Informatika

Prevod III izdanja obuhvata: Uvod u komunikacije, standarde i protokole, medije za prenos i kodove,  analogne i digitalne signale, uspostavljanje konekcija, kompresiju podataka, integritet podataka, zaštitu podataka, kontrolu toka, lokalne mreže, povezivanje mreža, Internet protokole i aplikacije, Internet programiranje, tehnologiju sa komutacijom kola. Svetski hit i nezaobilazna referenca. Ova restruktuirana knjiga predavačima treba da obezbedi bolje fokusiranje na specifične teme koje trenutno obrađuju u okviru svojih predavanja. Neka od ovih poglavlja odgovaraju delovima poglavlja iz prethodnog izdanja, a nekim je predstavljen potpuno novi materijal. Drugo izdanje ove knjige je izašlo pre par godina, a od tada se promenilo mnogo štošta na polju razmene podataka i kompjuterskih mreža. Softver baziran na Webu postao je sasvim uobičajen. Potreba za bezbednim konekcijama na Web sajtovima je opšta. Razmatraju se bezbednosni aspekti i razvijaju alatke za borbu protiv sve većih pretnji koje ugrožavaju bezbednost. Kreirani su novi standardi za šifrovanje i napravljen je kompromis sa starima. Zbog zahteva za kvalitetnim servisima, javila se potreba za novim protokolima koji će se pokretati zajedno sa postojećima. Nove tehnologije za uspostavljanje konekcija, kao što su DSL, USB i FireWire, postaju sasvim uobičajene. Ethernet mreže su dostigle gigabitske brzine. Šeme za kompresiju audio zapisa, kao što je MP3, i mogućnost igranja igara preko mreže zauvek su promenili način na koji ljudi koriste Internet. Bežične tehnologije počinju da predstavljaju prihvatljivu alternativu za mnoge korisnike. Cilj nam je da pomognemo čitaocu da razume: razlike, prednosti i nedostatke različitih medija za prenos analogne i digitalne signale, tehnike modulacije i demodulacije i način funkcionisanja uređaja za modulaciju, kao što su modemi, kablovski modemi i DSL modemi efekat šuma u toku prenosa i kako protokoli detektuju da su informacije promenjene kako protokoli reaguju u situacijama kada šum izaziva oštećenja, ili gubitak informacija standarde kao što su AES, ATM, DES, EIA-232, HDLC, IEEE 802.3, IEEE 802.5, IEEE 802.11, IPv6, JPEG, MP3, MPEG, OSI, SONET, TCP/IP i X.25, organizacije za uspostavljanje standarda i razloge zašto su standardi neophodni tehnike za kompresovanje podataka, tipove podataka koji se mogu kompresovati i poređenje različitih metoda koji se danas koriste "crve", viruse i ostale pretnje umreženim kompjuterima potrebu za zaštitom i efektivnim metodima šifrovanja razlike između sistema šifrovanja javnim i privatnim ključem kako se uspostavljaju bezbedne konekcije između udaljenih sajtova potrebu za kontrolom toka i različite načine za njenu implementaciju protokole koji se koriste na lokalnim mrežama i strategije nadmetanja na deljenim medijima za prenos podataka bežične standarde metode povezivanja lokalnih mreža strategije rutiranja potrebu za protokolima koji podržavaju real-time video aplikacije i koji zadovoljavaju zahteve za kvalitetnim servisima kako se dizajniraju i postavljaju različite funkcionalne klijent/server aplikacije kako sve veće korišćenje Weba i multimedijalnih aplikacija utiče na postojeće protokole i šta je učinjeno da bi se prevazišle eventualne poteškoće. Sadržaj i organizacija U trećem izdanju su izvršene velike promene - neke su usledile nakon komentara čitalaca, a ostale su rezultat razvoja tehnologije. Mnoge slike su detaljnije razjašnjene i poboljšana su objašnjenja pojedinih protokola. Uključene su i brojne teme koje su u današnje vreme sasvim uobičajene, zajedno sa novim dostignućima razvoja, i izostavljene su stare teme koje danas više nemaju nikakvu značajnu ulogu na ovom polju. Najočiglednija promena je možda u strukturi knjige koja je sada organizovana u sledećih trinaest poglavlja: Poglavlje 1 Uvod u komunikacije, standarde i protokole Poglavlje 2 Mediji za prenos i kodovi Poglavlje 3 Analogni i digitalni signali Poglavlje 4 Uspostavljanje konekcija Poglavlje 5 Kompresovanje podataka Poglavlje 6 Integritet podataka Poglavlje 7 Zaštita podataka Poglavlje 8 Kontrola toka Poglavlje 9 Lokalne mreže Poglavlje 10 Povezivanje mreža Poglavlje 11 Internet protokoli i aplikacije Poglavlje 12 Internet programiranje