Jezik mreže, protokoli

Ishodi

OŠ INF A.7.1. prepoznaje i opisuje ulogu glavnih komponenti računalnih mreža, istražuje kako obilježja strojne opreme utječu na mrežne aktivnosti, koristi se zajedničkim dijeljenjem resursa na mreži
odr A.3.1. objašnjava osnovne sastavnice prirodne raznolikosti
uku A.3.1. učenik samostalno traži nove informacije iz različitih izvora, transformira ih u novo znanje i uspješno primjenjuje pri rješavanju problema
ikt A.3.2. učenik se samostalno koristi raznim uređajima i programima
ikt C.3.2. učenik samostalno i djelotvorno provodi jednostavno pretraživanje, a uz učiteljevu pomoć složeno pretraživanje informacija u digitalnome okružju

Ciljevi učenja

Razumjeti osnovne komponente mreže i ulogu protokola.
Identificirati i opisati različite vrste poslužitelja i protokola.
Primijeniti znanje o mrežnim protokolima u rješavanju svakodnevnih zadataka.
Razvijati vještine suradnje, istraživanja i kritičkog mišljenja kroz grupni rad i projektne zadatke.

UVOD

Zamislite kako bi vaš svakodnevni život izgledao bez interneta. Kako biste komunicirali s prijateljima i obitelji, učili nove stvari ili pronašli zabavu? Internet je postao neizostavan dio naših života, ali rijetko se pitamo kako on zapravo funkcionira. Danas ćemo istražiti osnovne pojmove mrežnog jezika i protokola, ključne za razumijevanje funkcioniranja interneta. Na kraju lekcije, razumjet ćete kako vaša svakodnevna interakcija s internetom, poput slanja e-pošte ili preuzimanja datoteka, funkcionira u pozadini.

Internet omogućava brzu i jednostavnu komunikaciju između milijardi uređaja širom svijeta. No, što se događa kada kliknete na poveznicu, pošaljete e-poštu ili preuzmete datoteku? Kako vaša računala komuniciraju s drugim računalima? Koji se “jezici” koriste za prijenos tih informacija? Ova pitanja su ključna za razumijevanje osnova mrežnog komuniciranja.

U ovoj lekciji, istražit ćemo i svijet mrežnih protokola – skupova pravila koja omogućuju računalima da međusobno komuniciraju. Naučit ćemo što su to protokoli, kako se koriste različiti protokoli za različite vrste komunikacije i zašto je to važno za naše svakodnevno korištenje interneta. Također ćemo se osvrnuti na konkretne primjere iz stvarnog života kako bismo shvatili važnost i praktičnu primjenu ovih pojmova.

Pripremite se za dublje razumijevanje mreža koje omogućuju komunikaciju između naših digitalnih uređaja, pružajući nam svakodnevne informacije i usluge.

Svakodnevno korištenje interneta privlači sve više korisnika zahvaljujući raznovrsnim i korisnim uslugama koje nudi. Međutim, povećanje broja korisnika može uzrokovati zagušenje mreže, što dovodi do usporavanja ili privremenog prekida u pružanju određenih usluga. Kako bi se minimiziralo opterećenje mreže i osiguralo njezino glatko funkcioniranje, primjenjuje se korisničko-poslužiteljski model koji se pokazao vrlo učinkovitim uz podršku odgovarajućih programa.

U šestom smo razredu učili da je korisničko-poslužiteljski model utemeljen na neravnopravnom odnosu između dviju vrsta računala na mreži te podjeli uloga među njima. Što to znači?

GLAVNI DIO

Korisničko-poslužiteljski model

U korisničko-poslužiteljskom modelu, računalna mreža se temelji na odnosu između dviju vrsta računala – klijenata (korisnika) i poslužitelja. Taj odnos nazivamo “neravnopravnim” jer klijenti (korisnici) i poslužitelji imaju različite uloge i odgovornosti u mreži.

