UVOD UPRENOS PODATAKA II poglavlje

UVOD UPRENOS PODATAKA

II poglavlje

MODEL KOMUNICIRANJA

Razmena podataka se definiše kao proces pouzdanog slanja podataka izmedju dva ili većeg broja učesnika u komuniciranju.

Podaci koji se razmenjuju mogu biti veoma raznorodni, a obično su to:

računarski fajlovi (datoteke)

digitalizirani signali slike

telemetrijski merni rezultati sa udaljenih postrojenja (kao što su pumpne stanice i dr.)

centralne baze za nadgledanje i upravljanje složenim procesima u industriji, itd.

POJEDNOSTAVLJENI MODEL KOMUNICIRANJA

izvorište podataka

predajnikprenosnisistem

prijemnikodredište podataka

izvorišni sistem odredišni sistem

Zad

aci:

Generiše podatke

koje treba preneti

Konvertuje podatke u

signale pogodne

za prenos

Prenos podataka

Konvertujeprimljeni signal u podatak

Prihvata dolazeće podatke

opšti blok dijagramopšti blok dijagram

POVEZIVANJA DVA PERSONALANA POVEZIVANJA DVA PERSONALANA RAČUNARARAČUNARA

PCmašina

modem modemPC

mašina

Tekst (ulazna Informacija)

Digitalni niz(ulazni podaci)

Digitalni niz(ulazni podaci)

Javna telefonska mreža

Analogni signal(predajni signal)

Analogn signal(prijemni signal)

Tekst (izlazna Informacija)

KLJUČNI ELEMENTI MODELA KOMUNICIRANJA

izvorište - uredjaj koji generiše podatke za prenos

predajnik - podaci koji se generišu od strane izvorišta ne prenose se direktno do predajnika. Obično predajnik transformiše i kodira informaciju na takav način da generiše električni signal čija je forma pogodna za prostiranje kroz prenosni medijum

prenosni sistem - može biti par žica, ili kompleksna mreža koja povezuje izvorište i odredište.

prijemnik - prihvata signal od prenosnog sistema i konvertuje ga u formi koja je odgovarajuća za odredišni uredjaj

odredište - prihvata podatke sa izlaza prijemnika.

MREŽNI HARDVER

Ne postoji neka opšta taksonomija (sistematizacija) na osnovu koje delimo računarske mreže.

Koriste se dve, čini se ravnopravne podele, od kojih se:

prva zasniva na tehnologiji prenosa,

druga zasniva na obimu mreže.

PODELA NA OSNOVU TEHNOLOGIJE PRENOSA

Razlikujemo dva tipa tehnologija prenosa, a to su:

mreže tipa emisija-svima (broadcast networks)

mreže tipa tačka-ka-tački (point-to-point networks)

EMISIJA SVIMAKod mreže tipa emisija-svima postoji jedinstveni komunikacioni kanal koji je zajednički za sve mašine u mreži.

Kratke poruke koje nazivamo paketi, predaju se od strane bilo koje mašine, a primaju ih sve ostale.

Adresnim poljem (sastavni deo paketa) specificira se kojoj je mašini poruka namenjena.

Nakon prijema paketa, svaka mašina proverava adresno polje. Ako je paket namenjen toj mašini, ona vrši njegovu obradu, a za slučaj da nije, mašina ga ignoriše.

Moguća je i varijanta da se paket adresira na takav način da ga primaju svi (zajednička adresa za sve mašine). Ovaj način rada se naziva emisija-svima (broadcasting).

U slučaju kada paket prima samo odredjeni podskup mašina takvu emisiju nazivamo selektivnu (multicasting).

TAČKA-KA-TAČKI

Mrežu tipa tačka-ka-tački čini veći broj veza koje egzistiraju izmedju parova mašina.

Da bi se prešao put od izvorišta do odredišta paket kod ovog tipa mreže mora prvo da prodje (poseti) jednu ili veći broj usputnih mašina.

Često postoji veći broj puteva, različitih dužina, tako da su efikasni algoritmi za trasiranje (rutiranje) paketa od izuzetne važnosti kod ovih mreža.

Postoji jedno opšte pravilo da se manje, geografski lokalizovane, mreže realizuju na principu emisija-svima (broadcasting), a veće mreže na bazi tačka-ka-tački (point-to-point) pristupa.

