April-juni -2011, Ispit iz Rmreža Izvršiti podelu računarskih mreža u odnosu na rastojanja, načine povezivanja i logiku rada računara u mreži

Prema tipu prenosnog medijuma: 1) parice (UTP) 100 Mb/s 2) optičko vlakno 1Gb/s 3) koaksijalni kabel 10 Mb/s;

Prema topologiji: 1) magistrala 2) zvezda 3) prsten


Deterministički protokoli lokalnih mreža.

Osnovna namera ovakvih rešenja je izbegavanje kolizije. Postoje dve kategorije mogućih rešenja:

1) Podela vremena na “okvire” i “odsečke” Svaka stanica šalje u određeno vreme svog odsečka. Osnovna mana – očajna iskorišćenost kanala.

2) Znak-Token Token (znak, beleg) je predefinisana poruka koja se razmenjuje između stanica i određuje ko će da šalje. Sve to vodi ka složenosti rešenja, a to je i njegova osnovna mana!

Razlikujemo Token i Token Bus. Pristup baziran na nedeterminističkom CSMA/CD se više koristi od determinističkog zbog jednostavnosti i efikasnosti.
3. Objasniti mrežne topologije
Topologije: prsten

Stanice su međusobno povezane direktnim (point-to-point) vezama. Podaci se prenose paketski; paketi putuju kroz prsten u jednom smeru. Stanica koja želi da pošalje paket ubacuje ga u prsten. Ista stanica čeka da se paket vrati i izbacuje ga iz cirkulacije.

Sve stanice su priključene na zajednički prenosni medijum. Svaka stanica može da primi svaki poslati paket. Generalizacija magistrale je stablo; signali se reprodukuju u granama analogno ili digitalno. Zajednički problem: upravljanje pristupom medijumu.

Stanice su direktnim vezama povezane sa centralnim čvorištem. Klasičan primer: digitalna telefonska centrala. Mreža fizički izvedena u obliku zvezde može se logički ponašati kao zvezda ili magistrala ili prsten.

Razvijen 1980 godine od strane kompanija Xerox, Intel i DEC, Ethernet je u svojoj osnovnoj verziji podrazumevao upotrebu koaksijalnog kabla kao deljene serijske magistrale i brzinu prenosa od 10 Mbit/s. Polazni koncept je vremenom evoluirao ka uvođenju zvezdaste topologije preko HUB uređaja, što je promenilo način povezivanja i omogućilo primenu žičnih (UTP - unshielded twisted pair) i optičkih kablova (FL - fiber link). Time je pored povećanja brzine prenosa (100 i 1000 Mbit/s), omogućena i mnogo veća propusnost lokalne mreže jer zvezdasta topologija i savremeni HUB uređaji omogućuju izbegavanje kolizija.

Poruka počinje fiksnom preambulom i oznakom početka informacionog dela, koji je podeljen na četiri dela: Adrese odredišta i izvora poruke su 48-bitne adrese, jedinstvene za svaku Ethernet stanicu. Preostala dva polja definišu dužinu i sadržaj informacionih podataka koji se prenose. Polje FCS (frame check sequence) je 32-bitna kontrolna sekvenca.

Na osnovu dužine svakog od polja, najmanja i najveća dužina Ethernet paketa iznose 72 byte-a i 1526 byte-a. Zbog kašnjenja na koaksijalnom kablu, uzrokovanog konaćnom brzinom propagacije električnog signala, neophodno je uvođenje mirnog perioda između svakog poslatog paketa. U tom periodu se stabilizuje stanje na magistrali, i istovremeno daje vreme prijemnoj stanici da obradi prijem. Ovo vreme je određeno kao vreme potrebno za prenos 96 bita, odnosno zavisi od brzine prenosa preko magistrale. Pri brzini prenosa od 10 Mbit/s, ono iznosi 9.6 µs.

8. Nacrtaj, i objasni način rada kola za detekciju kolizije Ethernet kontrolera.

Postupak slanja počinje proverom odsustva nosioca na magistrali, nakon čega započinje slanje. Ovde treba primetiti da je vreme u kome može doći do kolizije određeno dvostrukim vremenom propagacije preko zajedničke magistrale, što je određeno njenom dužinom i brzinom propagacije signala kroz dati prenosni medijum. Po detekciji kolizije, predajna stanice se suspenduje na slučajni vremenski period koji je umnožak vremena potrebnog za slanje 512 bita podataka. Primenjeni metod određivanja produžuje vreme suspenzije ukoliko je broj uzastopnih kolizija veći. Standardom je dozvoljeno maksimalno 1024 stanice u jednom kolizionom domenu.

