3. Lähiverkot 3.1. Kaapelointi

Esitys aiheesta: "3. Lähiverkot 3.1. Kaapelointi"— Esityksen transkriptio:

1 3. Lähiverkot 3.1. Kaapelointi
Kaapelointi kytkee yhteen: Työasemat, Palvelimet, Tulostimet ja Verkon aktiivilaiteet Siirtomediana eli kaapelina käytetään: Koaksiaalikaapelia, Parikaapelia ja Kuitukaapelia Lisäksi voidaan WLAN- verkoissa siirtomediana käyttää radiotietä Ethernet lähiverkkojen (90 – 99% kaikista lähiverkoista) kaapelointi- järjestelmät ryhmitellään: Tietoliikenne ja verkot

2 Tietoliikenne ja verkot
1. Vanhat järjestelmät 10Base5 ja 10Base2 2. Yleiskaapelointi EN toimisto EN teollisuus kiinteistöt EN asuin kiinteistöt Vastaava ANSI/EIA standardi on TIA568-A EIA/TIA standardin mukaiset parikaapelien nopeusluokat ovat Cat BaseT luokat A-B 0,1- 1MHz Cat Base T luokka C 16 MHz 100 Base T 100 Base Tx Cat 5e 1000 Base T luokka D 100 MHz Cat Base Tx luokka E 250 MHz luokka D 600MHz Nopeusluokkien lisäksi kapelit ryhmitellään ulko- tai sisäkaapeleiksi sekä suojausluokan mukaan UTP- tai STP-kaapeleiksi Tietoliikenne ja verkot

3 Ethernet-kaapeleiden kehitys
Tietoliikenneverkot

4 Ethernetkaapeleita Tietoliikenneverkot

5 Yleiskaapelointi EN Toimittaja riippumaton kaapelointijärjestelmä liikekiinteisitöille ja rakennusryhmille. Standardi sisältää sekä symmetriset parikaapelit että kuitukaapelit Samaa kaapelointia voidaan käyttää: lähiverkoissa, puhelinvaihdeverkoissa ja kiinteistön hallintaverkoissa. Yleiskaapeloinnin hierarkkinen rakenne: Aluekaapelointi (kuitukaapelia) yhdistää eri rakennusten talojakmot aluejakamoon. Nousukaapelointi (kuitu- tai parikaapelia) yhdistää talojakamon kerrosjakamoihin. Kerroskaapelointi (parikaapelia) yhdistää työpisteet ( työasemat) kerrosjakamoihin. Tietoliikenneverkot

6 Kerroskaapelointi muodostuu:
kaapeleista, joita ovat kerros-, työasema-, ristikytkentä- ja laitekaapelit, työpisterasioista (RJE 45), ristikytkentäpaneeleista ja aktiivilaitteista (kytkimistä ja keskittimistä). Tietoliikenneverkot

7 Rakennuksen yleiskaapelointi
Tietoliikenneverkot

8 Yleiskaapeloinnin liitäntävaihtoehtoja
Tietoliikenneverkot

9 Kerrosjakamon kaappi Vanhat järjestelmät 10Base5 ja 10Base2 10.11.2018
Tietoliikenneverkot

10 Suuniteluperiaatteet
Rakennusten sähköpiirustusten perusteella määritellään: kaapeleiden maksimipituudet, valitaan kaapelityyppi, lasketaan ristikytkentöjen määrä ja valitaan kaapelityyppi Kerroskaapelointi tehdään yleensä kategoria 6 mukaisesta suojaamattomasta (UTP) tai suojatusta (STP) kaapelista. Pituudet: kerroskaapelit P4 < 90m ristikytkentäkaapelit P3 <5m laitekaapelit P2 <5m työasemakaapelit P1 <5m P1 + P2 + P3 + P4 = <100m Tietoliikenneverkot

11 Kerroskaapeloinnin enimmäispituudet
Tietoliikenneverkot

12 Suojaamaton UTP-kaapeli
Tietoliikenneverkot

13 Suojattu STP-kaapeli Tietoliikenneverkot

14 Aluekaapelointi Alue- nousukaapelointi on tarpeen mukaan kuitu- tai parikaapelia. Pituudet: laitekaapeli A1 < 30m kytkentäkaapeli A2 <20m nousukaapeli A3 <500m Kaapeleina voidaan käyttää 62,5/120µm monimuotokuitua tai yli 500m yhteyksillä 8/120µm yksimuotokuitua. Nousukaapeleina voidaan käyttää CAT6 parikaapelia, jos etäisyys jää alle 90m. Tietoliikenneverkot

