Wi-Fi (802.11) • Standardi Wi-Fi: • 802.11a standard ima teoretsku brzinu od 54 Mbit/s, najčešće ona iznosi oko 30 Mbit/s, radi na 5 GHz • 802.11b, brzina prenosa je do 11 Mbit/s, ali uz velike prepreke i smetnje brzina može spasti na malih 1 do 2 Mbit/s, najjeftinija varijanta WiFi mreže, radi na 2,4 GHz • 802.11g je predstavljen 2003. godine i objedinio je prethodna dva standarda. Radi na 2.4 GHz, ali ima skoro istu brzinu kao i 802.11a standard

35. Outdoor 50 – 200m Mid range outdoor 200m – 4Km Long range outdoor 5Km – 20Km Indoor 10 – 30m Wi-Fi (802.11) 54 Mbps 802.11{a,g} 5-11 Mbps .11 p-to-p link 802.11b 1 Mbps 802.15 3G 384 Kbps UMTS/WCDMA, CDMA2000 2G 56 Kbps IS-95 CDMA, GSM

36. ISDN • Integrated Services Digital Network • Obezbeđuje digitalnu vezu između korisničkih mrežnih interfejsa • ISDN predstavlja nadgradnju, odnosno viši stepen postojeće javne komutirane telefonske mreže • Veći deo komutacionih sistema (telefonskih centrala) i prenosnih sistema između centrala je digitalizovan. • Međutim, pretplatnički deo mreže je ostao analogan

37. ISDN • Uvođenjem ISDN-a i pretplatnički deo mreže postaje digitalan, i to korišćenjem postojećih bakarnih parica

38. ISDN • Postoje dva tipa ISDN pristupa: • Bazni (BRI – Basic Rate Interface) • Dva B kanala (prenos informacija) od po 64 kbit/s • Jedan D kanal (sinhronizacija i korisnička signalizacija) od 16 kbit/s, • Ukupna brzina: 144 kbit/s • Namenjen za kućne korisnike • Primarni (PRI – Primary Rate Interface) • Trideset B kanala protoka 64kbit/s za govor i prenos podataka • Jedan D kanal protoka 64kbit/s za sinhronizaciju, signalizaciju i prenos podataka • Ukupna brzina: 2Mbit/s • Namenjen za poslovne korisnike

39. ISDN • Na ISDN liniju se mogu priključiti različiti terminalni uređaji: • ISDN telefon • Terminalni adapter (TA) za priključenje postojećih analognih uređaja • ISDN kartice (za prenos podataka potrebna je ISDN kartica u računaru ili eksterni ISDN adapter) • ISDN LAN router ili bridge • ISDN multiplekseri • ISDN PABX – pretplatničke (kućne) centrale ISDN tipa

40. xDSL • Digital Subscriber Line • Brzine prenosa: od 144 kb/s do 50 Mb/s • Najčešće u upotrebi: ADSL-Asymetric Digital Subscriber Line • Usluga je bazirana na stalnom i brzom pristupu Internetu po već postojećoj telefonskoj liniji (parici) bez njenog zauzeća ili promene telefonskog broja • Brzina prenosa je od 256/64 Kb/s do 768/192 Kb/s za download i upload

41. ADSL

42. Fizički sloj Pitanja ?