Topologije mrea Mreni protokol je set pravila uspostavljenih

Topologije mreža • Mrežni protokol je set pravila uspostavljenih kako bi korisnici mogli da razmenjuju informacije. • Topologija mreže je athitektura usvojena za povezivanje uređaja u mreži.

Zvezdasta topologija je najčešće korišćena mrežna topologija u savremenim LAN-ovima (Local Area Network). Za povezivanje računara (umrežavanje) se koriste kablovi sa upredenim paricama i standardnim RJ 45 priključcima. Centralni uređaj u zvezdastoj LAN strukturi je HUB ili SWITCH.

• Hub je multiport repeater, sve pristigle pakete na bilo kom portu prosleđuje svim uređajima koji su spojeni na ostale portove. Ukoliko se koristi kao centralni uređaj za povezivanje računara u LAN, sav saobraćaj prosleđuje svim uređajima u mreži zvezdastog tipa. • Switch memoriše hardversku (ili fizičku adresu) svakog uređaja koji je priključen na neki njegov port. Na ovaj način switch direktno povezuje učesnike u komunikaciji (dva učesnika) bez prosleđivanja podataka ostalim uređajima u mreži koji su spojeni na njegove portove

ETERNET LAN • Kao protokol u kompjuterskim mrežama se koristi eternet (ethernet). • Eternet je CSMA/CD protokol (CSMA/CD akronim “carrier sense multiple access with collision detection”) • Svaki uređaj u LAN-u, osluškuje liniju veze kojom je spojen sa ostalim uređajima, pri čemu svaki od uređaja može pristupiti mreži kao inicijator komunikacije u njoj (multiple access). Kako postoji verovatnoća da dva ili više uređaja inicijalizuju komunikaciju istovremeno, eternet sistemi moraju imati mogućnost detekcije takvih slučajeva kako bi se izbegao konflikt u mreži (collision detection)

• Informacije u eternet mrežama se razmenjuju preko paketa podataka. Paket predstavlja niz bajtova koji nose informacije, pri čemu sadrži dodatne bajtove na početku koji opisuju strukturu paketa (header) i dodatne bajtove na kraju. • Header se sastoji od preambule, niza bitova koji označavaju početak frejma, odredišne i izvorišne adrese kao i polja koje definiše dužinu paketa i tip paket.

• Iza hedera sledi niz bajtova koji predstavlja informaciju koja se prenosi eternet paketom. U nastavku sledi niz bajtova (pad bytes) koji se dodaju u slučaju da niz informacionih bajtova nema dovoljnu minimalnu dužinu koja iznosi 46 bajtova • Na kraju paketa se dodaju 4 CRC bajta (cyclic redundancy check) koji služe za detekciju greške nastale u prenosu.

• NIC (Network Interface Card) je hardverski uređaj koji omogućuje povezivanje računara u mrežu. Sadrži jedinstvenu mrežnu adresu koja se naziva još i MAC adresa. MAC je akronim od “media access control. ” MAC adresa je 6 bajta ili 48 bits. Ova adresa se prikazuje u obliku 12 heskadecimalnih brojeva

IP (Internet Protocol) • MAC adresa pruža informaciju o fizičkoj adresi mrežne kartice kojom je računar uvezan u mrežu, ali ne pruža nikakve informacije o lokaciji tog računara u okviru mreže čak ni u kojoj mreži se nalazi niti gde se data mreža nalazi (kojoj zgradi, gradu, državi). IP adresiranje pruža mogućnost globalnog adresiranja uvođenjem jedinstvene adrese koja identifikuje kompjutersku lokalnu mrežu. • IP adrese se klasifikuju kao IPv 4 ili IPv 6. IP verzija 4 (IPv 4) je trenutna tehnika TCP/IP adresiranja koja se koristi u okviru interneta

IP adresa je 32 -bit adresa koja identifikuje u kojoj mreži se kompjuter nalazi. Ova adresa je jedinstvena za svaki kompjuter u jednoj mreži (dva računara u istoj mreži ne mogu imati isu IP dresu). IP adresa je podeljena u na osmobitne delove. Format IP adrese je A. B. C. D Gde su A. B. C. D vrednosti napisane kao decimalni ekvivalenti osmobitnih binarnih vrednosti. Opseg za svaku decimalnu vrednost je 0 do 255. IP adrese se mogu klasifikovati po klasama

