1. ISPIT

Koje su osnovne zadaće mrežnog sloja na uređaju pošiljatelju i uređaju primatelju?
Navedite i objasnite tri osnovne funkcije mrežnog sloja.
Što su usmjernici i koje zadatke obavljaju?
Objasnite postupak enkapsulacije na mrežnom sloju.
Što je gateway ili zadani pristupnik i koji mu je zadatak?
Objasnite postupak dekapsulacije na mrežnom sloju.
Navedite pune nazive bar četiri protokola mrežnog sloja.

Osnovne zadaće mrežnog sloja

Na uređaju pošiljatelju i primatelju

Routiranje: Odabir najbolje rute za podatke.
Prenošenje paketa: Upravljanje prijenosom paketa između mrežnih segmenata.
Logička adresacija: Dodjeljivanje i upravljanje IP adresama.

Tri osnovne funkcije

Adresacija: Dodjeljuje IP adrese uređajima.
Routiranje: Odabire najbolju rutu za pakete koristeći rutne tablice.
Fragmentacija: Razdvaja velike pakete u manje, te ih ponovno sastavlja.

Usmjernici (Routeri)

Usmjeravanje paketa: Odabir optimalne rute.
Održavanje rutnih tablica: Pohranjivanje informacija o mrežnim putevima.
Povezivanje mreža: Omogućuje komunikaciju između različitih mreža.

Postupak enkapsulacije

Dodavanje zaglavlja: Podacima iz transportnog sloja dodaje se IP zaglavlje.
Formiranje paketa: Podaci i IP zaglavlje čine IP paket.
Prosljeđivanje nižem sloju: IP paket ide u podatkovni sloj.

Gateway ili zadani pristupnik

Prosljeđivanje paketa: Omogućuje izlaz iz lokalne mreže prema drugim mrežama.

Postupak dekapsulacije

Primanje paketa: Mrežni sloj prima paket iz podatkovnog sloja.
Uklanjanje zaglavlja: Uklanja IP zaglavlje.
Prosljeđivanje podataka: Podaci idu u transportni sloj.

Protokoli mrežnog sloja

IP (Internet Protocol)
ICMP (Internet Control Message Protocol)
IGMP (Internet Group Management Protocol)
ARP (Address Resolution Protocol)

Navedite osnovne funkcije IP protokola.
Objasnite što znači da je IP bespojni protokol. Što zbog toga trebaju raditi protokoli viših razina?
Čemu služi polje Identifikacija? Čemu služi polje Pomak fragmenta?
Što znači kratica i čemu služi polje TTL? Kolika može biti vrijednost u polju TTL i što se događa kad padne na nulu?
Što je MTU? Kako utječe na promet paketa?
Objasnite fragmentiranje paketa, odnosno što je i kako se odvija fragmentacija.
Koji su glavni nedostaci fragmentiranja paketa?
Što je ICMP protokol i za što se koristi?
Navedite četiri različite vrste (tipove) ICMP poruka.
Objasnite kako funkcionira naredba ping. Koje nam podatke daje kao odgovor?
Objasnite funkcioniranje ARP protokola. Što je ARP request, a što ARP reply?
Čemu služi i od čega se sastoji ARP tablica? Koja je razlika između ARP tablice i MAC tablice?
Objasnite RARP protokol.

Osnovne funkcije IP protokola

Adresacija: Dodjeljuje jedinstvene IP adrese uređajima na mreži.
Usmjeravanje: Odabire najbolji put za prijenos podataka od izvorišta do odredišta.
Fragmentacija i sastavljanje: Razdvaja velike pakete u manje fragmente i ponovno ih sastavlja na odredištu.
Enkapsulacija: Omotava podatke iz viših slojeva dodavanjem IP zaglavlja.

IP kao bespojni protokol

IP je bespojni protokol, što znači da ne uspostavlja stalnu vezu između pošiljatelja i primatelja prije slanja podataka. Zbog toga:

Protokoli viših razina kao što su TCP moraju osigurati pouzdan prijenos podataka putem mehanizama za potvrdu, ponovno slanje izgubljenih paketa, te uspostavljanje i zatvaranje veze.

