Računarske mreže

1. Lekcija 3 Računarske mreže Mrežni hardver i softver

2. Uvod • Osnovni elementi računarske mrežne komunikacije • komunikacioni kanal (vod) • hardver računara • operativni sistem • korisnički procesi (aplikacije)

3. Mrežna oprema • Komunikacija krajnjih čvorova može biti • Posredna - odvija se preko jednostavnih mrežnih uređaja koji se sastoje od hardvera sa ugrađenim funkcijama i interfejsima • Preko kompleksnih mrežnih uređaja koji u sebi sadrže specijalizovani mrežni operativni sistem • Pasivna mrežna oprema • Komunikacioni kanali i elementi koji ih povezuju sa mrežnim interfejsima računara/uređaja • Aktivna mrežna oprema • Mrežni uređaji koji u sebi sadrže i hardver/firmver/softver sposoban za analizu i modifikaciju nosećih signala

4. Pasivna oprema • Pasivna mrežna oprema • utičnice • kablovi • paneli za prespajanje i za završavanje kablova (patch panel) • kablovi za prespajanje (patch cabel) • rek ormani • kanalice za vođenje kabla • ... 19” rek

5. Pasivna oprema • Kablovi • Najrašireniji način povezivanja mreže • Osnovne vrste kabla: • koaksijalni kablovi • kablovi sa upredenim paricama (twistedpair) • optički kablovi

6. Pasivna oprema • Važni parametri kabla: • binarni protok • pouzdanost kabla • maksimalna dužina između čvorova • zaštita od električnih smetnji • podužno slabljenje • tolerancije u otežanim uslovima rada • cena i opšta raspoloživost kabla • lako povezivanje i održavanje • ...

7. Pasivna oprema • Koaksijalni kablovi Spoljašnji omotač Izolacija (PVC, teflon) Bakarni provodnik Širm od upletenog bakra ili aluminijuma

8. Pasivna oprema • BNC konektori 10BASE2 kabl sa BNC konektorom 10BASE2 kabl sa BNC T konektorom 10BASE2 BNC završetak konektora

9. Pasivna oprema • Upredene parice - twisted pair cable Konektor RJ45 i utičnica UTP, FTP, STP.

10. Pasivna oprema • Raspored žica u vezivanju konektora sa kablom je utvrđen standardom 568A i 568B

11. omotač jezgro omotač Pasivna oprema • Optički kablovi

12. Pasivna oprema • Strukturno kabliranje • Jedinstven kablovski sistem za sve instalacije kojima se prenose informacijeu propusnom opsegu do 600 MHz • Osim kvalitetnog prenosa podataka, ovim sistemom se može obavljati i prenos • telefonskih, video, upravljačkih i alarmnih signala • Realizacija se vrši na tri hijerarhijska nivoa: • Kabliranje kampusa (kabliranje između više bliskih poslovnih zgrada - Campus DistributionCD); • Kabliranje kičme (vertikalno kabliranje - building distribution- BD); • Horizontalno kabliranje (kabliranje spratova - Floor DistributionFD)

13. Pasivna oprema • Strukturno kabliranje- standardi • ISO/IEC 11801 (jul 1995.) • EN50173 (avgust 1995.), • EIA/TIA 568A (oktobar 1995.) • Jedini interfejs ka korisniku je zidna utičnica sa RJ 45 • Kablovski sistem se vodi do odgovarajućih razdelnika i aktivnih uređaja (telefonske centrale ili LAN switch-eva) • Prekonfiguracija mreže se postiže na razdelnicima • Npr. pri promeni kancelarije

14. Pasivna oprema • Strukturno kabliranje- standardi • TIA/EIA-568podsistem strukturnog kabliranja telekomunikacionog ožičenja u poslovnim zgradama (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard) • TIA/EIA-569Osnove dizajna podsistema telekomunikacionog ožičenja (Commercial Bulding Standard for Telecommunications Pathways and Spaces) • TIA/EIA-606Administracija, označavanje i obeležavanje telekomunikacione infrastrukture (Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure of Commercial Building) • TIA TSB 567Atest strukturiranog kablovksog sistema (System Test for Structured Cabling)