• Decimalni brojevi predstavljaju broj mreže (adresu mreže), koja definiše iz koje mreže je neki paket poslat, odnosno u koju mrežu se taj paket šalje. x označava broj uređaja (host number), on je takođe deo IP adrese i definiše adresu uređaja u okviru mreže. Host number se naziva još i host address • Privatne adrese su IP adrese dodeljene za uređaje u privatnim (lokalnim) mrežama (intranets). Intranet omogućuje komunikaciju među računarima u mrežama koje su organizovane na malim površinama (zgrada, nekoliko zgrada, deo grada). Privatne adrese se ne mogu koristiti u internet saobraćaju jer su rezervisane i ISP (Internet Service Provider) ih blokiraju

• Primeri IP adresa koje se dodeljuju uređajima u privatnim mrežama : 10. 0– 10. 255 172. 16. 0. 0– 172. 31. 255 192. 168. 0. 0– 192. 168. 255

Uređaji za umrežavanje Hub—Se koristi za povezivanje mrežnih uređaja. Nedostatak hubova je što sve pakete sa jednog porta prosleđuju na sve portove i tako smanjuju propusni opseg mreže. U savremenim mrežama se ne koriste i zamenjeni su switchevima.

Switch—je najbolje rešenje za povezivanje mrežnih uređaja. Switch uspostavlja direktnu vezu od pošiljaoca ka primaocu bez prosleđivanja paketa ostalim uređajima u mreži.

Network Adapter—Postoji u dve varijante, za kablovse i bežične mreže. Mrežni adapter za PC računare se naziva još i Network Interface Card (NIC)

IP paket • IP layer se definiše iznad ehternet layer-a, i osnovni cilj uvođenja ovog layera je mogućnost ostvarivanja komunikacije među računarima koji se nalaze u različitim mrežama

IP paket • • • Version 4 bits određuje koja verzija IP je u pitanju (uglavnom je V 4) Header words 4 bits određuje veličinu IP hedera kao broj 32 bitnih reči Type of Service 8 bits, specificira tip servisa. Određuje zahtevani kvalitet infrastrukture za prenos IP paketa Total Length 16 bits, veličina IP paketa u bajtovima, uključujući heder i bajtove podataka Identification 16 bits, pomoć primaocu prilikom grupisanja paketa (fragmenata) u celinu Flags 3 bits, kontrolni bitovi odnose se na fragmentaciju Fragment Offset 13 bits indikacija gde se u celini ovaj fragment nalazi Time to Live 8 bits, maksimalno vreme koje paket može ostati u internet sistemu, posle toga se uništava i odbacuje Protocol 8 bits, definiše koji se protokol dalje koristi u IP paketu (kao viši layer) Header Checksum 16 bits, CRC hedera (detektuje ukoliko postoji greška u hederu IP paketa)

TCP-IP, UDP-IP • Protokoli definisani na layeru iznad IP • TCP najkorišćeniji protokol u svetu interneta. Detektuje izgubljene pakete i zahteva njihovo ponovno slanje. Detektuje pakete sa obrnutim redosledom pristizanja od poslatog i ispravlja inverziju. Za svaki pristigli paket šalje se ACK paket koji pošiljaocu signalizira ispravan prijem. Ukoliko ne dobije ACK paket, pošiljalac opet šalje izgubljeni paket. • UDP protokol nema podršku za detekciju izgubljenih paketa ili onih koji su stigli mimo predviđenog redosleda. Nije pouzdan kao TCP ali zato efektivno ne smanjuje propusni opseg. Koristi se za strimovanje multimedajlih sadržaja.

TCP-IP • • • Source Port i Destination Port fields (16 bits) određuju izvorišni i odredišni port Sequence Number (32 bits), određuje redni broj paketa, ovaj broj se korisi za određivanje inverzije u redosledu pristizanja paketa Acknowledgment number (32 bits), kada dobije paket, primalac odgovara sa ACK paketom koji u ovom polju sadrži sequence number narednog paketa koji očekuje da primi Data offset (4 bits) specificira veličinu TCP hedera u 32 b rečima Flags (8 bits) biti koji se koriste prilikom sinhronizacije

UDP-IP • Source Port i Destination Port fields (16 bits) određuju izvorišni i odredišni port • Length (16 bits), određuje veličinu celog UDP paketa, heder+podaci • Checksum (16 bits), CRC za heder+data