15 Alue- ja nousukaapeloinnin mitoitus
Tietoliikenneverkot

16 Tietoliikenneverkot

17 Kanavan ja siirtotien erot
Tietoliikenneverkot

18 Laitekaapeleiden kytkennät
Tietoliikenneverkot

19 Laitekaapeleiden kytkennät
Tietoliikenneverkot

20 Laitekaapelit Tietoliikenneverkot

21 1000 Gbit/s siirtotekniikka
Tietoliikenneverkot

22 Siirtotiet Standardin EN 50173 mukaisesti siirtotie muodostuu:
aluekaapelista, nousukaapelista, kerroskaapelista ja ristikytkentäkaapelista. Siirtokanavaan kuuluvat lisäksi laite- ja työasemakaapelit eli kanava on yhtyes verkkokortin liittimesta kytkimen porttiin. Siirtotiet on luokiteltu standardissa A, B, C, D ja E-luokkiin, jossa E-luokka vastaa katekorian 6 mukaista kaapelia. Tietoliikenneverkot

23 Parikaapeleiden sähköiset ominaisuudet
Standardi EN määrittelee siirtotielle seuraavat sähköiset ominaisuudet: Ominaisimpedanssi eli aaltoimpedanssi on 100 Ω Heijastusvaimennus <50 dB Lähipään ylikuulumisvaimennus NEXT dB Vaimennus ja ylikuulumis-suhde ARC dB/100m Silmukkaresistanssi Ω Kulkuaika µs Epäsymmetriavaimennus dB Kytkentäimpedanssi Ω (100 Ω) Lisäksi luokassa E eli 1000Base-T (CAT 6) kaapeleille on määritelty: Kaukopään ylikuulumisvaimennus FEXT dB Tehosumma PSNEXT dB/100m Kaukopään ylikuulumissuhde ELFEXT dB Tehosumma PSELFEXT db/100m Tietoliikenneverkot

24 Vaimennus kanavalla tai siirtotiellä on todellisuudessa eksponentiaalista ja peräkkäisten kaapeleiden vaimennukset pitäisi kertoa keskenään. Desibelejä käytettäessä vaimennus näyttääkin lineaariselta (siis kuvaaja on suora) ja peräkkäisten kaapeleiden vaimennukset voi laskea yhteen. Tietoliikenneverkot

25 Ylikuuluminen Lähipään ylikuulumisvaimennus NEXT = 20 lg(U1/U3)
Ei-toivottua hyötysignaalin siirtymistä siirtotieltä toiselle kutsutaan ylikuulumiseksi. Perinteisillä digitaalisilla televerkon kuparikaapeleilla on ylikuuluminen vähäistä. Parikaapelilähiverkoissa (LAN) esiintyy helposti ylikuulumista, kun siirtonopeus on 100 – 1000 Mbit/s. Ylikuulumista esiintyy siirtotien lähi- tai kaukopäässä. U1 Lähipään ylikuulumisvaimennus NEXT = 20 lg(U1/U3) Kaukopään ylikuulumisvaimennus FEXT = 20 lg(U1/U4) Tietoliikenneverkot

26 Impedanssisovitus Toisiinsa kytkettävien virtapiirien impedanssien tulee olla samansuuruisia eli yhteen sovitettuja, jotta suurin osa signaalin tehosta siirtyisi virtapiiristä toiseen. Mikäli sovitus on huono, syntyy heijastuksia, jotka heikentävät siirron laatua. Käytännön esimerkki impedanssisovituksesta on koaksiaalisen lähiverkkokaapelin päähän laitettava päätevastus. Sen puuttuminen sotkee koko verkon toiminnan. Tietoliikenneverkot

