Računarska mreža

Veza računalne opreme koja omogućuje jednostavan, djelotvoran i jeftin način razmjene podataka među korisnicima, kao i uporabu raspoloživih priključnih jedinica zove se mreža.

Koristi komunikacijsku opremu kako bi povezala dva ili više računala i njihove resurse. Dakle, temeljena je na računalima.

Prednosti mreže:

podaci uneseni na jednom računalu postaju dostupni svim računalima (npr. u jednoj ispostavi banke položite novac a u drugoj podignete), jednostavna uporaba raspoloživih resursa. Skupi uređaji poput svjetlosnih pisača, mediji za pohranu velike količine podataka (npr. magnetske trake) ne moraju se nabavljati za svako računalo posebno nego ih se preko mreže stavi svima na raspolaganje. jednostavna i djelotvorna razmjena podataka među korisnicima (poslovnih programa, podataka,..). Naročito je učestala elektronička pošta (E-Mail), raspodijeljena obrada podataka. Računala povezana u mrežu omogućuju raspodjelu obimnih poslova obrade podataka na više računala u mreži koja se onda ponašaju na određeni način kao jedno veliko računalo. videokonferencije, ...

VRSTE VEZA

DIGITALNA VEZA

Podaci se šalju kao pojedinačni impulsi (0,1) Potrebna digitalna linija.

ANALOGNA VEZA

Podaci se šalju kao kontinuirani električni signal u valnom obliku.

Potrebna pretvorba iz digitalnog oblika u analogni, i obratno.

MODEMSKA NISKOPROPUSNA MREŽA

(low bandwidth connection)

MODEM (MODulator DEModulator)

je uređaj koji omogućuje prijenos digitalnih podataka posredstvom telefonskih linija. Telefonske linije građene su za prijenos govornih signala, relativno su uskog frekventnog propusnog područja (30 Hz -3400 Hz) i nepogodne su za prijenos digitalnih signala. Digitalne signale prije prijenosa telefonskim linijama treba stoga pretvoriti u zvučne signale (signale zvučne frekvencije) kojima su te linije prilagođene.

Postupak pretvorbe digitalnih podataka u signale zvučnih frekvencija zove se modulacija, a sklop koji to izvodi modulator. Na prijamnoj strani modem pretvara signale zvučnih frekvencija u digitalne podatke. Sklop za tu pretvorbu naziva se demodulator, a postupak demodulacija.

Kako za prijenos podataka na raspolaganju stoje svega dva vodiča, koristi se serijski prijenos podataka.

Prijenos može biti sinkroni ili asinkroni.

Kod sinkronog (usklađenog prijenosa) i primatelj i pošiljatelj znaju točno vrijeme isporuke i dolaska podataka. Kod asinkronog prijenosa, nema vremenske usklađenosti odašiljača i prijemnika.

U modemskoj komunikaciji asinkroni prijenos je češći.

Upravljanje vezom, slanje i primanje podataka ostvaruje se preko upravljačkih programa pojedinih modemskih uređaja.

Signali zvučnih frekvencija koji predočuju logičke "0" i "1", zovu se signali nosioci (engl. Carrier). Stoga, kad je uspostavljena veza program za komunikaciju izvješćuje: Carrier Detect (otkriven nosilac, tj. postoji mogućnost za uspostavu veze), inače: No Carrier Detect (ne postoji nosilac informacije).

S obzirom na smjer prijenosa podataka postoji:

simplex - veza je jednosmjerna, podaci mogu ići u samo jednom smjeru (novinska, radijska i TV komunikacija, , neuzvraćena ljubav) half duplex - veza je naizmjenična, podaci putuju naizmjenično, neko vrijeme u jednom smjeru pa u drugom, itd. (toki-voki, radio stanice, pismeno dopisivanje,..). duplex, full duplex - dvosmjerna veza, podaci istovremeno putuju u oba smjera (telefonska mreža, prava ljubav, ravnopravan boksački okršaj). Pozivni modem (Originate Modem) je modem s kojeg stiže zahtjev za komunikacijom, a odzivni modem (Answer Modem) je modem koji prihvaća komunikaciju.

