Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža

Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža Saobraćajni Odsek – 01-04-2014

OSI (Open Sistem Interconnection) Model

Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža Saobraćajni Odsek –

OSI referentni model

 u početku je svaki proizvođač mrežne opreme imao svoje standarde  umrežavanje računara sa mrežnom opremom različitih proizvođača je bilo nemoguće  1978. godine ISO je u saradnji sa ITU-T-om definisao OSI ( Open System Interconnection ) referentni model protokola za komunikaciju u mrežama za prenos podataka  Uloga OSI referentnog modela je da omogući komunikaciju bilo kojih računara, sve dok se pridržavaju OSI standarda

Faze razvoja OSI referentnog modela

1.

Pronalaženje zajedničkih logičkih i funkcionalnih celina već postojećih protokola 2.

Od uočenih celina formirani su referentnog modela nivoi OSI 3.

Za svaki od nivoa OSI-ja definisani su protokoli, koji funkcionalno odgovaraju protokolima postojećih mreža

OSI referentni model

 OSI referentni model nije uspeo da se nametne kao jedinstveni šablon za dizajn protokola  danas je u upotrebi i veliki broj protokol stekova različitih proizvođača koji odstupaju od pravila definisanim OSI modelom  Najvažnija funkcija OSI referentnog modela je njegovo korišćenje pri    proučavanju i unapređenju postojećih protokola projektovanju novih protokola značajno olakšanoj komunikaciji između mrežnih inženjera

Arhitektura OSI-ja

 OSI se sastoji se od 7 nivoa  Svakom od nivoa odgovara jedan podskup protokola  Svaki od nivoa karakteri š e se funkcijama koje vr š i i vezama sa nivoima ispod i iznad sebe  Podela na nivoe obezbeđuje modularnost sistema , a time i fleksibilnost sistema OSI model Nivo aplikacije Nivo prezentacije Nivo sesije Transportni nivo Mrežni nivo Nivo voda podataka Fizicki nivo

Primer ljudske komunikacije

Srpska firma Predsednik srpske firme Nema čka firma Predsednik nemačke firme prevodilac Faks operater prevodilac Faks operater Telefonska mre ža Modularnost omogućava promenu unutrašnje realizacije nivoa bez uticaja na ostale nivoe sve dok se ne menjaju Efektivne • njegova funkcionalnost • spoljašnje veze

Komunikacija dva OSI sistema

peer nivoi svaki od nivoa obuhvata sve nivoe ispod sebe i izoluje ih od viših nivoa

Fizički nivo (Physical Layer)

   Definiše tehnike obrade signala za prilagođenje na prenos putem prenosnog medijuma   zaštitno kodovanje modulacija   oblik i nivo elementarnog signala parametri prenosa Priprema niza bita koji čine paket da “prežive” moguća izobličenja u prenosu interfejs prema prenosnom medijumu nivo aplikacije nivo prezentacije nivo sesije transportni nivo mrež ni nivo nivo voda podataka

FIZICKI NIVO

Nivo Voda Podataka (Data Link Layer)

nivo aplikacije nivo prezentacije nivo sesije transportni nivo mrež ni nivo

NIVO VODA PODATAKA

fizicki nivo o o o o protokoli 2. OSI nivoa su zaduženi da obezbede pouzdan prenos paketa (frejmova) preko jednog prenosnog linka prenosni link može biti tačka tačka link između čvorova mreže ili pristupni link koji uobičajeno dele veći broj korisnika – fizičko adresiranje detekcija i (eventualno) korekcija grešaka ARQ mehanizmima, kontrola toka, kontrola pristupa zajedničkom medijumu (MAC) SLIP, PPP, HDLC

Mrežni nivo (Network Layer)

nivo aplikacije nivo prezentacije nivo sesije transportni nivo

MREŽ NI NIVO

nivo voda podataka fizicki nivo     protokoli mrežnog nivoa vrše rutiranje – obezbeđuju da paketi poslani preko mreže stignu na destinaciju – mrežno adresiranje određuje najbolji put – optimalnu rutu - između krajnjih tačaka komunikacije ( end-to-end ) Deo su uređaja mrežnog nivoa (rutera) između kojih postoji stalna razmena informacija o stanju u mreži (tabele rutiranja) IP – Internet Protocol

Transportni nivo (Transport Layer)

nivo aplikacije nivo prezentacije nivo sesije

TRANSPORTNI NIVO

mrež ni nivo nivo voda podataka fizicki nivo o o o o protokol transportnog nivoa uspostavlja, održava i raskida to-end end vezu između dva krajnja mrežna korisnika (npr. računara) veza transportnog nivoa je virtualna veza između dve aplikacije aktivne kod krajnjih korisnika vrši kontrolu grešaka i otklanjanje grešaka, multipleksiranje više tokova podataka sa različitih aplikacija krajnjih korisnika i kontrolu protoka TCP, UDP

