FAKULTET POSLOVNE INFORMATIKE

Računarske mreže

SEMINARSKI RAD

januar 2012.

SADRŽAJ

1. UVOD 1

1.2. Istorija računarskih mreža 2

2. OSI SLOJEVI 4

2.1. Aplikacijski sloj (Application) 5

2.2. Prezentacijski sloj (Presentation) 5

2.3. Sesijski sloj (Session) 5

2.4. Transportni sloj (Transport) 6

2.5. Mrežni sloj (Network)6

2.6. Data-Link sloj 6

2.7. Fizički sloj (Physical) 7

3. PODJELA RAČUNARSKIH MREŽA 7

3.1. Podjela računarskih mreža po veličini 7

3.2. Podjela računarskih mreža prema arhitekturi 8

3.3. Podjela računarskih mreža prema vrsti 9

4. TOPOLOGIJE MREŽA 10

4.1. Fizičke topologije 11

4.2. Logička topologija 14

5. ZAKLJUČAK 14

LITERATURA 15

1. UVOD

Pojava informacionih sistema i računarskih mreža može se svrstati u jednu od

velikih tehnoloških revolucija koje su promjenile svijet i ljudske aktivnosti. U

samom početku prepoznata je važnost i potencial informacionih sistema ali niko nije

mogao pretpostaviti da će u tolikoj mjeri uticati na djelovanje modernog ljudskog

društva. Pedeset godina kasnije informacini sistemi su prisutni u skoro svakom

segmentu ljudskog djelovanja, i moderan svijet se nemože zamisliti bez njihovog

postojanja. Mnogi noseći sistemi današnjeg društva (ekonomski, vojni, industrijski

itd.) funkcionišu oslanjajući se na informacioni sistem i od krucijelne važnosti je da

su ti sistemi stabilni i sigurni da bi se obezbjedilo njihov rad u obimu koji moderno

društvo zahtjeva.

1

1.2. Istorija računarskih mreža

Prenošenje instrukcija između računskih mašina se prvi put desilo 1940. godine kada

je George Stibitz iskoristio TTY, odnosno tele-mašinu za kucanje, pomoću koje je

poslao instrukcije sa njegovog Model K iz Darthmouth univerziteta u Novom

Hampshireu na njegom Complex Number Calculator u New Yorku, te također

primio rezultate istim putem. Tek 1964. godine, istraživali sa Dartmoutha su izumili

glavnu mašinu sa dijeljenim vremenom (time sharing) sa priključenim terminalima.1

Već od prvih dana pa sve do danas, Internet je proslavio mnogo "rođendana", ali koji

je pravi teško će se složiti i najbolji poznavaoci istorije informatike. Neki tvrde kako

je to 1961. kad je dr. Leonard Klajnrok na univerzitetu MIT prvi put objavio rad o

packet-switched tehnologiji. Neki navode 1969 godinu kao godinu rođenja Interneta

jer je tada Ministarstvo odbrane SAD-a odabralo Advanced Research Project Agency

Network, poznatiju kao ARPANET, za istraživanje i razvoj komunikacija i

komandne mreže koja će preživeti nuklearni napad. Sedamdesete godine donele su

nekoliko veoma važnih otkrića koja su obeležila razvoj Interneta kakvog danas

znamo, a potom se dogodilo i odvajanje ARPANET-a iz vojnog eksperimenta u javni

istraživački projekt.2

Verovatno je najvažniji trenutak bio 1983. kad je tadašnja mreža prešla sa NCP-a

(Network Control Protocol) na TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet

Protocol), što je značilo prelazak na tehnologiju kakva se i danas koristi.

Packet-switched tehnologija opisuje slanje podataka u malim zapakiranim

jedinicama podataka zvanim paket. Paketi se usmjeravaju po mreži koristeći

odredišnu adresu koja je sadržana u paketu. Put kojim paket dolazi od izvora do

odredišta nije bitan. Bitno je da svi paketi stignu na odredište. Djeljenje podataka za

slanje u pakete omogućuje se da se iste komunikacijske veze dijele između većeg

broja korisnika mreže. Većina komunikacija na internetu koristi ovaj oblik slanja

podataka.1 http://bs.wikipedia.org/wiki/Ra%C4%8Dunarske_mre%C5%BEe (13.12.2011.)