Da bi se kolizija u celini izbegla, potrebna su dva uslova: 1) u mreži se moraju koristiti samo switch-evi, bez i jednog hub-a (Switched Ethernet), 2) svaka LAN kartica mora raditi u full-duplex režimu (FDE - Full Duplex Ethernet), čime se izbegava potencijalna kolizija usled zakasnela isporuke paketa do odredišta.

Hub/Switch uređaji se javljaju u Ethernet lokalnim mrežama, a omogućuju pravljenje zvezdaste topologije.

Logika HUB-a je jednostavna: sve što primi po bilo kom od svojih portova, hub prosledi na sve ostale. Spolja sličan hub-u,

switch ima izuzetnu sposobnost da analizira saobraćaj i uparuje svoje portove sa adresama poruka koje se prenosi. Na taj način, nakon prijema poruke po jednom od svojih portova, switch tačno zna gde da usmeri poruku radi isporuke. Switch funkcioniše po principu razmene paketa.

Računari povezani na hub međusobno dele prenosni opseg, dok oni vezani na switch imaju puni opseg na raspolaganju.

Kanalni kontroler upravlja tokom komunikacije preko kanalne sprege, u jednom od dva režima:

• Multipleksorski kanal radi na principu vremenske podele u cilju opsluživanja nekoliko sporih U/I jedinica koje rade istovremeno,

• Selektorski kanal kanalni kontroler je vezan sa više PJ i može da u svakom momentu vremena izvršava samo jednu ulazno-izlaznu operaciju. Koristi se za priključenje brzih perifernih jedinica, za koje je karakterističan intezivan režim rada sa kanalom.

2) poludupleks (u oba smera, ne u istom trenutku) HD;

3) dupleks (istovremeno u oba smera) FD;




12. Objasni osnove RS-232 prot?
Komunikacioni protokol je skup pravila koja moraju poštovati stanice na oba kraja komunikacione linije, definišu fizičke i logičke karakteristike komunikacionih elemenata. ISO-OSI standard definiše sedam nivoa komunikacionih protokola kao opšteg okvira za realizaciju i organizaciju komunikacionih aktivnosti. RS-232 protokol je protokol prvog nivoa, definiše električne i mehaničke osobine sprege između terminalskog uređaja i mreže (između komponenti). RS-232 je najrašireniji u primeni, predviđa rastojanja do 15 m, jednostruki signal (single-ended), DB25 je standardni konektor, nivoi signala "0" → +5 do +25V (+12), "1" → -5 do –25V (-12).

13. Objasni RS-422 protokol i skiciraj zavisnost brzine i rastojanja prenosa.

RS-422 protokol je protokol prvog nivoa, definiše električne i mehaničke osobine sprege između terminalskog uređaja i mreže(između komponenti). Definiše osobine diferencijalnog balansiranog međuspoja, koji podržava daleko veće brzine i rastojanja prenosa (u odnosu na RS-232).

Stanice koje komunikiciraju međusobno nisu sinhronizovana (svaka ima svoj Rx/Tx takt). Vremenski interval između dva poslata znaka može biti proizvoljnog trajanja. Start i Stop biti uokviruju informacioni znak. Bit parnosti (even, odd, none) za kontrolu ispravnog prenosa.

1)Linijski kontrolni (ili komunikacijski) znakovi obezbeđuju sinhronizaciju i određuju početak pojedinog polja u bloku poruke.

2)Periferijski kontrolni znakovi kontrolišu rad priključenih periferijskih uređaja.

3)Grafički znakovi su svi znakovi koji mogu biti prikazani na CRT ekranu. To su svi alfanumerički i drugi specijalni znaci.

BOP protokoli su manje zavisni od kontrolnih znakova i umesto toga zavise od pozicije bita u okviru posebnog polja ili grupe bita. Definiše se standardan format poruke - tzv. ram poruke (message frame). U BOP postoje samo dva ili tri kontrolna znaka. Postoji standardni format rama. Transparentnost se ostvaruje insertovanjem i uklanjanjem 0. Takođe, BOP ne mora potvrditi prijem svakog rama. BOP se mogu koristiti u HDX ili FDX režimu. Nema ograničenja ni kod informacionih bita. Jedan od najpoznatijih BOP protokola je HDCL. U okviru svakog HDLC rama poruke nalaze se polja koja imaju specifično značenje. Prvo i zadnje polje sadrže fiksnu kombinaciju bita koja označava početak/kraj rama.

Polje adrese definiše izvor i/ili odredište. Kontrolno polje koristi se za kontrolu sekvence i razne nadzorne funkcije sistema za prenos. Polje informacija može biti bilo koje dužine i proizvoljnog sadržaja. Polje za proveru rama služi za proveru ispravnosti prenosa (CRC postupak). Mana BOP-a je nemogućnost slanja idle znaka (SYN) usred poruke, jer bi to uzrokovalo grešku.


