Uvod

Sloj veze je drugi sloj u OSI mrežnom modelu:


Sloj veze definiše tehnologije pristupa mrežama i mrežnim medijumima. Žičane, bežične i optičke veze koriste različite načine prenosa podataka, te različito definišu format okvira za prenos (format frejma). Podaci na jednoj strani (levo) počinju na žičanoj ethernet vezi, ali se nakon rutera prenose optičkim vezama, gde dolaze do odašiljača i putem satelita prenose do prijemnika, ponovno optičkim vezama, te na kreju bežičnim putem do
klijenta na desnoj strani slike.
Na celom tom putu korišten je internet protokol. Paket na trećem sloju nije se menjao (izuzev eventualne fragmentacije) zbog promene medijuma i mrežne tehnologije prenosa. Međutim, format okvira u kojem putuje paket se menjao. Svaki uređaj, na putu paketa, koji je morao s jedne tehnologije
paket prebaciti na drugu, izmenio je i format okvira.
OSI slojevi od trećeg do sedmog definisani su softverski. To znači da hardverska specifikacija ne spada pod standarde ovih slojeva. Sloj veze je  specifičan po tome što je on definisan i na softverskom, ali i na hardverskom nivou.

Format okvira

Na OSI sloju veze dolazi do enkapsulacije paketa s trećeg sloja u okvir. I, naravno, u obrnutom slučaju, deenkapsulacije okvira u paket trećeg sloja.  Ovaj proces enkapsulacije poznat je od ranije, a zajedno sa njim veže se i pojam zaglavlja, što je zapravo naziv za skup podataka koji se dodaje na  paket, čime ga se enkapsulira. Ovo zaglavlje je na višim slojevima zavisilo od odabranog protokola. Oblik, definiciju, veličinu, tipove i značenja polja u zaglavlju definisao je protokol. Na sloju veze oblik okvira definiše odabrana mrežna tehnologija.
Kako je tehnologija izuzetno mnogo i svaka definiše svoj oblik okvira, graniči se sa nemogućim definisati tačan oblik okvira na drugom sloju. No ipak  je moguće prikazati opšti oblik okvira kao na sledećoj slici.

Slika: Format okvira drugog sloja

Za razliku od enkapsulacija viših slojeva, okvir (engl. Frame) definiše i zaglavlje (engl. Header), ali i završetak - rep (engl. Trailer).
Unutar uopštenog zaglavlja prikazanog na slici nalaze se polja:
  • Početak okvira (engl. Frame Start) – jedinstven niz bitova koji se ne može pojaviti nigde drugde u okviru osim na početku. Koristi se kako bi mrežni uređaj mogao odrediti na kojem mestu u nizu bitova koji dolaze na mrežni priključak počinje okvir.
  • Polje adresa (engl. Addressing) – adresiranje drugog sloja, menja se u zavisnosti od tehnologije.Na primer, ethernet mreže definišu 48-bitno polje MAC adrese polazišta i odredišta.
  • Tip (engl. Type) – tip dela gde se nalaze podaci (engl. Data) unutar okvira
  • Upravljačko polje - (engl Control Field) – podaci za upravljanje vezom, takođe se kao i polje adresa jako razlikuje od tehnologije do tehnologije.
Završetak okvira znatno je jednostavniji i obično obuhvata:
  • Polje provere (engl. Error Detection) – polje čija se vrednost koristi u proveri ispravnosti okvira. Ovo polje nastaje izračunavanjem ostalih vrednosti iz okvira. U slučaju da je došlo do grešaka u komunikaciji, vrednost ovog polja neće odgovarati izračunatoj.
  • Kraj okvira (engl. Frame Stop) – polje koje ima jednaku svrhu kao i polje početka okvira u zaglavlju, uz razliku što definiše kraj okvira. U slučaju uzastopnih okvira, ponekad polje kraja okvira ujedno označava i početak sledećeg.