2 http://sh.wikipedia.org/wiki/Internet (13.12.2011.)2

Vinton Cerf koji je sa Robertom Kanom stvorio TCP/IP protokol, jednom je rekao:

"Stvorili smo protokol koji će se koristiti i u velikom mrežama s velikom brojem

računara, protokol koji će nositi Internet budućnosti, što je značilo da mora biti

fleksibilan kako bi različite mreže mogle funkcionisati u zajedničkom okruženju". 3Naime već je tada bilo jasno kako će Internet biti velika mreža sastavljena od

velikog broja manjih mreža. Ali tada je prelaz na TCP/IP bio kontraverzan: neki

delovi informatičke zajednice želeli su prihvatanje drugih standarda, a najviše se

pominjao Open System Interconection Protocol (OSI). Vinston Cerf i Robert Kan

počeli su rad na novom protokolu puno pre 1983. godine. Tačno 10 godina ranije

javila se ideja o novom protokolu, a sledećih godina su se razvijali i usavršavali

detalji protokola koji će promeniti istoriju.4

2. OSI SLOJEVI

OSI model je apstraktni opis dizajna protokola računarskih mreža,

predstavljen u obliku sedam slojeva. Razvijen je 1984. godine od strane

Međunarodne organizacije za standarde (International Organization for

Standardization (ISO)), koja je predstavljala oko 130 država. Sedam slojeva određuje

različite etape kroz koje podaci moraju da prođu od jednog uređaja do drugog u

nekoj računarskoj mreži. Postupak pakiranja podataka, od 7. sloja prema 1. sloju, u

oblik pogodan za prijenos komunikacijskim vezama se naziva enkapsulacija. Odvija

se na uređaju koji šalje podatke (izvor). Obrnuti postupak, od 1. sloja prema 7. sloju,

kojim se iz bitova izgrađuje okvir, iz okvira uzima paket, iz paketa segment se naziva

deenkapsulacija i odvija se na uređaju koji prima podatke (odredište). 5

Osim OSI modela postoje i drugi slični modeli koji služe kao orjentir u razvoju

mrežnih komunikacija. Veliki broj protokola je izgrađen prema TCP/IP modelu.

Slojevi TCP/IP modela obuhvaćaju sve funkcionalnosti OSI modela. Application sloj

TCP/IP modela u sebi uključuje slične funkcije gornja 3 sloja OSI modela

3 http://nadjiodgovor.com/3074/uopste-o-internetu (13.12.2011.)

4 http://sh.wikipedia.org/wiki/Internet (13.12.2011.)

5 http://hr.wikipedia.org/wiki/OSI_model 3

(Application, Presentation, Session). Network Access sloj TCP/IP modela u sebi

uključuje slične funkcije donja 2 sloja OSI modela (Data Link, Physical). 6

Slika 1.1. OSI referentni model

U ovom radu pojašnjenje mrežne komunikacije je bazirano na OSI modelu.

2.1. Aplikacijski sloj (Application)

Ovaj sloj je zadužen da pruža mrežne usluge aplikacijama (programima) i upućuje

zahtjev za uslugama prezentacijskog sloja. Ovaj sloj pruža usuge aplikacijama, a ne

krajnjem korisniku. Npr., ovaj sloj definira FTP (File Transfer Protocol), ali krajnji

korisnik mora pozvati i izvršiti aplikaciju da bi se izveo prijenos podataka. OSI

model ne opisuje sučelja prema korisniku.