27 Valokuitukaapelit Optisen tiedonsiirron perustana on Corning Glass Works :n vuonna 1970 valmistama valmistama optinen kuitu, jonka vaimennus oli 20 dB/km. Suomessa otettiin ensimmäiset valokaapelit käyttöön 1976. 1980-luvulla valokaapeli syrjäytti runkoverkossa koaksiaalikaapelit. Valokaapelirakentamisen painopiste siirtyy koko ajan lähemmäksi verkon loppukäyttäjää eli asiakasta. Tele- ja LAN-sovellutusten lisäksi valokaapeleilla on laaja sovellusalue automaatiossa, TV-valvonnassa ja tiedonsiirron erikoissovelluksissa. Tietoliikenneverkot

28

29 Ytimen taitekerroin on hieman suurempi kuin kuoren.
Valokuidun rakenne Kuidun ydin ja kuori ovat kvartsilasia, jonka taitekerroin eli indeksi on n. 1,5. Ytimen taitekerroin on hieman suurempi kuin kuoren. Rajapinnassa valonsäde taipuu Snellin lain mukaisesti. Snellin laki: n1 sinj1 = n2 sinj2 jos n1 > n2 niin j1 < j2 ja jos n1 < n2 niin j1 > j2 Tietoliikenneverkot

30 Rajakulma saadaan kaavasta, kun j2 = 90 astetta:
Kun valon säteen tulokulma kasvaa riittävän suureksi, taittuu valonsäde rajapinnan suuntaiseksi. Jos kulma vielä kasvaa, syntyy kokonaisheijastus ja valonsäde jää väliaineeseen 2. Rajakulma saadaan kaavasta, kun j2 = 90 astetta: sin jc = n2 / n1 < 1 jc = arc sin (n2 / n1) Tietoliikenneverkot

31 Monimuoto- ja yksimuotokuitu
Tietoliikenneverkot

32 Kuitu kykenee keräämään valoa vain, jos säteen tulokulma on
riittävän pieni. Kuidun numeerinen aukko kuvaa kuidun valon keräämiskykyä. Eri tulokulmissa tulevat säteet etenevät kuidussa erilaisissa muodoissa. Säteen nopeus kuidussa vaihtelee riippuen valonsäteen tulokulmasta. Eri etenemismuodot aiheuttavat signaalipulssin leviämisen eli dispersion. Tietoliikenneverkot

33 Kuitutyypit (monimuotokuidut SI ja GI sekä yksimuotokuidut SM)
Tietoliikenneverkot

34 Vaimeneminen kuidussa
Vaimennus tarkoittaa kuidussa etenevän valotehon pienenemistä. Vaimennuksen yksikkönä käytetään dB/km. Aallonpituusalueella nm on kuidun vaimennus pienin. Vaimennuksen alaraja on aallonpituudella 1550 nm 0,16 dB/km Tiedonsiirrossa on käytössä kolme aallonpituusaluetta eli ikkunaa, jotka ovat: 850 nm alue 1310 nm alue 1550 nm alue Tietoliikenneverkot

35 Tietoliikenneverkot

36 Kuidun vaimennus on pienin 1300 ja 1500 nm aallonpituuksilla
Tietoliikenneverkot

37 Dispersio Dispersio eli signaalipulssin leviäminen johtuu muoto- ja väridispersiosta. Kuidussa etenevät erilaiset aaltomuodot etenevät eri nopeudella ja signaalipulssi leviää. Ilmiötä kutsutaan muotodispersioksi. Mitä pitempi kuitu sitä suurempi dispersio. Silloin on käytettävä pitempiä valopulsseja eli bittinopeutta on pienennettävä. Väridispersio aiheuttaa signaalipulssin leviämistä, koska eriväriset (aallonpituiset) komponentit etenevät kuidussa erilaisella nopeudella. Monimuotokuiduissa vaikuttaa sekä muoto- että väridispersio. Yksimuotokuidussa pulssi leviää vain väridispersion vaikutuksesta. Muotodispersio voidaan poistaa käyttämällä yksimuotokuitua. Väridispersio poistetaan käyttämällä laser-lähetintä joka tuottaa monokromaattista valoa. Tietoliikenneverkot

38 Kaapelirakenteita Kaapelirakenteen tehtävänä on suojata kuitua mekaanisilta rasituksilta. Valokaapeli voidaan rakenteensa perusteella jakaa seuraaviin osiin: Kuidut ja niiden suojaus Kaapelin sydänrakenne Täyteaine Veto- ja lujite-elementit Vaippa Tietoliikenneverkot

