KJ ja lähiverkot Lähiverkko

Esitys aiheesta: "KJ ja lähiverkot Lähiverkko"— Esityksen transkriptio:

1 KJ ja lähiverkot Lähiverkko
Ahti Kare

2 Mikä lähiverkko on? Lähiverkko eli Local Area Network (LAN) on rajoitetulla maantieteellisellä alueella toimiva nopea datasiirtoverkko. alue voi olla esimerkiksi yksi rakennus tai rakennusryhmä tiedonsiirtonopeus on luokkaa 10 – 1000 Mbps. tyypillisesti lähiverkko on yhden yrityksen tai yhteisön hallinnassa. Ahti Kare

3 Keskikokoisen organisaation lähiverkko
Ahti Kare

4 Lähiverkkoa laajemmat verkkokokonaisuudet
Wide Area Network (WAN) on verkko, joka tyypillisesti ulottuu eri paikkakuntien tai maiden alueille. WAN:sta käytetään myös nimeä Global Area Network eli GAN Metropolitan Area Network (MAN) on kampusalue-, taajama- tai suurkaupunki verkko Ahti Kare

5 Lisää nimityksistä Wireless Local Area Network (WLAN) on langattomasti toteutettu lähiverkko tai sen osa. Koska langattoman verkon tietoturva on heikko, niin yritykset tarjoavat sitä yleensä rajoitetusti vierailijoiden käyttöön Puhekielessä LAN:lla tarkoitetaan sisäverkkoa ja WAN:lla palveluntarjoajan mahdollistamaa ulkoverkkoa, internetiä Ahti Kare

6 Lisää nimityksistä Internet, verkkojen verkko, on paikallisverkkojen muodostama maailmanlaajuinen verkko Ahti Kare

7 Lähiverkon hyödyt ja mahdollisuudet
keskitetty tuki ja ylläpito oheislaitteiden yhteiskäyttö yhteisten ohjelmien käyttö (verkkoversiot) keskitetty ohjelmien päivitys ja ylläpito yhteiset tietokannat tietoverkkopalvelut: sähköposti, www-palvelu varmuuskopioinnin yksinkertaistuminen keskitetty virustorjunta Ahti Kare

8 Lähiverkon haitat tietosuojan heikkeneminen erillisiin koneisiin verrattuna perustamiskustannukset: palvelimet, kaapelointi, vanhat rakennukset jne. verkon virhetilanteet: kaapeliviat, sähköhäiriöt, vialliset laitteet ja verkkokortit ohjelmistojen ja laitteiden yhteensopimattomuusongelmat Ahti Kare

9 Lähiverkon tyyppi Lähiverkon tyypin määrittelee kolme tekijää:
topologia eli verkon muoto fyysinen siirtotie protokolla eli yhteyskäytäntö Nykyisin yleisimmin käytetty lähiverkon tyyppi on parikaapelilla toteutettu tähtimuotoinen Ethernet-verkko (dia 10). Ahti Kare

10 Yksinkertainen lähiverkko
Ahti Kare

11 Lähiverkko komponentit
Verkkokomponentilla tarkoitetaan verkkoon liitettäviä laitteita ja niiden osia työasemat ja palvelimet kytketään lähiverkkoon koneen laajennusväylään asennettavalla verkkokortilla, tietoliikennesovittimella Jokin verkkokäyttöjärjestelmä: Windows NT, Windows Server 2000, 2003 tai 2008; jokin lukuisista Unix-käyttöjärjestelmistä Ahti Kare

12 Lähiverkko komponentit
työasemat (workstation) palvelimet (server) verkkokortit ja kaapelointi oheislaitteet: esim. tulostin verkkoa ylläpitävät laitteet: keskittimet, kytkimet, sillat, reitittimet ja toistimet verkko-ohjelmisto: verkkokäyttöjärjestelmä, verkon hallintaohjelmisto verkkosovellutukset Ahti Kare

13 Lähiverkkotopologiat
Lähiverkon perusrakenteet ovat väylä, rengas ja tähti (dia 14) Topologiat voidaan määritellä joko fyysisen rakenteen eli kaapeloinnin tai loogisen rakenteen eli signaalin kulun kannalta perustopologioista muodostuvia yhdistelmä topologioita kutsutaan hybridirakenteeksi Ahti Kare

14 Lähiverkkotopologiat
Ahti Kare

15 Lähiverkkostandardit
TookenRing eli vuororengasverkko: IBM:n kehittämä TokenRing–verkko on loogisesti rengasverkko, mutta rakennettu niin sanotun multiplexerin (MUX) avulla tähtimäiseksi (dia 16) yhteentörmäykset eri koneiden välillä vältetään renkaassa kiertävän vuoron eli Tookenin avulla vanhentunut Ahti Kare

16 Lähiverkkostandardit
Ahti Kare

17 Lähiverkkostandardit
Ethernet- eli väyläverkko: alun perin Digitalin, Intelin ja Xeroxin kehittämä Laitteet liitetään väylään joko koaksiaalikaapelin tai keskitintä käytettäessä parikaapelin avulla fyysiseltä topologialtaan Ethernet-väyläverkko voi olla joko väylä tai tähtiverkko (dia 18) Ahti Kare

18 Lähiverkkostandardit
Ahti Kare

19 Lähiverkon kaapelointi (dia 21)
Työpistekaapelointi toteutetaan tavallisesti parikaapeloinnilla. Aiemmin työpistekaapelointi toteutettiin ohut-Ethernet-koaksiaalikaapeloinilla Runkokaapelointi (esim. eri kerrosten välit) toteutetaan tavallisesti joko yksimuoto- tai monimuotovalokuidulla. Aiemmin runkokaapelointiin käytettiin paksu-Ethernet-koaksiaalikaapelia Ahti Kare

20 Lähiverkon kaapelointi
Aluekaapaloinnissa (esim. eri rakennusten yhdistäminen) käytetään yksimuotokuitua Helpointa kaapelointi on toteuttaa yleiskaapelointina, jolloin lähiverkon kaapelointi hyödyntää samaa kaapelointijärjestelmää kuin puhelinverkko ja sähköverkko (uusissa taloissa) Ahti Kare

21 Lähiverkon kaapelointi
Ahti Kare

22 Koaksiaalikaapeli Koaksiaalikaapeli rakentuu yksi tai monisäikeisistä signaalijohtimesta, jota ympäröi eristekerros (dia 23). Eristekerrosta ympäröi putkimainen paluujohdinkerros. Johtimet ovat kuparia ja eristekerros muovia muistuttaa televisiossa käytettävää koaksiaalikaapelia, mutta on ohuempi ja sen vastus on pienempi Ahti Kare

23 Koaksiaalikaapeli Ahti Kare

24 Parikaapelit Parikaapeli koostuu kahdesta eristetystä kuparijohtimesta (dia 25). Kuparijohtimet ovat tavallisesti kierretty toistensa ympäri häiriöiden vaimentamiseksi. kaksi standardisoitua parikaapeliratkaisua: 10BaseT (10 Mbps, T = twisted pair eli parikaapeli) UTP (unshielded twisted pair = suojaamaton parikaapeli), cat5 categoria 5 Ahti Kare

25 Parikaapeli Ahti Kare

26 Valokaapelit Valonkaapeli perustuu valon kulkuun kvartsilasissa ja valon kokonaisheijastukseen kaapelin seinämistä (dia 28). Valon kulkutavan mukaan valokaapelit jaetaan yksimuotokuituihin ja monimuotokuituihin. Yksimuotokuidun ydinosa on ohut ja valo ei taivu sen sisällä suoraan vaan kaareutumalla, kun taas monimuotokuidussa valo kokonaisheijastuu Ahti Kare

27 Valokaapeli Ahti Kare

28 Valokaapelit Valokaapelin hyödyt: Valokaapelin haitat:
suuri tiedon siirto nopeus tunteeton sähkömagneettisille häiriöille salakuuntelu vaikeaa Valokaapelin haitat: kallis vaikea asentaa, etenkin yksimuotokuitu tiedonsiirron yksisuuntaisuus Ahti Kare

29 Liittimet Koaksiaalikaapelit: Parikaapelit: Valokaapelit:
BNC-liitin (ohut Ethernet) BNC-T-liitin päätevastus (50 Ω) D-liitin (paksu Ethernet) AUI (työaseman liityntäkaapeli) Parikaapelit: RJ-45 (muistuttaa puhelinjohdoissa (RJ-11) käytettyä liitintä, mutta on suurempi) Valokaapelit: holkkiliitin, valokuitu liitetään pienen reiällisen holkin eli ferrulen sisään (esim. ST- eli Straight Tip- liitin) Ahti Kare

30 Verkkokorttien liittimet
RJ-45 (parikaapeli-Ethernet, 10Base-T tai 100Base-T) BNC (ohut-Ethernet, 10Base-2) AUI (paksu-Ethernet, 10Base-5) Ahti Kare

31 Langattomat lähiverkot
langaton lähiverkko voi koostua (dia 32): langattomilla verkkosovittimilla varustetuista työasemista (ad-hoc-verkko) tai työasemat voivat olla langattomasti yhteydessä runkoverkkoon yleisin käytetty langaton lähiverkko on radiotaajuinen lähiverkko (Eurooppa 2,4 GHz, USA 900 MHz) harvemmin käytetty langaton tekniikka on infrapunatekniikka, joka sopii vain lyhyille ja hitaille yhteyksille Ahti Kare

32 Langattoman lähiverkon tyypit
Ahti Kare

33 Langattoman lähiverkon käyttö
kotona kannettavissa työmatkoilla vierailijoiden käyttöön julkiset tilat historiallisesti suojellut rakennukset kahden eri puolilla katua olevien rakennusten lähiverkkojen yhdistäminen esim. infrapuna Ahti Kare

34 Verkkokortit tällä hetkellä verkkokortit liitetään yleensä emolevyn pci-laajennusväylään on myös mahdollista, että emolevyyn integroitu 1-2 verkkoliitäntää verkkokortit itsessään sisältävät 1-3 liitintä, riippuen siitä, minkä tyyppiseen verkkoon ne on mahdollista liittää (vanhentuneet paksu-Ethenet D-liitin ja ohut-Ethernet T-liitin sekä parikaapeliliitin R-45, dia 35) Ahti Kare

35 Verkkokortin liittimet
Ahti Kare

36 Verkkokortit verkkokortin tärkein osa on transceiver (transmitter-receiver), lähetin-vastaanotin, joka hoitaa muuntimien kanssa verkkoliikenteen verkkokortti voi myös sisältää piirin, joka mahdollistaa tietokoneen käynnistämisen verkon kautta kannettavissa tietokoneissa käytetään myös PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association )-verkkokortteja Ahti Kare

37 Verkkoa ylläpitävät laitteet
keskitin (hub) kytkin (switch) reititin (router) silta (bridge) toistin (repeater) yhdyskäytävä (gateway) palvelin (server) työasema (workstation) verkkokäyttöjärjestelmä (network os) Ahti Kare

38 Keskitin eli hub (hubi)
keskitin on laite, joka välittää liikennettä sisäisen väylän ja työasemien välillä (dia 39) teknisesti keskitin on laite, joka ottaa signaalin vastaan ja lähettää sen väylänsä kautta edelleen muuttamattomana jokaiseen porttiin keskitin perustuu toistimiin ja toimii OSI-mallin kerroksella yksi (fyysinen kerros) Ahti Kare

39 Keskitin eli hub Ahti Kare

40 Kytkin eli switch kytkin on laite, joka yhdistää pakettikytkentäisen paikallisverkon osia. kytkin perustuu moniporttiseen siltaukseen kytkin on laite, jossa Ethernet-varausmenettelyyn kuuluva törmäyksen tunnistus on porttikohtainen kytkin jakaa liikennettä porttikohtaisesti, kun taas keskitin jakaa liikennettä kaikkiin portteihin kytkin tehostaa verkon läpäisykykyä ja vähentää verkon kuormitusta Ahti Kare

41 Kytkimen käyttö Yhdistämällä kytkimiä toisiinsa voidaan verkkoa laajentaa suuremmaksi Kytkimillä voidaan parantaa verkon suorituskykyä ja tietoturvallisuutta jakamalla verkko pienempiin osiin (ns virtuaaliset lähiverkot, virtual LAN, VLAN, dia 42) Kytkimen avulla voidaan myös yhdistää toisiinsa samanlaisia, mutta eri nopeudella toimivia verkkoja (10/100 Mbps ja Gbps) Ahti Kare

42 Virtuaalinen lähiverkko eli VLAN
Ahti Kare

43 Reititin eli router reititin soveltuu suurten verkkojen yhdistämiseen ja eri organisaatioiden välisten yhteyksien luomiseen lähiverkon kiinteä Internet-yhteys luodaan useimmiten reitittimien avulla reititintä ohjataan erityisellä reititysprotokollalla (esim. Internet Protocol), jonka päätehtävä on välittää kehyksen vastaanottajan osoite reitittimelle Ahti Kare

44 Reitittimen toiminta Verrattaessa reitittimiä maantieverkkoon niiden tehtävä on sama kuin tienristeysten, eli mahdollistaa tarvittaessa liikenteen ohjaamiseen johonkin toiseen suuntaan. Tässä analogiassa kytkimen tehtävä on välittää liikennettä yhden tien varrella olevien asukkaiden kesken. Ajatusleikkiä edelleen jatkettaessa keskitin luottaa onneen, se ei kykene välttämään yhteentörmäyksiä Ahti Kare

45 Reitittimen toiminta Jotta reitittimet pystyvät ohjamaan välittämänsä tiedon kulkua niillä pitää olla tieto verkon topologiasta Kun lähde- ja kohdeverkkojen välille on useita reittejä, reitittimen tehtävänä on valita paras reitti. Reittivalinta voi perustua reitin minimipituuteen, reitin nopeuteen, reiteille annettuihin prioriteetteihin jne. Reittivalinnan perusteita kutsutaan metriikaksi. Reitittimet toimivat OSI-mallin verkkokerroksella 3 Ahti Kare

46 Reitittimen lohkokaavio
Ahti Kare

47 Silta eli bridge silta liittää yhteen kaksi erillistä verkkoa eli verkkosegmenttiä (vrt. Wikipedia sillan määritelmä: Silta on rakenne, joka mahdollistaa kulun tai materiaalin kuljetuksen jonkin esteen yli sallien myös kulun itsensä ali) silta huolehtii kahden verkkosegmentin välisestä liikenteestä ja suodattamisesta silta päästää lävitseen vain verkkoalueesta toiseen matkalla olevaa tietoa Ahti Kare

48 Sillan käyttö Siltaa käytetään usein jakamaan raskaasti kuormitettu lähiverkko useampaan segmenttiin. Tällöin yhden segmentin liikenne ei rasita koko verkkoa, eikä yhden segmentin kaatuminen kaada koko verkkoa Paikallissillan tehtävänä on joko laajentaa tai eristää verkon osien liikennettä Etäsillalla liitetään yhteen kaukana toisistaan sijaitsevia verkon osia, esimerkiksi valokuidulla Ahti Kare

49 Toistin eli repeater Toistin kopioi, vahvistaa ja toistaa edelleen vastaanottamansa signaalit muuntamattomina toistin on eräänlainen kaapeleiden väliin kytketty vahvistinlaite Toistin toimii OSI -mallin kerroksella yksi (fyysinen kerros) toistinta käytetään, koska jokaisessa siirtotiessä (kupari, valokuitu) esiintyy vastusta (resistanssi), joka vaimentaa signaalia ja kohinaa (häiriötä) Ahti Kare

50 Yhdyskäytävä eli gateway
Yhdyskäytävä on järjestelmä, jonka tarkoitus on muuntaa verkosta toiseen verkkoon matkaavan tiedon muotoa niin, että tieto on laillinen eli toisessa verkossa ymmärrettävässä muodossa. Verkoissa voi olla käytössä eri protokolllat. ns. sovellusyhdyskäytävä, toimii sovellusten välisten tietojen muuttamisessa toiselle sovellukselle ymmärrettävään muotoon reititin on yhdyskäytävän erikoistapaus Ahti Kare

51 Verkkopalvelin eli server
verkkopalvelimen tavallisin rooli on toimia tiedostopalvelimena. Tiedostopalvelin jakaa työasemille kovalevytilaa, mikä näkyy käyttäjille verkkokansioina. muita palvelimen tavallisimpia rooleja ovat tulostuspalvelin, tietokantapalvelin, sähköposti- ja www-palvelin. www-palvelin tunnetaan Unix-maailmassa paremmin Apache-nimellä ja Windows-maailmassa IIS(Internet Information Service)-palvelimena. Ahti Kare

52 Verkkopalvelin eli Server
Windowsissa verkkopalvelimia on kahta tyyppiä, yksittäispalvelimet (stand alone) ja ohjauskoneet (control domain) yksittäispalvelimia (standi) käytetään tietyissä rooleissa, kuten www- palvelimena. Kuhunkin yksittäispalvelimeen on syötettävä käyttäjätunnukset erikseen. Tämä lisää tietoturvaa. jos verkkoon on määritelty toimialue (domain), riittää työasemille kirjautumiseen se, että käyttäjätunnus on määritetty ohjauskoneen aktiivihakemistossa (Active Directory) Ahti Kare