Upravljanje pristupom mediju

Sloj veze (engl. Data Link Layer) upravlja pristupom mediju. U računarskim mrežama postoje dva osnovna načina povezivanja uređaja:
  • Tačka - tačka (engl. Point to Point)
  • Deljeni medijum (engl. Shared Medium).
Ova dva načina imaju svoje zasebne zahtjeve. Kod povezivanja tačka prema tački, dva se uređaja povezuju direktno i odvojeno od drugih. Drugim rečima, samo se dva uređaja nalaze na medijumu.Tokom komunikacije ne postoji mogućnost da će neki drugi uređaj upasti u vezu. Okviri koji putuju
od jednog prema drugom uređaju sami su na mediju. Slučaj u kojem bi se dva okvira ili signala susrela na istom mediju naziva se kolizija. I jedan i drugi okvir bili bi izgubljeni jer bi im se signali kojima se prenose izmešali. Kolizija je dugo vremena predstavljala problem u računarskim mrežama jer je prouzrokovala gubitke podataka, a samim tim i potrebu za ponovljenim slanjem te usporenjem mreže. Povezivanjem uređaja u tačku prema tački, kolizija se može teoretski dogoditi samo u slučaju kada bi oba uređaja poslala okvire u isto vreme. Ta se situacija lako izbegava, odvajanjem medija/kanala za slanje i primanje. Pa uređaj šalje po kanalu na kojem drugi uređaj prima podatke. Na drugom kanalu se događa isto samo u drugom smeru.
Slika: Logička veza tačka - tačka (engl. Point to Point)

Povezivanje uređaja na deljeni medijum znatno otežava problem kolizije. Na deljenom medijumu može se pojaviti veći broj mrežnih uređaja koji će  komunicirati u isto vreme. Čak i da su kanali za slanje i primanje odvojeni, na deljenom medijumu nije moguće, bez posebnih uređaja, odvojiti svaki mrežni uređaj zasebno. Pri takvom povezivanju kolizije su česta pojava i direktno su proporcionalne broju uređaja koji pristupaju medijumu.
Slika: Logička veza sa deljenim medijumom za prenos podataka (engl. Shared Medium)

Iz tog je razloga potrebno na drugom sloju definisati metode pristupa medijumu koje obuhvataju i rešavanje ili izbegavanje kolizija.
Pristup rešavanju problema kolizija može biti:
  • Kontrolisani pristup (engl. Controlled Access)
  • S takmičenjem za pravo pristupa (engl. Contention-based Access).
Kontrolisani pristup u potpunosti izbegava kolizije. Naime ove metode definišu prioritete pristupa i dozvoljavaju samo jednom uređaju pristup na medijum u određenom trenutku. Primer kontrolisanog pristupa je metoda predaje tokena (žetona). Ova metoda definiše specijalan paket token, koji kruži po uređajima spojenim na deljeni medijum. Onaj uređaj koji u datom trenutku poseduje token može slati podatke na medijum. Nakon što je uređaj prosledio podatak predaje token sledećem uređaju. Takođe, ako neki od uređaja nema podataka za slanje, token se predaje dalje. Kako na  medijumu može postojati samo jedan token, koji se nalazi na samo jednom uređaju, kolizija nije moguća jer niti jedan uređaj osim onog koji  poseduje token ne može slati podatke. Mreže koje koriste ovakav način pristupa na medijum su Token Ring i Fiber Distributed Data Interface (FDDI).
Takmičenja za pravo pristupa su metode u kojima, u načelu, uređaji osluškuju medijum i, ako oslušnu da je medijum slobodan, šalju podatke. Ova metoda smanjuje kolizije, ali ih ne uklanja u potpunosti. Naziv joj dolazi od jednostavnog mehanizma koji definiše da niti jedan uređaj na medijumu nema pravo prioriteta, već u trenutku slanja uređaj sam odlučuje je li medijum slobodan, te može li slati podatke. Situacija u kojoj se kolizija ipak događa je da dva uređaja oslušnu medij u isto vrijeme, zaključe da je medijum slobodan te pošalju podatke.
Mehanizmi koji spadaju u metode takmičenja za pravo pristupa su:
  • Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection – CSMA/CD
  • Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance – CSMA/CA