39 Kaapeleiden sydänrakenteet ovat: Kerrattu rakenne Urarunkorakenne
Ontelorakenne Tietoliikenneverkot

40 Kuituja jatketaan hitsaamalla tai käyttämällä kuituliittimiä.
Kuitujen jatkaminen Kuituja jatketaan hitsaamalla tai käyttämällä kuituliittimiä. Kuituliittimet ryhmitellään väliaikaisiin pikaliittimiin ja laiteliittimiin Tavallisin laiteliitin on ns. holkkiliitin, jonka liitinvaimennus on 0,1-0,3 dB Tietoliikenneverkot

41 Kuituliittimet Tietoliikenneverkot

42 Käytössä olevia liitintyyppejä: ST FC/PC SC Mu
Liittimet ovat aina urosliittimiä. Yhteen kytkeminen tehdään kuhunkin liitintyyppiin sopivalla adapterilla. Tietoliikenneverkot

43 Kaapelin kuidut hitsataan päätepaneelissa häntäkuituihin, joiden liittimistä kytketään edelleen kytkentä-kaapeleilla aktiivilaitteisiin. Tietoliikenneverkot

44 Kuitujen jatkaminen hitsaamalla
Hitsausjatkoksessa kuidunpäät kohdistetaan toisiinsa ja sulatetaan yhteen valokaaren avulla. Hitsausjatkoksen työvaiheet ovat: Kuidun kuorinta Kuidun puhdistus Kuidun katkaisu Kohdistus ja hitsaus Vaimennuksen mittaus Jatkoksen suojaus Käytännössä saavutetaan alle 0,1 dB:n jatkosvaimennus sekä yksi- että monimuotokuiduille. Tietoliikenneverkot

45 Optiset komponentit Optisissa kaapelijärjestelmissä lähetinkomponentti muuttaa sähköisen signaalin optiseksi. Vastaanotinkomponentti muuttaa vastaavasti optisen signaalin sähköiseksi. Signaalin vahvistaminen ja regenerointi voidaan tehdä joko sähköisesti tai optisesti. Lähettimenä käytetään puolijohdetekniikkaan perustuvia LED- ja laserkomponentteja. LED-lähettimet sopivat lyhyemmille siirtoetäisyyksille ja lähinnä monimuotokuiduille. Pitkille yhteyksille ja suurille nopeuksille sopii laser-lähetin suuremman lähtötehonsa ja kapeamman spektrinsä ansiosta. Tietoliikenneverkot

46 LED-lähetinkomponentin lähtöteho on tyypillisesti -20....-5 dBm.
Lähetinkomponentit LED-lähetinkomponentin lähtöteho on tyypillisesti dBm. Laser-lähettimen teho on dBm Lähetinkomponentin kannalta on tärkeää tietää kuituun kytkeytyvä teho. LED-lähettimiä käytetään erityisesti lähiverkon laitteissa nopeuksilla 10 – 100 Mbit/s Suuremmilla nopeuksilla lähi- ja runkoverkoissa käytetään laserkomponentteja. Tietoliikenneverkot

47 Optinen vahvistin Optinen vahvistin vahvistaa optisen signaalin valon muodossa muuttamatta sitä välillä sähköiseen muotoon. Suurilla siirtonopeuksilla > 2,5 Gbit/s on edullisempaa vahvistaa signaali optisesti kuin muuntaa se sähköiseksi vahvistusta ja regenerointia varten. Nykyiset kaupalliset vahvistimet ovat ns. kuituvahvistimia, joiden toiminta perustuu erbium-seostettuun kuituun ja pumppulaseriin. Tietoliikenneverkot

48 Tekniikkaa käytetään n*2,5 Gbits – nopeuksilla.
Aallonpituuskanavointi eli WDM-tekniikka (Wavelength Division Multiplexing) WDM-tekniikalla kanavoidaan optisesti useita ”erivärisiä” valosignaaleja samaan kuituun. Tekniikkaa käytetään n*2,5 Gbits – nopeuksilla. Tietoliikenneverkot