Poglavlje 13 Tehnologije sa komutacijom kola Najznačajnije promene uključuju nove, ili proširene teme u vezi: medija, uključujući provodne metale, optički prenos, bežične i satelitske komunikacije DSL tehnologija Universal Serial Bus (USB) i FireWire (IEEE 1394 standard) protokola Synchronous Optical Network (SONET) protokola tehnike aritmetičke, faksimil i MP3 kompresije Advanced Encryption Standard (AES) i Rijndaelovog algoritama programa Pretty Good Privacy Secure Sockets Layer, Transport Layer Security i X.509 sertifikata Firewalla sigurnosnih pretnji standarda za Ethernet, brzi (Fast) Ethernet i Gigabit Ethernet (dat je opšti pregled 10-gigabit Ethernet standarda) 802.11 Wireless LAN standarda komutiranog Etherneta virtuelnog LAN-a protokola na slojevima 3 i 4, uključujući besklasno rutiranje između domena, rutiranje i rutere, rutiranje paketa ka više odredišta istovremeno, pitanja obezbeđivanja kvalitetnih servisa, Real-Time Transfer protokol i IPSec Internet aplikacija CGI programiranja, uključujući radne primere sistema za naručivanje preko Weba pomoću Linuxa i Perl Scripts Frame Relay protokola Iako bi bilo teško (skoro nemoguće) obuhvatiti sve moguće teme u okviru jednosemetralnog kursa, opseg predstavljenih tema omogućava predavačima da izaberu koje su najvažnije za njihove studente. U ovoj knjizi je ponuđena mešavina teorije i praktičnih aplikacija. Teorija obezbeđuje solidnu osnovu za dalje studije, a aplikacije približavaju studente stvarnim komunikacionim sistemima i mrežama - oni, na ovaj način, stiču i dragocena iskustva. Svi studenti će imati koristi od praktičnih aplikacija, dok su teorijska objašnjenja, pre svega, namenjena ambicioznijim studentima. Osim toga, u poglavlju 12 je predstavljen stvarni model radnih programa za klijent i server. Svako poglavlje predstavlja osnovu na koju se nadovezuje naredno. Na primer, kada proučavate multipleksiranje, nadmetanje za pristup zajedničkom mediju, ili kompresiju, pre toga bi trebalo da proučite načine na koje se signali prostiru kroz različite medije. Kada proučavate lokalne mreže, trebalo bi da znate kakvi problemi mogu da nastanu zbog nadmetanja na linijama sa višestrukim pristupom, kakve probleme stvaraju kanali sa šumovima i kako se vrši kontrola toka. Kada proučavate protokole za WAN mreže, trebalo bi da razumete protokole za lokalne mreže i zašto ti protokoli nisu prikladni za veće mreže. Sledi kratak rezime svih poglavlja. Poglavlje 1 obezbeđuje uvod u oblast kojom ćemo se baviti ("dodirnuti" su tekući problemi i aplikacije na polju komunikacija i mreža). Opisana je potreba za uspostavljanjem standarda, navedene se relevantne organizacije za uspostavljanje standarda, a, zatim, sledi pregled standardizovanog modela protokola Open System Interconnect. Poglavlje se završava predviđanjima o budućim dešavanjima. U poglavlju 2 predstavljeni su različiti tipovi medija za prenos (kabl, žičani, bežični, satelitski, optički fiber), njihove prednosti i nedostaci i različiti kodovi koji se koriste za dodeljivanje značenja podacima. U poglavlju 3 proučavamo tipove analognih i digitalnih signala, tehnike modulacije koje su neophodne za njihovo konvertovanje i efekat šuma na bitskim brzinama. Osim toga, predstavljeni su modemi, kablovski modemi i DSL tehnologije. Poglavlje 4 se fokusira na uspostavljanje konekcija, na modove prenosa, na komunikacione nosače (telefonski sistem, SONET i T1), na standarde interfejsa (EIA-232, USB i FireWire) i na način kako više uređaja pristupa zajedničkom mediju (metodi multipleksiranja i različiti protokoli za uspostavljanje konekcije). U poglavlju 5 su predstavljene tehnike za kompresovanje podataka i objašnjeno je kako se u tim tehnikama koriste različiti tipovi redundantnosti podataka. U Poglavlju 6 se bavimo integritetom prenetih podataka, detektovanjem grešaka i tehnikama za korigovanje grešaka, kao što su parnost, CRC i Hamingovi kodovi. Poglavlje 7 posvećeno je zaštiti podataka, uključujući tehnike šifrovanja (i sa javnim i sa privatnim ključem), standarde za šifrovanje, algoritme za razmenu ključa, metode za autentifikaciju, X.509 sertifikate i bezbedne konekcije, firewalle i različite pretnje (viruse, "crve", hakere i napade odbijanja