Ovaj model omogućuje djelotvornu podjelu zadataka između korisnika i poslužitelja, što optimizira performanse mreže.

Računalo korisnik (klijent)

Uloga: Korisnik uvijek započinje komunikaciju s poslužiteljem. Korisničko računalo šalje zahtjeve za podatke, usluge ili izvršenje nekih zadataka.
Računalo poslužitelj (server): Poslužiteljsko računalo prima te zahtjeve, obrađuje ih i šalje odgovore natrag klijentu.
Kapacitet: Korisničko računalo je obično manje moćno od poslužiteljskog računala jer nije namijenjeno za kontinuirani rad i obradu velikog broja zahtjeva.

Računalo poslužitelj (server)

Uloga: Poslužitelj, ili server, je računalo koje pruža usluge drugim računalima (klijentima) na mreži. Uloga poslužitelja je čekanje na zahtjeve od klijenata, obrada tih zahtjeva i slanje odgovora.
Kapacitet: Poslužiteljska računala su obično snažnija od klijentskih računala jer moraju obraditi veliki broj zahtjeva istovremeno. Često su dizajnirana za neprekidan rad s visokim performansama i pouzdanošću.
Primjeri: Mrežni poslužitelji (koji pružaju mrežne stranice), datotečni poslužitelji (koji omogućuju prijenos datoteka), mail poslužitelji (koji upravljaju slanjem i primanjem e-pošte).

Stoga, možemo zaključiti da korisnik (klijent) i poslužitelj komuniciraju tako da korisnik šalje zahtjev poslužitelju, poslužitelj obrađuje taj zahtjev i potom šalje odgovor korisniku, a faze komunikacije između korisnika i poslužitelja su:

Upit: Korisnik šalje zahtjev poslužitelju.
Obrada: Poslužitelj obrađuje zahtjev.
Odgovor: Poslužitelj šalje odgovor korisniku.

Primjer

Online kupovina: Kada kupujete nešto online, vaša narudžba (zahtjev) ide na poslužitelj trgovine. Poslužitelj obrađuje vaš zahtjev, provjerava dostupnost proizvoda i vraća odgovor s potvrdom vaše narudžbe.

Pregledavanje web stranica: Kada posjećujete često posjećivane web stranice, vaš preglednik pohranjuje (kešira) podatke poput slika i stilskih listova. Sljedeći put kad posjetite tu stranicu, podaci se brže učitavaju jer se dohvaćaju iz keša umjesto s poslužitelja.

Neravnopravni odnos

Neravnopravni odnos znači da klijent i poslužitelj nemaju jednak status ili funkcije u mreži:

Klijent: Aktivno šalje zahtjeve. Uloga klijenta je inicijativa – traženje informacija ili usluga.
Poslužitelj: Pasivno čeka i obrađuje zahtjeve. Uloga poslužitelja je odgovor – pružanje traženih informacija ili usluga.

Na čemu se temelji internet?

Internet je globalna (svjetska) mreža koja povezuje milijarde uređaja diljem svijeta. Omogućuje razmjenu podataka i komunikaciju između korisnika, čime postaje ključna infrastruktura za moderne društvene, poslovne i obrazovne aktivnosti.

Internet se temelji na korisničko-poslužiteljskom modelu, gdje postoje dva tipa računala: klijenti (korisnici) i poslužitelji (serveri). U ovom modelu, klijenti uvijek započinju komunikaciju s poslužiteljima tražeći podatke, usluge ili izvršenje nekog zadatka, dok poslužitelji čekaju zahtjeve i odgovaraju na njih.

Propusnost veze (bandwidth)

PRIMJER 1

Zamislite da vozite automobil na autoputu. Ako je autoput širok i ima mnogo traka, promet teče glatko i vozila mogu brzo stići do svog odredišta. No, ako je autoput uzak i ima samo jednu traku, dolazi do zagušenja, promet se usporava, a putovanje traje dulje. Slično tome, propusnost veze u mrežama određuje koliko “širok” je put kojim podaci putuju od jednog uređaja do drugog.