49 Kuituyhteyksien suunnittelu
Suunnittelun lähtökohtana on haluttu tiedonsiirtotarve. Perustiedot suunnittelua varten ovat: Siirrettävä signaali ja sen asettamat vaatimukset Yhteyden fyysinen reitti Yhteyden pituus Asennustavat Tulevaisuuden tarpeet Standardit ja määräykset Tarvittavat luvat Tehobudjetti on laskelma, jolla selvitetään yhteyden toimivuus. Yhteys on toteutuskelpoinen, jos seuraava yhtälö toteutuu: lähetystaso (dBm) – yhteydenkokonaisvaimennus(dB) > vastaanottimen herkkyys (dBm) Tietoliikenneverkot

50 Yhteyden kokonaisvaimennusta laskettaessa on otettava huomioon seuraavat osatekijät:
Tietoliikenneverkot

51 Tietoliikenneverkot

52 Tuotanto ja vastaanottotarkastuksissa mitataan: kaistaleveys
Valokaapeleiden mittaukset (Nämä neljä kalvoa eivät kuulu koevaatimuksiin 2008) Mittauksia tarvitaan tuotannon laadunvalvonnassa, vastaanottotarkastuksissa, kaapelireittien rakentamisessa ja käytössä. Tuotanto ja vastaanottotarkastuksissa mitataan: kaistaleveys kuidun mitat taitekerroin eli indeksi numeerinen aukko raja-aallonpituus Vaimennus Rakentamis- ja käyttötehtävissä mitataan pääasiassa vaimennusta Tietoliikenneverkot

53 lähetin ja vastaanotinpariin perustuva vaimennusmittapaikka
Vaimennusmittaukset lähetin ja vastaanotinpariin perustuva vaimennusmittapaikka mittaus perustuu joko vertailu-, katkaisu- tai väliinkytkemismenetelmään. Tietoliikenneverkot

54 Vaimennus voidaan mitata ns. tutka- eli sirontamittauksella
Vaimennus voidaan mitata ns. tutka- eli sirontamittauksella. Mittalaitteena käytetään kaapelitutkaa. Sillä voidaan mitata kokonaisvaimennus, vaimennuksen jakautuminen kaapelireitille, kuidun pituus ja kuitujatkosten paikat. Tietoliikenneverkot

55 Kuitututkan mittaustulos:
Tietoliikenneverkot

56 3.2 Ethernet Ethernet on yleisin käytössä oleva lähiverkkotekniikka
Alkuperäinen ethernetin tekniikka perustuu jaettuun vuorosuuntaiseen (halfduplex) kilpavaraustekniikkaan. Jaetun siirtotien tekniikkaa sovellettiin ensimmäisen kerran 60-luvulla Havajilla ALOHA nimisessä radioverkossa. Ensimmäisen ethernet-verkon kehitti vuonna 1976 Robert Metcalf Xerox:n tutkimuskeskukessa. Verkko perustui ”Carrier Sense MultipleAccess with Collision Detect”-tekniikkaan (CSMA/CD). CSMA/CD-tekniikan standardi IEEE802.3 valmistui 1983 ja ISO-standardi 1989. Tietoliikenneverkot

57 Siirtoyhteyskerros Tietoliikenneverkot

58 Ethernet kehysrakenne
Ethernet-verkossa kulkevia sanomia sanotaan kehyksiksi (frames), jotka kulkevat verkon siirtoyhteyskerroksella. Kehys muodostuu tavusta eli oktetista. Kehyksen kentät ovat: Alkutahdistus 7 Alkuerote 1 Kohdeosoite 6 Lähdeosoite 6 Pituus/tyyppi 2 Siirrettävä data Täyte --- Tarkistussumma 4 Data-kenttään on kapseloitu ylemmän tason PDU (Protocol Data Unit). Tavallisin PDU on TCP/IP protokollan IP-paketti. Tietoliikenneverkot

59 Ethernetkehyksen rakenne
Tietoliikenneverkot

60 Kehystyypit Unicast-kehykset ovat kehyksiä, joilla on yksilöllinen lähde- ja kohdeosoite. Suurin osa lähiverkon liikenteestä tapahtuu unicast-kehyksinä. Tietoliikenneverkot

61 Broadcast- eli yleislähetyskehys lähetetään koko levitysalueelle (Broadcast domain)
Vastaanottajan osoite on FF:FF:FF:FF:FF:FF eli kaikki soitetbitit ovat ykkösiä. Tietoliikenneverkot