Slika: Kolizija kod CSMA/CD metode pristupa unutar kolizionog domena

Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection – CSMA/CD je metoda pristupa medijumu koja radi na sledeći način:
Pre slanja okvira na medijum, uređaji osluškuju da li je deljeni medijum ili medijum sa zajedničkim pristupom (engl. Multiple Access) slobodan (engl. Carrier Sense). Ako je slobodan, šalju podatke. U slučaju da se dogodi kolizija, što uređaji vrlo lako detektuju povišenim signalom na medijumu, uređaj koji je otkrio koliziju generiše Jam signal. Svi ostali kada čuju Jam signal, povlače se s medijuma, odnosno neće slati nikakve podatke, tokom slučajno odabranog vremena. Ovo vreme svaki računar odabira za sebe, a kako se radi o slučajnoj metodi, računari će se različitim redosledom vraćati na medijum. Ni jedan uređaj nema pravo prioriteta povratka, već to zavisi isključivo od vremena generisanom nakon otkrivanja
Jam signala.
Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance – CSMA/CA mehanizam je vrlo sličan mehanizmu CSMA/CD, uz razliku da uređaj pre slanja  podataka na mrežu, obavesti sve ostale uređaje da će upravo on slati podatke.
CSMA/CD je osnovni mehanizam na Ethernetu, a CSMA/CA se koristi u bežičnim WLAN mrežama.

Mrežna topologija

Povezujući različite uređaje gde svaki ima minimalno jednu vezu sa ostatkom mreže, konačan geometrijski izgled mreže (topologija) će varirati.
Topologija je karta mreže, tačnije način povezivanja uređaja i kablova u računarsku mrežu.
Topologija mreže će direktno ili indirektno uticati na cenu, funkcionalnost, lakoću održavanja, skalabilnost, podložnost na greške i tehnologiju koja  će se koristiti. Upravo iz navedenih razloga jako je bitno kod dizajniranja računarske mreže odvagnuti sve prednosti i mane odabrane topologije (izgleda) mreže.
Kada govorimo o topologiji, bitno je razlikovati fizičku topologiju od logičke topologije.
Fizička topologija prikazuje kako su uređaji fizički spojeni medijem (fizički izgled).
Logička topologija prikazuje na koji način uređaji komuniciraju, tačnije prikazuje protok podataka kroz mrežu.


Postoji 6 osnovnih topologija:


Ethernet

Šta je Ethernet
Ethernet lokalna mreža prvi put je objavljena 1980 godine od strane konzorcijuma DEC, Intel i Digital (DIX). 1985 godine ga uz manje modifikacije zbog kompatibilnosti sa OSI modelom prihvata IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) pod brojem 802.3 kao opšti standard za lokalne mreže. Ethernet radi na prva dva sloja OSI modela. Tačnije, na fizičkom sloju i donjoj polovini sloja veze koji je poznat kao MAC podsloj sloja veze (engl. media access control). Gornji deo sloja veze je LLC podsloj (engl. logical link control) i on je definisan 802.2 standardom. Fizički sloj  uključuje mrežne uređaje, fizičku topologiju mreže, signale i nizove bitova koji putuju medijumom za prenos podataka. MAC podsloj je implementiran na mrežnom adapteru (engl. network interface card).
Dva su osnovna zadatka MAC podsloja na sloju veze OSI modela:
  • Enkapsulacija podataka
  • Kontrola pristupa medijumu za prenos podataka
Enkapsulacija podataka ima tri osnovne funkcije:
  • Kreiranje okvira
  • Adresiranje
  • Detekcija grešaka
Kontrola pristupa mediju za prenos podataka ima sledeće funkcije:
  • Upravljanje slanjem i primanjem okvira pomoću medijuma za prenos podataka
  • Rešavanje situacija ako dođe do grešaka pri prenosu podataka
Ethernet svoj uspeh i dugi život može zahvaliti sledećim činiocima:
  • Jednostavnost i lakoća korištenja
  • Mogućnost povezivanja novih tehnologija
  • Pouzdanost
  • Niska cena instalacije i održavanja
Originalni Ethernet razvio se na mrežama koje su koristile koaksijalne kablove. Računari su se u Ethernetu povezivali u niz na koaksijalni kabel u dve izvedbe, u zavisnosti od tipa kabla. Prva izvedba bila je korištenjem debelog (engl. Thick) koaksijalnog kabla. Računari su se povezivali tzv. „vampirskim ugrizima“ (engl. Vampire Trap) na kabel. Zapravo se kabel doslovce bušio do jezgra kako bi se ostvario spoj. Debeli koaksijalni kabel bio je krut i težak za instalaciju, pa ga je zamenio tanji (engl.Thin) koaksijalni kabel. Korištenjem ovog kabla više nije bilo potrebno bušiti kabel, već se s postojećim T-konektorima ostvarivao spoj. Koaksijalni kabel je potrebno terminirati na krajevima sa otpornikom (popularno nazvan "terminator").
Iz navedenih razloga je u originalnom Ethernetu fizička topologija, koja definiše način na koji su uređaji spojeni, bila sabirnica ili magistrala (engl. Bus). Logička topologija, koja definiše smer protoka podataka je takođe bila magistrala.

Razvoj Etherneta išao je u smeru korišćenja kvalitetnijih kablova i povećanja brzine, pa je tako postupno koaksijalni kabel zamenjen kablom sa upredenim paricama (engl. Twisted Pair - TP) i to posebno varijantom bez dodatne zaštite (engl. Unshielded Twisted Pair – UTP). Korištenje ovih kablova nije dopuštalo fizičku topologiju magistrale, pa je dodat novi uređaj u Ethernet mreže, koncentrator (engl. Hub). Koncentrator je prebacio  fizičku topologiju Etherneta na zvezdu (engl.Star), no logička topologija je još uvek bila magistrala. To da je logička topologija linija uzrokovalo je probleme sa kolizijama i nije moglo zadovoljiti potrebe za brzinama modernih mreža.
Preklopnik (engl. Switch) je uređaj koji je donio odgovor na probleme koncentratora. Ethernet svič je u stanju da nauči fizičke adrese (MAC adrese)  računara povezanih na priključke sviča i na osnovu toga isporučivati podatke samo na one priključke kojima su namenjeni.
U Ethernetu se konačno, pojavljuju i optički medijumi, sa ciljem povećanja brzina. Najveća prednost Ethernet tehnologije je njena kompatibilnost sa sporijim varijantama. Ethernet brzine 10 Mb/s, što je brzina prvog komercijalnog etherneta, se lako nadograđivala na 100Mb/s ili čak i 1 Gb/s. Štaviše, čak nije potrebno nadograditi i celu mrežu, već samo neke njene delove, te će ti nadograđeni delovi koristiti veće brzine.
Ethernet je od originalne verzije doživio brojne nadogradnje. Ove nadogradnje su u prvom redu išle prema povećanju brzine i korištenju novih, bržih  medijuma. Najveća prednost novijih Ethernet tehnologija su izmene isključivo na fizičkom sloju. Brže Ethernet tehnologije imaju brža vremena slanja i primanja jednog bita podataka. Ovo je omogućilo zadržavanje originalnog Ethernet okvira i samim time kompatibilnost prema starijim verzijama  Etherneta.

CSMA/CD
U Ethernet mreži svi uređaji koji se nalaze na istom mrežnom segmentu takmiče se za prenos podataka. Svaki uređaj osluškuje signale na medijumu za prenos podataka i ako je medijum slobodan šalje podatke. Ostali uređaji detektuju da je medijum zauzet i čekaju da se medijum oslobodi. Zbog dužine medijuma za prenos podataka i realnog vremena potrebnog da signal sa jednog kraja medijuma dođe do drugog kraja, može doći do situacije u kojoj dva ili više uređaja misle da je medijum za prenos podataka slobodan. U tom slučaju istovremeno šalju podatke i dolazi do kolizije signala. Ako dođe do kolizije, mrežni adapteri koji su pokušali slati podatke detektuju koliziju i povlače se sa medijuma za prenos podataka. Nakon toga u različitim vremenima unutar predefinisanog vremenskog intervala pokušavaju ponovo. Mehanizam koji upravlja slanjem podataka na medijum za prenos podataka i rešavanjem kolizije (ako se dogodi) zove se CSMA/CD (engl. carrier sense multiple access / collision detect).
  • Carrier sense - označava da uređaj sluša da li je medijum slobodan za slanje podataka. Ako je slobodan šalje podatke. Nakon slanja ponovno se vraća u stanje slušanja.
  • Multiple access - označava da su svi uređaji spojeni na isti medijum za prenos podataka.
  • Collision detect - Svi Ethernet mrežni adapteri slušaju signale na medijumu za prenos podataka, da bi znali da li je medijum slobodan, zauzet ili je došlo do kolizije. Prvi uređaj koji detektuje koliziju šalje tzv. jam signal kojim obaveštava ostale uređaje da je došlo do kolizije. Uređaji pokreću tzv. backoff algoritam. Taj algoritam povlači uređaje koji su učestvovali u koliziji sa medijuma za prenos podataka. Unutar predefinisanog intervala vremena, generiše se slučajno vreme nakon kojeg mrežni adapter ponovno pokušava poslati podatke. Slučajni interval vremena se generiše nasvakom mrežnom adapteru da ponovo ne bi došlo do kolizije.

Slika: Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection – CSMA/CD


Kolizioni i broadcast domeni
Vjerovatnoća da dođe do kolizije povećava se sa brojem uređaja na jednom Ethernet segmentu. Ethernet segment unutar kojeg može doći do kolizije zove se kolizioni domen. Na sledećim slikama su Ethernet lokalne mreže izvedene pomoću koaksijalnog kabla, haba i UTP kablova.


Slika: Ethernet mreža izvedena pomoću koaksijalnog kabla

Slika: Ethernet mreža izvedena pomoću haba i UTP kabla

Na prethodne dve slike su dve različite fizičke topologije, ali logička topologija je i dalje broadcast.
Koncentrator (hab) je uređaj koji dobijeni okvir prosleđuje na sve ostale priključke. Dakle, verojavanoća kolizijeje potpuno ista kao i sa koaksijalnim kablom. Danas kolizija u Ethernet mrežama nije više problem jer se umesto  haba koriste svičevi koji rade u tzv. full-duplex modu i u sebi imaju ugrađenu inteligenciju donošenja odluka kroz koji priključak (engl. port) će poslati okvir. Svičevi ili preklopnici segmentiraju mrežu na više kolizionih domena. Zapravo, svaki port sviča je jedan kolizioni domen. Kažemo da svič deli Ethernet kolizioni domen na mikrosegmente. Ako  portovi sviča rade u full-duplex modu, ne može doći do kolizije.

Slika: Ethernet mreža pomoću sviča

Kolizioni domeni su područja unutar kojih može doći do kolizije signala. Postoje i broadcast domeni u Ethernet mreži. To je područje unutar kojeg se razmenjuju broadcast poruke. Svič kao uređaj smanjuje kolizione domene, ali dozvoljava broadcast promet. Svič nije granica za broadcast promet. LAN mreža sa svičevima je jedan broadcast
domen (pod uslovom da se ne kreiraju VLAN mreže, ali o tome nešto kasnije).

Slika: Mreža sa svičem je jedan broadcast domen

Načini komunikacije u Ethernet mreži
U mrežama sa svičevima moguće su tri vrste komunikacije:
  • Unicast
  • Multicast
  • Broadcast
Unicast komunikacija je kad samo jedan uređaj šalje podatke i samo jedan uređaj prima podatke. Primeri takve komunikacije su HTTP, SMTP, telnet i drugi protokoli. U multicast komunikaciji jedan uređaj šalje podatke, a grupa uređaja prima podatke. Primer multicast komunikacije je slanje slike i zvuka na više odredišta u mreži. Broadcast komunikacija je kada jedan uređaj šalje podatke svim uređajima na mrežnom segmentu. Primer broadcast komunikacije su ARP i DHCP protokoli.

Ethernet okvir
Polja preambula i početak okvira koriste se za sinhronizaciju dolaznog i odlaznog uređaja. Ovi okteti govore primaocu da se pripremi za prihvat okvira. Odredišna i ishodišna MAC adresa su fizičke adrese primaoca i pošiljaoca. Polje dužina/tip definiše dužinu polja sa podacima u oktetima. Dužina podataka može biti od 46 do 1500 okteta. Parametar tip označava koji protokol višeg nivoa je enkapsuliran u okvir. Ako je vrednost u tom polju veća ili jednaka od 1536, tada je u tom polju kod enapsuliranog protokola. Ako je broj manji od 1536, broj u tom polju označava dužinu podataka. Poslednje polje u okviru je polje za proveru ispravnosti prenosa podataka (engl. frame check sequence).

Slika: Ethernet okvir

MAC adresa je dužine 48 bita i označava se u hex formatu. Fizičko adresiranje nije hijerarhijsko kao IP adresiranje. Te adrese možemo smatrati slučajnim brojevima. Tu vrstu adresiranja nazivamo ravnim adresiranjem (engl. flat).  MAC adresa se sastoji iz dva dela. Prvi dio je OUI (engl. organizational unique identifier). Dug je 24 bita i označava proizvođača mrežnog adaptera. Drugi deo je također dug 24 bita i upisuje ga prozvođač mrežnog adaptera.


Osnovni principi rada preklopnika (sviča)
Više uređaja priključenih na preklopnik (engl. switch) mogu komunicirati istovremeno. Tipične brzine prenosa su  100/1000 Mbps. Preklopnik radi u full-duplex modu. (full-duplex mod omogućava slanje i primanje podataka istovremeno). Zbog rada u full-duplex modu ne može doći do kolizije. U RAM-u je tablica (MAC address table)
u koju preklopnik upisuje MAC adresu računara i broj porta na koji je računar priključen.
Ako preklopnik primi okvir na nekom od portova, napravit će sledeće:
  • Pročitat će ishodišnu adresu u okviru.
  • Ako se adresa ne nalazi u MAC tablici, upisati će u MAC tablicu ishodišnu MAC adresu i broj porta na koji je okvir ušao (engl. frame). Na taj način dinamički popunjava tablicu i uči koje su adrese na kojem portu.
  • Pročitat će odredišnu adresu u okviru (frame).
  • Potražit će tu adresu u MAC tablici i pogledati koji port je pridružen toj adresi. Prosledit će okvir samo na taj port.
  • Ako u MAC tablici ne postoji adresa koja je jednaka odredišnoj adresi u okviru, svič će proslediti okvir na sve portove.
  • Ako se u odredišnoj adresi (engl. destination address) nalaze sve jedinice (broadcast adresa), tada se okvir  takođe prosleđuje na sve portove osim porta na koji je okvir ušao.
Svič može da okvire prosleđuje na sledeće načine:
  • Store and forward – ovo je način prosleđivanja u kojem se prvo u bafer učita celi okvir, proverava se ispravnost okvira i zatim prosleđuje prema odredištu. Prednost ovog načina što ne propušta neispravne okvire koji smanjuju propusnost mreže. Nedostatak je sporo prosleđivanje.
  • Cut-through – Kod ovog načina prosleđivanja okvira, okvir se počne prosleđivati pre nego što je celi učitan. Dovoljno je učitati odredišnu adresu da bi se počela donositi odluka kroz koji port treba proslediti okvir. Kod ovog načina svič ne radi nikakvu proveru ispravnosti prenosa. Propušta neispravne okvire koji dalje putuju mrežom i uništava ih tek mrežni adapter na odredištu. Prednost mu je brzina, a nedostatak propuštanje neispravnih okvira. Postoje dve varijante ovog načina prosleđivanja okvira:
  • Fast forward -– tipična cut-through metoda. Okvir se prosljeđuje odmah nakon učitane odredišne adrese. To je najbrža metoda, ali loša strana joj je što prosleđuje i neispravne okvire.
  • Fragment free – ova metoda je kompromis između store and forward i cut-through metode. Svič učita prva 64 okteta okvira pre nego što počne prosleđivati. Razlog zašto prosleđivanje počne nakon 64 okteta leži u činjenici da je većina grešaka u okviru u prva 64 okteta.

Token Ring

Token ring mrežu razvio je IBM 1985. godine. Ta se mreža uopšteno ponaša bolje od etherneta pod velikim opterećenjima, ali ima višu cenu i manje brzine prenosa. Implementacija mreže omogućuje komunikaciju između pojedinih računara korišćenjem (engl. Multistation Access Unit) MAU uređaja i logičke strukture prstena. Komunikacija se odvija predajom tokena (engl. Token Passing) koji se šalje između uređaja unutar logičkog prstena. Token je poseban paket koji putuje mrežom i samo onaj računar koje ga ima može slati podatke. Poenta je u tome da mrežni softver generiše token kad prvi računar postane aktivan na mreži i postavi ga na prenosni medijum. Token putuje od računara do računara (unutar prstena) sve dok ne dođe do onog računara koji želi poslati neki podatak na mrežu. Taj računar onda uzme token, pošalje podatak na mrežu i čeka. Paket dođe do računara kojem je namenjen, ono uzme kopiju paketa, a paket nastavlja putovati mrežom dok se ne vrati pošiljaocu. U tom trenutku pošiljaoc zna da je paket došao na odredište, makne ga s medijuma i generiše novi token te ga pošalje na mrežu. Računar ne smije poslati više od jednog paketa na mrežu i dužan je odmah nakon što ustanovi da je paket primljen poslati token. Na taj način osigurana je disciplina na mreži i ne može se dogoditi da jedan uređaj dobije  monopol nad slanjem podataka, a kolizije koje nastaju broadcast načinom prenosa potpuno su izbegnute. Brzine  prenosa token ringa su 4 Mbita/s i 16 Mbita/s.



Fiber Distributed Data Interface (FDDI)
FDDI tehnologija je nastala kao odgovor na zahteve za sve većim brzinama prenosa i propusnosti mreže. U to vreme je Token ring nudio oko 4 Mbita/sec, a Ethernet maksimalno 10 Mbita/sec. FDDI je sličan Token ringu, jer koristi predaju tokena, ali koristi 2 logička prstena umjesto jednog. Ako dođe do problema s primarnim logičkim prstenom, automatski počinje koristiti sekundarni prsten. Kao metoda kontrole pristupa mreži upotrebljava se  predaja tokena (engl. Token passing) isto kao i kod token ring mreža. Za razliku od token ring mreža, računar koji ima token može slati podatke određeni vremenski period, a ne samo po jedan paket. Nakon toga (ili kad završi sa slanjem podataka – što god se prije dogodi) pošalje token na mrežu. Ova metoda je efikasnija od klasičnog token ringa jer računar duže raspolaže sa tokenom pa može poslati više podataka. Naravno, u to vreme ostali uređaji ne mogu slati podatke, ali je vreme koje se koristi za utvrđivanje prava na slanje „vreme pripreme“ u odnosu na „korisno“ vreme slanja ovde bolje nego kod Token ringa. Brzine prenosa FDDI-a su 100 Mbita/sec.


Frame Relay
Frame Relay je isto kao i ATM paket switching tehnologija, ali, za razliku od ATM-a, šalje pakete varijabilnih dužina.  Osamdesetih godina prošlog veka, dotadašnje X.25 mreže bile su zamenjene novom tehnologijom nazvanom Frame relay. Radi se o konekcijski orijentiranoj mreži (point to point) koja ne poznaje kontrolu grešaka prenosa kao ni kontrolu prometa. Paketi se distribuiraju u nizovima. Ova tehnologija i danas se koristi, najčešće za povezivanje LAN mreža unutar velikih kompanija. Brzina ovisi o davatelju usluga i onome što može ponuditi na  digitalnim linijama.


Wireless LAN
Ova tehnologija nastala je pre svega iz potrebe za uspostavljanjem mreža koje neće biti povezane žičanim ili dugim fizičkim medijima nego radiovezama. Prilikom definisanja mehanizama komunikacije bilo je dosta lutanja što je u počtku dovodilo do nemogućnosti komunikacije uređaja različitih proizvođača. Ovakvo stanje prestalo je odlukom da IEEE koji se bavio standardizacijom žičanih LAN mreža donese standard koji će opisivati mehanizam bežične LAN veze. Nastao je 802.11.danas poznatiji po neformalnom nazivu WiFi.
Predloženi model propisan standardom morao je osigurati rad bežične LAN mreže u prisutnosti bazne stanice (engl.access point) ali i bez nje, direktnom komunikacijom uređaja „spojenih“ u mrežu (engl.ad hoc networking). Prilikom osmišljanja standarda nastojalo se izabrati radiofrekvencijski spektar koji nije do tada bio iskorišten i to po mogućnosti niti u jednoj zemlji, važno je bilo dobiti dovoljnu širinu spektra (Bandwidth) kako bi se osigurale adekvatne brzine prenosa (kapacitet) te je takođe trebalo rešiti pitanja snage odašiljača kako bi se dobile dovoljne daljine na koje je konekcija moguća, ali sa što  manjim uticajem na zdravlje ljudi (elektromagnetska zračenja). Dodatno, odlučeno je da mrežni sistem bude u što većoj meri kompatibilan sa u to vreme (sredina devedesetih godina prošlog veka) već vrlo popularnim Ethernetom.
Budući da je inicijalna verzija standarda predviđala brzinu od 1 – 2 Mbit/s, što je vrlo sporo, izvršeni su pritisci na IEEE što je dovelo do donošenja dve nove podverzije standarda 1999. godine. Nova podverzija 802.11a koristi širi frekvencijski spektar i doseže brzine do 54 Mbit/s. Podverzija 802.11b koristi isti frekvencijski opseg kao i 802.11, ali drugačijim tehnikama modulacije postiže brzine do 11Mbit/s. Kako bi se stvari dodatno zakomplicirale, danas postoji i treća podverzija standarda: 802.11g, koja je nadogradnja na 802.11b i omogućava brzine do 54 Mbit/s.
  • 802.11g je predstavljen 2003. godine i objedinio je prethodna dva standarda. Radi na 2.4 GHz, ali ima skoro istu brzinu kao i 802.11a standard.
  • 802.11n je sledeća  verzija 802.11 standarda koja dostiže propusnost do 600 Mb/s, ....
  • ****