servisa). U Poglavlju 8 je prikazan algoritam kontrole toka koji opisuje kako uređaj rukuje razmenom informacija i šta se dešava prilikom gubitka, ili oštećenja podataka. Opisane su i neke tehnike koje se koriste za formalnu verifikaciju tačnosti protokola. Nakon toga, u poglavlju 9 predstavljeni su LAN protokoli, uključujući nekoliko vrsta Etherneta - originalni, brzi (Fast) Ethernet i Gigabit Ethernet, Token Ring i IEEE 802.11 Wireless LAN standard. U Poglavlju 10 se bavimo načinima povezivanja mreža. Obrađeni su konekcije sa Sloja 2 (mostovi i komutatori), učenje adresa, algoritam otvorenog stabla, komutirani Ethernet i VLAN mreže. Osim toga, u ovom poglavlju se bavimo konekcijama Sloja 3 i predstavljamo različite algoritme rutiranja (Dijkstra, Bellman-Ford, RIP, BGP i mnoge druge). Opisani su I problemi zagušenja mreže i "samrtni zagrljaj". Poglavlje 11 je posvećeno Internetu. Obuhvaćene su verzije 4 i 6 Internet protokola, kvalitet servisa, rutiranje ka više odredišta i drugi protokoli koji su dizajnirani da bi bili ispunjeni zahtevi nekih real-time servisa na Internetu. Osim toga, obrađen je TCP (upravljanje konekcijama, kontrola toka i upravljanje zagušenjem), a dat je i opis nekoliko uobičajenih Internet aplikacija (Telnet, SSH, FTP i SMTP). Poglavlje 12 je namenjeno onima koji u okviru kursa nameravaju da odrade i neke projekte. Obezbeđeni su radni primeri klijent/server aplikacija. Primeri uključuju soket programiranje, CGI programiranje korišćenjem C-a i Perla i primer koda koji ilustruje kako se vrši transfer fajlova i kako funkcionišu pretraživačka mašina i sistem za online narudžbine. U Poglavlju 13 se bavimo tehnologijama sa komutacijom kola, kao što su ISDN, X.25, Frame Relay i ATM. Pitanja na kraju svakog poglavlja su podeljena u dve grupe. Prva grupa (Pitanja za proveru) sadržii pitanja na koja se odgovori mogu dati direktno na osnovu sadržaja poglavlja - ona treba da ohrabre čitaoca da se vrati na tekst i da izabere ono što su autor i predavač smatrali najbitnijim. Smatram da je ovaj metod bolji sa pedagoškog stanovišta, u odnosu na pristup kod koga se na kraju poglavlja jednostavno navedu najvažnije teme, jer se ovako student ohrabruje da čita knjigu kao da je reč o romanu—linearno. Ipak, učenje složenog materijala često zahteva ponovna iščitavanja da bi se razvrstali i razumeli različiti koncepti. Jedan kolega mi je ispričao da je ranije imao problema sa nekim studentom koji je stalno zaostajao za ostalima zato što je imao neki honorarni posao, ali je na poslu imao i nešto slobodnog vremena; umesto da se dosađuje, odlučio je da ponese ovu knjigu na posao i da čita kad god mu se ukaže pogodna prilika. Kasnije je u toku semestra značajno napredovao i rekao je svom predavaču da mu je nakon četvrtog, ili petog čitanja sve bilo jasno. Pitanja za proveru nisu dovoljna. Druga grupa (Vežbe) sadrži pitanja koji čitaoca navode da primeni ono što je naučio i da vrši poređenja, donosi logičke zaključke i razmatra moguće alternative. Odgovori nisu uvek jednostavni i to su najčešće problemi sa kojima biste se sretali u praksi. Dopune za predavače Instructor's Solutions Manual, uputstvo u kojem možete da pronađete odgovore na pitanja iz provere i vežbi; na raspolaganju je predavačima koji dobiju odobrenje od izdavača primeri koji su na raspolaganju predavačima na osnovu zahteva (email: shaywŽuwgb.edu) dodatne instrukcije možete da pronađete i na autorovom Web sajtu http://www.uwgb.edu/shayw/udcn3. Tu se nalaze slike knjige u pdf formatu, ispravke grešaka koje su otkrivene nakon štampanja knjige, sve kopije koda koji je predstavljen u Poglavlju 12 i brojni linkovi ka korisnim Web sajtovima, organizovani po temama iz poglavlja. Kratak sadržaj Predgovor xix Poglavlje 1 Uvod u komunikacije, standarde i protokole Poglavlje 2 Mediji za prenos i kodovi Poglavlje 3 Analogni i digitalni signali Poglavlje 4 Uspostavljanje konekcija Poglavlje 5 Kompresija podataka Poglavlje 6 Integritet podataka Poglavlje 7 Zaštita podataka Poglavlje 8 Kontrola toka Poglavlje 9 Lokalne mreže Poglavlje 10 Povezivanje mreža Poglavlje 11 Internet protokoli i aplikacije Poglavlje 12 Internet programiranje Poglavlje 13 Tehnologije sa komutacijom kola Rečnik Akronimi Indeks