2.2. Prezentacijski sloj (Presentation)

Ovaj sloj omogućava da su podaci čitljivi na odredištu, brine se o formatu i strukturi

podataka i pregovara o sintaksi prijenosa za aplikacijski sloj

2.3. Sesijski sloj (Session)

6 http://forum.domeka.net/index.php?topic=53.0;imode 4

Uspostavlja, upravlja i prekida veze između aplikacija. Omogućava da su podaci

čitljivi na odredištu, brine se o formatu i strukturi podataka i pregovara o sintaksi

prijenosa za aplikacijski sloj.

2.4. Transportni sloj (Transport)

Zadužen je za pouzdan prijenos podataka između uređaja. Otkriva i ispravlja greške

u prijenosu (traži ponovno slanje). Uspostavlja, održava i prekida virtualne krugove

(virtual circuit). Primjer virtualnog kruga je telefonski poziv. Korisnik bira broj,

uspostavlja vezu i priča sa sugovornikom. Za cijelo vrijeme trajanja poziva između

njih postoji virtualni komunikacijski krug. Nakon završetka razgovora jedan od

sugovornika prekida vezu (virtualni krug). Protokoli koje nalazimo na ovom sloju su

UDP (User Datagram Protocol) i TCP (Transmission Control Protocol). Jedinice

informacije na ovom sloju je "segment".7 Protokoli ovog sloja segmentu dodaju

zaglavlje sa specificiranim parametrima koji određuju osnovne funkcije koje

možemo klasifikovati na sledeći način:

Praćenje pojedinih konverzacija

Segmentacija podataka sa viših nivoa

Ponovno spajanje segmenata sa nižih nivoa

Identifikacija aplikacije

2.5. Mrežni sloj (Network)

Ovaj sloj pruža usluge povezanosti i odabira najbolje putanje za paket podataka.

Podaci do odredišta mogu putovati različitim putanjama. Koristi logičko adresiranje

(IP adresa). Način dostave podataka je tzv. best effort delivery. To znači da ne vodi

računa o pouzdanoj dostavi podataka. Ta zadaća je ostavljena protokolima gornjih

slojeva (TCP ili UDP). Najčešće korišteni protokol je IP (Internet Protokol). Glavni

uređaj ovog sloja je ruter (router). Na osnovu korištenog routing protokola ruter

određuje put paketa prema destinaciji. Routing protokoli na ovom sloju su RIP v1 i

v2, OSPF, IS-IS, IGRP, EIGRP, BGP.

7 http://www.phy.pmf.unizg.hr/~dandroic/nastava/diplome/drad_kresimir_juric.pdf 5

2.6. Data-Link sloj

Omogućava pouzdan prijenos podataka preko medija. Otkriva pogreške u prijenosu

preko 1. sloja. Brine se o pristupu mediju za prijenos podataka. Zadužen je za

povezanost i odabir putanje između uređaja. Prvotno namjenjen za point-to-point

veze (direktno spojene).

2.7. Fizički sloj (Physical)

Brine se o fizičkim komponentama mreže: medijima za prijenos (bakar, optika, radio

valovi), konektorima, razinama napona i signala, brzinama prijenosa podataka, itd.

Postupak pakiranja podataka, od 7. sloja prema 1. sloju, u oblik pogodan za prijenos

komunikacijskim vezama se naziva enkapsulacija. Odvija se na uređaju koji šalje

podatke (izvor). Obrnuti postupak, od 1. sloja prema 7. sloju, kojim se iz bitova

izgrađuje okvir, iz okvira uzima paket, iz paketa segment se naziva deenkapsulacija i

odvija se na uređaju koji prima podatke (odredište). 8

3. PODJELA RAČUNARSKIH MREŽA

3.1. Podjela računarskih mreža po veličini

Računarske mreže su, prema svojoj veličini svrstane u dve osnovne grupe:

3.1.1. Lokalna računarska mreža (LocalArea Network, LAN) predstavlja osnovu

svake mreže. Ona može biti jednostavna (dva računara povezana kablom), ili složena

(stotine računara i periferijskih uređaja u jednoj velikoj korporaciji). Osnovno

obeležje lokalne računarske mreže je to što je ona prostorno ograničena.

