INFORMACIJSKI SISTEMI. OS in komunikacijski sistem Povezovanje informacijskega sistema s tehnološkim procesom

Transcription

1 INFORMACIJSKI SISTEMI OS in komunikacijski sistem Povezovanje informacijskega sistema s tehnološkim procesom

2 Delitev omrežij glede na razprostranost

3 Delitev omrežij glede na prostranost Računalni unalniška omrežja lahko delimo glede na velikost, funkcijo in tehnologijo prenosa podatkov. Glede na velikost delimo omrežja na: Lokalna omrežja LAN (Local Area Network) Mestna omrežja MAN (Metropolitan Area Network) Prostrana omrežja WAN (Wide Area Network) Sl. 3

4 Lokalna LAN omrežja Značilnosti LAN omrežij: pokrivajo področje stavbe ali več stab na razdalji do nekaj kilometrov velikost od dveh do več sto ali celo tisoč povezanih računalnikov in perifernih naprav LAN omrežja so zasebna omrežja imajo skupno upravljanje oz. administracijo skupna raba datotek, tiskalnikov in drugih naprav Sl. 4

5 Prostrana WAN omrežja Za prostrana WAN omrežja je značilno, da: nimajo geografskih omejitev pogosto povezujejo LAN omrežja na velikih razdaljah pri prenosu paketov je potrebno učinkovito usmerjanje od pošiljatelja do naslovnika tipične storitve so splet, elektronska pošta, oddaljen dostop, prenos datotek pogosto k WAN omrežjem prištevamo tudi MAN omrežja, ker gre v obeh primerih za povezovanje na večjih razdaljah Sl. 5

6 Sl. 6 Primerjava razprostanjenosti LAN in WAN omrežja

7 Prostrana WAN omrežja Tipičen primer WAN omrežij so tudi omrežja velikih podjetij, zlasti multinacinalk,, ki povezujejo svoje izpostave med seboj v WAN omrežje. Sl. 7

8 Prostrana WAN omrežja LAN omrežja se povezujejo med seboj v prostrano WAN omrežje preko usmerjevalnikov. Aplikacija Aplikacija LAN WAN LAN Usmerjevalnik Usmerjevalnik Sl. 8

9 OSI in TCP/IP komunikacijski model

10 Referenčni ni komunikacijski model OSI OSI model je referenčni ni (učni, vzorčni) komunikacijski model Predstavlja uradne (formalne de iure) ) standarde to je priporočila ila oz. zgled za pripravo drugih komunikacijskih standardov Nastal je pod okriljem mednarodne organizacije za standardizacijo ISO OSI model določa, kako se informacija iz aplikacije na enem računalniku preko omrežja prenese v aplikacijo na drugem računalniku. Referenčni ni OSI model deli omrežno komunikacijo v sedem slojev. Vsak sloj pokriva različne omrežne dejavnosti, opremo ali protokole. Referenčni ni model OSI predpisuje kako posamezen sloj komunicira in deluje z ostalimi sloji nad in pod njim. Vsaki sloj predstavlja zaključeno celoto. Sl. 10

11 Referenčni ni komunikacijski model OSI 7. aplikacijska plast - standardne aplikacijske storitve kot prenos datotek, prenos elektronske pošte, oddaljeno prijavljanje na računalnik 6. predstavitvena plast - predstavitev in pretvorba med različnimi formati (gif( gif, jpg, ASCII, Unicode,, mp3, doc, txt,, itd.) 5. sejna plast - vzpostavitev in upravljanje povezave 4. prenosna plast logična komunikacija med končnima nima računalnikoma za prenos sporočila 3. omrežna plast - naslavljanje in usmerjanje paketov skozi omrežje na osnovi IP naslova 2. povezavna plast - povezava med sosednjima vozliščema na osnovi MAC naslova 1. fizična plast fizični prenos bitov oz. signala Sl. 11 skozi komunikacijski kanal

12 Referenčni ni komunikacijski model OSI TCP/IP model OSI model Primerjava 4-plastnega TCP/IP in 7-plastnega OSI komunikacijskega modela Plast omrežnega vmesnika v TCP/IP modelu pokriva podatkovno in fizično plast v OSI modelu, aplikacijska plast TCP/IP modela pa aplikacijsko, predstavitveno in sejno plast OSI modela. Sl. 12

13 TCP/IP model in TCP/IP protokolni sklad Aplikacijska plast Transportna plast Internetna plast Povezavna oz. plast omrežnega vmesnika TCP/IP komunikacijski model določa: Sl. 13 število plasti (layer) naloge posameznih plasti povezavo med njimi potek komunikacije TCP/IP protokolni sklad določa: protokole,, ki pripadajo posameznim plastem TCP/IP komunikacijskega modela (FTP, SMTP, HTTP, DNS, TCP, IP, Ethernet,, itd.) in jih najdemo pod oznakami RFC xxxx (xxxx je številka protokola)

14 Pomen odprtih komunikacijskih standardov - protokolov TCP/IP TCP/IP komunikacijski protokoli so standardi, ki določajo pravila, po katerih poteka komunikacija med oddajno in sprejemno stranjo TCP/IP protokoli imajo oznako odprti,, kar pomeni, da jih lahko uporabljajo vsi proizvajalci, ne glede na platformo strojne opreme in ne glede na operacijski sistem oz. platformo programske opreme TCP/IP protokoli so industrijski standardi (dejanski - de facto),, ki so jih pripravili proizvajalci opreme v računalni unalniški industriji pod okriljem IETF (Internet Engineering Task Force ) Sl. 14

15 Potek komunikacije v TCP/IP modelu in TCP/IP protokoli Komunikacija med sprejemno in oddajno stranjo poteka po pravilih, ki jih določa a protokol, znotraj določene plasti Vsak protokol je zadolžen le za komunikacijo na določeni plasti,, zato za komunikacijo med dvema aplikacijama ne zadošča en sam protokol ampak več protokolov protokolnega sklada TCP/IP Protokoli se povezujejo med seboj oz. z drugimi protokoli TCP/IP protokolnega sklada na osnovi TCP/IP modela Sl. 15

16 Poimenovanje paketov podatkov pri prenosu skozi TCP/IP plasti Paketi imajo na vsaki plasti TCP/IP modela drugačno velikost, zato jih tudi drugače e poimenujemo: segment, datagram,, okvir Segment na transportni plasti Datagram - paket na internetni IP plasti Okvir (frame) na plasti omrežnega vmesnika Sl. 16

17 Naloge posameznih plasti v TCP/IP modelu najvišja ja aplikacijska (4. plast) Aplikacijska plast Preko te plasti imajo aplikacije dostop do omrežja. Standardne storitve aplikacijske plasti : http za prenos spletnih strani, POP3 in SMTP za e poe pošto, NNTP za prenos novic, FTP za prenos datotek, Telnet za dostop in uporabo oddaljenih računalnikov, SNMP za upravljanje omrežnih naprav, DNS za pretvorbo med domenskimi imeni in IP naslovi Sl. 17

18 Sl. 18 Naloge transportne (prenosne) plasti (3. plast) Transportna plast - Transportna plast zagotavlja storitev prenosa podatkov aplikacijski plasti med končnima nima računalnikoma Transportni protokol na transportni plasti skrbi za komunikacijsko sejo med končnima nima računalnikoma unalnikoma,, na katerih tečeta eta aplikaciji. Med njima se vzpostavi logična komunikacija. Glavna transportna protokola sta: TCP - Transmission Control Protocol UDP - User Datagram Protocol

19 Naloge internetne IP plasti (2. plast) Internetna plast IP Osnovna naloga internetne plasti je usmerjanje paketov,, ki jih imenujemo datagrami,, skozi vozlišča a v omrežju od izvornega IP naslova do ciljnega IP naslova, s pomočjo IP (Internet Protocol) protokola. Usmerjanje pomeni izbiro optimalnih poti na osnovi izvornega in ciljnega IP naslova. Sl. 19

20 Primerjava vloge transportne in internetne IP plasti Uporabnik PC Transportna plast povezuje preko logične povezave dva končna računalnika gostitelja Strežnik Internetna IP plast omogoča prenos skozi vozlišča (hop-by-hop) usmerjevalnik 1 usmerjevalnik 2 usmerjevalnik 3 Transportna plast logično povezuje dva končna na računalnika z aplikacijama, internetna IP plast pa poskrbi za prenos datagramov skozi množico vozlišč od uporabnika PC do strežnika. Sl. 20

21 Naloge povezavne oz. plasti omrežnega vmesnika (1. plast) Povezavna plast oz. plast omrežnega vmesnika Ta plast določa programsko in strojno opremo (software, hardware), ki omogoča a prenos TCP/IP prometa skozi različne tehnologije (npr. Ethernet) na prenosni medij (bakrena( parica,, optično vlakno, itd.). Različni protokoli določajo različne metode za dostop do medija. Ta plast je zadolžena za prenos okvira (frame-a) a) od enega do drugega vozlišča a preko medija Preko medija se prenese vsebina okvira bit za bitom. Na tej plasti imamo opraviti s fizičnim naslavljanjem na osnovi MAC naslovov. Sl. 21

22 Povezovanje med protokoli v TCP/IP modelu Aplikacije uporabljajo za prenos podatkov različne aplikacijske protokole. Na transportni plasti srečamo protokola TCP in UDP. Na internetni plasti sodeluje poleg nosilnega IP protokola še e več pomožnih protokolov (ICMP, IGMP, DHCP, RIP, itd.) Sl. 22

23 Vloga nosilnih protokolov TCP, UDP in IP Še e nekoliko drugačen prikaz prenosa različnih vrst podatkov (spletnih strani, e-poe pošte, upravljanja omrežnih naprav in prenos videa) skozi transportni komunikacijski sistem. Pri prenosu sodelujejo protokoli na različnih plasteh. Na najnižjem jem nivoju se podatki prenesejo brezžično po standardu Sl. 23

24 IP je nosilni protokol TCP-IP omrežij Slika prikazuje veliko število aplikacij in aplikacijskih protokolov, medtem ko je nosilni IP protokol en sam in vse poteka preko njega. Na spodnjem delu slike pa je spet veliko različnih protokolov za prenos preko različnih fizičnih omrežij ij. Slika spominja na peščeno eno uro z zoženim delom IP, ki predstavlja nosilni protokol Interneta. Sl. 24

25 Prenosni sistem in komunikacijski kanal

26 Prenosni sistem Prenosni sistem v ISO/OSI modelu tvorita - plast podatkovne povezave (podatkovna plast) in - fizična plast v TCP/IP modelu pa - plast omrežnega vmesnika (povezavna( plast) Sl. 26 TCP/IP OSI

27 Komunikacijski kanal Fizični del prenosnega sistema predstavlja komunikacijski kanal. Komunikacijski kanal tvorita : omrežni vmesnik (omrežna kartica NIC) in prenosni medij,, ki zagotavlja prenos signala med oddajno in sprejemno stranjo. V računalni unalniških omrežjih se uporabljajo: žični prenosi prenosi preko optičnih vlaken brezžični prenosi skozi prostor Sl. 27

28 Omrežna kartica - NIC Omrežna kartica NIC (Network( Interface Card) ) predstavlja povezavo naprave na komunikacijski kanal. NIC spada na fizično plast in plast podatkovne povezave v OSI modelu oz. na plast omrežnega vmesnika v TCP/IP modelu. Omrežna kartica vsebuje oddajnik in sprejemnik (tranceiver) signalov. Sl. 28

29 Omrežna kartica - NIC NIC fizično prenese podatkovne signale na žico ali v prostor in zbere podatkovni okvir pri sprejemu ali ga razbije na bite pri oddaji Interpretira fizični MAC naslov Določa, kdaj je primeren čas za oddajo okvira (npr. v ethernetnem LAN omrežju) NIC kartice se razlikujejo med seboj po dostopni metodi (npr. Ethernet,, obroč z žetonom), hitrosti prenosa, vrstah konektorjev (npr. RJ-45, SC), tipu vodila,, na katerega se povezuje v računalnik (npr. PCI, PCIe,, PCMCIA, USB, FireWire) Sl. 29

30 Sl. 30 Nastavitve Ethernet omrežne kartice Nastavitve Ethernet omrežne kartice : MAC naslov omrežne kartice informacijo, če e se uporablja DHCP ime gostitelja opis omrežne kartice IP naslov omrežne kartice čas dodelitve IP naslova in kdaj poteče IP naslov privzetega prehoda IP naslov DHCP strežnika IP naslov DNS strežnika V okolju Windows dobimo izpis vseh nastavitev preko ukazne vrstice z ukazom: ipconfig /all

31 Prenosni mediji Prenosni mediji omogočajo prenos signala med dvema vozliščema v omrežju (prenos bitov od izvora do ponora). Za prenos preko medija je potrebno signal pretvoriti v obliko, ki ustreza mediju in uporabiti fizične vmesnike v obliki konektorjev, antene, LED diode, itd. Skupine prenosnih medijev: Žični (parica( parica, posukana parica,, koaksialni kabel) Optično vlakno Brezžične povezave Povezava na poglavje o prenosnih medijih: mediji/01_kabli.html Sl. 31

32 Žični prenosi Neoklopljene posukane parice oz. UTP kabli: po dve žici sta posukani med seboj,, da se zmanjša a vpliv motenj in tvorita par v kablu so 4 pari žic konektor je RJ-45 so poceni in enostavni za uporabo dolžina je omejena na 100 m so občutljivi na motnje Vtičnica Vtič Sl. 32

33 Žični prenosi Oklopljene posukane parice oz. STP kabli in FTP kabli: Za razliko od UTP kablov so STP in FTP oklopljeni s kovinskim plaščem em,, ki pare žic varuje pred motnjami iz okolice oklop mora biti povezan na ozemljitev so dražji imajo boljšo o odpornost na motnje uporabljajo se v okolju, kjer je več motenj Sl. 33

34 Kvaliteta UTP kablov UTP kabli se ločijo med seboj po kvaliteti,, zato jih delimo v kategorije od CAT 1 do CAT 7. Danes se največ uporabljata kategoriji CAT 5e in CAT 6. Kategorijo CAT 5e uporabljamo za prenose do 100 Mb/s, čeprav omogoča a tudi višje hitrosti, CAT 6 pa za 100 Mb/s ali 1Gb/s. UTP kabli so lahko trdi,, pri katerih vsak vodnik predstavlja ena sama trda žica. Ta tip kablov se uporablja za fiksne povezave npr. od vtičnice do zbirnega mesta, ki ga predstavlja povezovalna plošča a (patch( panel). Pri mehkih UTP kablih, ki so lahko upogljivi,, pa posamezen vodnik sestavlja šop tankih žičk. Ti kabli se uporabljajo npr. za povezovanje na delovnem mestu od računalnika do vtičnice nice,, ker jih občasno vklapljamo in izklapljamo. Sl. 34

35 Povezovanje z UTP kabli UTP kablov za prenos podatkov ne polagamo skupaj z energetskimi kabli ampak ločeno v čim večji razdalji, da čimbolj zmanjšamo amo vpliv motenj. UTP kablov tudi ne upogibamo v majhen lok,, ker se jim poslabšajo ajo električne lastnosti UTP kablov ne vlečemo emo s silo Maksimalna dolžina UTP kablov, med dvema napravama, ne sme preseči i 100 m. Če e je dolžina večja moramo vgraditi obnavljalnik. Sl. 35

36 Ravni (direktni) in križni UTP kabli Pri povezovanju v Ethernet omrežjih uporabljamo direktne in križne kable. Križni (crossover( crossover) ) kabli se uporabljajo za povezavo med enakimi napravami na istem nivoju npr. med dvema računalnikoma, med dvemi stikali, itd. Na ta način dosežemo, emo, da se oddajna nožica Tx na eni strani poveže e s sprejemno nožico Rx na drugi strani. Tx+ PC PC Tx+ Rx- Tx- Rx+ Rx- Tx- Rx+ Sl. 36 Križni kabli

37 Ravni kabli Ravni (straight( straight-thru) ) kabli se uporabljajo za povezavo med napravami na različnih nivojih npr. med računalnikom in stikalom. PC stikalo Za sodobne naprave je značilno, da avtomatsko prepoznajo tip kabla in se mu prilagodijo,, zato lahko uporabljamo za Sl. 37 povezovanje obe vrsti kablov.

38 Koaksialni kabli Koaksialni kabli so tudi žični mediji. So bolj kvalitetni od UTP kablov,, vendar se uporabljajo malo, predvsem v CATV kabelskih omrežjih, ker so nerodni za uporabo in manj fleksibilni, pa tudi dražji, zlasti konektorji BNC. Koaksialni kabel sestavlja osrednja žica obdana s plastiko, ki jo ovija kovinski oplet. Oplet varuje kabel pred motnjami v okolici. žica za prenos signalov Sl. 38 BNC konektor kovinski oplet (oklop) za zaščito pred motnjami

39 Prenosni mediji optična vlakna Animacija prenosa v opt. vlaknu vlakna ki dajejo čvrstost kablu, da se ne pretrga Optična vlakna predstavljajo najboljši i način za prenos signalov Ključni del optičnega kabla je vlakno, to je sredica iz stekla ali plastike, ki jo obdaja obloga iz enake snovi,, vendar z drugačnim lomnim količnikom Osnova prenosov po optičnem kablu je svetlobni žarek,, ki se širi z odboji svetlobe od sten vlakna. Sl. 39

40 Lastnosti prenosov preko optičnih vlaken Optična vlakna imajo veliko prenosno zmogljivost najbolj zmogljiva tudi več 100 Gb/s Slabljenje pri optičnih vlaknih je zelo majhno, zato so primerni za prenose na velike razdalje Optična vlakna se zelo razlikujejo po kvaliteti, i, zato se manj kvalitetna uporabljajo za kratke prenose v lokalnih omrežjih (nekaj 10 do nekaj 100 m), zelo kvalitetna pa za dolge prenose v hrbtenicah omrežij (tudi 100 km in več) Dve ali več optičnih vlaken je združenih v optični kabel Sl. 40

41 Lastnosti prenosov preko optičnih vlaken Oddajnik pri optičnem vlaknu predstavlja LED oz. laserska dioda,, ki oddaja svetlobo Na sprejemni strani predstavlja sprejemnik foto-dioda ali foto- tranzistor, ki spremeni svetlobni signal v električnega Na prenose preko optičnih vlaken ne vplivajo elektromagnetne motnje Optična vlakna so varna pred udarom strele Prisluškovanje ni tako enostavno kot npr. pri žičnih ali brezžičnih prenosih Sl. 41

42 Brezžični prenosi Brezžični prenosi predstavljajo prenos elektromagnetnega valovanja skozi prostor Največ se uporabljajo mikrovalovni prenosi,, včasih v pa tudi IR infrardeči i prenosi, radijski prenosi in laserski prenosi Sl. 42

43 Lastnosti brezžičnih prenosov Pri mikrovalovnih in radijskih prenosih predstavlja antena oddajnik in sprejemnik Ker za prenos ne potrebujemo kablov, je brezžični prenos edina izbira za težko dostopne kraje in za začasne asne povezave Čas za vzpostavitev omrežja je kratek Brezžični prenosi omogočajo mobilnost uporabnikov Največ so v uporabi lokalna omrežja, ki delujejo po standardu IEEE b, g, n s komercialno oznako WiFi Sl. 43

44 Lastnosti brezžičnih prenosov Brezžična omrežja imajo kar precej slabosti: zelo so občutljiva na motnje ovire (npr. zidovi) zelo slabijo moč signala in njegovo razširjanje prisluškovanje je enostavno brezžični prenosi imajo veliko slabljenje,, saj moč signala slabi s kvadratom oddaljenosti od sprejemnika manjša a hitrost prenosa v primerjavi z žično povezavo Sl. 44

45 Hitrost prenosa in pasovna širina V računalni unalniških omrežjih, v katerih prenašamo amo digitalne podatke, podajamo pasovno širino (bandwidth( bandwidth) ) v bitih na sekundo (b/s ali bps). Tako npr. uporabljamo izraz pasovna širina v naslednjih primerih: prenosni kanal ima npr. pasovno širino 40 Gb/s pasovna širina UTP kabla je npr. 1 Gb/s prenos med napravama zavzema npr. pasovno širino 100 Mb/s. Pasovna širina pri digitalnem prenosu je tudi sinonim za prepustnost (throughput( throughput) in hitrost prenosa (data( transfer rate,, bit rate). Sl. 45

46 Topologije omrežij

47 Topologije omrežij Topologija omrežja pove, kako je omrežje fizično povezano (način povezave sestavnih delov omrežja med seboj). Poznamo naslednje osnovne fizične topologije: topologija vodila (bus( topology) topologija obroča a (ring " ) topologija zvezde (star " ) Sl. 47

48 Topologija vodila (Bus( topology) Vse postaje so priključene na skupen medij,, po katerem se prenašajo ajo vsi podatki postaje si delijo pasovno širino medija Topologija je enostavna,, poraba kablov pa majhna Prekinitev vodila ali kratek stik povzroči nedelovanje omrežja ja, napako pa je težko odkriti Istočasno lahko oddaja le ena postaja, sicer pride do trka Sl. 48 Animacija delovanja omrežja na topologiji vodila

49 Topologija zvezde (Star topology) Je najbolj razširjena oblika topologije Preprosta montaža vendar veliko kablov Postaje lahko dodajamo med delovanjem omrežja Pri izpadu ene povezave, ostalo omrežje deluje nemoteno Lažje odkrivanje napak v primerjavi z drugimi topologijami Če e izpade centralna točka, izpade celo omrežje Sl. 49 Animacija delovanja

50 Topologija obroča a (Ring topology) Topologija obroča a se redko uporablja Prenos paketov poteka v obroču u od računalnika do računalnika vedno v isti smeri Malo kablov,, vendar dražja izvedba zaradi zahtevnosti priključkov kov Pri dodajanju postaj se omrežje prekine Pri vsakem izpadu preneha delovati celotno omrežje je, napako pa je težko odkriti Več se uporablja topologija zvezde, ki pa deluje kot obroč Sl. 50 Animacija delovanja

51 Hibridne topologije omrežij Poleg osnovnih topologij imamo tudi več kombiniranih ali hibridnih topologij (ki so sestavljene iz več osnovnih): večnivojska zvezda topologija drevesa polna (popolna) topologija Sl. 51 splošna topologija,, ki je okrnjena polna topologija (ima manj povezav)

52 Topologija drevesa oz. hierarhična topologija S topologijo drevesa (tree( topology) oz. s hierarhično topologijo se največkrat srečamo v sodobnih LAN omrežjih. Sestavljena je iz topologije zvezd, ki so realizirane s stikali in povezane med seboj v več nivojih. Na najvišjem jem nivoju je običajno usmerjevalnik za povezavo več LAN omrežij med seboj in za povezavo v internet. Sl. 52

53 Polna (mesh( topology) ) in splošna (partial( mesh topology) ) topologija Polna topologija je zelo zanesljiva in odporna na izpade zaradi številnih redundantnih (podvojenih) povezav Izvedba je draga zaradi velikega števila kablov in vmesnikov Napake ni težko odkriti Namesto polne topologije se v praksi uporablja splošna topologija (partial mesh), ki ima še vedno redundantne povezave, vendar manj Sl. 53 Animacija delovanja

54 Topologije pregled lastnosti Topologija Prednosti Vodilo Uporaba je ekonomična na Sistem je enostavno postaviti Omrežje je enostavno razširiti Slabosti Upočasnjem prenos pri velikem prometu Napake je težko odkriti Prekinitev medija povzroči i izpad omrežja Obroč Zvezda Polna Enakovreden dostop za vse postaje Obremenitev se ne poveča a s povečanjem števila postaj Velika zanesljivost prenosa Enostavno priključevanje novih postaj Možen je centraliziran nadzor in upravljanje Napaka na eni postaji ali kablu ne vpliva na ostale Sistem deluje zanesljivo zaradi redundantnih povezav Napaka na eni postaji ali kablu zaustavi celoten promet Napake je težko odkriti Razširitev omrežja je možna le s prekinitvijo prometa Če e se poruši i centralna točka, se poruši celotno omrežje Potrebno je veliko kablov Sistem je drag zaradi velikega števila kablov Sl. 54

55 Naslavljanje v omrežjih

56 Naslavljanje v omrežjih MAC naslov IP naslov razredi IP naslovov javni in zasebni IP naslovi pomen maske omrežja naslovni prostor omrežja Sl. 56

57 Naslavljanje v omrežjih MAC naslov fizično naslavljanje MAC (Media( Access Code) Fizični naslov naprave IP naslov logično naslavljanje IP (Internet Protocol) Logični naslov naprave MAC naslov in IP naslov se nanašata ata na omrežni vmesnik, ne na celotno napravo Sl. 57

58 Naslavljanje v omrežjih MAC naslov fizično naslavljanje Naprave povezane v omrežje komunicirajo preko omrežnih kartic. Vsaka ima svoj fizični naslov ali MAC naslov. Ta naslov, je edinstven in ga proizvajalec zapeče e v mrežno kartico. MAC naslov je sestavljen iz 48 bitov, zapisanih z 12 šestnajstiškimi števili. Npr : A-3B-23 Prvih 6 števil (24 bitov) predstavlja proizvajalca omrežne kartice. Drugih 6 števil pa serijsko številko omrežne kartice. Broadcast MAC naslov : FF-FF FF-FF FF-FF FF-FF FF-FF Primerjava z matično številko državljana Sl. 58

59 Sl. 59 Naslavljanje v omrežjih IP naslov logično naslavljanje Vsaka naprava v omrežju ima svoj enolično določen 32-bitni IP naslov,, ki je razdeljen v 4 zloge (8 bitov), ki jih ponavadi zapišemo desetiško z vrednostmi od 0 do 255 in ločimo s pikami. Poleg IP naslova podajamo tudi 32-bitno masko omrežja. IP naslov lahko zapišemo v različnih številčnih zapisih Primer : desetiški zapis binarni (dvojiški) zapis AC šestnajstiški zapis

60 Sl. 60 IP protokol IP (Internet Protocol) ) je nabor programov, ki omogočajo prenos paketov skozi omrežje (omrežja), od ene do druge naprave, ki sta povezani v omrežje. Skozi omrežna vozlišča a se prenašajo ajo paketi (IP datagrami) po principu preklapljanja paketov. Pri prenosu paketov skozi omrežje sta ključnega pomena IP naslov izvora in IP naslov cilja. V uporabi sta dve verzije IP protokola : - IPv4 (32 bitni IP naslov) - IPv6 (128 bitni IP naslov) IP protokol je opisan v dokumentu RFC 791.

61 IP protokol IP protokol določa datagram : IP Datagrami poleg vseh drugih polj vsebujejo v glavi tudi : - IP naslov izvora,, ki sporočilo pošilja in - IP naslov cilja,, ki mu je sporočilo namenjeno. IP datagram Z IPv4 lahko naslovimo 2**32 naprav, z naslovi iz nabora od do Poleg IP naslova podajamo tudi 32-bitno masko omrežja Sl. 61

62 Zgradba IP naslova Vsak IP naslov je sestavljen iz DVEH delov: - Mrežni del naslova (network( part) - Del naslova, rezerviran za naprave (host part) Ločnico določa maska omrežja (network( mask) Maska omrežja nam pove, kateri del naslova predstavlja naslov omrežja in kateri del naslov naprave Sl. 62

63 Vloga maske omrežja Poleg IP naslova podajamo tudi 32-bitno masko omrežja ja,, ki je, tako kot IP naslov, razdeljena na 4 zloge (byte( byte). Z masko ločimo IP naslov na dva dela. Če e masko zapišemo binarno, del naslova z enicami (1) določa a naslov omrežja, v katerem se nahaja gostitelj, del naslova z ničlami (0) pa gostitelja IP: omrežje gostitelj gostitelj Maska: gostitelj Usmerjevalniki uporabijo za usmerjanje le omrežni naslov,, saj usmerjajo pakete le proti celotnemu omrežju, ne proti posameznemu gostitelju Sl. 63

64 Primer gostitelja z naslovom: IP: Maska: Vloga maske omrežja Če e zapišemo IP naslov in masko v binarni obliki, dobimo: IP: Maska: Naslov omrežja ja,, v katerem se nahaja gostitelj, je: Ker je število bitov, ki določajo gostitelja 8, je lahko v omrežju gostiteljev, to je = 254. Gostitelji imajo tako lahko vse naslove od do Najnižji ji naslov se uporablja za naslovitev omrežja, najvišji ji pa za razpršeno (broadcast( broadcast) ) naslovitev vseh gostiteljev v tem omrežju Sl. 64

65 Zapis maske ob IP naslovu IP masko pa lahko podajamo tudi z dodatkom neposredno ob naslovu IP.. V takem primeru namesto maske zapišemo ob IP naslov skupno število enic v maski. Za naš primer, kjer je maska , bi bil zapis IP naslova gostitelja v obliki: /24,, ker je v maski 24 enic. Sl. 65

66 IP naslov nam pove : Kaj nam pove IP naslov? naslov omrežja v katerem se naprava nahaja naslov naprave (vmesnika) v tem omrežju Primerjava s poštnimi naslovi : omrežje poštna številka naprava hišni naslov /ulica, hišna številka, priimek in ime/ (primek in ime matična številka) Sl. 66

67 Razredi IP naslovov Zaradi preglednosti so IP naslovi razdeljeni v razrede. V IP naslovu določajo razred prvi najbolj vredni biti (0, 10, 110, 1110) Naslednja skupina bitov (prefix( prefix) ) določa naslov omrežja Najmanj vredna skupina bitov (sufix( sufix) določa naslov računalnika znotraj omrežja prefix sufix Sl. 67

68 Razredi IP naslovov razred E: do Sl rezervirano za kasnejšo uporabo V čem se IP razredi razlikujejo med seboj?

69 Razredi naslovov IP Razredi se med seboj razlikujejo po dolžini maske! Razred Maska A bitov B bitov C bitov Sl. 69

70 Prikaz IP naslovnega področja nekega omrežja Primer: IP naslovno področje nekega omrežja je podano kot: /24 Določi i naslove! Omrežje pokriva 2 (32-24) 24) = 256 IP naslovov gostiteljev Sl. 70 Naslovi v tem omrežju so: naslov za razpršeno naslavljanje omrežja uporabimo za naslove postaj - gostiteljev naslov celotnega omrežja

71 Dodeljevanje IP naslovov Dodeljevanje IP naslov napravam je lahko : Statično - administrator ročno vpiše e IP naslov, ta se ne spreminja Dinamično no - DHCP (Dynamic( Host Configuration Protocol) strežnik v omrežju dodeljuje aktivnim postajam IP naslove iz vnaprej določenega nabora IP naslovov dinamično, no, preko DHCP protokola. Sl. 71

72 Kaj nas zanima? 1. Kako veliko je neko omrežje? To pomeni, koliko naprav lahko priključimo imo vanj. 2. Kje se začne in konča a neko omrežje? To pomeni, da nas zanima: naslov omrežja prvi veljavni naslov naprave zadnji veljavni naslov naprave broadcast naslov (naslov za razpršeno naslavljanje) Sl. 72

73 Primeri razdelitve naslovnega prostora za posamezne razrede IP naslovov

74 Razred C: IP naslovi od do naslov prvega omrežja v razredu C naslov prve naprave v prvem omrežju naslov druge naprave v prvem omrežju naslov zadnje naprave v prvem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v prvem omrežju naslov drugega omrežja v razredu C naslov prve naprave v drugem omrežju naslov druge naprave v drugem omrežju naslov zadnje naprave v drugem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v drugem omrežju naslov tretjega omrežja v razredu C naslov prve naprave v tretjem omrežju naslov druge naprave v tretjem omrežju naslov zadnje naprave v tretjem omrežju Sl naslov za razpršeno nasl.. v tretjem omrežju

75 naslov 256-tega omrežja v razredu C naslov prve naprave v 256-tem omrežju naslov druge naprave 256-tem omrežju naslov zadnje naprave v 256-tem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v 256-tem omrežju naslov 257-tega omrežja v razredu C naslov prve naprave v 257-tem omrežju naslov druge naprave 257-tem omrežju naslov zadnje naprave v 257-tem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v 257-tem omrežju naslov 258-tega omrežja v razredu C naslov prve naprave v 258-tem omrežju naslov druge naprave 258-tem omrežju naslov zadnje naprave v 258-tem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v 258-tem omrežju Sl. 75

76 naslov 259-tega omrežja v razredu C naslov prve naprave v 259-tem omrežju naslov druge naprave 259-tem omrežju naslov zadnje naprave v 259-tem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v 259-tem omrežju naslov 513-tega omrežja v razredu C naslov prve naprave v 513-tem omrežju naslov druge naprave 513-tem omrežju naslov zadnje naprave v 513-tem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v 513-tem omrežju naslov 514-tega omrežja v razredu C naslov prve naprave v 514-tem omrežju naslov druge naprave 514-tem omrežju naslov zadnje naprave v 514-tem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v 514-tem omrežju Sl. 76

77 naslov predzadnjega omrežja v razredu C naslov prve naprave v predzadnjem omrežju naslov druge naprave v predzadnjem omrežju naslov zadnje naprave v predzadnjem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v predzadnjem omrežju naslov zadnjega omrežja v razredu C naslov prve naprave v zadnjem omrežju naslov druge naprave v zadnjem omrežju naslov zadnje naprave v zadnjem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v zadnjem omrežju Sl. 77

78 Razred A: IP naslovi od do naslov prvega omrežja v razredu A naslov prve naprave v prvem omrežju naslov druge naprave v prvem omrežju naslov 256-te naprave v prvem omrežju naslov 257-te naprave v prvem omrežju naslov 258-te naprave v prvem omrežju naslov 513-te naprave v prvem omrežju naslov 514-te naprave v prvem omrežju naslov zadnje naprave v prvem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v prvem omrežju Sl. 78

79 naslov drugega omrežja v razredu A naslov prve naprave v drugem omrežju naslov druge naprave v drugem omrežju naslov 256-te naprave v drugem omrežju naslov 257-te naprave v drugem omrežju naslov 258-te naprave v drugem omrežju naslov 513-te naprave v drugem omrežju naslov 514-te naprave v drugem omrežju naslov zadnje naprave v drugem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v drugem omrežju Sl. 79

80 naslov zadnjem omrežja v razredu A naslov prve naprave v zadnjem omrežju naslov druge naprave v zadnjem omrežju naslov 256-te naprave v zadnjem omrežju naslov 257-te naprave v zadnjem omrežju naslov 258-te naprave v zadnjem omrežju naslov 513-te naprave v zadnjem omrežju naslov 514-te naprave v zadnjem omrežju naslov zadnje naprave v zadnjem omrežju naslov za razpršeno nasl.. v zadnjem omrežju Sl. 80

81 Elementi računalniškega omrežja

82 Obnavljalnik - Repeater Obnavljalnik (ponavljalnik( ponavljalnik, repeater) omogoča podaljšanje anje segmenta omrežja. Njegova naloga je, da obnavlja oslabljene in popačene signale. Animacija delovanja obnavljalnika Brez obnavljalnika je dolžina segmenta omejena na: Sl m pri posukanih paricah 185 m pri koaksialnem kablu

83 Stikalo - Switch Stikalo (switch( switch) povezuje računalnike in druge omrežne naprave med seboj. Stikala preklapljajo pakete iz enega na drug vhod na osnovi strojnih MAC naslovov na omrežni kartici. Poslan paket se prenese le k napravi, ki je naslovljena. Sl. 83

84 Preklopna MAC tabela omogoča a preklapljanje paketov iz enega na drug vhod stikala Preklopna tabela Port Gostitelj 10 A1-44-D5-1F-AA-4C 13 B2-CD-13-5B-E C3-2D-55-3B-A9-4F 16 D C4-B6-9F Ethernetno stikalo D C4-B6-9F UTP UTP UTP UTP z vhoda (porta) 15 okvir k MAC okvir za MAC naslovu C3-2D-... naslov C3-2D-... A1-44-D5-1F-AA-4C B2-CD-13-5B-E4-65 C3-2D-55-3B-A9-4F Za preklapljanje paketov stikalo uporablja tabelo z MAC naslovi, ki jo tvori na osnovi izkušenj - z učenjemu enjem,, to je s spremljanjem portov,, preko katerih se Sl. 84 prenesejo paketi do naslovnikov. Preklopna tabela se stalno obnavlja.

85 Vsak vhod stikala predstavlja svojo kolizijsko domeno Pri povezovanju računalnikov preko stikala predstavlja vsak vhod oz. računalnik svojo domeno.. Paket se prenese le med računalnikoma unalnikoma,, ki komunicirata med seboj. Vsakemu vhodu (portu( portu) ) pripada polna pasovna širina! Sl. 85

86 SYST STRT RPS UTIL DUPLXSPEED MODE Kolizijska domena, broadcast domena Vsak port na stikalu predstavlja svojo kolizijsko domeno Catalyst 2950 SERIES Vsi porti na stikalu so v skupni broadcast domeni Sl. 86

87 Kolizijska domena, broadcast domena Kolizijska domena: Je del omrežja, v katerem velja, da paket, ki ga en računalnik odda v omrežje, doseže e VSE naprave v tem delu omrežja (primer je hub). Če e dve napravi istočasno pošljeta paket v omrežje, pride do trka - kolizije. Broadcast domena: Je del omrežja, ki ga doseže broadcast paket, ki ga odda ena od naprav v omrežju in je namenjen VSEM napravam v broadcast domeni. Sl. 87

88 Pasovna širina stikala Pri uporabi stikala pripada celotna pasovna širina posameznemu portu oz. paru naprav, ki si prenašata ata paket. Stikalo omogoča a več istočasnih povezav (odvisno( od pasovne širine preklopne matrike).. Ta je večja pri stikalih, ki se uporabljajo v jedru oz. hrbtenici omrežja (100 %, 80 % pasovne širine vseh portov) ) in manjša a pri stikalih na nivoju delovne skupine (npr. 20 % pasovne širine vseh portov). Sl. 88

89 Stikala lahko povezujemo v več nivojih Stikala lahko povezujemo med seboj v več nivojih kaskadno povezovanje stikal.. Tako povečamo število portov. Na najnižjem jem nivoju so manj zmogljiva stikala delovne skupine, na višjem pa bolj zmogljiva hrbtenična na stikala,, ki med seboj povezujejo več delovnih skupin. Sl. 89

90 Vrste stikal Enostavno stikalo z 8 porti Stikalo za lokalno uporabo. Z dodatnimi stikali ga je mogoče razširiti in povečati število portov. Več stikal skupaj deluje kot Sl. 90celota stackable switch Stikalo jedra omrežja Cisco Catalyst 6513

91 Usmerjevalnik - Router Usmerjevalniki povezujejo omrežja med seboj in omogočajo prenos datagramov skozi številna vozlišča a in njihovo usmerjanje po optimalnih komunikacijskih povezavah od izvornega do ciljnega IP naslova. Usmerjevalnik je torej neke vrste kažipot med omrežji. Sl. 91

92 Sl. 92 Usmerjanje v omrežjih

93 Usmerjanje v omrežjih Usmerjevalnik usmerja podatke (pakete) med posameznimi omrežji Usmerjanje poteka na osnovi IP številk, zato je usmerjevalnik L3 naprava Da se v množici povezav med številčnimi omrežji poišče e najboljša a pot do ciljnega omrežja odjemalca, morajo usmerjevalniki poznati zemljevid poti do omrežij ali vsaj smer, ki jo mora ubrati paket na poti do cilja. Glavna naloga usmerjevalnika je najti najboljšo o pot do cilja to pomeni, da mora vsak hip vedeti, kam mora usmeriti pakete, ki pridejo nanj nj Usmerjevalniki omogočajo dosegljivosti omrežij z izbiro nadomestnih povezav, v primeru odpovedi primarnih povezav Naloga usmerjevalnikov je tudi omejevanje vpliva črvov, virusov in drugih napadov na omrežja z zavračanjem anjem posredovanja dvomljivih paketov Če e usmerjevalnik ne ve kje je ciljno omrežje, paket zavrže Usmerjevalnik ima dva ali več vhodov, kamor priključimo imo posamezna omrežja Sl. 93

94 Usmerjevalnik deli in povezuje omrežja Usmerjevalnik deli večje omrežje na manjša podomrežja in jih povezuje med seboj Sl. 94

95 Usmerjevalniki povezujejo omrežja med seboj Usmerjevalnik ločuje in povezuje podomrežja oz. omrežja med seboj Usmerjevalnik omogoča povezovanje med omrežji Sl. 95

96 Na vsakem vhodu usmerjevalnika je svoje omrežje! Omrežje 1 Računalnik A Usmerjevalnik U1 paket Paket se prenese skozi internet od A do B. Njegova pot predstavlja njegovo smer ( route ) Prenosna pot A-B Omrežje 2 Usmerjevalnik U2 Računalnik B Omrežje 3 Usmerjevalnika U1 in U2 povezujeta tri ločena omrežja (1, 2, 3) med seboj. Sl. 96

97 Usmerjevalnik ima le tri plasti po OSI modelu Usmerjevalniki Usmerjevalniki v v omrežju omrežju dobijo dobijo paket, paket, iz katerega iz katerega razberejo razberejo ciljni ciljni naslov, naslov, proti proti kateremu kateremu je je potrebno potrebno usmeriti usmeriti paket. paket. Ker je Ker osnovna je osnovna naloga naloga usmerjevalnika usmerjevalnika le prenos prenos paketa paketa v v izbrani izbrani smeri, smeri, ima ima usmerjevalnik usmerjevalnik le le spodnje 3 plasti 3 plasti OSI modela Sl. 97 Animacija prenosa skozi usmerjevalnik (zvočniki!)

98 Kako deluje usmerjevalnik Usmerjevalnik za svoje delovanje rabi informacijo: 1. O tem, katera omrežja so priključena neposredno na njegove vhode (direktno priključena omrežja) 2. O tem, kje so omrežja, ki niso direktno priključena nanj 3. O tem, kam naj pošlje podatke, za katere ne ve, kje se nahaja ciljno omrežje. Vsi ti podatki se nahajajo v usmerjevalni (routing( routing) ) tabeli. Informacije lahko dobi tako, da jih vpišemo ročno (statično) ali pa se jih nauči i sam dinamično no s pomočjo routing protokola. Sl. 98

99 Usmerjevalna tabela Vsak aktiven vmesnik na usmerjevalniku predstavlja neposredno povezavo usmerjevalnika v omrežje. Neposredna povezava je v usmerjevalni tabeli usmerjevalnika vidna šele, ko administrator vmesnik aktivira. Privzeto pozna usmerjevalnik samo neposredno nanj priključena omrežja. Le-ta so v usmerjevalni tabeli označena s črko C. Usmerjevalna tabela vsebuje tudi informacijo o smereh oziroma poteh do ostalih omrežjih, ki niso neposredno priključena na usmerjevalnik. Le-ta so v usmerjevalni tabeli označena s črko S. Usmerjevalna tabela je seznam najboljših poti, ki so usmerjevalniku znane. Usmerjevalnik je torej neke vrste kažipot med omrežji. Sl. 99

100 Usmerjevalna tabela Tipični vnosi v usmerjevalni tabeli Sl. 100

101 R Eth Eth2 Eth3 S2 R Eth2 S2 S1 S2 Primer: R3 Eth2 INTERNET R1 usmerjevalna tabela poti omrežja vmesniki C Eth1 C Eth3 C S2 C Eth2 S Eth3 S Eth3 S S2 S S2 Eth Eth Sl. 101

102 Vrste usmerjevalnikov Manjši i usmerjevalniki za povezovanje lokalnih omrežij v podjetjih in ustanovah (velikost kasete standardnih dimenzij 1RU (rack( unit) ali enostavno tudi 1U, širine 19 (48 cm) in višine ine 1.75 (4,45 cm), ki se vgrajujejo v omare (rack( rack). Sl. 102 Veliki usmerjevalniki pokrivajo večja področja in ISP

103 Primerjava stikal in usmerjevalnikov Ko primerjamo stikala in usmerjevalnike,, zaključimo: Stikala prenašajo ajo okvire na nivoju posameznega omrežja (LAN ali WAN omrežja) Usmerjevalniki prenašajo ajo pakete datagrame med omrežji in skozi internet Stikala uporabljajo za preklapljanje okvirov fizične MAC naslove vpisane v omrežnem vmesniku Usmerjevalnik uporabljajo za usmerjanje datagramov logične IP naslove,, ki jih dodeli internetni ponudnik Stikala so hitrejša od usmerjevalnikov Sl. 103

104 Sestavni deli omrežij po plasteh Obnavljalniki delujejo na najnižji ji 1. plasti OSI modela. Čeprav jih uvrščamo med aktivno opremo, je njihova naloga le obnavljanje signalov. Stikala spadajo na 2. plast (podatkovno) OSI modela. Hitro preklapljanje paketov se izvaja na osnovi fizičnih MAC naslovov.. Naprednejši i pa delujejo tudi že e na 3. plasti in so tako hkrati tudi v vlogi usmerjevalnika. Usmerjevalnike uvrščamo na 3.plast,, to je omrežno plast OSI modela, ki je zadolžena za usmerjanje paketov od izvora proti cilju na osnovi logičnih omrežnih naslovov (npr. IP naslov). Sl. 104

105 R1 usmerjevalna tabela: C: FE 0/0 C: FE 0/1 S: FE 0/1 Omrežne nastavitve R2 usmerjevalna tabela: C: FE 0/0 C: FE 0/1 S: FE 0/1 Usmer R1 FE 0/0 Vmesnik FE 0/1 MAC vmesnika IP FE 0/1 Vmesnik FE 0/0 MAC vmesnika IP Omrežje Vmesnik FE 0/1 MAC vmesnika IP FE 0/1 Usmer R2 FE 0/0 Vmesnik FE 0/0 MAC vmesnika IP FE 0/2 FE 0/2 Stikalo 1 Vmesnik FE 0/1 Vmesnik FE 0/2 MAC vmesnikov Status vmesnikov FE 0/1 FE 0/1 Omrežje Stikalo 2 Vmesnik FE 0/1 Vmesnik FE 0/2 MAC vmesnikov Status vmesnikov Omrežje Sl. 105 PC1 Vmesnik FastEthernet- FE MAC vmesnika IP Prehoda: IP Vmesnika: PC2 VmesnikFastEthernet- FE MAC vmesnika IP Prehoda: IP Vmesnika:

106 Pomembne omrežne nastavitve Nastavitve na omrežni kartici računalnika: MAC naslov omrežne kartice IP naslov omrežne kartice IP naslov privzetega prehoda (IP naslov vmesnika na usmerjevalniku) Nastavitve na usmerjevalniku : MAC naslov vmesnika IP naslov vmesnika (privzeti prehod za računalnik) Usmerjevalna tabela Sl. 106

107 Orodja za diagnostiko

108 Orodje Ipconfig Ipconfig se v glavnem uporablja za ogled nastavitev TCP/IP omrežja. Sintaksa ukaza je sledeča: Ipconfig Ipconfig nam prikaže e : - DNS nastavitve, - IP naslov, - masko podomrežja in - privzeti prehod. Ifconfig opravlja enako nalogo, le da lahko z njim nastavitve tudi spremenimo. Sl. 108

109 Orodje Ipconfig /all Sintaksa ukaza : Ipconfig /all Ipconfig /all nam prikaže e : - MAC naslov omrežne kartice - informacijo, če e se uporablja DHCP - ime gostitelja - opis omrežne kartice - IP naslov omrežne kartice gostitelja - čas dodelitve IP naslova in kdaj poteče - IP naslov privzetega prehoda - IP naslov DHCP strežnika - IP naslov DNS strežnika Sl. 109

110 Orodje Ping Orodje Ping se uporablja za preverjanje povezljivosti med dvema napravama v omrežju IP in za testiranje nastavitev TCP/IP. Deluje na omrežnem sloju. Orodje ping za delovanje uporablja protokol ICMP. Ping se uporablja predvsem za dva namena: ugotoviti ali lahko dosežemo emo naslovnika, ugotoviti ali se naslovnik odziva. Sintaksa ukaza je sledeča: Ping <gostiteljevo ime - DNS> ali <naslov IP gostitelja> Rezultat podaja informacije o uspešni oziroma neuspešni ni povezljivosti, številu izgubljenih IP paketov ter o obhodnih časih. Ping se lahko uporablja tudi za napad na sistem, zato nekateri sistemi ne odgovarjajo na zahteve ping. Sl. 110

111 Uporaba orodja Ping Kadar dobimo odgovor od postaje (v tem primeru ), vemo da je gostitelj dosegljiv in da se odziva na osnovne zahteve protokola IP. Sl. 111 Animacija

112 Uporaba orodja Ping za lokalni vmesnik S pinganjem lokalnega omrežnega vmesnika lahko preverimo pravilno namestitev protokolnega skladatcp/ip. V ukaznem oknu vpišemo: ping ali ping localhost Sl. 112

113 Orodje Tracert (Trace Route) Orodje Tracert (Trace Route) ) se uporablja : za preverjanje povezljivosti med dvema napravama v omrežju IP na omrežnem sloju ter za spremljanje poti potovanja IP paketov po omrežju. Orodje Tracert za delovanje uporablja protokol ICMP. Sintaksa ukaza je sledeča: Tracert <gostiteljevo ime - DNS> ali <naslov IP gostitelja> Orodje Tracert prikaže e vse prehode skozi usmerjevalnike do ciljnega sistema. Orodje se odzove s seznamom imen DNS ali naslovov IP vseh usmerjevalnikov, preko katerih so šli paketi po tej poti. Dodatno sledilnik pokaže čas za vsak poskus. Sl. 113

114 Primer storitve Tracert Spremljanje poti potovanja IP paketov do spletnega strežnika Google. Rezultat storitve podaja informacije o imenih, številu in obhodnih časih usmerjevalnikov na poti. Sl. 114

115 Napake pri komunikaciji Napačne omrežne nastavitve : - napačni ni IP naslovi, - napačne ne maske, - napačni ni IP naslov za privzeti prehod - napake v usmerjevalni tabeli - napačne ne nastavitve portov (status porta), Napačni tipi povezav Do napak lahko prihaja tudi zaradi : - vpliva motenj, - kvalitete kablov, - predolgih kablov, - polaganja kablov skupaj z energetskimi vodi, - prekinitve žic (npr. na konektorjih), - prevelike hitrosti, - predolgi segmenti Sl. 115

116 Napake pri komunikaciji Napake v komunikaciji so lahko tudi posledice napačnega nega načrtovanja omrežja : - izbira performančno no neustreznih stikal in usmerjevalnikov, - izbira neustreznih povezav (hitrost) - prevelika lokalna omrežja - neustrezni varnostni ukrepi Napake pa se pojavljajo tudi zaradi neustreznega vzdrževanja, predvsem opuščanja rednega vzdrževanja vseh gradnikov omrežja Sl. 116

117 Postopek odkrivanja napak Za preverjanja povezljivosti med napravami uporabimo orodja Ping Postopek poteka v več korakih : Prvi korak : Preverimo povezljivost med napravami znotraj samega podomrežja : PC < > < > PC, PC < > < > privzeti prehod, port na usmerjevalniku) Možne napake : - napačni ni IP naslovi - napačni ni IP naslov privzetega prehoda - napačni ni tip povezav - neaktivni status vmesnika na usmerjevalniku Sl. 117

118 Postopek odkrivanja napak Drugi korak : Preverimo povezljivost med usmerjevalnikoma Možne napake : - napačni ni IP naslovi - napačni ni tipi povezav - neaktivni status vmesnika na usmerjevalniku Tretji korak : Preverimo povezljivost med napravami iz prvega omrežja in napravami iz drugega omrežja in obratno! Možne napake : - napake v usmerjevalnih tabelah usmerjevalnikov - niso vpisane poti do omrežij, ki so dostopna preko sosednjih usmerjevalnikov Sl. 118

119 Pristopne metode

120 TCP/IP : Plast omrežnega vmesnika Aplikacijska plast Transportna plast Internetna plast Povezavna oz. plast omrežnega vmesnika Plast določa a HW in SW, ki omogoča a prenos TCP/IP paketov skozi različne tehnologije (Ethernet, Tocken Ring) na prenosni medij. Različni protokoli določajo različne metode za dostop do medija. Sl. 120

121 Pristopne metode Zakaj so potrebne pristopne metode? Računalniki, ki so medsebojno povezani v omrežje si morajo deliti dostop do prenosnega medija, ki jih povezuje. Računalniki si izmenjujejo dostop do omrežja, vsak za kratek čas. Če e dva računalnika istočasno posredujeta podatke v prenosni mediji, takrat paket podatkov prvega računalnika trči s paketom podatkov drugega računalnika in oba poslana paketa podatkov sta uničena ena. Analogija : tir-kabel, vlak-podatki, postaje-ra računalniki Sl. 121

122 Pristopne metode Zakaj so potrebne pristopne metode? Če e naj bodo podatki poslani iz enega računalnika po omrežju do drugega računalnika, mora obstajati način, da dostopajo do prenosnega medija brez trčenja v drug podatkovni paket. Sprejemni računalnik mora imeti zagotovitev, da med trčenjem podatek ni bil uničen. Pristopne metode zagotavljajo nadzor nad deljenim dostopom do medija in s tem zmanjšanje anje in odprava trkov med paketi. S tem zavarujejo omrežje pred trki in uničenjem paketov. Sl. 122

123 Kaj so pristopne metode? Sl. 123 Pristopne metode Pristopne metode so pravila, ki določajo, kako računalnik pošlje podatke v prenosni medij in kako te podatke sprejema iz njega. Ko se podatek enkrat premika po prenosnem mediju, pristopne metode pomagajo uravnavati potek omrežnega prometa. Kaj je naloga pristopnih metod? Pristopne metode preprečijo več računalnikom istočasni pristop do prenosnega medija. Namen pristopnih metod je zmanjšanje anje in odprava trkov med paketi. Zavarujejo omrežje pred uničenjem paketov. Nadzorujejo, da samo en računalnik hkrati vstavi podatke v prenosni medij in da pošiljanje in sprejemanje podatkov v prenosni medij poteka v urejenem vrstnem redu.

124 Pristopne metode Katere pristopne metode prevladujejo? Prevladujejo tri metode, ki so namenjene za preprečitev hkratne rabe omrežnega medija: - CSMA/CD (metoda z zaznavanjem prometa na mediju) - Obroč z žetonom (žetonska( metoda) - Gospodar - Suženj Pristopne metode delimo na : kolizijske metode ali tehnike dostopa s trki (npr. Ethernet) metode z rezervacijskim mehanizmom ( npr. Token Ring). Sl. 124

125 Pristopna metoda CSMA/CD Sl. 125 Ko računalnik zazna, da je medij prost in da po njem ni prometa, lahko prične pošiljati podatke. Ko računalnik enkrat odda podatke v omrežni medij, ne more noben drug računalnik prenašati ati podatkov, dokler originalni podatki ne dosežejo ejo cilja in je medij ponovno prost. Če e dva ali več računalnikov pošlje podatke ob natančno no istem času, bo prišlo do trka med podatki. Če e se to zgodi, oba vpletena računalnika prenehata oddajati in po nekem naključnem nem času poskusita prenos ponoviti. Vsak računalnik ima različno zakasnitev, s tem pa se zmanjša a možnost, da bi računalniki ponovno pričeli oddajati istočasno.

126 Pristopna metoda CSMA/CD Pri uporabi metode Carrier Sense Multiple Access Colision Detecded (CSMA/CD), vsak računalnik v omrežju, tako odjemalec kot tudi strežnik, nadzoruje omrežni promet v prenosnem mediju. Računalniki poslušajo ali zaznavajo prenos po liniji (Carrier- Sense). Mnogi računalniki v omrežju želijo oddajati podatke in vsi imajo enakovreden dostop do medija (Multiple Access). To sme uspeti le enemu, v nasprotnem primeru pride do trkov. Če e računalnik zazna trk, počaka določen čas, dokler ne začne ponovno prenašati ati (Colision Detecded). Sl. 126

127 Sl. 127 Pristopna metoda CSMA/CD

128 Pristopna metoda CSMA/CD Pazljivost pri CSMA/CD Več kot je računalnikov na omrežju, večji je promet v omrežju. S povečanjem prometa se poveča a tudi število trkov, večkrat pa je potrebno ponovno poslati pakete. CSMA/CD lahko postane počasna dostopna metoda. Animacija Sl. 128

129 Obroč z žetonom Pri pristopni metodi, znani kot obroč z žetonom (token passing), poseben vzorec bitov, imenovani žeton (token), kroži i po kabelskem obroču u od računalnika do računalnika. Ko želi katerikoli računalnik v obroču u poslati podatke v omrežje, mora počakati na prosti žeton. Sl. 129 Ko računalnik zazna prost žeton v omrežju, lahko prevzame nadzor nad omrežjem. Podatke, ki jih želi odposlati doda v prosti žeton, ki potuje po omrežju. Računalnik doda v paket tudi svoj naslov in naslov računalnika, ki mu pošilja podatke. Paket gre od računalnika do računalnika. Vsak računalnik v omrežju prejme paket in preveri ciljni naslov. V primeru, da se ta naslov ujema z njegovim, prekopira podatkovni paket.