62 Multicast-kehys lähetetään tietylle ryhmälle.
Vastaanottajan ensimmäisen tavun vähiten merkitsevä (LSB) bitti on yksi. Tietoliikenneverkot

63 Ethernetin toiminta Perinteisesti Ethernet-lähiverkko on toiminut 10Mbit/s väylätyyppisessä (bus) verkossa. Päätelaitteet on kytketty moniporttitoistimen eli Hub:n avulla väyläksi, joka muodostaa törmäysalueen. Tietoliikenneverkot

64 Törmäysalueella laitteeet tunnistavat väylällä tapahtuvat törmäykset.
Tiedon siirto verkossa perustuu CSMA/CD-menettelyyn: Ennen lähetystä kuunnellaan onko väylä vapaa (Carrier Sense CS). Jos väylä on vapaa aloitetaan kehyksen siirto. Jos kaksi työasemaa aloittaa tiedonsiirron yhtä aikaa, tapahtuu törmäys, joka havaitaan (Collision Detect CD). Työasemat yrittävät lähetystä uudelleen arpomalla uuden lähetysajan. Siirtotie on siis kaikkien käytössä kilpavarausmenetelmän avulla (Multiple Access MA). Törmäykset kuormittavat verkkoa ja pienentävät siirtokapasiteettia. Törmäysaluetta voidaan pienentää ja siirtokapasiteettia nostaa jakamalla verkko segmentteihin silloilla tai reitittimillä. Kytkimiä käytettäessä törmäysalue supistuu lähettäjän ja kytkimen portin väliseksi kaksisuuntaiseksi (fullduplex) yhteydeksi. Tietoliikenneverkot

65 CSMA/CD menettely Tietoliikenneverkot

66 Ethernetkeskittimen toiminta
Keskittimen tai toistimen tehtävä on: Vahvistaa ja toistaa vastaanottamansa signaalin, tarkistaa ajoituksen ja lähettää signaalin (kehyksen) laitteen muihin portteihin. Lisätä verkon ulottuvuutta yli segmentin maksimipituuden (100m). Jakaa tarvittaessa verkon pinempiin segmentteihin. Toimia mediamuuntimena eri siirtomedioiden välillä Keskitin eli Hub on toiminnaltaan moniporttitoistin. Keskitin toimii OSI-mallin 1. kerroksella. Samaan tai useampaan toistimeen kytketyt työasemat muodostavat yhteisen törmäysalueen. Moninopeuskeskittimisssä käytetään automaattista nopeudentunnistusta 10/100 Mbit/s. Tietoliikenneverkot

67 Silta Sillan (Bridge) tehtävä on:
Liittää yhteen kaksi samanlaista verkon osaa Vahvistaa signaalia kuten toistin. Jakaa liikenteellisesti verkon kahdeksi törmäysalueeksi. Silta toimii OSI_mallin 2. kerroksella ja siirtää kehyksiä niiden MAC-osoitteiden perusteella eri verkkosegmenttien välillä. Paikallissilta jakaa verkon pienemmiksi liikenteellisesti erillisiksi segmenteiksi. Etäsilta yhdistää yhteen lähiverkkoja käyttäen operaattoreiden tarjoamia yhtyksiä. Yhdistämiseen voidaan käyttää myös WLAN-siltoja. Liikennettä seuraamalla silta taulukoi automaattisesti työasemien MAC-osoitteet ja luo niiden perusteella taulukon osoitteista ja vastaavista porteista. Tietoliikenneverkot

68 Verkkokortit Työaseman verkkokortti (Network Inteface Card eli NIC) on tavallisesti integroitu emolevylle. Lisäksi voidaan käyttää erillisiä verkkokortteja, joiden liitäntä voi olla: PCI- tai Express PCI-, PCMCIA- tai USB-liitäntä. Kortin pääosat ovat: Transceiver-piiri, Verkkoliitäntä (RJE45), PCI-väyläohjain ja PCI-väyläliitäntä. Jokaisessa verkkokortissa on kiinteä yksilöllinen IEEE:n määrittelemä 48-bittinen osoite. Verkkokortteja onsaatavissa kaikkiin kaapelointijärjestelmiin. Kortin nopeus voi olla 10, 100 tai 1000 Mbit/s Tietoliikenneverkot