Polje Identifikacija i Pomak fragmenta

Polje Identifikacija: Koristi se za jedinstvenu identifikaciju paketa koji su fragmentirani, omogućujući ponovno sastavljanje na odredištu.
Polje Pomak fragmenta: Označava poziciju fragmenta u odnosu na početak originalnog paketa, pomažući pravilnom sastavljanju fragmenata.

TTL (Time to Live)

Kratica: TTL
Svrha: Ograničava životni vijek paketa u mreži kako bi se spriječilo beskonačno kruženje.
Vrijednost: Može biti od 0 do 255. Kada padne na nulu, paket se odbacuje i šalje se ICMP poruka o isteklo vremenu.

MTU (Maximum Transmission Unit)

Definicija: Maksimalna veličina paketa koji se može prenijeti preko mrežnog segmenta.
Utjecaj: Ako paket premašuje MTU, mora biti fragmentiran, što može utjecati na performanse zbog dodatne obrade.

Fragmentacija paketa

Što je: Proces razdvajanja velikih paketa u manje dijelove (fragmente) kako bi se prilagodili MTU-u mreže.
Kako se odvija: Paketi se fragmentiraju na pošiljateljskom uređaju ili usmjerivaču, a svaki fragment dobiva IP zaglavlje s poljima za identifikaciju i pomak. Na odredištu se fragmenti ponovno sastavljaju.

Glavni nedostaci fragmentiranja paketa

Smanjenje performansi: Dodatna obrada i ponovno sastavljanje fragmentiranih paketa.
Rizik gubitka podataka: Gubitak jednog fragmenta može uzrokovati neupotrebljivost cijelog paketa.
Sigurnosni rizici: Fragmentacija može biti iskorištena za napade, poput fragmentacijskih napada.

ICMP protokol

Definicija: Internet Control Message Protocol
Namjena: Koristi se za dijagnostiku i izvješćivanje o mrežnim problemima, kao što su nedostupnost odredišta ili isteklo vremensko ograničenje.

Četiri vrste ICMP poruka

Echo Request: Zahtjev za ping.
Echo Reply: Odgovor na ping.
Destination Unreachable: Odredište nedostupno.
Time Exceeded: Vrijeme za paket je isteklo (TTL je nula).

Naredba ping

Funkcioniranje: Šalje ICMP Echo Request poruku i čeka Echo Reply poruku.
Podaci: Vraća informacije o dostupnosti i vremenu odziva između dva uređaja.

ARP protokol

Definicija: Address Resolution Protocol
Namjena: Povezuje IP adrese s fizičkim (MAC) adresama.

ARP request i ARP reply

ARP request: Upit za MAC adresu uređaja na temelju poznate IP adrese.
ARP reply: Odgovor s traženom MAC adresom.

ARP tablica

Svrha: Pohranjuje IP-MAC parove za brži pristup.
Sastav: Sadrži IP adrese i odgovarajuće MAC adrese.
Razlika od MAC tablice: ARP tablica povezuje IP adrese s MAC adresama, dok MAC tablica (u usmjerivačima i switch uređajima) mapira MAC adrese na fizičke portove uređaja.

RARP protokol

Definicija: Reverse Address Resolution Protocol
Namjena: Mapira fizičke (MAC) adrese na IP adrese, koristeći se u scenarijima gdje uređaji nemaju IP adresu pri podizanju sustava (primjerice diskless radne stanice).

Na koja se dva načina može konfigurirati IP adresa? U kojem načinu i u kojim slučajevima sudjeluje administrator.
Kada se primjenjuje, na kojem sloju djeluje i kako funkcionira protokol DHCP? Koji uređaji mogu biti DHCP poslužitelji?
Objasnite strukturu IPv4 adrese. Čemu služi mrežna maska?
Koje su adrese loopback i čemu služe?
Kako razlikujemo adresne razrede/klase A, B i C? Čime počinju mrežne adrese u razredu C? Koliko računala pri tom može biti u mreži?
Koja je razlika između javnih i privatnih adresa?
Objasnite ukratko tehniku NAT prevođenja adresa.
Objasnite ukratko tehniku PAT prevođenja adresa.
Što omogućava postupak podmrežavanja? Koje su dobrobiti tog postupka?
Na koji se način određuje broj podmreža? Što u formuli označava n?
Na koji se način određuje broj hostova u mreži? Što u formuli označava n?
Što je i što omogućuje VLSM? Zašto je uveden VLSM?
Koja je mrežna adresa prvog hosta na drugoj dozvoljenoj podmreži ako je zadana mreža 192.168.1.0/24 tako da u svakoj podmreži možemo adresirati najviše 14 hostova?