18. Šta je, i čemu služi Mančester-kod?
Potreba za prenosom takta prenosa opterećuje praktične primene dodatnim fizičkim signalima. U cilju njihove eliminacije, razvijeni su postupci kodiranje podataka i takta prenosa u zajednički signal. Prijemna strana iz primljenog signala razdvaja takt i informacioni sadržaj poruke. Verovatno je najraširenija tehnika ovog tipa postupak poznat kao Mančester kodiranje. Umesto slanja originalne poruke, formira se prinudna promena signala u sredini originalnog bita (taktnog ciklusa). Pri tome se primenjuju sledeća pravila: 0>> 01 (promena na gore u sredini bita) 1>> 10 (promena na dole u sredini bita); Na taj način Manchester signal je pun promena koje prijemnoj strani omogućuju ekstrakciju takta primenom DPLL (Digital Phase Locked Loop) tehnike, kao i korektno rekonstruisanje originalne vrednosti bita podataka.


19. Kada se vrši sinhronizacija kod sinhronog i asinhronog prenosa poruke?
Kod asinhronog se na svaki znak vrši sinhronizacija. Dok kod sinhronog slanja sinhronizacija se vrši na početak poruke, (rama koji se prenosi).
20. Kako se vrši detekcija i korekcija greške?

Postoje dve tehnike otkrivanje i korekciju grešake: 1) otkrivanje greške; zahtevanje retransmisije poruke 2) korišćenje posebne tehnike za korekciju greške bez retransmisije (postupci zaštitnog kodovanja, višestrukog slanja poruka i sl.); Za otkrivanje greške koriste se metode koje koriste redundantne (dodatne, prekomerne) informacije u cilju provere ispravnosti prenosa. Dve klase ovakvih metoda su provera na parnost i provera pomoću redudantne kontrolne sekvence.

Prazan skup zove se i PRAZNA REČ i njom prošireni skup se označava sa

X* (X* = X⁺ U { })
24. Kỏd V je prefiksni (ima svojstvo prefiksa) ako nijedna njegova kodna zamena nije prefiks neke druge kodne zamene. Prefiksni kỏd omogućava jednoznačno dekodiranje.
25. Kỏd V omogućava jednoznačno dekodiranje ako se svaka poruka može jedinstveno napisati nadovezivanjem kodnih zamena

1. 
   Odrediti binarni kỏd za cifre 0,1,...,9, ako je odgovarajuće kodno stablo prikazano na slici
   

Dekoder uvek kreće od početne faze. Prvi primljeni bit pokreće dekoder prema

završnoj fazi.
0→0011; 1→0100; 2→0101; 3→0110; 4→0111; 5→1000; 6→1001; 7→1010; 8→1011; 9→1100

26. 
    Nacrtati kodno stablo za sledeći ternarni kod:
    

26. 
    Prikazati kodno stablo koda V: V = { 0,10,11,12,200,201,2220,2221,22222 }
    

29. Izraz komunikacija podataka se odnosi na studiju o mehanizmima i tehnologijama niskog nivoa koje se koriste za slanje informacija preko fizičkog komunikacionog medija, kao što je žica, radio talas, ili svetlosni snop.

Komunikacije podataka se fokusiraju na načine na koje se koriste fizički fenomeni za prenos informacija. Tako su mnoge od osnovnih ideja dobijene iz svojstava materije i energije koje proučavaju fizičari.

optička vlakna koja se koriste za brzi prenos podataka oslanjaju na svojstva svetlosti i njegove refleksije na granici između dve vste materije.

Zbog veze sa fizičkim konceptima, komunikacije podataka mogu izgledati pomalo nerelevantne za razumevanje umrežavanja. Odnosno, zbog toga što se mnogi izrazi i koncepti odnose na fizičke fenomene, može izgledati da je ova tema korisna za inženjere koji dizajniraju prenosna sredstva niskog nivoa. Na primer, modulacione tehnike koje koriste fizičke forme energije, kao što je elektromagnetno zračenje, za prenos informacija izgledaju beznačajne za dizajn i upotrebu protokola. Međutim, videćemo da nekoliko ključnih koncepata koji se pojavljuju iz komunikacija podataka utiču na dizajn mnogih nivoa protokola. U slučaju modulacije, koncept opsega se direktno odnosi na mrežni protok.
30. Multiplexing

Kao poseban slučaj, komunikacije podataka uvode pojam multipleksinga koji omogućava informacijama iz više izvora da se kombinuju za prenos preko zajedničkog medija i da s ekasnije odvoje na više destinacija.

Multipleksing nije ograničen na fizički prenos - većina protokola inkorporira neku formu multipleksinga. Slično tome, koncept šifrovanja koji je uveden u komunikaciju podataka formira osnovu bezbednosti većine mreža.

31. Концептуални оквир за један систем комуникације података.

Већи број извора шаље до већег броја дестинација кроз сновни физички канал

• 
  Информациони извори. Извор информација може бити или аналоган или дигиталан. Значајни концепти укључују карактеристике сигнала, као што су амплитуда, фреквенција, и фаза, и класификацију као или периодичне или апериодичне. Поред тога, ова подтема се фокусира на конверзију између аналогног и дигиталног представљања информација.
  
• 
  Кодер и декодер извора. Када се информације дигитализују, дигитална представа се може трансформисати и конвертовати. Значајни концепти укључују компресију података и последице на комуникацију.
  
• 
  Енкриптор и декриптор. Да би се заштитиле и задржале приватност, информације се могу шифровати (скрембловати) пре преноса и дешифровати код пријема. Значајни концепти укључују криптографске технике и алгоритме.
  
• 
  Кодер и декодер канала. Кодирање канала се користи за детектовање и исправљање грешака у преносу. Значајне теме укључују методе за детектовање и ограничавање грешака, и практичне технике као што су провера паритета, контрола, и кодови цикличне редудантности који се користе у компјутерским мрежама.
  
• 
  Мултиплексер и демултиплексер. Мултиплексинг се односи на начин на који се информације из више извора комбинују за пренос кроз дељени медиј. Значајни концепти укључују технике за симултано дељење као и технике које омогућавају изворима да дођу на ред када користе медиј.
  
• 
  Модулатор и демодулатор. Модулација се односи на начин на који се електромагнетно зрачење користи за слање информација. Концепти укључују и аналогне и дигиталне шеме модулације, и уређаје познате као модеми који обављају модулацију и демодулацију.
  
• 
  Физички канали и пренос. Ова подтема укључује преносне медије и преносне начине. Значајни концепти укључују опсег, електрични шум и интерференцију, и капацитет канала, као и начине преноса, као што су серијски и паралелни.
  

32. TCP/IP paket sadrži dva transportna protokola, Korisnički protokol datograma (eng. User Datogram Protocol) i Protokol kontrole prenosa (eng. Transmission Control Protocol), koji se dramatično razlikuju u servisu koji nude aplikacijama. UDP je manje složen i lakši za shvatiti. Jednostavnost i lakoća imaju svoju cenu - UDP ne obezbeđuje vrstu servisa koju tipična aplikacija očekuje.

UDP karakteriše sledeće:

• 
  S kraja na kraj (eng. end-to-end). UDP je transportni protokol koji može da razlikuje višestruke aplikativne programe koji rade na datom kompjuteru.
  
• 
  Bez konekcije (eng. connectionless). Interfejs koga UDP obezbeđuje aplikacijama sledi beskonekcijsku paradigmu.
  
• 
  Orijentisan na poruke (eng. message-oriented). Aplikacija koja koristi UDP šalje i prima individualne poruke.
  
• 
  Najbolja praksa (eng.best-effort). UDP nudi aplikacijama istu semantiku isporuke najbolje prakse kao IP.
  
• 
  Arbitrarna interakcija (eng. arbitrary interaction). UDP omogućava aplikaciji da šalje mnogim aplikacijama, prima od mnogih aplikacija, ili komunicira sa tačno jednom drugom aplikacijom.
  
• 
  Nezavisno od operativnog sistema (eng. operating system independent). UDP obezbeđuje način identifikovanja aplikativnih programa koji ne zavise od identifikatora koje koristi lokalni operativni sistem.
  

Interfejs orijentisan na poruke ima nekoliko značajnih posledica za programere. Sa pozitivne strane, aplikacije koje koriste UDP mogu zavisiti od protokola da očuvaju granice podataka - svaka poruka koju UDP isporuči aplikaciji primaocu će biti potpuno ista kao što ju je poslao pošiljalac. Sa negativne strane, svaka UDP poruka se mora uklopiti u jedan IP datogram. Tako veličina IP datograma formira apsolutno ograničenje sa strane UDP poruke. Još važnije je da veličina UDP poruke može dovesti do neefikasne upotrebe osnovne mreže. Ako aplikacija pošalje ekstremno male poruke, rezultujući datogrami će imati veliki racio heder okteta i okteta podataka. Ako aplikacija šalje ekstremno velike poruke, rezultujući datogrami mogu biti veći od mrežnog MTU, i fragmentiraće ih IP.