S obzirom na vrstu priopćavanja modema i računala, postoje dvije vrste modema:

unutarnji (Internal Modem) - sklopovlje modema smješteno je na karticu koja se ugrađuje (utiče) na sabirnički sklop računala (unutar kućišta). Na dijelu kartice koji je dostupan izvan računala nalazi se sučelje preko kojeg se priključuje na telefonsku mrežu. vanjski modem (External Modem) - najčešće je priključen na serijska vrata (jer telefonska linija ne omogućava brz prijenos podataka pa se koristi sporije sučelje). Opremljeni su nadzornim LED žaruljicama koje prikazuju stanje modema i priključcima za spoj s računalom i telefonskom linijom. Vanjski modem je kvalitetnije rješenje no i skuplje koje zahtijeva i dodatna dva kabela (spoj s računalom i napajanje). Kod novijih modema koji se spajaju na USB vrata nije potreban zasebni izvor napajanja. Preko ove veze računalo tj. komunikacijski program šalje modemu upravljačke i podatkovne signale a prima podatkovne signale i signale o stanju veze i modema.

Protokoli za razmjenu podataka između modema su pravila koja određuju postupak razmjene podataka.

Najčešći su: ASCII, XMODEM, YMODEM, ZMODEM. ZMODEM je najbolji jer među ostalim omogućuje i tzv. batch(grupni) prijenos podataka čime se umjesto višestrukog pojedinačnog slanja nekih različitih digitalnih spisa, šalje označena grupa tih istih spisa. Prednost ovog načina je u tome što, dok prijenos traje, korisnik može obavljati neki drugi posao.

Standard komunikacije (u biti jezik modema) su pravila po kojima se odvijaju uspostava veze (handshaking) i nadzor prijenosa poruka (Transfer Control) i podataka, a koji poznaju oba modema. Najpoznatiji tj. trenutno najbolji standardi za serijsku asinkronu komunikaciju su: V.90 i V.92 Oba standarda osiguravaju prijenos do 56 kbps. V.92 je nešto kvalitetniji, no većina ga ISPova (Internet Service Provider - pružatelj usluga Interneta, npr. HT) još uvijek ne podržavaju a pitanje je hoće li i u budućnosti s obzirom na prelazak na brže načine povezivanja (ISDN, ADSL,..), pa mu stoga nije nužno davati prednost u odnosu na V.90. Više bi pozornosti trebalo posvetiti pouzdanosti proizvođača i dostupnosti upravljačkih programa.

Standardi za otkrivanje i ispravljanje pogrešaka predstavljaju niz pravila koja omogućavaju ispravljanje pogrešaka nastalih pri prijenosu podataka. Neki od standarda su: MNP 2, MNP 4, V.42, V.42 bis, MNP 5 i najnoviji MNP 10 (obvezno).

VRSTE MODEMA

Izravno spojeni:

vanjski (External): serijski, paralelni, USB, ... unutarnji (Internal): PCI (utor opće namjene), AMR (modemski utor) PCMCIA (kartica)

Personal Computer Memory Card International Association Kartica s ugrađenim modemom koja se najčešće koristi kod prijenosnih računala.

ŠIROKOPROPUSNE MREŽE

(Broad bandwidth connection)

ŠIROKOPROPUSNE MREŽE

ISDN - Digitalna mreža integriranih usluga (ISDN - Integrated Services Digital Network ) DSL - Digitalna pretplatnička linija (DSL - Digital Subscriber Line) Kabelski modem (Cable Modem) Visoko kapacitativne digitalne linije (High Capacity Digital Lines) Celularni Modemi (Cellular Modem)

ISDN - Integrated Services Digital Network

S korisničke strane, ostvaruje se pomoću ISDN adaptera na kojem ne postoje modulator i demodulator već se podaci šalju i primaju preko telefonske mreže u digitalnom obliku što omogućuje veće brzine prijenosa.

Preko jedne veze (telefonske parice), ali različitim kanalima, moguće je istovremeno razgovarati, slati/primati spise dalekopisačem te pretraživati Internet. Cijena impulsa je jednaka klasičnoj telefoniji, no troškovi priključenja su trenutno 400-800 kn, ISDN adapter od >200 kn, ISDN telefon > 400 kn,.... što se može smatrati prihvatljivim. No, kako je nužno postojanje digitalne centrale, možda u manjim mjestima ova usluga još nije dostupna.