Konfiguracija IP adrese

IP adresa može se konfigurirati na dva načina:

Statička konfiguracija:
- Administrator: Ručno postavlja IP adresu, mrežnu masku, gateway i DNS poslužitelje na uređaju.
- Primjena: Koristi se u malim mrežama, za servere ili uređaje koji zahtijevaju stalnu IP adresu.
Dinamička konfiguracija:
- Protokol: DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) automatski dodjeljuje IP adrese uređajima.
- Primjena: Koristi se u većim mrežama gdje je upravljanje IP adresama teško ili nepraktično ručno.

DHCP protokol

Djelovanje: Na mrežnom sloju (Network Layer).
Funkcioniranje: DHCP poslužitelj dodjeljuje IP adrese uređajima na mreži putem DHCP Discover, Offer, Request i Acknowledge poruka.
DHCP poslužitelji: Mogu biti routeri, serveri ili namjenski DHCP uređaji.

Struktura IPv4 adrese

Struktura: IPv4 adresa sastoji se od 32 bita, podijeljena u četiri okteta (npr. 192.168.1.1).
Mrežna maska: Označava koji dio adrese pripada mreži, a koji dio hostovima (npr. 255.255.255.0).

Loopback adrese

Adrese: 127.0.0.1 do 127.255.255.255.
Svrha: Koriste se za testiranje i komunikaciju unutar istog uređaja.

Adresni razredi A, B i C

Razred A: Počinje s 0xxx (0.0.0.0 – 127.255.255.255), omogućuje do 16 milijuna hostova.
Razred B: Počinje s 10xx (128.0.0.0 – 191.255.255.255), omogućuje do 65 tisuća hostova.
Razred C: Počinje s 110x (192.0.0.0 – 223.255.255.255), omogućuje do 254 hosta.

Javno i privatno adresiranje

Javne adrese: Globally unique, dodjeljuje ih ICANN.
Privatne adrese: Koriste se unutar lokalnih mreža (npr. 192.168.x.x, 10.x.x.x, 172.16.x.x).

NAT (Network Address Translation)

Opis: Mijenja privatne IP adrese u javne za prijenos podataka preko interneta.
Svrha: Omogućava višestrukim uređajima s privatnim IP adresama pristup internetu koristeći jednu javnu IP adresu.

PAT (Port Address Translation)

Opis: Proširenje NAT-a koje koristi različite portove za razlikovanje više privatnih adresa koje koriste istu javnu adresu.
Svrha: Omogućava višestrukim uređajima pristup internetu istovremeno koristeći jednu javnu IP adresu.

Podmrežavanje

Opis: Dijeli veće mreže na manje podmreže radi poboljšanja upravljanja i sigurnosti.
Dobrobiti: Povećava efikasnost korištenja IP adresa, poboljšava sigurnost i performanse mreže.

Određivanje broja podmreža

Formula: $2^n$ , gdje je $n$ broj bitova posuđenih za podmrežu.

Određivanje broja hostova

Formula: $2^n – 2$ , gdje je $n$ broj bitova preostalih za hostove.

VLSM (Variable Length Subnet Mask)

Opis: Omogućuje korištenje podmrežnih maski različite duljine unutar iste mreže.
Svrha: Fleksibilnija alokacija IP adresa prema potrebama, smanjuje rasipanje adresa.

Mrežna adresa prvog hosta na drugoj dozvoljenoj podmreži

Za mrežu 192.168.1.0/24 s podmrežama koje omogućuju 14 hostova:

Podmrežna maska: /28 (255.255.255.240).
Podmreže: 192.168.1.0, 192.168.1.16, 192.168.1.32, itd.
Druga podmreža: 192.168.1.16.
Prva adresa hosta: 192.168.1.17 (192.168.1.16 je mrežna adresa, 192.168.1.31 je broadcast adresa).