    • U prošlosti su WiFi verzije identifikovane slovom ili sa par slova koja se odnose na bežični standard, odnosno na različite generacije WiFi tehnologije, koje donose sa sobom nadogradnje i ažuriranja i stvari poput brzine kojom mogu preneti podatke. Trenutna verzija je 802.11ac, ali pre toga, imali smo 802.11n, 802.11g, 802.11a i 802.11b. To nije bilo razumljivo, tako da je WiFi Alliance – grupa koja štiti implementaciju WiFi-a – odlučila da to promeni. Tako da ćemo umesto trenutnog WiFi-a koji se naziva 802.11ac, sada biti WiFi 5 (jer je to peta verzija). Ovo će verovatno imati više smisla, počevši od prve verzije WiFi, 802.11b:

    • Wi-Fi 1: 802.11b (1999)
    • Wi-Fi 2: 802.11a (1999)
    • Wi-Fi 3: 802.11g (2003)
    • Wi-Fi 4: 802.11n (2009)
    • Wi-Fi 5: 802.11ac (2014)
    ****
    Address Resolution Protocol (ARP)
    Svaki Ethernet okvir u zaglavlju ima zapisane izvorišne i odredišne fizičke adrese (MAC). Ove adrese su 48-bitni brojevi, koji se prikazuju heksadecimalno. Konačno odredište okvira definisano je fizičkom adresom koja se u Ethernet mrežama još naziva i MAC adresa.
    Proces komunikacije odvija se tako što računar, kada sazna IP adresu odredišta, na mrežu šalje ARP zahtev (engl. ARP Request). Ovaj zahtev je sastavni deo Address Resolution Protokola i doslovce znači "Neka mi se javi računar s IP adresom XXX.YYY.ZZZ.QQQ i dostavi mi svoju MAC adresu". Računar koji ima IP adresu navedenu u ARP zahtevu šalje kao ARP odgovor (engl. ARP Reply) svoju MAC adresu, koju potom računar koji je poslao ARP zahtev zapisuje u ethernet okvir, te ga prosleđuje na mrežu. ARP poruke su broadcast poruke, što znači da ih primaju svi računari u podmreži. Ove poruke ne prelaze ruter. Ako je komunikacija namenjena računaru koji se nalazi izvan lokalne mreže, računar će morati proslediti paket svom standardnom izlazu (engl.Default Gateway) i samim tim  slati ARP zahtev sa fizičkom adresom standardnog izlaza.
    Kada prime ARP odgovor, računari rezultat zapisuju u privremenu memoriju (engl. ARP Cache), te u slučaju da moraju ponovno slati okvir istom računaru, MAC adresu odredišta očitavaju iz memorije i ne šalju ARP zahtev.
    Ethernet takođe, definiše broadcast fizičku adresu, koja je namenjena za slučajeve kada svi računari u lokalnoj mreži moraju primiti okvir. Ova adresa zapisana je heksadecimalno FFFF.FFFF.FFFF.
    Važno je napomenuti da se fizičke adrese u okvirima menjaju kako okvir putuje od uređaja do uređaja. IP adrese ostaju nepromenjene.

    Last modified: Tuesday, 19 November 2019, 2:34 PM