130 Obroč z žetonom Ko okvir prispe na cilj, mu sprejemnik doda oznako, da je sporočilo sprejel. Paket nato posreduje naslednjemu računalniku, četudi je paket že e prišel do ciljnega računalnika. Paket potuje nato do računalnika, ki je paket poslal.. Oddajni računalnik odstrani podatkovni paket in pošlje v omrežje žeton, ki dovoljuje pošiljanje podatkov drugim računalnikom. Dokler je žeton v lasti nekega računalnika, ostali računalniki ne morejo prenašati ati podatkov. Ker je v danem trenutku lahko samo en računalnik lastnik žetona, ni nobenega prepira in trkov. Prav tako ni zakasnitev računalnikov, da ponovno pošljejo okvirje kot je to na vodilu. Protokol je manj občutljiv na obremenitev Najbolj razširjeno omrežje tega tipa je obroč z žetonom (Tocken( Ring). Animacija Sl. 130

131 Metoda gospodar - suženj Tipična metoda pri RS-485 vodilu, ki omogoča a večto točkovno komunikacijo naprav preko ene same linije s prepletenim parom žic. V določenem trenutku je le ena od naprav na vodilu gospodar (master( master),, ostale naprave pa predstavljajo sužnje (slave) in le poslušajo oziroma sprejemajo signale na liniji. Gospodar mora nasloviti napravo s katero želi komunicirati Naslovljena naprava nato sprejema ukaze in pošilja podatke Vloga gospodarja se lahko menja Sl. 131

132 Sl. 132 RS 485 segment

133 Sl. 133 RS 485 vodilo

134 Industrijska omrežja

135 Industrijska omrežja Industrijska omrežja so nastala zaradi : - razvoja avtomatizacije in - potrebe po nadzoru procesov in naprav Industrijska omrežja omogočajo povezovanje in medsebojno komuniciranje med : - senzorji, - aktuatorji, - krmilniki in - upravljavskimi sistemi Sl. 135

136 Industrijska omrežja Industrijska omrežja zagotavljajo medsebojno komunikacijo napravam za nadzor, krmiljenje in avtomatizacijo : - v industrijskih okoljih, - pri sistemih za nadzor in krmiljenje v zgradbah, - pri sistemih za nadzor in krmiljenje v avtomobilski industriji Konkretni predstavniki industrijskih omrežij: Profibus, Interbus (industrijsko okolje) Konnex, LonWorks, BACNet (zgradbe) CAN (avtomobilska industrija) Sl. 136

137 Industrijska omrežja Procesi, oziroma naprave krmilnega sistema morajo biti sposobne komunicirati med seboj. Komunikacija (pretok informacij) je razdelimo v tri sloje. Za zagotavljanje nemotenega izvajanja predvidenih operacij, se informacije nenehno prenašajo ajo znotraj nivojev (horizontalna komunikacija) ter med nivoji (verikalna( komunikacija). Upravljalski nivo Nivo avtomatizacije-krmiljenja Nivo polja (Field) 3. nivo 2. nivo 1. nivo Sl. 137

138 Nivo polja ( Field ) Na nivoju polja (Field( Field) ) se nahajajo končne ne oziroma področne naprave (stikala, senzorji, merilniki in aktuatorji). Te naprave tipično izvajajo nastavitve kot so vklapljanje, nastavljanje, poročanje, merjenje, itd. Če e imajo te naprave dodan mikroprocesor, mikrokrmilnik ali mikroračunalnik jih imenujemo inteligentne komponente. Za te naprave je običajno, da lahko pošiljajo in sprejemajo sporočila (zaporedje bitov) preko vodila. Te naprave bodisi izvajajo neposredno medsebojno komunikacijo ali pa komunicirajo z nadzornimi regulacijskimi napravami na področju avtomatizacije. Sl. 138

139 Nivo polja ( Field ) Industrijska omrežja so na procesnem nivoju polja (Field( Field) najpogosteje implementirana s topologijo serijskega vodila (Bus). Generično no ime za tovrstna serijska vodila v industrijskih omrežjih je»fieldbus«v slovenski literaturi pa se je prijelo ime»procesno področno vodilo«. Topologija vodila navadno omogoča a splošno ali skupinsko naslavljanje. Sl. 139

140 Nivo krmiljenja in upravljanja Komunikacija na nivoju krmiljenja in upravljanja zahteva medsebojno povezovanje večjega števila naprav na globalnem nivoju. Ta komunikacija v marsičem spominja na komunikacijo v LAN Ethernet omrežjih. Razlika se pojavlja predvsem : - v obsegu in pomenu prenesenih informacij - v okoljih in pogojih uporabe. Če e je pri LAN omrežjih glavna skrb zagotavljanje čim večje propustnosti (bitna hitrost), je pri vodilih za izvajanje krmiljenja v industriji na prvem mestu odzivnost sistema (delovanje v realnem času). LON (Local( Operating Networks) ) je lokalno omrežje za prenos podatkov v realnem času, kar je nujen pogoj za uspešno delovanje sistema industrijske avtomatizacije. Običajno je uporabljena topologija zvezde ali topologija obroča. Sl. 140

141 Sl. 141 Profibus dostop do medija

142 Glavni predstavniki industrijskih protokolov Protokol Kratica Področje uporabe Namen in naloga Proces Field Bus Profibus Industrijsko okolje Industrijska omrežja in krmiljenje procesov Interbus IBS Industrijsko okolje Industrijska omrežja in krmiljenje procesov Konnex KNX Zgradbe Nadzor in krmiljenje v zgradbah Local Operating Networks LON Zgradbe Nadzor in krmiljenje v zgradbah Building Automation and Control Network BACNet Zgradbe Nadzor in krmiljenje v zgradbah Control Area Network Sl. 142 CAN Avtomobilska industrija Krmiljenje v avtomobilski industriji

143 Protokoli v industrijskih okoljih Industrijska omrežja so namenjena komunikaciji v okoljih z industrijsko avtomatizacijo. Medsebojno povezujejo večje število razmeroma enostavnih naprav, zgrajenih okrog mikroračunalnikov ali mikrokrmilnikov,, ki pri opravljanju nalog komunicirajo med seboj in s tem tvorijo zaključen sistem. Povod za razmah industrijskih omrežij je bila vpeljava»inteligentnih«in»zanesljivih«procesov, pri katerih področne naprave (senzorji, aktuatorji, merilniki, regulatorji, krmilniki) in podobne inteligentne naprave same izvajajo številne naloge v zvezi z obdelavo signalov in odločanjem, ki bi ga sicer moral izvajati centralni računalnik. S pomočjo industrijskih omrežij je mogoče e sprotno preverjanje pravilnosti lastnega delovanja teh naprav in parametriranja (nastavljanja, usmerjanja) na daljavo. Podatki se takoj pri samem viru digitalizirajo in se preko industrijskih omrežij praviloma prenašajo ajo v digitalni obliki. To zagotavlja nižje stroške, večjo zanesljivost in večjo prilagodljivost. Sl. 143

144 Profibus (Process Field Bus) Profibus je standard za procesno področno vodilo za komunikacijo v avtomatizaciji. Med področnimi vodili ima Profibus zagotovo največ praktičnih implementacij, saj ga v svojih proizvodih uporablja podjetje Siemens. Profibus je zasnovan v skladu z OSI komunikacijsko arhitekturo, pri kateri implementira prvi (fizični), drugi (podatkovni) in sedmi (aplikativni) sloj. Grajen je na komunikacijskem principu master/slave /slave. Centralni kontroler (Fieldbus Master) ) ciklično čita informacije od področnih enot (Fieldbus( Slaves) ) in zapisuje izhodne vrednosti vanje. Družino standardov Profibus,, ki se za komunikacijo uporabljajo v sistemih avtomatizacije sestavljajo med seboj združljive verzije : - Profibus-FMS, - Profibus-DP, - Profibus-PA PA Profibus-FMS se praktično ne uporablja več,, nadomestil ga je Profibus-DP Sl. 144

145 Profibus - DP Omrežje Profibus-DP je optimizirano za povezavo oddaljene periferije (Decentralized Peripherals) ) s centralnim krmilnikov. Določa a samo spodnja dva nivoja OSI. Profibus-DP je lahko izveden z bakrenim kablom ali z optičnimi vodniki in dosega prenosne hitrosti do 12 Mbit/s. Sl. 145

146 Profibus - PA Omrežje Profibus-PA PA pomeni razširitev vodila Profibus-DP za uporabo v nevarnih okoljih, kot so kemična in naftna industrija, proizvodnja eksploziva. Zasnovano za potrebe procesov avtomatizacije (Proccess( Automation). Omogoča a priklop več senzorjev in aktuatorjev na eno samo linijo dvožilnega vodila v skladu s standardom IEC Komunikacija poteka s tokovi šibkih vrednosti, kar omogoča uporabo tudi Težava pa je, da so prenosne hitrosti omejene na 31,25 kbit/s. Sl. 146

147 Sl. 147 Profibus - PA

148 Profibus fizični sloj Fizični sloj pri standardu Profibus je najpogosteje izveden na podlagi standarda RS485. Pri RS485 se kot prenosni medij uporablja oklopljena parica. Prenosna hitrost je odvisna od kvalitete medija (kabla) in je obratnosorazmerna z dolžino segmenta. Za dolžine 1200m se običajno uporablja hitrost 93,75 Kbit/s, najvišja ja dovoljena hitrost je 12 Mbit/s, pri razdaljah do 100m. Na posamezen segment je lahko priključenih do 32 postaj, v omrežje s ponavljalnikom pa do 127 postaj. Med dvema priključnima postajama ne smejo biti več kot trije ponavljalniki. Za priključitev itev postaj se uporablja 9-polni 9 konektor DB9. Sl. 148

149 Sl. 149 Profibus fizični sloj

150 Profibus - dostop do vodila Dostop do vodila je izveden s pozivanje in podajanjem žetona. Postaje, povezane v omrežje lahko delimo na aktivne in pasivne. Aktivne oziroma nadrejene postaje, si v predvidenem zaporedju podajajo žeton. Na ta način tvorijo logični obroč.. Ko aktivna postaja dobi žeton, za določen čas postane nadrejena vodilu. Nadrejena aktivna postaja lahko s pozivanjem pošlje ali sprejme podatke kateri koli drugi pasivni ali aktivni postaji, nato pa žeton preda naslednji aktivni postaji. Pasivne oz. podrejene postaje niso vezane v logični obroč in same od sebe ne smejo začeti z oddajo podatkov. Profibus dostop do medija Sl. 150

151 Profibus Da bi v omrežju Profibus omogočili kratke odzivne čase, je potrebno omogočiti čim krajši i obhodni čas žetona, kar je mogoče e doseči i z majhnim številom aktivnih postaj v omrežju. Sl. 151

152 Sl. 152 Interbus Pogosto se uporablja za prenašanje anje podatkov med krmilnimi sistemi in prostorsko razmeščenimi enimi moduli s senzorji (senzorji temperature, pozicijska stikala). Topologija omrežja Interbus je obroč. Ena naprava (Master( Master) ) je nadrejena ostalim podrejenim napravam (Slave). Nadrejena naprava skrbi za inicializacijo in pravilno delovanje omrežja. Podrejene naprave opravljajo vhodno-izhodne funkcije : krmilijo procese in od njih sprejemajo podatke. Naprave so med seboj vezane v serijo - nadrejena je vezana na prvo podrejeno, ta na naslednjo podrejeno in tako naprej. Zadnja podrejena naprava je vezana na nadrejeno napravo in tako sklene obroč. V obroču u mrežni gospodar (Master( Master) ) podatke sekvenčno no pomika od točke do točke obroča a (od ene podrejene naprave do naslednje podrejene naprave). Vsaka naprava v obroču u deluje kot pomični register, ki simultano sprejema in oddaja podatke s 500 khz. Dejanski prenos podatkov med postajami ustreza standardu RS-485.