Nivo sesije (Session Layer)

nivo aplikacije nivo prezentacije

NIVO SESIJE

transportni nivo mrežni nivo nivo voda podataka fizicki nivo   vrši sinhronizaciju razmene podataka između aplikacija krajnjih korisnika koordinira komunikaciju i obaveštava prvu aplikaciju o statusu druge i obrnuto

Nivo prezentacije (Presentation Layer)

nivo aplikacije

NIVO PREZENTACIJE

nivo sesije transportni nivo mrež ni nivo nivo voda podataka fizicki nivo o o podatke pristigle sa nivoa aplikacije prevodi u opšti (zajednički format) kojim se podaci razmenjuju preko komunikacione mreže za podatke pristigle sa nivoa sesije vrši inverzni postupak

Nivo aplikacije (Application Layer)

NIVO APLIKACIJE

nivo prezentacije nivo sesije transportni nivo mrež ni nivo nivo voda podataka fizicki nivo    interfejs prema korisniku (aplikaciji) prosleđuje primljene podatke od korisnika nižim nivoima prikazuje podatke pristigle sa nižih nivoa korisniku

Protok paketa podataka kroz protokole

H2 H3 H4 H5 H6 H7 SDU 7 SDU 5 SDU 4 SDU 3 SDU 2 BITI Podaci SDU 6 nivo aplikacije nivo prezentacije nivo sesije T2 transportni nivo mrežni nivo nivo voda podataka fizicki nivo Hn zaglavlje n-tog nivoa SDU n service data unit n-tog nivoa T2 segment za proveru greške (rep) 4 3 2 1 6 5 7 TOK PODATAKA 3 2 2 1 1 CVOR 3 2 1 7 6 5 4

OSI Terminologija

 na svakom nivou postoji entitet koji obavlja funkcionalnost protokola tog nivoa N entitet  protokoli na svakom nivou pružaju usluge (servise) protokolima na nivou iznad sebe  skup svih usluga koje protokol na N-om nivou pruža naziva se N servis  Interfejs između protokola preko kojeg se zahteva ili pruža Access Point servis se zove SAP ( – tačka pristupa servisu) Service

Nivoi, Entiteti, Tačke pristupa servisu...

N+1 nivo

N+1 entitet

N nivo

N entitet

N-1 nivo

N-1 entitet protokol interfejs N SAP interfejs N-1SAP N-1 konekcija

Komunikacija između OSI nivoa

  podaci se razmenjuju paketima protokola koji se zovu PDU ( Protocol Data Unit ) Paket protokola (PDU) se sastoji od:   PCI ( Protocol Control Information ) - zaglavlje, SDU ( Service Data Unit ) – podaci

N+1 PCI N+1 SDU

 u tački pristupa servisu (SAP) entitet nižeg nivoa prima PDU od entiteta višeg nivoa i pravi sopstvenu PDU

N PCI N+1 PDU N SDU N PDU

Komunikacija između OSI nivoa

Protokoli u komunikacionim mrežama

 Prenos paketa preko komunikacionih mreža je složen proces • • • • Razdvojiti složen niz postupaka u tzv. slojeve (layers) Slojevi grupišu srodne komunikacione funkcije Na svakom sloju definišu se protokoli (protocols) koji ostvaruju funkcije sloja Komunikacija između protokola se ostvaruje po generalnim pravilima koje definiše OSI (Open System Interconnection) model

Protokoli i paketi protokola

  Protokoli ostvaruju komunikacione funkcije komunikacionih uređaja, bilo da su to krajnji korisnici mreže ili mrežni čvorovi Protokoli komuniciraju razmenom paketa ZAGLAVLJE N-PCI P O D A C I N-SDU

←

PAKET PROTOKOLA N-PDU  Paket protokola: PDU – Protocol Data Unit • • • Sastoji se iz zaglavlja i podataka koji se prenose Zaglavlje: PCI – Protocol Control Information Podaci koji se prenose: SDU – Service Data Unit

Komunikacija protokola

 Protokol nekog sloja komunicira razmenom paketa protokola sa protokolom istog tog sloja na drugom komunikacionom uređaju N-PDU N PROTOKOL N PROTOKOL N-ti SLOJ N-PDU

Komunikacija protokola

 Međutim, za sve osim najnižeg sloja, ova komunikacija se ne ostvaruje direktno • Svaki sloj se obraća prvom ispod sebe za servis N PROTOKOL N-PDU N-1 PROTOKOL N PROTOKOL N-ti SLOJ N-1 PROTOKOL N-1-vi SLOJ