IP adresiranje • Lokalna mreža obično ima samo jednu vezu sa ISP, ali bez obzira na to više računara može biti povezano na internet istovremeno. Povezivanje svih računara jednog LAN-a na internet je omogućeno ruterom koji je povezan sa ISP-om. ISP dodeljuje IP adresu ruteru, i svi računari koji su povezani u LANu kada izađu na internet imaju tu istu adresu. ISP dodeljuje IP korisniku (uglavnom dinamički) iz skupa IP adresa koje ima na raspolaganj, tako da svi korisnici koje ISP zastupa imaju različite IP adrese. • Računarima u kućnim mrežama je potrebno dodeliti IP adrese iz privatnog opsega (važeći opsezi su 10. 0– 10. 255; 172. 16. 0. 0– 172. 31. 255; 192. 168. 0. 0– 192. 168. 255). U komunikaciji preko interneta ove adrese (privatne) se prevode u javne na ruteru preko kojeg je LAN povezan na internet. Tehnika prevođenja se naziva Network Address Translation (NAT). • NAT prevodi privatne IP adrese u javne kako bi se ostvarila komunikacija sa ostalim računarima koji imaju pristup internetu a mogu se nalaziti u okviru nekog drugog LAN-a

U okviru NAT procesa, manipuliše se i brojem porta na kojem se ostvaruje IP komunikacija. Ova tehnika se naziva Port Address Translation (PAT). Ruter čuva adresu LAN-a i broj porta u lookup tabeli za svaki računar koji preko rutera ostvaruje internet komunikaciju. Preko broja porta se pravi razlika među računarima koji se nalaze u LANu, jer nakon rutera svi IP paketi imaju istu IP adresu. Broj porta se koristi kada se paket vraća nazad preko ISP-a u LAN da bi ruter znao kome da ga prosledi. Broj porta identifikuje računar koji je ostvario internet vezu i ruter može proslediti paket sa podacima do odgovarajućeg računara.

Ako npr računar 1 ostvaruje vezu sa webserverom na internetu, paketi podataka se šalju ka računaru 1 pri čemu se kao njegova sdresa specificira adresa rutera koju je ISP dodelio korisniku prilikom inicijalizacije internet veze. Kada takav paket stigne do rutera, na osnovu lookup tabele (koja sadrži lokalnu adresu i port adresiranog računara) ruter zna kome da prosledi pristigli paket, pri čemu vrši korekciju polja za port.

Primer realizacije LAN-a • Za komunikaciju se koristi ethernet protkol. • Uređaji se povezuju u zvezdastu strukturu • Mrežu čine dva računara i jedan štampač

Korak 1 U ovom koraku je potrebno dokumentovati uređaje koji se povezuju u LAN, i skicirati topologiju mreže. U opisu mreže je potrebno specificirati sve MAC i IP adrese.

Korak 2 Povezuju se svi uređaji u zvezdastu topologiju. U centru ove strukture se nalazi hub ili switch. Veza između switcha i ostalih uređaja u mreži se ostvaruje kablovima sa upredenim paricama. U ovom primeru se smatra da je izabrani kabl CAT 6 (šesta kategorija). Kablovi za povezivanje na svojim krajevima imaju RJ-45 konektore i predviđeni su za brzinu signaliziranja od 1000 Mbps (1 gigabit) i maksimalna rastojanja 100 metara.

The RJ-45 twisted-pair patch cables The four wire pairs of the CAT 6/CAT 5 e.

Za utvrđivanje konekcije koriste se posebni paketi link pulses koji ne pripadaju ethernet protokolu. Ove pakete šalje svaki uređaj vezan preko mrežnog adaptera. Link pulses se šalju periodično u tačno određenim vremenskim intervalima kada se ne prenose podaci preko mreže i na taj način se link održava funkcionalnim.

Povezivanje LAN-ova • Za povezivanje LAN-ova najčešće se koriste ruteri. • Ruter se konfiguriše tako da omogući usmeravanje paketa sa podacima prilikom ulaska ili izlaska iz LAN-a • Ruteri imaju nekoliko portova preko kojih se ostvaruje veza sa LAN-ovima. Minimalan broj portova koji ruter mora imati je dva.