Postoje dvije vrste ISDN priključaka:

Osnovni pristup (BRA - Basic Rate Access) 2B+D kanala 2*64 kbps za podatke + 16 kbps za signalizaciju (144 kbps) Zakupom jedne ISDN veze dobiju se 3 telefonska broja. No, također je moguće dokupiti još čak 5 brojeva, tako da možemo ostvariti čak 8 istovremenih razgovora. Ovisno o potrebi, prijenos podataka se može odvijati brzinom od 64 kbps (1 kanal) ili 128 kbps (2 kanala). Primarni pristup (PRA - Primary Rate Access), E1 ili B-ISDN (Broadband ISDN) = 30B+D kanala = 30*64 kbps za podatke + 16kbps za signalizaciju ( 2 Mbps). Moguće je grupiranje kanala u cilju ostvarenja bržeg pristupa Internetu npr. 384 kbps. Potrebno je dovesti jedan PCM sustat izravno do kućne centrale ili routera (usmjernik) lokalne računalne mreže. Ovaj pristup je prihvatljiv hotelima i većim poduzećima, organizacijama.

DSL - Digital Subscriber Line

Koristi standardnu telefonsku mrežu. Podatkovna veza je uvijek aktivna, nema pozivanja. Ovo može biti sigurnosni problem. Potrebna je prilično skupa oprema na strani korisnika (digitalni modem >1000kn,...) a također i na strani pružatelja usluga. Brzina primanja podataka je do 10 Mbps. Brzina opada s povećanjem udaljenosti od centrale. Cijena uporabe kod nas je značajno veća nego u europskim zemljama.

Mnoštvo je različitih vrsta DSL usluga:

ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line. Modem spojen na običnu upletenu paricu osigurava prijam podataka brzinom od 1.5 Mbps do 9 Mbps (downstream - prema pretplatniku) te odašiljanje brzinom od 16 kbps do 800 kbps (upstream - od pretplatnika). BDSL - Broadband DSL - Širokopojasni DSL. (isto kao VDSL - Very high bit-rate DSL.) Najbrža xDSL tehnologija, brzine prijenosa od 12.9 do 52.8 Mbps uz uz udaljenosti do 1500 metara. HDSL - High bit-rate Digital Subscriber Line: simetrična xDSL tehnologija koja osigurava istu propusnost u oba smijera (upstream/upload - downstream/download). Zbog svoje brzine od 1.544 Mbps preko dva para bakrenih vodiča, odnosno 2.048 Mbps preko tri para vodiča, neka telekomunikacijska poduzeća ga nude kao alternativu za T1/E1 R-ADSL - Rate-Adaptive Digital Subscriber Line: xDSL tehnologija koja se dinamički prilagođava različitim duljinama vodiča i smetnjama tako što provjerava vezu na početku i brzinu postavlja na najveću koju dopuštaju mogućnosti. R-ADSL omogućava spajanje preko različitih vodiča različitim brzinama. SDSL - Symmetric Digital Subscriber Line: xDSL tehnologija koja podržava simetrični T1/E1 prijenos, uz dvije iznimke. Koristi jedan par bakrenih vodiča uz udaljenost do najviše 3000 metara, i radi preko običnih telefonskih linija. SDSL pruža stalnu, pouzdanu i jeftinu vezu između ISPa i krajnjeg korisnika. Unutar dopuštenih udaljenosti, u mogućnosti je posluživati programe koji zahtijevaju obostrano iste brzine prijenosa, kao što su videokonferencije ili zajednički rad na nekom projektu (collaborative computing). DSLAD - Digital Subscriber Line Access Device, pristupni uređaj s korisničke strane.

DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer, prihvatni uređaj sa strane pružatelja usluga Interneta.

KABELSKI MODEM (Cable Modem)

Koristi se postojeći sustav kabelske televizije (koaksijalni kabel). Ne ometa prijam TV signala. Brzina do 10 Mbps. Stalno aktivna veza prema Internetu. Problem sigurnosti zbog veće mogućnosti neodobrenih pristupa podacima.

VISOKOKAPACITATIVNE DIGITALNE LINIJE

Također omogućuju istovremeni prijenos podataka i zvuka. Skupo, no osigurava veliku protočnost podataka. Najčešće ih koriste ISPovi (pružatelji usluga Interneta, poput HT, Globalneta, CarNeta, itd). CarNet (Croatian Academic Research Network).

T1 - digitalna veza od 1.544 Mbps. Point-to-point. (Točka-točka) = 24 odvojena kanala od 64 kb. Isto kao DS1. U Europi se češće umjesto oznake T koristi oznaka E, npr. E1 umjesto T1.