PODELA PO OBIMUAlternativni kriterijum za klasifikaciju mreža zasniva se na njihovom obimu. Pojam obim se odnosi na prostor u kome su računari rasporedjeni.

rastojanje izmedju procesora

lokacija procesora primer

0.1 m na štampanoj ploči visoko paralelne mašine (SIMD tipa)

1 m u reku (ramu) multiprocesori, multiračunari

10 m soba

LAN (Local Area Network)100 m zgrada

1 km kompleks zgrada

10 km grad MAN (Metropolitan Area Network)

100 km zemljaWAN (Wide Area Network)

1000 km kontinent

10.000 km planeta Internet

PODELA U ODNOSU NA BRZINU

MREŽNI SOFTVERI

Tipični zadaci koji se pri prenosu podataka obavljaju su sledeći:

Izvorišni sistem mora da:

aktivira direktni put za prenos podataka,

informiše komunikacionu mrežu o nameri da želi da ostvari vezu sa odredišnim sistemom

Izvorišni sistem mora da ustanovi da li je odredišni sistem spreman da primi podatke.

Fajl transfer aplikacija izvorišnog sistema mora da ustanovi da li je fajl manager program odredišnog sistema spreman da prihvati i memoriše fajl koji je namenjen odredjenom (specificiranom) korisniku.

Ako su korišćeni fajl formati oba sistema nekompatibilni, tada jedan od sistema mora da obavi funkciju prevodjenja jednog oblika formata u drugi.

PROTOKOL ARHITEKTURA

Mora da egzistira visok nivo saradnje izmedju oba računarska sistema kao učesnika u prenosu podataka.

Umesto da se logika za obavljanje ovog složenog zadatka implementira kao jedinstveni modul, zadatak se obično deli na podzadatke, pri čemu se svaki zadatak implementira posebno.

Kod protokol arhitekture, moduli su uredjeni u vertikalni-redosled (nazvan stack).

Svaki nivo stack-a obavlja odgovarajući podskup funkcija koji je potreban za komuniciranje sa drugim sistemom.

Niži nivo obavlja primitivniju funkciju, ali takodje i servise (usluge) za potrebe narednog višeg nivoa.

U idealnom slučaju, nivoi treba da su tako definisani, da promene jednog nivoa ne zahtevaju promene na drugim nivoima.

 RAVNOPRAVNI NIVOI

Da bi se ostvarila korektna razmena podataka, izmedju dva računara, isti skup nivovskih-funkcija mora da egzistira kod oba sistema.

Komunikacija se ostvaruje zahvaljujući egzistenciji odgovarajućih ravnopravnih-nivoa (peer levels), kod oba sistema koji medjusobno komuniciraju.

Peer nivoi komuniciraju pomoću formatiranih blokova podataka poštujući pri tome skup pravila ili dogovora (konvencija) koje nazivamo protokol

KARAKTERISTIKE PROTOKOLA

sintaksa - odnosi se na format blokova podataka.

semantika - tiče se upravljačke (kontrolne) informacije u čijoj je nadležnosti koordinacija rada oba sistema, kao učesnika u razmeni podataka, kao i načinima manipulisanja sa greškama koje se mogu javiti u toku prenosa.

tajming (sinhronizacija) - odnosi se na uskladjivanje brzine prenosa podataka kao i sekvenciranje poruka.

Protokole krakteriše:

PETONIVOVSKI MODEL

nivo 5

nivo 3

nivo 4

nivo 1

nivo 2

nivo 5

nivo 3

nivo 4

nivo 1

nivo 2

fizički medijum za prenos

protokol nivoa 5

protokol nivoa 1

protokol nivoa 2

protokol nivoa 3

protokol nivoa 4

peer nivoi

peer nivoi

peer nivoi

peer nivoi

peer nivoi

interfejs nivoa1/2

interfejs nivoa4/5

interfejs nivoa3/4

interfejs nivoa2/3

Host 1 Host 2

vert

ikal

ni-r

edos

led

(sta

ck)

virtuelna komunikacija je predstavljena isprekidanim linijama

fizička komunikacija je označena punim linijama.

izmedju svakog para susednih slojeva postoji interfejs

interfejs definiše koje primitivne operacije i servise se od strane nižeg nivoa nude višem nivou

PROTOKOL ARHITEKTURE I MREŽE  Skup nivoa i protokola naziva se mrežna arhitektura.

Lista protokola koji se koriste od strane nekog sistema, pri čemu je jedan protokol dodeljen jednom nivou, poznata je pod imenom protokol-magacin (protocol stack)

1 432

SAPAplikacije

Transport

Pristup mreži

1 32

Adresa mreže

Aplikacije

Transport

Pristup mreži

Komunikacione mreže

1 2Aplikacije

Transport

Pristup mreži

PROTOKOLI KOD POJEDNOSTAVLJENE ARHITEKTURE

Pristup mreži

Transport

Aplikacija

Pristup mreži

Transport

Aplikacija

Komunikacione mreže

Aplikacioni protokol

Transportni protokol

Računar X Računar Y

DEFINICIJA PDU-a

Kombinacija podataka sa narednog višeg nivoa kao i upravljačke informacije tekućeg nivoa naziva se jedinica-podataka-protokola (protocol data unit-PDU)