3.1.2. Regionalna računarska mreža (WideArea Network, WAN), sa druge strane,

nije prostorno ograničena. Ona može da poveže računare i uređaje širom sveta.

Regionalnu računarsku mrežu čini veliki broj povezanih lokalnih mreža. Internet je,

verovatno, najbolji primer ove vrste mreža.

8 http://www.phy.pmf.unizg.hr/~dandroic/nastava/diplome/drad_kresimir_juric.pdf 6

Prethodna podela računarskih mreža po svojoj veličini je veoma uopštena. Moguća je

i podela po kojoj se računarske mreže po svojoj veličini dele na:

personalne mreže (eng. Personal Area Network - PAN),

lokalne mreže (eng. Local Area Network - LAN),

bežične lokalne mreže (eng. Wireless Local Area Network - WLAN)

mreže širokog područja (eng. Wide Area Network - WAN) i

globalne mreže (Internet)9

3.2. Podjela računarskih mreža prema arhitekturi

3.2.1. Klijent-server

Slika 2.1 Klijent-server

Klijent-server je arhitektura gdje su korisnik (klijent) i server odvojeni ili

neravnopravni. Najočitiji je primjer pregledanja Internet stranica. Korisnikov računar

i Internet pregledač su klijent – oni zahtijevaju, dok su računar i baza podataka koji

čine web stranicu server – on poslužuje. Klijent je obično aktivan korisnik, koji šalje

zahtjeve i čeka dok se isti ne ispune, dok je server pasivan, čeka na zahtjeve te ih

ispunjava i šalje korisniku.

9 http://dev1.slideshare.com/nik0la/uvod-u-racunalne-mreze-skripta 7

3.2.2. Ravnopravna mreža

Slika 2.2 Peer-to-Peer(P2P)

Peer-to-Peer (P2P) je mreža gdje se nalazi mnoštvo klijenta koji su ravnopravni u

učešću, jedino je ograničenje brzina internet veze jednog klijenta. Ovakve mreže se

najviše koriste za dijeljenje dokumenata, video i audio podataka. Razlog leži u tome

da ne postoji neko ko će kontrolisati koji podaci se dijele u mreži, jer ne postoji

server niti neki glavni računar koji nadgleda sve ostale. Svi su ravnopravi i dijele

podatke između sebe.10

3.3. Podjela računarskih mreža prema vrsti

Postoji više vrsta mreža, a svaka definiše mrežne protokole koji su skup pravila za

prikaz, signaliranje, provjeravanje, podataka koji su potrebni za slanje informacije

preko neke mreže. Neke od najpoznatijih i onih koje su najviše u upotrebi su:

3.3.1. Ethernet

To je mrežna tehnologija za LAN mreže, temeljena na frame načinu rada. To znači

da se podaci šalju u paketima koji su prilagođeni za slanje preko računarske mreže.

Definira umrežavanje i signaliranje za fizički sloj, te frame formate i protokole za

MAC, odnosno Data-link sloj OSI modela. Ethernet definiše i protokole pomoću

kojih se vrši prijenos podataka u mreži. Ethernet, poznat i pod imenom IEEE 802.3,

je postao najrasprostranjeniji standard za računarske mreže koji se počeo uzdizati

ranih 1990-tih pa sve do danas gdje drži primat te je skoro u potpunosti zamjenio

ostale mrežne tehnologije za LAN mreže kao što su Token ring i FDDI.

10 http://bs.wikipedia.org/wiki/Ra%C4%8Dunarske_mre%C5%BEe 8

3.3.2. FDDI

Ovaj tip prenosa podataka je razvijen kao potreba za pouzdaniji i brži prijenos

podataka preko računarskih mreža. Fiber Distributed Data Interface je skup ANSI

protokola za slanje digitalnih podataka preko optičkog vlakna i rijeđe bakrenih žica.

FDDI mreže su token mreže te podržavaju brzine do 100 Mbps. FDDI mreže su

obično osnova WAN mreža.