PRIMJER 2

Zamislite da organizirate veliki događaj u vašem gradu. Da bi svi gosti mogli ući u dvoranu, ulazna vrata moraju biti dovoljno široka da propuste veliki broj ljudi u kratkom vremenskom razdoblju. Ako su vrata preuska, stvorit će se gužva i ulazak će biti usporen, smanjujući ukupnu učinkovitost događaja. Slično tome, propusnost mreže određuje koliko podataka može proći kroz mrežnu vezu u jedinici vremena.

Prema tome, propusnost veze (bandwidth) je mjera količine podataka koja se može prenijeti preko mrežne veze u određenom vremenskom periodu. Odnosno, propusnost veze (bandwidth) je maksimalna količina podataka koja se može prenijeti preko mrežne veze u određenom vremenskom periodu. Mjeri se u bitovima po sekundi (bps) ili megabitima po sekundi (Mbps), što je ključno za aktivnosti koje zahtijevaju prijenos velike količine podataka, poput streamanja videozapisa, preuzimanja datoteka ili online igranja.

Primjer

Ako imate internet vezu s propusnošću od 100 Mbps, to znači da vaša veza može prenijeti do 100 megabita podataka svake sekunde.

Streaming videozapisa: Kada gledate videozapise na platformama poput YouTubea ili Netflixa, visoka propusnost veze omogućuje brže učitavanje i reprodukciju videa bez zastoja ili smetnji. Smanjena propusnost može uzrokovati učestalo prekidanje i lošu kvalitetu videa.

Važnost

Veća propusnost omogućuje brži prijenos podataka i bolju performansu mreže. To znači da što je veća propusnost veze (bandwidth), mreža može prenijeti više podataka u jedinici vremena, što rezultira bržim i efikasnijim prijenosom informacija.

Napomena! Propusnost veze (bandwidth) i brzina interneta su povezani pojmovi, ali nisu potpuno isti.

Brzina interneta odnosi se na stvarnu brzinu prijenosa podataka koju doživljavate tijekom korištenja interneta. Mjeri se također u bps ili Mbps, ali uključuje različite faktore koji mogu utjecati na performanse: zagušenost mreže, kvaliteta veze, udaljenost od poslužitelja, opterećenje poslužitelja, interferencija (smetnje iz okoline: debeli zidovi, udaljenost od rutera i sl.), vrsta korištene tehnologije, broj povezanih uređaja.

Primjer

Iako imate vezu s propusnošću od 100 Mbps, vaša stvarna brzina interneta može biti niža zbog čimbenika kao što su zagušenost mreže, kvaliteta veze, udaljenost od poslužitelja, i opterećenje na mreži.

Vrste poslužitelja i protokola (normi)

U svijetu mrežnog komuniciranja, poslužitelji i protokoli igraju ključnu ulogu u omogućavanju prijenosa podataka između različitih uređaja.

Norme ili protokoli su skupovi pravila koja određuju kako se podaci prenose i obrađuju na mreži. Služe da osiguravaju standardiziranu komunikaciju između različitih uređaja i sustava. Definiraju način na koji se podaci formiraju, šalju, primaju i obrađuju, osiguravajući kompatibilnost i interoperabilnost između različitih sustava i uređaja, što znači da, bez obzira na proizvođača ili specifičnu implementaciju, uređaji mogu međusobno komunicirati, dijeliti podatke i raditi zajedno učinkovito.

Svaka vrsta poslužitelja koristi specifične protokole za prijenos podataka preko mreže kako bi osigurala efikasnu i sigurnu razmjenu informacija. U tablici ispod prikazane su najčešće vrste poslužitelja, pripadajuće protokole te primjere njihove svakodnevne upotrebe.