153 Interbus - struktura protokolnega sklada Protokol Interbus temelji na OSI referenčnem nem modelu, zaradi potreb in učinkovitosti pa izkorišča a le 1., 2. in 7. sloj. Aplikacijska plast 7. sloj Podatkovni kanal procesa Podatkovni kanal parametrov 2. sloj Povezovalna plast 1. sloj Fizična plast Sl. 153

154 Interbus Fizični sloj določa časovne parametre (bitna hitrost) ter obliko kodiranja prenašanih anih informacij. Podatkovni sloj zagotavlja celovitost podatkov ter upravlja ciklične prenose preko vodila. Na višjih nivojih se nahajata dva podatkovna kanala, procesni in parameterski. Prvi se uporablja za prenos podatkov iz senzorskih in aktuatorskih naprav, drugi pa za povezavno orientirano izmenjavo sporočil po modelu odjemalec- strežnik. Na fizičnem nivoju se podatki običajno prenašajo ajo po dvožilnem kablu s hitrostjo 500 kb/s. Podatki, ki se prenašajo ajo preko vodila Interbus so oblikovani v telegrame dolžine 8 bitov. Sl. 154

155 Sl. 155 Protokoli za nadzor in krmiljenje v zgradbah Pri prvotnih omrežjih za nadzor in krmiljenje v zgradbah so bili senzorji in aktuatorji z žicami neposredno povezani s centralnim krmilnim sistemom. Ta je bil odgovoren za zbiranje vseh podatkov in za izvedbo vseh funkcij, V primeru izpada so povzročili izpad celotnega sistema. Razvoj mikroračunalni unalniških sistemov je omogočil decentralizirano obdelavo podatkov kar na strani senzorjev in aktuatorjev.. Tovrstni decentralizirani sistemi, izvedeni na krmilnikih s programirljivo logiko, imajo vgrajen v komunikacijski vmesnik, zaradi česar odpade potreba po velikem številu žic za medsebojno povezavovanje med številnimi senzorji, aktuatorji in krmilniki. Z mikročipi ipi je mogoče e izdelati senzorje in aktuatorje z vgrajeno inteligenco. Tako vezje ima tudi povezavo na vodilo, kar omogoča a neposredno komunikacijo z ostalimi napravami v omrežju. To omogoča a izgradnjo omrežja, ki omogoča a kakovostno krmilno funkcionalnost. Najbolj poznana standarda sta Konnex in LonWorks (Local Operating Network LON)

156 Protokoli za krmiljenje v avtomobilski industriji Sodobno vozilo je danes kompleksen mehatronski sistem, saj vsebuje čedalje več senzorjev in aktuatorjav.. Klasična nepregledna dvožilna vodila danes nadomeščajo ajo sodobna procesna vodila. Ta se uporabljajo tudi pri diagnosticiranju okvar in odkrivanju napak pri vozilih. Protokoli v avtomobilskih okoljih morajo pri prenosu podatkov zagotavljati kratek, oziroma predvidljiv odzivni čas, saj je to bistvenega pomena za sisteme, ki delujejo v realnem času (pravočasno asno delovanje zavor). Danes najbolj uveljavljen protokol v avtomobilski industriji je CAN (Control( Area Network) CAN glavni omreži i sistem v skoraj vseh avtomobilističnih proizvodnjah. Sl. 156

157 Protokoli za krmiljenje v avtomobilski industriji Kaj je CAN Bus? CAN Bus je večto točkovno področno serijsko podatkovno vodilo, ki ga je razvil Robert Bosch in je hitro zasedlo pomembno vlogo v avtomobilski in letalski industriji. CAN (Controller( Area Network - področno omrežje krmilnikov) je protokol serijskega vodila, na katerega se priključijo ijo individualni sistemi in senzorji. Kot alternativa klasičnim večž čžičnim povezavam, samostojna žica ali par žic omogoča avtomobilskim komponentam komunikacijo s hitrostjo do 1Mbps. Sl. 157

158 Protokol CAN CAN je področno serijsko komunikacijsko omrežje, namenjeno za upravljanje med seboj povezanih krmilnih modulov, senzorjev in aktuatorjev,, ter nadzor in diagnosticiranje porazdeljenih procesov, ki delujejo v realnem času. CAN zagotavlja varen komunikacijski kanal za izmenjavo, do 8 bytov velikih sporočil, med omrežnimi vozlišči. i. CAN na vodilu (CAN bus) ) komunicira s poplavljanjem (broadcast( broadcast), kar pomeni, da vsa vozlišča a slišijo ijo poslana sporočila. Pošiljanje sporočil na eno samo izbrano vozlišče e ni mogoče. Filtriranje sporočil izvaja CAN strojna oprema na vsakem od vozlišč lokalno, tako da vozlišče e sprejme zgolj tista sporočila, ki so mu dejansko namenjena. Zaradi zanesljivega prenosa podatkov, integrirane detekcije napak k in cenovno dostopnih modulov, se je CAN razširil tudi izven avtomobilske industrije (plovila, stroji, medicina, druga industrijska okolja). Sl. 158

159 Protokol CAN Glavne lastnosti CAN: Dostopnost več nadzornih naprav na vodilo (multi( multi-master) Naključni dostop na vodilo s postopkom izogibanja trkom (collision( avoidance) Kratka sporočila (do 8 zlogov podatkov na sporočilo) Prenos podatkov od 100 kbit/s do 1 Mbit/s pri sukanih parih (do 2 Mbit/s pri optičnih vodnikih) Velike dolžine komunikacijskega vodila (do 1 km) avtomatska-sinhronizacija sinhronizacija definirane prioritete sporočil implementirana toleranca napak fizična plast različne implementacije (RS485, ISO high-speed (diferenčne ne napetosti), ISO low-speed (enojna napetost), svetlovodniki,, galvanska ločitev, itev, Sl. 159

160 Arhitektura CAN Največja ja prednost CAN vodila je v tem, da ima procesor en sam vmesnik (CAN vmesnik), ki omogoča a komunikacijo z ostalo periferijo (senzorji, aktuatorji,, drugi moduli) in ne uporablja svojih I/O enot za komunikacijo z vsemi ostalimi napravami v nekem sistemu. V avtomobilski industriji to pomeni tudi zmanjšanje anje stroškov in teže e v avtomobilih. Sl. 160

161 Arhitektura CAN CAN arhitektura določa a spodnja dva nivoja po OSI modelu : - fizični nivo in - podatkovno-povezovalni povezovalni nivo. CanOpen protokol predstavlja zgornje nivoje nad spodaj ležečim CAN protokolom. Glavne lastnosti CAN fizične plasti so naslednje: diferenčno no dvo-žilno vodilo ali sukani par z ali brez oklopa oddajno/sprejemna CAN naprava (CAN transceiver) možnost kodiranja (oblikovanje in razpoznava bita): PWM (pulzno-širinska modulacija), NRZ, Manchester kodiranje, sinhronizacija Sl. 161

162 Arhitektura CAN Podatkovno-povezovalni nivo Podatkovno-povezovalna plast varne in transparentne izmenjave podatkov med napravami, ki komunicirajo preko skupne fizične plasti. Pri tem opravlja tudi nalogo ugotavljanja in odpravljanja napak pri prenosu, opravlja nadzor nad sprejemanjem in oddajanjem, ter omogoča a in upravlja dostop do prenosnega medija. Sl. 162

163 Pred uporabo CAN Bus vodila Od začetka štiridesetih let prejšnjega stoletja so avtomobilski proizvajalci svoja vozila nenehno izpopolnjevali z vgrajevanjem naraščajo ajočega števila elektronskih komponent. Z razvojem tehnologije so vozila postajala vedno bolj kompleksna, saj so elektronske komponente na eni strani zamenjevale mehanske sisteme, drugod pa so skrbele za dodatno udobje in varnost. Pred uvedbo CAN Bus protokola so vozila vsebovala ogromne količine ine žic, ki so bile potrebne za povezave različnih elektronskih komponent. Sl. 163

164 Pred uporabo CAN Bus vodila Zaradi ogromne količine ine žic je dodatna vgradnja elektronskih komponent zahtevala od vgrajevalca razumevanje medsebojne komunikacije komponent, prav tako pa je bilo potrebno izvesti več priključitev itev na različnih delih vozila. Sl. 164

165 Začetki CAN Bus uporabe Prvo CAN Bus vozilo je bil BMW 850 coupe,, ki je prišel na tržišče e leta S skrajšanjem anjem žic za 2km, se je skupna teža a vozila zmanjšala ala za več kot 50kg, potrebna pa je bila le polovica priključkov. kov. Prvič so lahko vsi avtomobilski sistemi in senzorji medsebojno komunicirali z zelo velikimi hitrostmi (25kbps - 1Mbps) po samo dveh žicah. Posledično pa je uvedba CAN Bus-a povzročila še e večjo kompleksnost vozila in onemogočila vgradnjo neoriginalnih dodatkov v vozilo. Sl. 165

166 Začetki CAN Bus uporabe V letu 2006 je bilo več kot 70% prodanih vozil v EU in ZDA) opremljenih s CAN Bus tehnologijo, trenutno pa bi naj bila ta številka že e blizu 100%. Zaradi tega brez vmesnika v nova vozila ni možno vgraditi analognih sistemov (razen samostojnih, ki ne delujejo v povezavi z obstoječo elektroniko v vozilu - npr. parkirni senzorji). Sl. 166