4032

168

274.760 Mbps

T4

DS-4

672

28

44.736 Mbps

T3

DS-3

96

4

6.312 Mbps

T2

DS-2

24

2

3.152 Mbps

T1C

DS-1C

24

1

1.544 Mbps

T1

DS-1

1

1/24

64 kbps

--

DS-0

Glasovnih kanala

u odnosu na T1

Brzina

Standard

VISOKOKAPACITATIVNE DIGITALNE LINIJE

OC standardi (Optical Carrier - optički nosioc), određuje brzine u mrežama optičkih vlakana:

9.952 Gbps

OC -192

2.488 Gbps

OC -48

1.244 Gbps

OC -24

622.08 Mbps

OC -12

155.52 Mbps

OC -3

51.85 kbps

OC-1

Brzina

Standard

CELULARNI MODEMI

koriste sustav bežične mobilne telefonije.

Najčešće u obliku kartica za primjenu u prijenosnim računalima.

FIZIČKI MEDIJI ZA PRIJENOS PODATAKA

parica, najčešće telefonska parica koja omogućuje prijenos do maksimalno 57,6 - 144 kbps. Prednost je mala cijena i široka rasprostranjenost, a nedostatak veoma ograničena brzina prijenosa podataka te velika osjetljivost na električni šum. Zbog smanjenja negativnih učinaka vodiči se upleću i izoliraju. Kod digitalnog prijenosa kapacitet je značajno veći, i do 10 Mbps. koaksijalni kabel, je mnogo kvalitetniji od parice, otporniji na smetnje i omogućuje velike brzine prijenosa (do 100 Mbps). Postoje dvije vrste: debeli (Thick, Thicknet, 12.7mm), namijenjen je većim udaljenostima, tanki (Thin, Thinnet, 4.7mm ), za kraće udaljenosti, laka ugradnja, jeftin. UTP (Unshielded Twisted Pair) kabel, osmožilni kabel kojeg čine 4 pleta od po dvije žice. Osigurava brzine, ovisno o kvaliteti ugradnje i mrežnoj opremi, od 10 Mbps, 100 Mbps i 1 Gbps. Dvije žice se ne smiju rasplesti više od 5 cm. Za kraće udaljenosti, do najviše 100-200 m. svjetlovod, optičko vlakno (Optical Fiber), optički kabel, je najnoviji i najbolji medij za prijenos podataka. Optičko vlakno je snop tankih staklenih vlakana zatvorenih u zaštitnu ovojnicu koji je u stanju provoditi svjetlost na veću daljinu. Podaci se na predajnoj strani pretvaraju iz električnog oblika u svjetlost pomoću svjetlosnih dioda (Laser Diode) i obratno, na prijemnoj strani, iz svjetlosti u električne signale pomoću svjetlosnih (foto) osjetila. Ova vlakna omogućuju prijenos do 100Mbps (2048 običnih telefonskih linija po jednom svjetlovodu). Neosjetljivost na električne šumove/smetnje. Veća razina sigurnosti jer je teško neprimjetno presresti signal (svjetlost). Tanje od ljudske kose. Nedostaci su: nešto viša cijena vlakana, njihove ugradnje i polaganja, te potrebnih priključnih sklopova. Kako su potrebe za komunikacijom brzo rastuće, ovaj medij je sadašnjost i budućnost prijenosnih medija. Za velike udaljenosti. električni kabel (sustav električne mreže). Mogućnosti na razini kabelskog modema, no prednost je raširenost prijenosnog medija (električnih vodiča).

BEŽIČNO UMREŽAVANJE

rabi se infracrveno zračenje (potrebna optička vidljivost odašiljača i prijamnika) ili prijenos radio valovima male snage, bez kabela, jednostavno podešavanje i konfiguriranje, manja brzina prijenosa ( do 11 ili 22 ili 54 Mbps), ograničeno na manje udaljenosti među čvorovima

MIKROVALNI PRIJENOS

bez ožičenja velika brzina isplativo jednostavna primjena podatkovni signal se šalje kroz atmosferu osjetljivo na vremenske nepogode signal ne može pratiti zakrivljenost zemaljske kugle potrebne prijamno odašiljačke stanice

SATELITSKI PRIJENOS

mikrovalni prijenos sa satelitima kao prijamnicima/odašiljačima velika udaljenost brzina do 24 Mbps zemaljska postaja – šalje i prima signale Transponder – satelit prijam signala sa zemaljske postaje (Uplink) pojačavanje signala, promjena frekvencije po potrebi preusmjeravanje podataka na prijamnu zemaljsku postaju (Downlink)

VRSTE MREŽA S OBZIROM NA VELIČINU

Lokalna mreža (LAN - Local Area Network) – razmjena podataka i resursa između međusobno bližih korisnika preko komunikacijskih medija za umrežavanje. LAN je veza računala unutar određenog užeg područja (zgrada, tvornica, škola,..). Nadzor nad lokalnom mrežom obično se prepušta jednom od računala u mreži (obično, najjače računalo) koje se zove nadzorno računalo ili poslužitelj usluga (engl. Server).