15. Pasivna oprema • Pasivna instalacija – tehnički uslovi 1: • Razvodni ormani (spratni razvodi) se montiraju u zasebnim prostorijama. • Ukoliko se razvodni ormani ne montiraju u zasebnim prostorijama, potrebno je da se obezbede kabineti odgovarajuće veličine za instalaciju pasivne i aktivne mrežne opreme. • Svaki razvodni orman treba da ima šemu kablovske instalacije • Svi konektori u okviru prespojnih polja trebaju da budu obeleženi po standardu. • Priključnice se montiraju na vidnim i pristupačnim mestima na visini od 30-40cm od poda. • UTP kablovi po celoj dužini moraju biti položeni u zaštitnim plastičnim kanalima sa poklopcem, tako da u svako vreme mogu biti pristupačni radi nadzora i eventualnih intervencija. • Kablovi koji prolaze kroz otvore u etažama, zidovima i slično moraju biti zaštićeni od mehaničkih i drugih oštećenja zaštitnim elementima (plastična cev, plastično crevo ili sam kanal)

16. Pasivna oprema • Pasivna instalacija – tehnički uslovi 2: • Kablovi se ne pričvršćuju za elemente opreme koji su izloženi potresima ili se često pomeraju. • Ako kablovi prolaze ispod transportnih sredstava moraju se preduzeti dopunske mere zaštite protiv padanja kablova. • Krajevi UTP kablova u razvodnom ormanu trebaju da budu obeleženi identičnim brojem kao na razvodnoj kutiji • Konektor (priključno mesto kabla) mora da ima istu provodnost i izolaciju kao i sam kabl. Kabl na spojnom mestu (konektor) ne sme da bude oštećen ni ti mu se presek sme smanjiti. • Projektom je predviđena montaža plastičnih zaštitnih kanala duž trase polaganja UTP kablova. • Dimenzije kanala se određuju u zavisnosti od broja UTP kablova koji se instaliraju. • Sve zaštitne kanale montirati pocinkovanim vijcima.

17. Pasivna oprema • Pasivna instalacija – tehnički uslovi 3: • Napajanje kabineta obezbediti iz najbližeg razvodnog ormana koje sa glavnim razvodim ormanom treba da nude zajednički uzemljen. • Za napajanje aktivnih komponenti mreže u kabinetu je potrebno obezbediti po 3 šuko utičnice. • U slučaju mogućnosti nestanka ili pada napona energetskog napajanja potrebno je obezbediti jedinicu neprekidnog napajanja (UPS) za svaki razvod koja treba da održava napon u propisanim granicama. • Za normalan rad računarske opreme je potrebno obezbediti odgovarajuće klimatske uslove koje je propisao proizvođač opreme.

18. Aktivna oprema • Aktivna mrežna oprema • Ripiter (Repeater) • Hab (Hub) • Mrežni most (Bridge) • Svič (Switch) – skretnica • Usmerivač (Router) • Mrežni prolaz (gateway) • Bezbednosna barijera (firewall) • Proxy

19. Aktivna oprema • Ripiter (Repeater) • Jednostavni uređaji sa dva porta • Rade na fizičkom nivou • Imaju tzv. 3R funkcionalnost: • Reamply • Reshape • Retime

20. Aktivna oprema • Hab (Hub) • Funkcioniše na prvom OSI sloju (fizičkom sloju) • Postoji više konektora (obično su to RJ-45 konektori) • Omogućava povezivanje više segmenata mreže u jedan segment • Svaki uređaj povezan na Hub deli isti Broadcast domen i Collision domen • Uplink port - služi za međusobno povezivanje dva haba(uplink port jednog i običan port drugog računara)

21. Aktivna oprema • Mrežni most (Bridge) • Povezuje udaljene mrežne segmente • Radi u drugom sloju OSI modela (sloj veze podataka) • Most proverava sadržaj zaglavlja primljenog paketa da bi saznao MAC (fizičku) adresu izvora i odredišta. Na osnovu toga formira se tabela MAC adresa za svaki port • Pravilo u segmentiranju mreže • 80% saobraćaja treba da se odvija u okviru kolizionih domena, a 20% da ide preko mosta • Ukoliko neke dve stanice često međusobno komuniciraju (npr. neka radna stanica i određeni server), ne treba stavljati most između njih

22. Aktivna oprema • Primer

23. Aktivna oprema • Svič (Switch) – skretnica, komutator • Na sebi ima veći broj portova • Radi u drugom sloju OSI modela • Upisuje MAC adrese u odgovarajuću tabelu