Komunikacija protokola

 Međutim, za sve osim najnižeg sloja, ova komunikacija se ne ostvaruje direktno • Svaki sloj se obraća prvom ispod sebe za servis N PROTOKOL N-PDU N-1 PROTOKOL N PROTOKOL N-ti SLOJ N-1 PROTOKOL N-1-vi SLOJ

Komunikacija protokola

 Protokol N-1-sloja nudi servis protokolu N-sloja • • • • Servis se ostvaruje kroz komunikaciju protokola preko SAP-a (Service Access Point): tačke pristupa servisu Protokol N-sloja predaje svoj paket (N-PDU) kroz N-1-SAP protokolu N-1-sloja Protokol N-1-sloja „upakuje“ taj paket kao deo za podatke (SDU) svog paketa (N-1-PDU) i dodaje svoje kontrolne informacije u zaglavlje (N-1-PCI) Proces se nastavlja do najnižeg sloja

OSI model i TCP/IP model

OSI MODEL APLIKACIONI SLOJ (APPLICATION LAYER) PREZENTACIONI SLOJ (PRESENTATION LAYER) SLOJ SESIJE (SESSION LAYER) TRANSPORTNI SLOJ (TRANSPORT LAYER) MREŽNI SLOJ (NETWORK LAYER) SLOJ LINKA (DATA LINK LAYER) FIZIČKI SLOJ (PHYSICAL LAYER) TCP/IP MODEL APLIKACIONI SLOJ (APPLICATION LAYER) TRANSPORTNI SLOJ (TRANSPORT LAYER) MREŽNI SLOJ (NETWORK LAYER) SLOJ LINKA (DATA LINK LAYER) FIZIČKI SLOJ (PHYSICAL LAYER)

Fizički Sloj (PHYSICAL LAYER) • Fizički prenosi paket kao niz bita preko linka

• Prihvata paket sa DLL nivoa • Zaštitno kodovanje, modulacija • Formiranje signala i emitovanje PHY-PDU PHY PROTOKOL PHY PROTOKOL PHY PHY-PDU

Sloj Linka (DATA LINK LAYER)

• Sloj linka kontroliše prenos paketa preko linka • Prihvata paket sa NET nivoa, pakuje u DLL paket (frejm) • Dodaje zaglavlje: kontrola prenosa (error, flow control) • Retransmisija frejmova u slučaju greške u prenosu (ARQ) • DLL frejm se predaje PHY sloju za prenos DLL PROTOKOL PHY PROTOKOL DLL-PDU PHY-PDU DLL-PDU DLL PROTOKOL PHY PROTOKOL DLL PHY

•

Mrežni Sloj (NETWORK LAYER)

Mrežni sloj usmerava (rutira) pakete kroz mrežu • Prihvata paket (segment) sa TRA nivoa, pakuje u NET paket (datagram), dodaje zaglavlje (NET address) i predaje DLL protokolu za prenos u frejmu preko linka NET-PDU NET-PROTOKOL DLL-PDU DLL-PROTOKOL PHY-PDU PHY-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL NET-PDU DLL-PDU PHY-PDU

•

Transportni Sloj (TRANSPORT LAYER)

Kontroliše isporuku paketa na krajevima mreže • Prihvata pakete sa APP nivoa, dodaje zaglavlje i formira TRA paket (segment) koji šalje preko NET protokola na određenu NET adresu TRA-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL TRA-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL

•

Transportni Sloj (TRANSPORT LAYER)

Kontroliše isporuku paketa na krajevima mreže • Slično kao DLL protokoli, samo što je domen koji kontrolišu celokupna veza od kraja do kraja (end-to-end), a ne samo jedan link (DLL) TRA-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL TRA-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL

Aplikacioni Sloj (APPLICATION LAYER)

• Protokoli aplikacionog sloja obezbeđuju komunikaciju aplikacija kao što su npr. web browser-i i web serveri (HTTP protokol) APP-PROTOKOL TRA-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL APP-PROTOKOL TRA-PROTOKOL NET-PROTOKOL DLL-PROTOKOL PHY-PROTOKOL

Pitanja?

• OSI model: opisati ukratko osnovnu ideju OSI modela i način na koji se podaci (paketi) prostiru i obrađuju počev od aplikacije na predajnoj do aplikacije na prijemnoj strani.

– Pomoć: pogledati slajd 16 • OSI terminologija: šta znače pojmovi N-PDU, N-PCI, N-SDU i N SAP? Skicirati na primeru komunikacije dva protokola u susednim uređajima (npr. protokola N-tog sloja) posredstvom protokola nižeg sloja (npr. N-1. sloja) u OSI strukturi.

Digitalizacija Govornog Signala

Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža Saobraćajni Odsek –