POSLUŽITELJ	PROTOKOL		PRIMJERI SVAKODNEVNE UPOTREBE PROTOKOLA
Poslužitelj mrežnih stranica	HTTP/HTTPS	HyperText Transfer Protocol HyperText Transfer Protocol Secure	kada pretražujete internet i otvarate mrežne stranice HTTP se koristi za prijenos mrežnih stranica bez šifriranja podataka, pa su podaci preneseni putem HTTP-a ranjivi na presretanje i napade. HTTPS se koristi za siguran prijenos mrežnih stranica, šifrirajući podatke kako bi osigurao povjerljivost i integritet informacija (npr. prilikom pristupanja bankovnim stranicama ili web shopovima).
Poslužitelj datoteka	FTP/SFTP/FTPS	File Transfer Protocol Secure File Transfer Protocol File Transfer Protocol Secure	kada preuzimate ili učitavate datoteke na mreži FTP se koristi za prijenos datoteka. SFTP i FTPS se koriste za sigurniji prijenos datoteka.
Poslužitelj e-pošte	SMTP/POP3	Simple Mail Transfer Protocol Post Office Protocol 3	kada šaljete i primate e-poštu SMTP – koristi se za slanje e-pošte POP3 – koristi se za preuzimanje e-pošte

Tko odabire protokol? Kako to funkcionira?

Korisnici obično ne odabiru protokol izravno (osim ako posebno ne konfiguriraju klijentski softver za određenu svrhu). Umjesto toga, softver koji koriste (npr. mrežni preglednik, email klijent) automatski odabire odgovarajući protokol na temelju URL-a ili adrese koju korisnik unosi. Npr.

Mrežni preglednik:

Kada korisnik unese URL koji počinje s http://, preglednik koristi HTTP protokol.
Kada korisnik unese URL koji počinje s https://, preglednik koristi HTTPS protokol.

Email klijent:

Kada korisnik šalje email, email klijent koristi SMTP protokol.
Kada korisnik preuzima email, email klijent koristi POP3 ili IMAP protokol.

FTP klijent:

Kada korisnik koristi FTP klijent (npr. FileZilla) za prijenos datoteka, klijent koristi FTP, SFTP ili FTPS ovisno o konfiguraciji poslužitelja i postavkama klijenta.

Primjer

Upotreba e-maila: Kada šaljete e-mail, koristite SMTP protokol za slanje poruke na mail poslužitelj. Primateljev mail klijent koristi POP3 ili IMAP protokol za preuzimanje te poruke s poslužitelja.

Što se događa kada se dogodi zagušenje mrežnog poslužitelja – “pad poslužitelja”?

Opis problema
Svaki mrežni poslužitelj može istovremeno obraditi samo ograničen broj korisničkih zahtjeva. Ako previše korisnika pokuša pristupiti poslužitelju u isto vrijeme, dolazi do zagušenja. To znači da poslužitelj postaje nedostupan ili usluge koje pruža postaju vrlo spore ili potpuno nedostupne.

Kada se pojavljuje problem?
Problem se može pojaviti u različitim situacijama, primjerice:

Online natjecanja: Kada se na web stranici Loomen odvija natjecanje Dabar ili natjecanje iz Informatike. Oba natjecanja odvijaju se online, a veliki broj učenika iz cijele Hrvatske sudjeluje istovremeno. To može uzrokovati preopterećenje poslužitelja jer mnogi korisnici pokušavaju istovremeno pristupiti stranici.
Potkraj školske godine: Velik broj učitelja i učenika pristupa e-Dnevniku istovremeno, što može premašiti kapacitet poslužitelja.

Rješenje problema za korisnike
Najjednostavnije rješenje je pričekati nekoliko minuta i zatim ponovno pokušati pristupiti poslužitelju. Ponekad osvježavanje stranice može pomoći ako je zagušenje kratkotrajno. Ako zagušenje traje dulje vrijeme, obavijestite pružatelja usluga ili administratora poslužitelja kako bi mogli poduzeti potrebne mjere. U gore navedenim slučajevima, to je CARNET – Hrvatska akademska i istraživačka mreža, koja pruža tehničku podršku i upravlja mnogim obrazovnim platformama, uključujući Loomen i e-Dnevnik.