24. Aktivna oprema • Switch za Ethernet može da podržava: • 10/100 Mbit/s • 10/100/1000 Mbit/s • Veliki switch može da podržava i 10 Gb/s • Switch ima portove koji podržavaju različite brzine • Rade u punom dupleksu • Ne menja adresu izvorišta • Mulitilayer switch – radi u više slojeva

25. Aktivna oprema • Samoobučavanje - switch formira svoju tabelu automatski, dinamički i autonomno • Pamti se (1) MAC adresa, (2) Interfejs sa kog je okvir došao i (3) vreme upisa u tabelu • Zapis u tabeli se briše posle određenog vremena (neaktivan računar) • Switch je plug-and-play uređaj • Ako odredište nije u tabeli, šalje se broadcast okvir • Kod slanja na izlazni interfejs može da se koristi CSMA/CD tehnika

26. Aktivna oprema • Usmerivač (Router) • Ruteri rade na trećem nivou, odnosno mrežnom sloju • Rutiranje se vrši na osnovu IP adresa • Statičko i dinamičko rutiranje

27. Aktivna oprema • Usmerivač (Router) Ulazni port Komutatorska mreža 3 2 1 Izlazni port 3 2 1 Procesor rutiranja

28. Aktivna oprema • Tehnike komutiranja u ruteru • Preko memorije • Putem magistrale • Putem višestruko povezane mreže • Odluka o izlaznom portu se donosi: • Centralizovano • Na linijskoj kartici • Redovi čekanja • Na ulaznim i izlaznim portovima • Zauzeće izlaznog porta • Pronalaženje sledećeg skoka u tabeli rutiranja • Davanje prioriteta

29. Aktivna oprema • Vrste rutera • Hardverski, sa sopstvenim OS, npr. Cisco IOS • Softverski (na računaru koji ima bar dve mrežne kartice) • NAT - Network Address Translation

30. Aktivna oprema • Ruter Računar kao ruter Wireless router Samostalan uređaj

31. Aktivna oprema • Mrežni prolaz (gateway) • Povezuje dva različita mrežna okruženja - vrši konverziju protokola • Radi između transportnog i aplikativnog sloja OSI modela • Mrežni prolaz je obično namenski računar, koji mora biti sposoban da podrži oba okruženja koja povezuje kao i proces prevođenja podataka iz jednog okruženja u format drugog • Zahteva značajne količina RAM memorije za čuvanje i obradu podataka

32. Aktivna oprema • Defoult gateway • Čvor (ruter) na koji je povezana druga mreža • Prihvata paket čija je IP adresa izvan date podmreže • Npr. Mreža u kojoj su IP adrese računara: • 192.168.4.3 • 192.168.4.4 • 192.168.4.5 • 192.168.4.6 • 192.168.4.7 • IP adresa rutera: • 192.168.4.1 • Mrežna podmaska je: • 255.255.255.0 • Npr. Paket sa adresom 192.168.12.3 je izvan date podmreže i biće kroz ARP protokol usmeren na ruter sa IP adresom 192.168.4.1

33. Aktivna oprema • Bezbednosna barijera (firewall) • Uređaj/softver, najčešće smešten između lokalne mreže i javne mreže (Interneta) • Štiti podatke u mreži od neautoriziranih korisnika blokiranjem i zabranom pristupa po pravilima koje definiše usvojena bezbednosna politika • implementira bezbednosnu politiku • beleži sumnjive događaje • upozorava administratora na pokušaje napada i pokušaje kompromitovanja bezbednosne politike • u nekim slučajevima obezbeđuje statistiku korišćenja • Osnova rada firewall-a je u ispitivanju IP paketa

34. Aktivna oprema • Bezbednosna barijera (firewall)

35. Aktivna oprema • Proxy • Uređaj tj. mrežni servis koji omogućava klijentima da prave indirektne mreže sa ostalim mrežnim segmentima/servisima • Indirektan pristup - može imati značajnu ulogu kada je u pitanju bezbednost, privatnost i/ili performanse mreže • Uglavnom se koristi kod pristupa HTML resursima • Izlaze iz upotrebe usled sve većih kapaciteta komunikacionih kanala • Zahtevi ostalim računarima u mreži se mogu uputiti putem proksi uređaja i na taj način onemogući tačno utvrđivanje izvora zahteva- zabranjuje se