3.3.3. Token Ring

To je vrsta mreže koja je šematski poredana u krug. Token Ring je usko vezan za

IEEE 802.5 specifikaciju jer je nastala iz Token Ring tehnologije (koju je razvio

IBM), zbog identičnosti i zanemarljivih razlika termin Token Ring obično obuhvaća

i IEEE specifikaciju.

3.3.4. Frame relay

To je sinhronizovana mreža temeljena na HDLC protokolu. Podaci se šalju u HDLC

paketima. Frame relay se obično iskorištava za ovijanje podataka između LAN i

WAN mreža.

3.3.5. Wi-Fi

To je bežični način umrežavanja računara gdje se podaci imeđu dva ili više računara

prenose pomoću radio frekvencija (RF) i odgovarajućih antena. Najčešće se koristi u

LAN mrežama (WLAN), dok se u posljednje vrijeme sve više nudi i bežični pristup

WAN mreži.11

4. TOPOLOGIJE MREŽA

Mrežna topologija opisuje raspored i veze između pojedinih čvorova (računala,

mrežnih uređaja,...), te putanju podataka unutar neke mreže. Najčešća podjela

11 http://bs.wikipedia.org/wiki/Ra%C4%8Dunarske_mre%C5%BEe (13.12.2011.)9

mrežne topologije se odnosi na fizičku topologiju i logičku topologiju. U današnjim

LAN mrežama koristi se fizička topologija stabla, a logička topologija magistrale.

4.1. Fizičke topologije

4.1.1Point-to-point

Slika 3.1. Point-to-point

Point-to-point mrežna topologija se sastoji od dva čvora i veze (linka) između njih.

Ti čvorovi međusobno neposredno komuniciraju. mrežna topologija se sastoji od dva

čvora i veze (linka) između njih. Ti čvorovi međusobno neposredno komuniciraju.

Veza između čvorova može biti stalna (permanent) ili dinamička (circuit switched,

packet switched). Circuit switched je veza kod koje se uspostavlja komunikacijski

kanal prije nego što može krenuti razmjena podataka (telefonski poziv). Packet

switched je veza kod koje se dijelovi podataka pakirani u pakete usmjeravaju preko

dijeljenih veza između dva čvora koji komuniciraju. Za povezivanje se može koristiti

bilo koji od medija12

4.1.2. Topologija magistrale

Slika 3.2. Bus

Magistrala ili sabirnica je glavni vod koji predstavlja kičmu mreže i duž koga su

povezani računari u određenim razmacima. Magistrala je jedinstveni komunikacioni

kanal kojim se obavlja saobraćaj i zajednički je svim čvorovima. Ova topologija se

12 http://sr.wikipedia.org/wiki/Mre%C5%BEne_topologije (13.12.2011.)10

smatra pasivnom jer računari povezani na magistralu samo osluškuju šta se dešava na

njoj. Kad posredstvom mrežne kartice primjete da su podaci na magistrali upućeni

njima, prihvataju ih. Kad je računar spreman za predaju podataka, on se prvo uvjeri

da ni jedan računar ne šalje podatke na magistralu, pa tek onda šalje svoje podatke u

paketu informacija. Kod ovog tipa topologije najčešće se koriste kablovi sa T-

konektorom.

4.1.3. Topologija zvijezde

Slika 3.3. Star

U topologiji zvijezde mrežni računari su povezani sa centralnim uređajem za

povezivanje. Ovakve mreže se lako proširuju zbog toga što je svaki računar na

mrežni razvodnik prikopčan posebnim kablom. Takođe, ako jedan računar otkaže,

ostali računari bez obzira na to, nastavljaju da komuniciraju među sobom.