53 Palvelimen erityisvaatimuksia
palvelinta ostettaessa kannattaa kiinnittää erityishuomiota, sen laajennettavuuteen ja peruskokoonpanoon, jossa hinta on paras mittari prosessorin tehokkuus, kellotaajuus (2-4 GHz), moniytimisyys (2-4), moniprosessorisuus(2-8) keskusmuistin koko (4-8 GB), tyyppi (DDR2,DDR3), dual ominaisuus, virheenkorjaavamuisti SCSI-kovalevyt, RAID , vähintään kaksi kovalevyä, lennossa vaihdettavat kovalevyt, flash-kovalevyt suuri kotelo, joka mahdollistaa laajennettavuuden komponenttien kahdentaminen, virtalähde, väylät, kovalevyt, jopa koko palvelin Ahti Kare

54 Verkkokäyttöjärjestelmä
Windowsin ensimmäinen verkkokäyttöjärjestelmä oli 3.11, joka mahdollisti vertaisverkot Nykyisin Windows-verkoissa käytetään palvelimena NT 4.0, Windows 2000, Windows 2003 ja Windows 2008 Server –verkkokäyttöjärjestelmiä Unix-puolella, jonka juuret johtavat aina keskustietokoneaikaan, ei jakoa koti-, työasema- ja palvelin käyttöjärjestelmiin ole, vaan kaikki palvelin ominaisuudet voidaan asentaa työasemaan lisäasennuksin Ahti Kare

55 Työasema eli workstation
Työaseman hankinnassa kannattaa kiinnittää huomiota siihen, mihin tarkoitukseen työasema hankitaan multimediatyössä tai CAD-ohjelmistoa ajettaessa, tarvitaan enemmän muistia(4-8 GB), näytönohjain tehoa sekä suurempaa näyttöä (21”) koska töiden tallennus tapahtuu yleensä palvelimen verkkoasemalle, niin lisätietoturvaksi riittää tarvittaessa peilaus (mirror, RAID 1) Ahti Kare

56 Työaseman käyttöjärjestelmät
Windows työasemissa käytetään Windows 95, Windows 98, (Me), XP, Vista ja Windows 7 käyttöjärjestelmiä. Näistä Windows 95 ja 98 ovat poistumassa Microsoftin lopetettua niiden tuen. XP:stä ja Vistasta on myös palvelinversiot, mutta niitä ei siihen tarkoitukseen liiemmälti käytetä Windowsin työasemaversiot ovat laajalti käytetty myös kotona Ahti Kare

57 Sekaverkot samassa verkossa voi olla koneita, jotka ajavat eri käyttöjärjestelmää, esimerkiksi dos-, windows- ja OS/2 –koneita HAAGA-HELIAN myy on unix-tiedostopalvelin, kun taas työasemissa ajetaan tällä hetkellä XP- käyttöjärjestelmää ja syksystä 2008 alkaen Vista- käyttöjärjestelmää on myös tavallista, että tulostuspalvelin ajaa esimerkiksi jotain Windows-käyttöjärjestelmää, kun työasemat ovat taas Unix-koneita Ahti Kare

58 Multiboot multibootilla tarkoitetaan usean käyttöjärjestelmän asentamista samaan koneeseen esim. Windows 98, Windows 2000 ja Linux, joista mikä tahansa voidaan halutessa käynnistää palvelimissa multiboottia ei suositella, palvelinta ei jatkuvasti käynnistellä, päinvastoin palvelin pyritään pitämään aina päällä työasemissa ja kotona multibootti on vaihtoehto, joka tarjoaa vaihtelevan ohjelmistotarjonnan ja erilaisia käyttöjärjestelmän ominaisuuksia, joita voi myös harjoitella Ahti Kare

59 Virtuaalipalvelimet On olemassa ohjelmia, kuten vmware , jotka mahdollistavat toisen käyttöjärjestelmän ajon isäntä käyttöjärjestelmän päällä, omassa ikkunassaan tai koko näytöllä, kuten mitä tahansa tavanomaista ohjelmaa (Microsoft Virtual Pc) virtuaalipalvelimet mahdollistavat saman palvelimen käytön eri rooleissa, mikä on mahdollista myös Windows 2008 Serverissä kotona virtuaalipalvelinta voi käyttää vieraan käyttöjärjestelmän opetteluun ellei halua tai voi asentaa multiboottaavaa järjestelmää Ahti Kare