• Portovi rutera su bidirekcioni, što znači da paketi mogu prolaziti u oba smera (ka ruteru, i od rutera). Portovi rutera se često nazivaju i interfejsi rutera i predstavljaju fizičku vezu rutera sa ostalim uređajima u mreži. Mrežni simbol za ruter

The Router Interface: Cisco 2800 Series • USB Interface: The USB ports are used for storage and security support. • Fast. Ethernet Ports: FE 0/0: Fast Ethernet (10/100 Mbps) and FE 0/1: Fast Ethernet (10/100 Mbps). • Console Input: This input provides an RS-232 serial communications link into the router for initial router configuration. A special cable, called a console cable, is used to connect the console input to the serial port on a computer. The console cable can have RJ-45 plugs on each end and requires the use of an RJ-45 to DB 9 adapter for connecting to the computer’s COM 1 or COM 2 serial port. The console cable can also have an RJ-45 connector on one end an integrated DB 9 connector on the other end. • Auxiliary Input: This input is used to connect a dial-in modem into the router. The auxiliary port provides an alternate way to remotely log into the router if the network is down. This port also uses an RJ-45 connection. • Serial Interface: CTRLR T 1 1 and CTRLR T 1 0 This is a serial connection and it has a built-in CSU/DSU. This interface is used to provide a T 1 connection to the communications carrier. This type of connection (RJ-45) replaces the older cabling using V. 35 cable (shown later in Figure 4 -19). There are three LEDs on this interface: • AL—alarm • LP—loop • CD—Carrier Detect

• Ruter rutira podatke na odredišnu adresu na osnovu logičke adrese (IP adrese) paketa, a ne fizičke adrese (MAC adrese) • Korišćenje mrežne odnosno logičke adrese na računarima (ili drugim mrežnim uređajima) omogućava slanje informacija iz LAN-a na odredišnu adresu bez potrebe poznavanja MAC adrese odredišnog kompjutera. • U ovom primeru se četiri LAN mreže povezuju korišćenjem tri rutera. LAN mreže su konfigurisane u zvezdastu topologiju korišćenjem switch-eva Mreže su označene kao LAN A, LAN B, LAN C, i LAN D. Ruteri su označeni kao Router. A, Router. B, i Router. C • Router. A je povezan direktno na switch mreže LAN A preko svog Fast. Ethernet porta FA 0/0. Router. A je takođe spojen direktno sa ruterom Router. B preko Fast. Ethernet porta FA 0/1 i ruterom Router. C preko Fast. Ethernet porta FA 0/2. • Router. B je povezan direktno na switch mreže LAN B preko Fast. Ethernet porta FA 0/0. Router. B je spojen i sa switch-em mreže LAN C preko Fast. Ethernet porta FA 0/1. Router. B je spojen sa Router. A preko Fast. Ethernet porta FA 0/2 i sa Router. C preko Fast. Ethernet porta FA 0/3. • Router. C je povezan direktno na switch mreže LAN D preko Fast. Ethernet porta FA 0/0. Konekcija sa Router. B je ostvarena preko Ethernet porta FA 0/1. Router. C vezu sa Router. A ostvaruje preko Fast. Ethernet porta FA 0/2.

• Serijski portovi (S 0/0, S 0/1, S 0/2, . . . ) se ne koriste za povezivanje rutera u ovom primeru umrežavanja. Serijski interfejs se uglavnom koristi za povezivanje LAN-ova preko infrastrukture fiksne telefonije • Ovakva mrežna konfiguracija omogućava slanje i prijem paketa između bilo koja dva računara (mrežna uređaja) nakon ispravne konfiguracije upotrebljenih rutera • Na primer, kompjuter A 1 u LAN A može poslati podatke do kompjutera D 1 u LAN D. Za slanje podataka u ovom slučaju je potrebno da pošiljalac (kompjuter A 1) zna IP adresu kompjutera D 1. Paket poslat od kompjutera A 1 će prvo putovati do switch -a gde se prosleđuje do Router. A preko njegovog FA 0/0 Fast. Ethernet data porta. Router. A ispituje mrežnu adresu specificiranu u primljenom paketu i na osnovu konfigurisanih parametra o rutiranju smeštenih u tabelu rutiranja odlučuje gde dalje prosleđuje primljeni paket. Router. A određuje da je moguća putanja do Router. C preko svog FA 0/2 Fast. Ethernet porta. Paket se tada direktno šalje do Router. C određuje da dati paket treba proslediti na port FA 0/0 kako bi bio poslat kompjuteru D 1 u LAN D. Paket se tada šalje do D 1. Alternativno, Router. A je mogao poslati podatke do Router. C preko Router. B koristeći svoj FA 0/1 Fast. Ethernet port.