Najosjetljivija tačka ove topologije je centralni razvodnik. Jedino ograničenje kad je

u pitanju broj priključka je broj priključaka na razvodniku. Ulogu razvodnika obično

imaju hub (rijetko) ili switch (češće).13

4.1.4. Topologija prstena (ring)

Slika 3.4. Ring

Topologija u kojoj su računari povezani provodnicima jedan za drugim, i čine fizički

krug naziva se topologija prstena. Informacije putuju provodnicima u jednom

13 http://sr.wikipedia.org/wiki/Mre%C5%BEne_topologije (13.12.2011.)11

smijeru. Računari na mreži reemituju pakete, odnosno primaju pakete, a zatim ih

šalju sledećem računaru u mreži. Ova topologija se smatra aktivnom zato što računari

u mreži šalju „žeton“ (token) duž prstena. Token je posebna vrsta podataka. Ako neki

računar u mreži hoće da pošalje podatke, mora sačekati da na njega dođe red, i da ih

onda tek pošalje. Na ovaj način radi IBM-ova mrežna arhitektura Token Ring.

4.1.5. Topologija stabla

Slika 3.5. Tree

Tree topologija se sastoji od centralnog (root) čvora koji je najviši u hijerarhijskom

rasporedu čvorova i na njega spojenih čvorova koji se nalaze na sloju niže od njega.

Čvorovi nižeg sloja opet mogu imati na sebe spojene čvorove još nižeg sloja.14

4.1.6. Mesh topologija

Slika 3.6. Mesh

Mesh topologija se sastoji od čvorova koji mogu imati direktne veze sa više (partial)

ili sa svim čvorovima u mreži (full mesh). Potpuna mesh topologija je preskupa i

presložena za primjenu tako da se koristi samo na mjestima gdje je to krajnje nužno i

gdje nema veliki broj čvorova koje je potrebno povezati.15

14 http://bs.wikipedia.org/wiki/Topologija_ra%C4%8Dunarskih_mre%C5%BEa (13.12.2011.)

15 http://www.ic.ims.hr/forum/viewtopic.php?t=593 12

4.2. Logička topologija

Logička mrežna topologija prikazuje putanju podataka koji putuju između čvorova

na mreži. Logičke topologije je moguće dimanički konfigurirati pomoću router-a i

switch-eva. Switch-evi imaju mogućnost kontrole saobraćaja pomoću VLAN-ova

dok router-i upravljaju protokom paketa između različitih logičkih mreža.

5. ZAKLJUČAK

Moderno društvo se u svom djelovanju uveliko oslanja na mogućnost brzog prenosa

informacija svugdje u svijetu. Ogromna popularnost interneta doprinjela je rapidnom

razvoju mrežnih tehnologija i izgradnji mrežne infrastrukture. Mreža obezbjeđena od

ISP-a (Internet Service Provider) je dostupna skoro svugdje u svijetu i koriste je ljudi

svih profila. Time se doprinjelo informatizaciji društva i približilo računar običnim

korisnicima. Takođe i cijeli bankarski i mnogi drugi noseći društveni sistemi

oslanjaju se na funkcionisanje računarske mreže. Važnost računarskih mreža u

današnjem informatičkom svijetu je ogromna.

Hipoteza je dokazana kao tačna: ekspanzija interneta kao velike svjetske mreže

uveliko je doprinjela razvoju ljudske misli u smislu razmjene znanja i informacija.

.

13

LITERATURA

http://mreze.layer-x.com/s020100-0.html (12.12.2011.)

http://www.informatika.buzdo.com/s420.htm (12.12.2011)

http://sistemac.carnet.hr/node/379 (13.12.2011.)

http://sr.wikipedia.org/wiki/Mre%C5%BEne_topologije (13.12.2011.)

http://bs.wikipedia.org/wiki/Topologija_ra%C4%8Dunarskih_mre%C5%BEa (13.12.2011.)

http://www.phy.pmf.unizg.hr/~dandroic/nastava/ramr/poglavlje_1_4.html (13.12.2011.)

http://www.znanje.org/abc/tutorials/operatingsystems/01/32_topologija_mreze.htm (13.12.2011.)

http://dev1.slideshare.com/nik0la/uvod-u-racunalne-mreze-skripta (13.12.2011.)

14