Kako radi računarska mreža
Računarske mreže današnjice u osnovi rade na istom principu na kom su radili i prvi telegrafski sistemi, opisani u ranijem tekstu, slanjem električnog impulsa od predajnika ka prijemniku korišćenjem bakarnih provodnika. Taj princip se i danas koristi. Naravno, današnji sistemi za transfer podataka su višestruko kompleksniji, snažniji, brži i pouzdaniji. Zahvaljujući modernim tehnologijama uvedene su nove fizičke veličine kao neophodni parametri u radu jedne računarske mreže kao što su: jačina električnog impulsa, trajanje električnog impulsa, broj promena u jedinici vremena (frekvenca), propusna moć, itd. Sve to je doprinelo da danas raspolažemo računarskim mrežama velikih brzina i propusnih moći. Krajem prošlog veka je počela i masovnija primena optičke tehnologije za prenos informacija u kojoj se umesto električnog impulsa (koji i pored svih svojih dobrih osobina ima i svoja ograničenja) koristi svetlosni snop odnosno svetlosni impuls. Ali da se vratimo na početak...
Da bi dva računara međusobno komunicirala moraju se ispuniti hardversko-softverski preduslovi koji će omogućiti komunikaciju. Rekli smo da svi računari u mreži moraju poznavati isti protokol što je ujedno i prvi deo softverskih preduslova za međusobnu komunikaciju. Drugi deo softverskih preduslova bi bio postojanje programa ili aplikacije koja će omogućiti dalje korišćenje mrežnih resursa, u smislu omogućavanja pretraživanja interneta ili datoteka na drugom računaru, pristup zajedničkom ili udaljenom štampaču, pristup udaljenim mrežnim uređajima i računarima, itd. Hardverski preduslov bi bio postojanje odgovarajućeg mrežnog uređaja, adaptera, u svakom računaru koji se konektuje na računarsku mrežu. Najkorišćeniji tipovi mrežnih adaptera su modem (za dial-up konekcije), mrežna kartica (za konekcije na lokalnu mrežu) i bežične mrežne kartice (za bežične konekcije).
Generalna definicija za
mrežni adapter je da je to bilo kakav uređaj koji ima funkciju povezivanja računara sa nekom mrežom. Njegova funkcija je konverzija podataka koje dobija od operativnog sistema u električni ili optički signal i obratno. Postoje u verzijama za ugradnju u računare pri čemu koriste PCI, PCI-E komunikacione magistrale računara ili u vidu eksternih uređaja pri čemu se najčešće koriste USB ili serijski portovi računara. Na slici je grafički prikaz procesa konverzije podataka u električne impulse i obratno.
Slika 3: Primer konverzije podataka u električne impulse i obratno
Scenario sa slike 3 bi izgledao ovako: Korisnik 1 na Računaru 1 želi da pošalje elektronsku poruku prijatelju, Korisniku 2 na Računaru 2, koji se nalazi u drugom gradu. Proces je sledeći:
- korak 1 - nakon ispisanog teksta poruke (ABCD123...) Korisnik 1 šalje poruku kroz aplikaciju koja podatke prosleđuje operativnom sistemu
- korak 2 - operativni sistem na Računaru 1 konvertuje tekstualne simbole u digitalne podatke koje „razume“ mrežni adapter (11001001100...)
- korak 3 - mrežni adapter na Računaru 1 primljene podatke od operativnog sistema konvertuje u električne impulse
- korak 4 - električni impulsi „putuju“ do ciljnog mrežnog adaptera kroz računarsku mrežu
- korak 5 - mrežni adapter na Računaru 2 prima poslate električne impulse i konvertuje ih u podatke razumljive operativnom sistemu (11001001100...)
- korak 6 - operativni sistem na Računaru 2 konvertuje digitalne podatke i prosleđuje aplikaciji za rad sa porukama
- korak 7 - aplikacija konvertuje podatke u tekstualne simbole (ABCD123...) i prikazuje ih Korisniku 2 na Računaru 2.
Ovakav način konverzije je pricip na kome se zasniva celokupna mrežna komunikacija jednog ili više računara ili mrežnih uređaja. Naravno, komunikacija se može odvijati i bez korišćenja grafičkog interfejsa ako računari ili mrežni uređaji komuniciraju međusobno bez direktnog učešća korisnika.
Da bi opisali sledeću bitnu karakteristiku mrežnih adaptera moramo spomenuti da se ona koristi u Ethernet mrežnoj tehnologiji koja će biti detaljnije opisana u nastavku kursa i sa kojom će te se najčešće susretati u vašem budućem radu sa računarskim mrežama. Najvažnija karakteristika svih mrežnih adaptera koji se u svom radu oslanjaju na Ethernet tehnologiju je hardverska ili fizička adresa, tj. MAC (Media Access Control) adresa koja je specifična za svaki mrežni adapter. Po svojoj strukturi je 48-bitna (odnosno ima 248 broj kombinacija) što predstavlja znatno veći adresni prostor od čitavog interneta koji raspolaže sa 232 brojem kombinacija.
