Povezivanje računala

1. Što je to računalna mreža?

Gledajući povijest računala, kroz godine, računala su postala sve manja, sve brža, sve većih memorijskih kapaciteta, … Ono što bitno razlikuje današnji informatički svijet od onoga ranije je opća umreženost računala.

• brži prijenos podataka s jednog računala na drugo bez obzira na međusobnu udaljenost povezanih računala
• dijeljenje zajedničkih perifernih uređaja, npr. pisača
  
• istovremenu uporabu programa
  
• istovremenu uporabu zajedničke baze podataka
  
• dijeljene velike obrade podataka na više računala
  
• zajednički pristup računala jedne mreže drugim mrežama, ...

Uređaji i programi koji omogućuju povezivanje računala i razmjenu podataka između njih čine sustav koji se naziva računalna mreža ili kraće mreža (engl. network). Dakle to su najmanje dva računala (čvora) povezana komunikacijskim kanalom. Vrste prijenosnih kanala su:

• kabeli
• telefonski vodovi
• bežični kanal (prostor)

Bežična mreža (wireless) ostvaruje prijenos podataka pomoću radiovalova. Mreži se pristupa preko pristupne točke (access point), ukoliko se nalazi na području pokrivenim signalom.

1.1. Vrste računalnih mreža

Obzirom na međusobnu udaljenost računala u mreži:

• lokalna mreža - LAN (Local Area Network) – mreža na užem području, npr. u školi, kući, zgradi
• rasprostanjena mreža - WAN (Wide Area Network) – mreža na širem geografskom području, npr. mreža na području države; 

Još spominjemo i:

• MAN (Metropolitan Area Network) koji podrazumijeva mrežu koja se prostire preko područja jednoga grada
• PAN (Personal Area Network) – mrežu s uskim područjem spajanja (npr. bluetooth).
• WLAN – bežična lokalna mreža
• Internet – globalna mreža sastavljena od niza manjih mreža

Po ulogama koje računala mogu imati u mreži:

• korisničko-poslužiteljski model mreže (Client-Server)
• model ravnopravnih članova (Peer-to-Peer, P2P)

U korisničko-poslužiteljskom modelu, u mreži postoje dvije vrste računala:

• korisnici (klijenti)
• poslužitelji (serveri)

 Cjelokupnu računalnu mrežu dakle čine:

• računala
• medij za prijenos podataka
• uređaji za povezivanje i upravljanje komunikacijom među računalima
• pravila za prijenos podataka
• mrežni softver

1.2. Uređaji za povezivanje računala

Mrežna kartica (NIC - network interface card)

Omogućuje spajanje pojedinog računala u mrežu. Priključena je na matičnu ploču i ima barem jedan priključak za mrežni kabel. Može biti i kartica za bežično spajanje.

Slika 1: Mrežne kartice

Koncentrator (hub)

Uređaj koji služi kao sabirna točka na koju se priključuju ostala računala. Jedan kraj kabla spojen je na mrežnu karticu, a drugi na koncentrator. Primljeni signal šalje na sva računala, dakle nema mogućnost usmjerivanja prometa. Broj povezanih računala ovisi o broju ulaza na hub-u.

Slika 2: Koncentrator ili hub

Preklopnik (switch)

Preklopnik je sličan koncentratoru, samo malo složeniji. Omogućuje povezivanje više računala.  Za razliku od koncentratora, on će dobiveni podatak proslijediti samo onom računalu kojem je namijenjen. Dakle, zna na kojem ulazu je spojeno koje računalo te povezuje parove računala koji komuniciraju – ne šalje signale svima, nego točno određenom računalu. Omogućuje istovremenu komunikaciju više parova.

Slika 3: Preklopnik ili switch

Usmjernik, usmjerivač (router)

Usmjerivač je spona između lokalne mreže i Interneta. To je uređaj koji je spojen s barem dvije mreže. On na temelju dostupnosti mreža s kojima je spojen, odlučuje u kojem smjeru šalje podatke. Omogućuje međusobno povezivanje mreža različitih tipova, npr. lokalna mreža prema internetu.

Slika 4: Usmjerivač ili router

Bežične mreže

Bežične lokalne mreže umrežavaju računala koja se nalaze na manjoj udaljenosti. Za realizaciju bežične LAN mreže potrebna je posebna bežična mrežna kartica i pristupni uređaj (Access Point). S bežičnim umrežavanjem moguć je jednostavniji raspored računala, ne mora se voditi briga o dužini mrežnih kabela te ostalim prostornim preprekama i ograničenjima

Mrežni kabel

1.3. Protokoli

Svako računalo u mreži radi pod utjecajem vlastitog operacijskog sustava, ali za komunikaciju s drugim računalima mora imati komunikacijski podsustav koji će omogućiti povezivanje različitih računala sa različitim operacijskim sustavima. Upravo zato postoje pravila komuniciranja koje nazivamo PROTOKOLIMA. Dakle da bi podaci putovali mrežom od računala koje ih šalje do računala kojem su potrebni, potrebno je poštovati određena pravila - protokole. Protokoli su pravila za prijenos podataka; ''jezik'' kojim se članovi u mreži dogovaraju oko prijenosa podataka.

E sad kako protokoli i uređaji znaju prepoznati računalo, kako znaju koje računalo je koje? E tu dolazi adresa, i to ne bilo koja adresa. Svako računalo spojeno u mrežu mora imati svoju jedinstvenu IP (Internet Protocol) adresu. IP adresa je 32-bitni broj (prema IPv4 standardu) grupiran u 4 bajta oblika:

 bbb.bbb.bbb.bbb

gdje je bbb broj između 0 i 255, na primjer 161.153.23.1

Prema IPv4 moguće je dodijeliti 2³² (približno 4,3∙10⁹) adresa

U mreži ne smiju postojati dva računala s istom IP adresom. Pojedini blokovi adresa rezervirani su za posebne svrhe i ne mogu se dodjeljivati računalima. Poslužitelji imaju fiksne adrese, a klijenti svakim spojem na Internet dobivaju novu adresu. Adrese se dodjeljuju po državama i regijama, tzv. domenama (naša je hr domena).

Najčešći protokol u mrežama računala TCP/IP. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) podržava sve vrste razmjene podataka (e-mail, prijenos datoteka, telefoniju, audio i video signale, hipertekst, …).

DNS (Domain Name system) je sustav naziva domen. Obzirom da su IP adrese su numeričke i teško pamtljive pa se upotrebljavaju simboličke adrese. Upravo pretvaranje adresa iz numeričke u onu tekstualnu odrađuje DNS sustav. DNS određenim skupinama ili ustanovama daje ovlasti nad imenima.

Podaci mrežom putuju u obliku paketa. Izvorni podaci šalju se u obliku paketa od kojih svaki nosi:

• dio podataka
• informaciju o adresi računala pošiljatelja i računala primatelja
• redni broj
• na odredištu se paketi slože u jednu cjelinu