36. Interfejsi računara • Interfejsi računara: • Mrežna kartica • Modem • ISDN Terminal Adapter • ADSL/DSL modem

37. Interfejsi računara • Mrežna kartica • Povezuje računar sa računarskom mrežom • Sadrži MAC adresu koja čini da ovaj uređaj radi na 2. sloju OSI modela • MAC adresa predstavlja 48-bitni seriski broj koje IEEE dodeljuje proizvođaču • Uglavnom imaju RJ-45 (UTP), BNC i/ili AUI (Attachment Unit Interface) konektore • Najčešće brzine na kojima rade mrežne kartice su 10/100/1000 Mbit/s. • Glavni proizvođači mrežnih kartica su 3Com, Intel, Realtek, Novell, Marvell, VIA...

38. Interfejsi računara • MAC adresa

39. Interfejsi računara • Modem • Uređaj koji moduliše noseći signal da bi enkodirao digitalnu informaciju • Pristup Internetu putem telefonskih linija – POTS • Mogu bit interni (za ISA ili PCI slot) ili eksterni Interni 56K V.90 fax/modem Eksterni 56K V.90 fax/modem

40. Interfejsi računara • ISDN Terminal Adapter • Uređaj koji povezuje terminal (npr. računar) sa ISDN mrežom • Prenos je digitalan, a ne analogan • ISDN prenos – komutacija veza • Sa stanovišta OSI modela ISDN linije rade na sledeća tri sloja: • fizičkom sloju • sloju podataka • mrežnom sloju

41. Interfejsi računara • ADSL/DSL modem • Uređaj koji povezuje jedan ili više računara na telefonsku liniju u cilju korišćenja ADSL (DSL) usluge • Omogućava daleko brži prenos podataka putem telefonske linije nego što je to slučaj sa standardnim modemima • ADSL omogućava veću brzinu primanja podataka od slanja • Dolazna brzina prenosa se kreće od 256 kbit/s do 8 Mbit/s • Odlazna brzina prenosa se kreće od 64 kbit/s do 1024 kbit/s • Prenos govora u standardnom opsegu

42. Protokoli • Protokoli - utvrđena pravila koja su poznata svim učesnicima u komuniciranju • Ključni elementi protokola kojim se dogovara spremnost za slanje, spremnost za prijem, format podataka i sl. su: • sintaksa - format podataka i nivoi signala, • semantika – kontrolne informacije u prenosu i kontrola grešaka, • tajming – brzina prenosa. • U mreži, više protokola mora da radi zajedno- slojevitost (layering)

43. Protokoli • Funkcije protokola na predaji: • deli podatke u manje celine, nazvane paketi, koje može da obrađuje • paketima dodaje adresne informacije tako da odredišni računar na mreži može da odluči da li oni pripadaju njemu • priprema podatke za prenos kroz mrežnu karticu i dalje kroz mrežni kabl

44. Protokoli • Funkcije protokola na prijemu: • preuzimaju se podaci sa kabla • kroz mrežnu karticu unose se paketi podataka u računar. • iz paketa podataka uklanjaju se sve informacije o prenosu koje je dodao predajni računar. • kopiraju se podaci iz paketa u prihvatnu memoriju (bafer) koja služi za ponovno sklapanje. • ponovno sklopljeni podaci prosleđuju se aplikaciji u obliku koji ona može da koristi

45. Protokoli • Osnovni tipovi protokla: • Bez uspostavljanja veze • Protokoli u kojima su bitne performanse • Sa uspotavljanjem veze • Protokoli u kojima je važan pouzdan prenos podataka

46. Standardizacija i organizacije • Omogućava korišćenje komponenti različitih proizvođača i njihovu međusobnu kompatibilnost • Standardi pozitivno utiču na razvoj tržišta i cene proizvoda • Formalni i de facto standardi • Proposed standard • Draft standard • Established standard

47. Standardizacija i organizacije • Vodeće organizacije za standardizaciju su: • International Organization for Standardization (ISO) • www.iso.ch • International Telecommunications Union - Telecommunications Group (ITU) • www.itu.int • Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) • www.standards.ieee.org • Internet Engineering Task Force (IETF) • www.ietf.org • American Nationas Standards Institute (ANSI) • www.ansi.org

48. Mrežni hardver i softver Pitanja ?