PDU obično sadrži sledeću informaciju:

odredišni port

redosledni broj

kôd za detekciju grešaka u prenosu

JEDINICE-PODATAKA-PROTOKOLA

Aplikacioni podaci

Jedinice podatakatransportnog protokola

Jedinice podatakamrežnog protokola(paketi)

Zaglavlje transportnog nivoa

Zaglavlje transportnog nivoa

Zaglavlje mrežnog nivoa

Zaglavlje mrežnog nivoa

RAD PROTOKOL-ARHITEKTURE

Izvor X

Pristup mreži

Aplikacija

Transport

Odredište Y

Pristup mreži

Aplikacija

Transport

Zapis

DSAP

Transportni PDU

DHost

Zapis

DSAP

DHost

paket

ISO is the organization.

OSI is the model.

ISO-OSI MODEL

ISO-OSI REFERENTNI MODEL

Prezentacioni nivo(6)

Aplikacioni nivo(7)

AP

Nivo sesije(5)

Nivo veze (2)

Mrežni nivo(3)

Transportni nivo(4)

Fizički nivo(1)

Računar A (host A)

Prezentacioni nivo(6)

Aplikacioni nivo(7)

AP

Nivo sesije(5)

Nivo veze (2)

Mrežni nivo(3)

Transportni nivo(4)

Fizički nivo(1)

Računar B (host B)

mrežni mrežni

veze veze

fizički fizički

komunikacioni subnet

interni subnet

protokol

interni subnet

protokol

interni subnet

protokol

host-ruter protokolmrežnog nivoa

host-ruter protokolfizičkog nivoa

host-ruter protokolnivoa veze

Mreža za prenos podataka

Aplikacioni protokol

Prezentacioni protokol

Protokol sesije

Transportni protokol

Okruženje realnog sistema

Mrežno okruženje

OSI okruženje

SUMMARY OF LAYERS

FUNKCIJE NIVOA KOD

OSI MODELA

Aplikacioni proces krajnjeg korisnika, aplikaciju čini veći broj procesa, tj. korisnika

Obavlja fajl-transfer, pristup i upravljanje razmenom poruka i dokumenata, transfer poslova i manipulisanje, tj. aplikacije se sastoje od aplikacionih

procesa koji obavljaju procesiranje informacije

Zadužen je za prenos sintaksnih odgovora i transformacije koje se tiču prezentacije podataka, tj. obezbedjuje nezavisnost aplikacionih procesa od

razlike u prezentaciji podataka (sintaksa)

Obezebdjuje vodjenje dijaloga i sotvarivanje sinhronizacionog upravljanja na nivou aplikacionih celina, tj. uspostavlja, upravlja, i raskida veze (sesije)

izmedju kooperativnih aplikacija

Zadužen je za prenos poruka od-kraja-do-kraja (upravljanje vezom), fragmenataciju poruka, upravljanje redoslednim tokom podataka kod prenosa,

tj. obezbedjuje : a) pouzdan; b) transparentan prenos podataka izmedju krajnjih tačaka; c) end-to-end oporavljanje od grešaka; i d) korektno

upravljanje redoslednim tokovima podataka kod prenosa

Upravlja rutiranjem u mreži, adresiranjem, pozivom set-up procesura, brisanje, tj. ostvaruje uslove za nezavistan rad viših nivoa modela u saglasnosti sa

tehnologijama za prenos i komutacijom koje se koriste za povezivanje sistema, odgovoran je za uspostavljanje, održavanje, i raskidanje veze

Servisi koji se odnose na distribuciju informacije

Aplikacioni nivo

Servisi koje karakteriše sintaksno nezavisna razmena poruka

Prezentacioni nivo

Nivo sesije

Servisi koji se tiču mrežno nezavisne razmene poruka

Transportninivo

Nivo mreže

Zadužen je za upravljanje vezom kod prenosa podataka (formiranje okvira, transparetnosti podataka, provera radi greške u prenosu), tj. obezbedjuje

pouzdan prenos informacije po fizičkoj vezi, predaje blokove (okvire-frames) sa potrebnom sinhronizacijom, kontrolom greške, i kontrolom toka podataka

Nivo veze

Definiše električne i mehaničke karakteristike mrežnog intefejsa, tj. zadužen je za predaju bitova podataka po fizičkom medijumu, a takodje i za mehaničke,

električne, funkcionalne, i proceduralne karakteristike koje se odnose na pristup fizičkom medijumu