69 Verkkokortin rakenne Tietoliikenneverkot

70 Verkkokortin lohkokaavio
Tietoliikenneverkot

71 Verkkokortti sovitetaan valmistjakohtaisella verkkoajurilla työaseman käyttöjärjestelmän NDIS-rajapinnan kautta. Sovellukset käytävät verkkokorttia standardi API-liitännän kautta. Tavallisin rajapinta Windows-järjestelmissä on Winsock. Tietoliikenneverkot

72 Verkkokorttien kaapeliliitäntä
Kaapelointi Liitin 10Base2 BNC 10Base5 AUI 10Base-T RJ-45 10Base-F SMA,FC,ST,SC,MT-RJ 100Base-TX RJ Base-FX FC,ST,SC,MT-RJ 1000Base-T RJ Base-LX FC,SC,MT-RJ 1000Base-Sx FC,SC,MT-RJ Tietoliikenneverkot

73 Työaseman verkkosovitus
Tietoliikenneverkot

74 Verkkokortin MAC-osoite
Tietoliikenneverkot

75 MAC-osoitteen rakenne
Tietoliikenneverkot

76 Heksadesimaaliluvut Tietoliikenneverkot

77 Kytkimet Kytkin on lähiverkon keskeisin komponentti.
Kytkin välittää (kytkee) kehyksiä lähdeportista kohdeporttiin. Kytkin toimii moniporttisen sillan tavoin. Kytkimen nopeuttaa hitaita lähiverkkoja 10Mbit/ -> 100 Mbits -> 1000 Mbit/s. Kytkin voidaan sijoittaa suoraan toistimen (Hub) tilalle. Kytkin toimii OSI-mallin 2. kerroksella. Kytkin tarjoaa jokaiselle portille (työasemalle ja palvelimelle nimelliskaistaa vastaavan nopeuden 10, 100, 1000 tai Mbit/s Kytkin voi toimia kaksisuuntaisesti (Fullduplex) tai vuorosuuntaisesti (Halfduplex) Tarvittaessa kytkin muuttaa 10 Mbit/s nopeuden 100 tai 1000 Mbit/s nopeudeksi. Tietoliikenneverkot

78 Levitysviestialue jaTörmäysalue
Tietoliikenneverkot

79 Kytkimen mikrosegmentointi
Tietoliikenneverkot

80 Kytkimen nopeus Tietoliikenneverkot

81 Kytkimen rakenne Kytkin muodostuu:
Lähtö- ja tulo -liitännästä (Ethernet-portit), Tulo- ja lähtöpuskureista, Taustaväylästöstä ja Ohjaus- ja hallintalogiikasta. (Console portti) Kytkin voidaan toteuttaa RISC-prosessorilla tai ASIC-piireillä Tietoliikenneverkot

82 Kytkintoteutuksia Tietoliikenneverkot

83 Kytkimen toimntaperiaate
Kytkin tallettaa MAC-osoitetauluun kytkimen portteihin liitettyjen työasemien MAC-osoitteet seuraamalla läpikulkevaa liikennettä. Osoitetaulussa olevan tiedon perusteella kytkin ohjaa kehyksen oikeaan osoitteeseen. Kytkimen välitysperiaatteita: Välitys (Switching) Kytkin tietää kytkintaulussa olevan osoitteen perusteella, missä portissa kohdetyöasema on ja lähettää kehyksen kohteeseen. Tulva Kytkin ei tiedä kohdetyöaseman porttia ja kehys lähetetään kaikkiin portteihin. 3. Suodatus Jos kohde portti on sama kuin lähtöportti, kehys suodatetaan pois. Tietoliikenneverkot

84 Kytkentä periaatteet Cut Through kytkentä
Kehyksen lähetys aloitetaan heti, kun kohdeosoite on luettu. Ei sisällä kehyksen virheiden tarkistusta ja vialliset kehykset välitetään edelleen. Kytkin toimii suurimmalla mahdollisella nopeudella. Store and Forward kytkentä Kehys luetaan kokonaisuudessan kytkimen muistiin. Tiedon oikeellisuus tarkistetaan CRC-summan avulla. Kehyksen käsittelyaika kasvaa. Adaptiivinen kytkentä Kytkin käyttää molempia menetelmiä. Menetelmän valinta riippuu virhesuhteesta: Vähän virheitä -> Cut Through kytkentä Paljon virheitä -> Store and Forward kytkentä. Tietoliikenneverkot

85 Hierarkinen lähiverkkomalli
Tietoliikenneverkot

86 Hierarkisen lähiverkon ominaisuuksia
Tietoliikenneverkot

87 Lähiverkkon laitteet Tietoliikenneverkot

88 Kytkimen konfigurointi
Kytkin voidaan ottaa käyttöön suoraan tehdasasetuksilla. Verkon tietoturvan ja aktiivilaitteiden hallinnan takia on kytkimeen tehtävä seuraavat perusasetukset: Nimeä kytkin komennolla: hostname Aseta etuoikeutetun käyttäjätilan salasana komennolla: enable secret Aseta hallintaportin salasana komennolla: line con 0 Aseta verkon käyttöliittymän salasana komennolla: line vty 0 4 Kytkimelle annetaan verkkohallintaa varten IP-osoite ja Gateway-osoite Poista kaikki käyttämättömät portit Lisäksi tietoturvaa voidaan lisätä määrittelemällä porteille kiinteät MAC-osoitteet. Tietoliikenneverkot

89 Käyttöliittymän toimintatasot
Tietoliikenneverkot

90 Käyttöliittymän toimintatasot
Tietoliikenneverkot

91 Show-komentoja Tietoliikenneverkot

92 Etuoikeutetun tilan salasana
Tietoliikenneverkot

93 Kytkimen hallinta IP-osoite
Tietoliikenneverkot

94 Kytkimen IP-osoite Tietoliikenneverkot

95 Kytkimen hallinta-IP-osoite
Tietoliikenneverkot

96 Kytkimen IP-osoite Tietoliikenneverkot

97 Käyttöliittymä verkon kautta
Tietoliikenneverkot

98 VLAN-tekniikka Kaikille yhteinen fyysinen lähiverkko voidaan jakaa tosistaan riippumattomiin segmentteihin. Segmentit muodostavat virtuaalisen lähiverkon eli VLAN:in. VLAN-tekniikkaa käsittelevä standardi on IEEE 802.1Q VLAN-tekniikkaa käytetään: Kasvattamaan lähiverkon kapasiteettia, Parantamaan verkon tietoturvaa ja hallittavuutta jakamalla verkko pienempiin osiin, Levitysviestien hallintaa ja VLAN-verkon määrittely tehdään: MAC-osoitteen Kytkimen portin Verkkon IP-osoitteen tai Tietoliikenneprotokollan perusteella. Tietoliikenneverkot

99 Kustakin VLAN-verkosta muodostuu oma levitysalue eli broadcastdomain.
Eri VLAN-verkkoihin kytketyt työasemat eivät voi liikennöidä keskenään. Ethernet-kehysten välittäminen eri VLAN-verkkoihin perustuu ethernetkehyksessä olevaan VLAN-ID-kenttään. Käytössä on myös valmistaja kohtaisia VLAN-tekniikoita. VLAN-tekniikalla on voitu vähentää reitittimien käyttöä. Reitittimiä tarvitaan yhdistämään eri VLAN-verkkojen liikennettä keskenään. Useita VLAN-verkkoja sisältävät kytkimet yhdistetään yhteen runko- eli trunk-yhteyksillä. Tietoliikenneverkot

100 VLAN-ID Tietoliikenneverkot

101 Virtuaaliset lähiverkot
Tietoliikenneverkot

102 VLAN:ien yhdistäminen
Tietoliikenneverkot

103 VLAN:ien konfigurointi
Tietoliikenneverkot

104 VLAN-verkon nimeäminen
Tietoliikenneverkot

105 Kytkimen portin liittäminen VLAN:iin
Tietoliikenneverkot

106 Kytkimen portin liittäminen VLAN:iin
Tietoliikenneverkot

107 Runkoyhteydet Tietoliikenneverkot

108 Runkoyhteydet Tietoliikenneverkot

109 Runkoyhteyden käynnistäminen
Tietoliikenneverkot

110 Runkoyhteyden käynnistäminen
Tietoliikenneverkot

111 VLAN:ien verifiointi Tietoliikenneverkot