Gradska mreža (MAN - Metropolitan Area Network) – predstavlja veći broj međusobno umreženih lokalnih mreža. MAN je veza računala unutar većeg područja, može obuhvaćati i više lokalnih mreža.

Rasprostranjena mreža (WAN - Wide Area Network) – razmjena podataka i resursa između međusobno zemljopisno udaljenijih korisnika. WAN je najsloženiji oblik umrežavanja i najčešće unutar sebe sadrži i mnogobrojne lokalne i gradske mreže (npr. Internet).

Virtualna privatna mreža (VPN - Virtual Privat Network) - mreža čvorova (računala) rasprostranjenih po cijelom svijetu, koja preko WANa (Interneta) djeluju kao jedna lokalna mreža, zaštićena od upada sa strane.

VRSTE MREŽA S OBZIROM NA GRAĐU (TOPOLOGIJU, RASPORED ČVOROVA)

Čvor – bilo koji uređaj spojen na mrežu (računalo, pisač,preklopnik, ...) Predstavlja sučelje uređaja i mreže. Najčešće je predstavljen mrežnom karticom koja se ugrađuje u uređaj.

Poslužitelj (Server) - računalo koje nadgleda rad ostalih čvorova u mreži

VRSTE MREŽA S OBZIROM NA TOPOLOGIJU

- Zvjezdasta mreža (engl. Star Network Topology, Point to Point) - Prstenasta mreža (engl. Ring Topology) je mreža kod koje su čvorovi mreže (računala) vezani u jedan zatvoreni prsten. - Sabirnička mreža (engl. Bus Topology). Svi čvorovi mreže (računala) vezani su na zajednički prijenosni kanal koji se zove sabirnica. - Slobodno povezana mreža je mreža u kojoj su računala povezana bez jasnih pravila.

ZVJEZDASTA MREŽA

Zvjezdasta mreža (engl. Star Network Topology, Point to Point) je najstariji način povezivanja računala kod kojeg su sva računala spojena na središnji čvor koji upravlja čitavim prometom podataka.

Prednost je jednostavna građa koja omogućuje nesmetan rad i u slučaju kvara na nekom čvoru tj. dijelu mreže (osim ako to nije središnji čvor). Nedostaci su: preopterećenost središnjeg čvora i zaustavljanje rada u čitavoj mreži ako je središnji čvor pokvaren.

PRSTENASTA MREŽA

Prstenasta mreža (engl. Ring Topology) je mreža kod koje su čvorovi mreže (računala) vezani u jedan zatvoreni prsten. Svaka poruka mora proći isti put po prstenu od predajnika do prijemnika. Svaki od čvorova na tom putu će primiti poruku, odgonetnuti jesu li podaci namijenjeni njemu ili će ih proslijediti dalje. Sklopovi za prosljeđivanje zovu se prosljeđivači, repetitori (Repeaters). Nedostatak je što neispravan rad bilo kojeg sklopa za prosljeđivanje zaustavlja rad čitave mreže, što se lako rješava premošćivanjem prekida tj. neispravnog čvora.

Prednosti je što u slučaju kvara nadzornog računala, nadzor može preuzeti bilo koje računalo u mreži. Najveća prednost je u tome što ne postoji središnji čvor, o kome ovisi cijela mreža, već je upravljanje mrežom raspoređeno na više čvorova u mreži (distribuirano upravljanje) povećavajući tako pouzdanost mreže.

SABIRNIČKA MREŽA

Sabirnička mreža (engl. Bus Topology). Svi čvorovi mreže (računala) vezani su na zajednički prijenosni kanal koji se zove sabirnica. Predajni čvor šalje podatke sabirnicom, čvor na kojeg su podaci adresirani prima te podatke. Ova mreža je vrlo pogodna za distribuirano upravljanje, omogućuje jednostavan priključak novih čvorova i podešavanje (konfiguriranje) mreže, te nesmetani rad mreže i u slučaju kada je jedan ili više čvorova izvan pogona.

Najveću opasnost za rad mreže predstavlja prekid sabirnice jer time prestaje i rad mreže .

SLOBODNO POVEZANA MREŽA

Slobodno povezana mreža je mreža u kojoj su računala povezana bez jasnih pravila.

Ovo je najčešći način povezivanja unutar velikih mreža nastalih raznolikim povezivanjem prethodno navedenih mreža.