Primjer
Online koncerti ili događaji uživo: Prilikom prijenosa uživo koncerata ili događaja, veliki broj gledatelja može uzrokovati zagušenje poslužitelja, što može rezultirati sporijim učitavanjem stranice ili prekidima u prijenosu.

Zašto je važno razumijevanje mrežnih protokola?

Razumijevanje mrežnih protokola ključno je za rad s računalima i mrežama, odnosno za efikasnu komunikaciju na internetu. Znanje o tome kako se podaci prenose i obrađuju omogućuje nam bolje upravljanje mrežama, poboljšanje sigurnosti i optimizaciju performansi. Također, ovo znanje je temeljno za karijere u IT-u, kao što su mrežni administratori, programeri i sigurnosni stručnjaci.

Vježbe

Vježba 1: Istražite razliku između HTTP i HTTPS protokola.

Pronađite primjere mrežnih mjesta koja se koriste sigurnosnim protokolom HTTPS. Izaberite neka na koji ćete prikazati rezultate pretrage.

Vježba 2. Odigrajte uloge prema slici. Neka e-poruka pošiljatelja stigne do primatelja.

Uloge: pošiljatelj, SMTP protokol, poslužitelj@ISPpošiljatelja, internet, poslužitelj@ISPprimatelja, POP3 protokol, primatelj)

Vježba 3: Nastavni listić

Pažljivo pročitaj i odluči što kojem protokolu pripada. U prazne kvadratiće upiši imena iz različitih scenarija.

Vježba 4: Istražite uloge sljedećih protokola

SNMP (Simple Network Management Protocol)
NFS (Network File System)
UDP (User Datagram Protocol)

Projektni zadatak

Grupni rad

Svaka grupa istražuje jednu vrstu protokola i prezentira primjere njihove upotrebe u stvarnom životu. Koristit će dostupne resurse i izraditi kratke prezentacije koje će podijeliti s razredom.
Napišite kratki esej o važnosti sigurnosnih protokola i kako oni doprinose sigurnosti na internetu.

Zaključak

Kroz ovu lekciju, razumjeli smo osnovne pojmove mrežnog jezika i protokola, kako se koriste u svakodnevnom životu i zašto su važni. Ova znanja su ključna za razumijevanje modernih tehnologija i njihovih primjena u različitim područjima.

ZAVRŠNI DIO

Provjerite svoje znanje o mrežnim protokolima – KAHOOT KVIZ
dodatni digitalni sadržaji na e-Sfera

Provjerite razinu razumijevanja gradiva – LISTIĆ ZA SAMOPROCJENU ZNANJA

PROVJERI SVOJE ZNANJE

Na kojem se neravnopravnom odnosu dviju vrsta računala na mreži temelji Internet?
Kako komuniciraju korisnik i poslužitelj? Koje su faze komunikacije?
Kako nazivamo računalo koje uvijek započinje komunikaciju – traži podatke, usluge ili obavljanje nekog zadatka?
Na čemu se temelji internet? Objasni.
Objasni propusnost veze (bandwidth) i značenje propusnosti veze pri prijenosu podataka.
Nabrojite i objasnite tri glavne vrste poslužitelja.
Što su norme (protokoli)?
Čemu služe norme?
Koji protokol povezujemo s poslužiteljem datoteka?
Tko odabire protokol? Kako to funkcionira?
S kojim poslužiteljem povezujemo protokole SMTP i POP?
Mrežni poslužitelji koriste se protokolima HTTP i HTTPS. Što misliš, koji je od njih sigurniji?
Što se događa kada se dogodi zagušenje mrežnog poslužitelja – “pad poslužitelja”?