Prenos paketa između računara je omogućen IP adresiranjem i određivanjem putanja preko tabela rutiranja. Tabele rutiranja sadrže informacije o adresama rutera koji se koriste za usmeravanje paketa do odredišta. Router. A koristi svoju tabelu rutiranja da odredi putanju u povezanoj mreži kako bi kompjuter A 1 mogao poslati informaciju (pakete) do kompjutera D 1 u LAN D. Router. A određuje da se putanja do mreže u kojoj je kompjuter D 1 može ostvariti preko Router. A FA 0/2 Fast. Ethernet porta do FA 0/2 Fast. Ethernet porta na Router. C određuje da je kompjuter D 1 u LAN D, koja je spojena na Router. C’s preko FA 0/0 Fast. Ethernet porta Router. C šalje ARP zahtev kako bi odredio MAC adresu kompjutera D 1. Dobijena MAC adresa se zatim koristi za proselđivanje poslatog paketa do kompjutera D 1. Gateway Adresa Gateway predstavlja adresu mrežnog uređaja koji omogućuje ostalim uređajima u LAN-u da komuniciraju sa uređajima van LANa. Za sve uređaje u LAN A, gateway adresa će biti 10. 10. 250. Ova adresa se podešava na svakom mrežnom uređaju posebno i ista je za sve uređaje u jednom LAN-u. Bilo koji IP paket sa IP adresom koja ne pripada opsegu IP adresa u LAN-u u kojem se nalazi računar koji šalje taj IP paket, se šalje do uređaja sa gateway adresom.

Network Segments Network segment definiše mrežni link između dva LANa. Segment se definiše za svaku vezu između uređaja koji spajaju dve mreže (npr. , router–hub, router–switch, router–router). IP adresa mrežnog segmenta koji povezuje LAN A na ruter je 10. 20. 0. Svi uređaji povezani na ovaj segment moraju imati adresu u formatu 10. 20. x jer je subnet mask postavljena na 255. 0. Ruteri koriste informaciju o mrežnom segmentu kako bi odredili gde da proslede primljene pakete. Mrežni segmenti kojima je Router. A povezan sa ostalim mrežama imaju adrese 10. 20. 0 10. 200. 0 10. 100. 0 Računari u LAN A će imati IP adrese u formatu 10. 20. x. Na primer kompjuter A 1 u LAN A će imati dodeljenu IP adresu 10. 20. 1 i gateway adresu 10. 20. 250. Računari u LAN B se nalaze u mreži sa adresom 10. 10. 0. To znači da svi računari u ovoj mreži moraju imati IP adresu u formatu 10. 10. x. Polje x u okviru IP adrese je jedinstveno za svaki računar. Gateway adresa za računare u LAN B je 10. 10. 250.

Podešavanje rutera • Cisco Internetwork Operating System (Cisco IOS) je operativni sistem koji služi za podešavanje Cisco rutera • Konfigurisanje rutera zahteva rad u privilegovanom modu u okviru IOS-a Pristup privilegovanom modu omogućuje komanda enable u komandnom editoru Router> • U nastavku se podrazumeva da je omogućen pristup privilegovanom modu • U privilegovanom modu (Router#) navođenjem komande hostname [routername] <enter> Postavlja se ime rutera na router-name

• Sledeći niz komandi konfiguriše Fast. Ethernet 0/0 port rutera • Komanda show ip interface brief (sh ip int brief) navedena u privilegovanom modu (Router#) se može koristiti za određivanje statusa interfejsa rutera

Statičko rutiranje • Static route predstavlja listu IP adresa na koju se usmerava internet saobraćaj. Ova lista se manuelno podešava za ruter ili računar unošenjem odgovarajućih vrednosti. • U računarima ova lista ima jedan ulaz, default gateway. Default gateway specificira IP adresu na koju se šalju paketi u slučaju da njihova odredišna IP adresa ne pripada grupi IP adresa dodeljenih u okviru LANa gde se nalazi uređaj koji šalje taj paket. • Ulazi u tabelu rutiranja se unose u okviru komandnog editora (config)# pomoću ip route komande • Ulazi iz tabele rutiranja se mogu izlistati korišćenjem komande show ip route (sh ip route) u okviru komandnog editora (config)#

Statičko rutiranje-primer

Podešavanje rutera za LAN primer