Svaki proizvođač ovog tipa hardvera je dužan da svakom proizvedenom mrežnom adapteru dodeli različitu MAC adresu. Da ne bi došlo do preklapanja MAC adresa (dodela iste adrese) svakom proizvođaču se, po dogovorenom standardu, dodeljuje određeni opseg MAC adresa koje se najčešće upisuju u heksadecimalnom obliku jer je u pitanju veliki broj. Provera MAC adrese mrežnog adaptera ili svih mrežnih adaptera na računaru se vrši pomoću alata IPCONFIG sa argumentom ALL. Primer korišćenja ovog alata na Windows Server 2008 operativnom sistemu je dat u multimedijalnom prikazu za ovu lekciju, dok je njegov rezultat prikazan u sledećem primeru:
C:Documents and Settings“ime korisnika“>ipconfig /all
Ethernet adapter LAN:
Connection-specific DNS Suffix . :
Description . . . . . . . . . . . . . . . : Realtek RTL8168C PCI-E Gigabit Ethernet NIC
Physical Address. . . . . . . . . . . . : 00-1D-92-F6-D2-33
Dhcp Enabled. . . . . . . . . . . . . . : No
IP Address. . . . . . . . . . . . . . . . : 192.168.0.1
Subnet Mask . . . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
Default Gateway . . . . . . . . . . . :
Detaljnije o alatu IPCONFIG govorićemo u daljem toku kursa.
Kao što vidimo kroz primer imamo dve vrste adresa odnosno MAC adresu i IP adresu mrežnog adaptera. U kakvom su odnosu te dve adrese i koja je razlika?
U suštini, mogli bi smo reći da je krajnja adresa svakog mrežnog adaptera ustvari njegova MAC adresa dok logičke adrese, u koje spadaju i IP adrese, postoje samo iz razloga rutiranja saobraćaja jer u suprotnom ne bi bilo moguće rutiranje saobraćaja kroz mrežni uređaj koji se zove RUTER.
Sledeća bitna karakteristika mrežnih adaptera je da oni „osluškuju“ celokupan saobraćaj koji se odvija na mreži ali operativnom sistemu prosleđuju samo one pakete informacija koje su namenjene direktno njima. To filtriranje se vrši na osnovu MAC adrese mrežnog adaptera. U suprotnom celokupan posao filtriranja saobraćaja bi radio operativni sistem što bi ga naravno dodatno opteretilo i zauzelo njegove resurse za izvršavanje ostalih zadataka.
Namena računarske mreže
Prevashodni cilj svake računarske mreže je deljenje hardversko-softverskih resursa i deljenje zajedničke sigurnosti. Pre pojave računarskih
mreža svaki računar ponaosob je morao imati svoj štampač, faks ili neki drugi periferni uređaj. Takođe, međusobna razmena informacija i podataka korisnika se odvijala sporo i nepouzdano. Sve to je podizalo troškove poslovanja i možemo slobodno reći funkcionisalo na samim granicama ekonomskog opravdanja svake kompanije. Pojavom računarskih mreža i smanjenjem troškova hardvera troškovi poslovanja vezani za računare i opremu su se drastično smanjili i omogućili brzu, stabilnu i sigurnu razmenu informacija i deljenih resursa. Konkretni razlozi za umrežavanja računara bili bi:
- zajedničko korišćenje informacija i podataka
- elektronska pošta
- zajedničko korišćenje poslovnog softvera (Office paketi, inženjerski programi, itd.)
- zajedničko korišćenje hardverskih uređaja (štampači, faks, itd.)
- zajednička sigurnost (anti-virusni programi, Firewall)
Na slici je dat primer umreženih računara koji međusobno dele zajedničke resurse.
Slika 4: Primer umreženih računara
Generalno sve računarske mreže delimo na dva tipa i to na mreže u radnoj grupi (eng. Workgroup) i na domenske (eng. Domain) mreže. Glavna razlika između ova dva tipa računarskih mreža sastoji se u obliku upravljanja resursima same mreže. Računarska mreža ne postoji sama po sebi, to je kompleksan sistem koji je neophodno konfigurisati, nadgledati, rešavati trenutne probleme u radu, planirati za buduću upotrebu, itd.
Radna grupa kao osnovni tip računarske mreže je pogodna za manje kancelarije, preduzeća i privatnu upotrebu u situacijama kada je broj računara koji se umrežavaju manji od deset. Zašto? Glavni razlog je pristup deljenim resursima i kasnije održavanje same mreže, tj. administracija mreže. Na primer: Imamo deset korisnika i deset računara koji su umreženi u radnu grupu. Da bi svaki od njih imao pristup resursima na drugim računarima na svakom računaru mora biti konfigurisano svih deset korisničkih naloga. Takođe deljenje ostalih hardverskih ili softverskih resursa nije ne moguće ali je veoma otežano. Kompleksnost same administracije takve mreže koja bi imala više od deset računara je velika i raste sa povećanjem broja umreženih računara.
Domen je mreža namenjena srednjim i velikim računarskim mrežama čija glavna osobina je centralizovano upravljanje i pristup deljenim resursima. Svi korisnički i računarski nalozi se kreiraju na centralnom računaru (serveru) i na njih se primenjuju određena pravila pristupa, korišćenja resursa, itd. Sama administracija ovakvih mreža je uveliko olakšana i pojednostavljena što omogućava administratorima mreža da u kraćem vremenskom roku konfigurišu i nadgledaju rad mnogo većeg broja računara i mrežnih uređaja. Ovaj tip računarskih mreža se naročito koristi u situacijama kada su lokacije kompanija geografski udaljene jedna od druge i fizička prisutnost administratora mreže u kratkom vremenskom roku nije moguća.