Fizički nivo

Fizička veza ka uredjaju koji je priključen na mrežu

Mreža za prenos podataka

KORIŠĆENJE OSI MODELA

podaci

podaci

podaci

podaci

podaci

podaci

bitovi

AH

DH

NA

TH

SA

PH

DT

podaci

Aplikacioni nivo

Prezentacioni nivo

Nivo sesije

Transportni nivo

Mrežninivo

Nivo veze

Fizički nivo

Aplikacioni nivo

Prezentacioni nivo

Nivo sesije

Transportni nivo

Mrežninivo

Nivo veze

Fizički nivo

Proces koji se predaje

Proces koji se prima

aplikacioni protokol

mrežni protokol

transportni protokol

protokolsesije

prezentacioniprotokol

ENKAPSULACIJA

podaci

PDU nivoa 3

PDU nivoa 4

PDU nivoa 5

PDU nivoa 6

PDU nivoa 7

DL-PDU

AH

DH

NA

TH

SA

PH

Nivo 7

Nivo 1

Nivo 5

Nivo 6

Nivo 4

Nivo 2

Nivo 3

DT

SPDU

TPDU

paket

okvir (frame)

bitovi

APDU

PPDU

Imen

a je

dini

ca-p

odat

aka

koji

se p

reno

se iz

med

ju n

ivoa

OSI LAYERS

Headers are added to the data at layers 6, 5, 4, 3, and 2.

Trailers are usually added only at layer 2.

An exchange using the OSI model

Physical Layer

Data Link Layer

Node-to-node delivery

Network Layer

End-to-end delivery

Transport Layer

Reliable end-to-end delivery of a message

Session Layer

Presentation Layer

Application Layer

ARHITEKTURA PROTOKOLA TCP/IP

Skup protokola koji se koristi za prenos podataka po Internetu je poznat pod imenom Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP).

U suštini skup protokola čini jednu kolekciju protokola pri čemu se ti protokoli koriste kao Internet standardi definisanih od strane Internet Architecture Board (IAB)

Ne postoji oficijelni TCP/IP protokol model kakav je to bio slučaj sa OSI.

Nivoi kod TCP/IP

Držeći se ISO-OSI modela kao uzora, komunikacioni zadatak kod TCP/IP-a je moguće organizovati u sledeća pet relativno nezavisna nivoa:

Summary of duties

Odnos TCP/IP i OSI modela

TCP/IP OSIaplikacioni

prezentacioniaplikacioni

sesija

transportnitransportni

internetmre ni

pristup mre i veze

fizi~ki fizi~ki

har

dver

fir

mve

r

sof

tver

kor

isni

~ki

pro

stor

ope

rativ

ni s

iste

m

PDU JEDINICE KOD TCP/IP

Korisnički podaci

TCP zaglavlje

Aplikacioni niz bajtova

IP zaglavlje

mrežno zaglavlje

TCP segment

IP datagram

paket mrežnog nivoa

PROTOKOLI I MREŽE KOD TCP/IP MODELA

LAN SATNET ARPANET

IP

UDP TCP

DNS SMTP FTP TELNET

tipovi protokola

tipovi mre a

nivoi (OSI nazivi)

transportni

aplikacioni

fizi~ki + nivo veze

mre ni

Protokoli višeg nivoa imaju sledeću namenu: TELNET - virtuelni terminal; FTP - fajl transfer protokol; SMTP - elektronska pošta; DNS – (domain name service) preslikava imena hostova u mrežne adrese; HTTP - pribavljanje stranica sa World Wide Web; UDP - user datagram protocol;

ARPANET, SATNET – se odnose na poznate računarske mreže.

Peer-to-peer processes

An exchange using the Internet model

Physical layer

The physical layer is responsible for transmitting individual bits from one node to the next.

NoteNote::

Data link layer

The data link layer is responsible for transmitting frames from one node to the next.

NoteNote::

Node-to-node delivery

Example

A node with physical address 10 sends a frame to a node with physical address 87. The two nodes are connected by a link. At the data link level this frame contains physical addresses in the header. These are the only addresses needed. The rest of the header contains other information needed at this level. The trailer usually contains extra bits needed for error detection

Network layer

The network layer is responsible for the delivery of packets from the original source to the

final destination.

NoteNote::

Source-to-destination delivery

Example

If we want to send data from a node with network address A and physical address 10, located on one LAN, to a node with a network address P and physical address 95, located on another LAN. Because the two devices are located on different networks, we cannot use physical addresses only; the physical addresses only have local jurisdiction. What we need here are universal addresses that can pass through the LAN boundaries. The network (logical) addresses have this characteristic.

Transport layer

The transport layer is responsible for delivery of a message from one process to another.

NoteNote::

Reliable process-to-process delivery of a message

Example- spliting data into packetsThis figure shows an example of transport layer communication. Data coming from the upper layers have port addresses j and k (j is the address of the sending process, and k is the address of the receiving process). Since the data size is larger than the network layer can handle, the data are split into two packets, each packet retaining the port addresses (j and k). Then in the network layer, network addresses (A and P) are added to each packet.

Application layer

The application layer is responsible for providing services to the user.

Note:Note: