Lähiverkot. Lari Kannisto, Jyväskylän yliopisto. Kalvot kursseilta TLI115/Tommi Hytönen. ARP (Address Resolution Protocol) & RARP (Reverse ARP)

Transkriptio

1 Lähiverkot Lari Kannisto, Jyväskylän yliopisto Kalvot kursseilta TLI115/Tommi Hytönen ja ITK115/Mika Wikström TCP/IP ARP ARP (Address Resolution Protocol) & RARP (Reverse ARP) lähiverkossa laitteet liikennöivät käyttäen MAC-osoitteita ja reititinverkoissa käyttäen IP-osoitteita => näiden toiminta on eristetty toisistaan ja siksi tarvitaan jokin menetelmä, jolla muunnos osoitteiden välillä voidaan hoitaa ARP-protokollalla selvitetään tunnetusta IP-osoitteesta verkkokortin MAC-osoite RARP-protokolla toimii käänteisesti, eli MAC-osoitteesta selvitetään IP-osoite Jyväskylän yliopisto,

2 TCP/IP ARP ARP:n toiminta esim. A-asema haluaa lähettää dataa asemalle B ja on verrannut aliverkkomaskia ja IP-osoitteita keskenään => tulos osoittaa asemien sijaitsevan samassa verkossa A-asema lähettää ARP request -paketin lähiverkkoon broadcast viestinä => kaikki lähiverkon asemat kuulevat sen => viesti ei kulje reitittimien läpi B-asema vastaa ARP reply -paketilla, jossa on tieto MAC-osoitteesta => nyt yhteys voidaan muodostaa asemien välille TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, TCP/IP ARP ettei ARP-kyselyä tarvitsisi tehdä jokaisen siirron yhteydessä jää suoritetusta kyselystä tulos ARP-tauluun tietokoneen ARP-taulun sisällön voi tarkastaa komennolla ARP a => jos tietokoneella on esim. otettu yhteyttä aliverkon ulkopuolelle ja lisäksi on tulostettu verkkotulostimeen voi ARP-taulu näyttää seuraavanlaiselta (dynaaminen tarkoittaa, että osoite ei ole pysyvästi muistissa): C:\>arp -a Interface: on Interface 0x Internet Address Physical Address Type a0-8e dynamic d-5d dynamic TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

3 TCP/IP ARP Laite A ( ) haluaa lähettää IP-kehyksen laitteelle B ( ) käyttäen IP-osoitetta (ei tarvitse DNS-palvelua). Sovellus pyytää TCP:tä luomaan yhteyden osoitteeseen. TCP lähettää yhteydenluontipyynnön IP-paketissa. Kun kuljettava media on Ethernet on IP-osoite muutettava Ethernetin MAC-osoitteeksi. ARP request -paketti lähetetään levitysvistinä koko Ethernet segmentin alueelle. Jos kohdelaite on samassa verkkosegmentissä lähettää kyseisen IP-osoitteen omaava laite ARP reply-paketin takaisin laitteelle A TJT C36/LK 2003 Jyväskylän yliopisto, TCP/IP ARP Resolver (DNS) Sovellus (Esim FTP) B C TCP TCP TCP IP IP IP ARP ARP ARP Ethernet ajuri Ethernet ajuri Ethernet ajuri (1) ARP request (Broadcast) (2) ARP reply (3) DATA TJT C36/LK 2003 Jyväskylän yliopisto,

4 Tiedonsiirtoverkkojen tyypit Lähiverkko, LAN (Local Area Network) nopea lähiverkko (4 Mbit/s - 10 Gbit/s) toteutettu kaapelilla tai langattomasti esim. Ethernet ja Token Ring Kaupunkiverkko, MAN (Metropolitan Area Network) nopea kampusverkko runkoverkkotyyppinen verkko kaapeli (yleensä valokuitu) esim. FDDI tai ATM TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Tiedonsiirtoverkkojen tyypit Laajaverkko, WAN (Wide Area Network) maan tai maailman kattava verkko esim. pakettiverkot tai runkoverkot Lisäarvoverkko, VAN (Value Added Network) datansiirrolle lisäarvoa tarjoava verkko esim. järjestelmien sovitus ja elektronisten lomakkeiden välitys EDI/OVT (Electrical Data Interchange/Organisaatioiden Välinen Tiedonsiirto) Globaaliverkko, GAN (Global Area Network) maailmanlaajuinen verkko toimii kuten lähiverkko käyttäjälle koostuu runkoverkoista ja on monen organisaation omistama TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

5 Lähiverkon (LAN) ominaisuudet Verkko kattaa rajoitetun maantieteellisen alueen (esim. toimiston) Siirtonopeus on suuri (4 Mbps => 10 Gbps) => kustannuksien ja nopeuden sekä siirtomäärän suhde on hyvä => kustannukset muodostuvat lähinnä hankinnasta ja ylläpidosta Yhteydet kytkentäisiä (protokollien ylemmillä tasoilla) Bittitasolla monesti broadcast (liikenne näkyy kaikille ) => sniffereiden käytöstä on apua vianselvityksessä, koska muuten vikapaikkaa voi olla hankala löytää => liikennettä voidaan joutua jakamaan segmentteihin => tietoturvallisuus??? TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Lähiverkon (LAN) ominaisuudet Lähiverkolla yhdistetään tyypillisesti työasemat, palvelimet, tulostimet ja muut mahdolliset verkkoon kytkettävät laitteet lähiverkko mahdollistaa siihen liitetyille laitteille pääsyn jakamaan sallittuja laitteisto- ja ohjelmistoresursseja tiedostojen ja tiedonsiirto eri käyttäjien välillä mahdollistuu Lähiverkoissa ajetaan monesti useita eri protokollia (TCP/IP, SPX/IPX, NetBEUI) TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

6 Lähiverkon (LAN) ominaisuudet Lähiverkko on yleensä yhden organisaation hallinnassa ylläpito voi olla joko oma tai ostettu ulkoistuksella voidaan helposti saada ammattitaitoa jota ei itseltä löydy ja sitä voidaan säädellä suhtanteiden mukaan => vastuu- ja tietoturvakysymykset ongelmallisia omalla ylläpidolla tietoturva voidaan hoitaa talon sisällä => monesti ylläpito perustuu yhden henkilön työpanokseen, joka on vaarallista => itse vastataan kaikesta (tukipalvelut ovat monesti tarpeellisia) => tiedetään tarkasti lähiverkon tila => joudutaan hankkimaan kaikki laitteistot, ohjelmistot sekä koulutus TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Lähiverkon topologiat Topologia = rakenne (sähköinen, looginen tai fyysinen) Topologiat ovat: väylä, rengas, tähti ja puu (Bus, Ring, Star and Tree) Tähti esim. parikaapeli-ethernet Rengas esim. Token Ring Väylä esim. ohut & paksu -Ethernet Puu esim. Ethernet, jossa on useampia aktiivilaitteita Looginen väylä, fyysinen tähti esim. parikaapeli-ethernet keskittimien avulla toteutettuna Fyysinen tähti, looginen rengas esim. Token Ring yleensä TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

7 IEEE 802.x -lähiverkkostandardit IEEE:n määrittelemät 802.x-standardit ovat saaneet myös kansainvälisen statuksen ISO:n 8802.x -standardeina Higher Layer LAN Protocols CSMA/CD (Ethernet) Token Bus (Inactice) Token Ring LLC (siirtoyhteysprotokolla) (Inactive) MAN (Inactice) Broadband TAG (Inactive) Fiber optic TAG Isochronous LAN Security Working Group Wireless LAN Demand Priority Not used Cable Modem Wireless Personal Area Network Broabdand Wireless Access Resilient Packet Ring TAG = Technical Advisory Group TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, IEEE 802.x -lähiverkkostandardit IEEE LAN/MAN arkkitehtuuri 802 LAN, 802 MAN ja muiden laajan alueen kattavien verkkojen yhteensovittaminen 802-verkkojen verkonhallinta MAC & LLC-kerroksien yläpuoliset kerrokset IEEE yhtenäinen rajapinta eri 802.x toteutusten ja ylempien verkkoprotokollien välissä siirtoyhteyskerroksen tehtäviä: virheenkorjaus, vuonohjaus, yhteydenmuodostus TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

8 IEEE 802.x -lähiverkkostandardit IEEE Ethernet verkkojen CSMA/CD-kilpavarausväylän määritys jakautuu moneen osaan, koska määritys kattaa perinteisen 10Mbps-Ethernetin, Fast-Ethernetin, Gigabit-Ethernetin, VLANtag:n,... IEEE Token Ring -verkkojen vuoronvarausmäärittely IEEE määrittelee valokuidun käyttämisen 802-verkoissa IEEE määrittelee langattoman lähiverkon radiotaajuuksien käyttämiseen liittyviä asioita TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Ethernet, IEEE802.3 Ethernet on kehitetty Hawaijilla 1970-luvun alussa Ethernetin keksijä on Robert Metcalf => hän perusti myös 3COM-yrityksen Ethernetin versio 1 on ns. DIX-määritys (Digital, Intel Xerox), joka julkaistiin vuonna 1980 Ethernet versio 2 (Digital) on julkaistu vuonna 1983 IEEE standardi on julkaistu vuonna 1985 (IEEE802.3) ja ISO standardi on julkaistu vuonna 1985 (8802-3) Ethernetin toiminta perustuu kilpavarausperiaatteeseen, jossa nopein saa väylän käyttöönsä TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

9 Ethernet, IEEE802.3 Kerros Ethernetiä on olemassa neljää eri nopeuksista 10 Mbit/s 100 Mbit/s (Fast Ethernet) Mbit/s = 1 Gbps (Gigabit Ethernet) Mbit/s = 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet, standardi valmis maaliskuussa 2002?) OSI ja Ethernet verrattuna toistensa toiminnallisuuksiin: Verkkokerros Siirtoyhteyskerros Fyysinen kerros LLC MAC PLS AUI MAU LLC = Logical Link Control MAC = Media Access Control PLS = Physigal Level Signaling AUI = Attachment Unit Interface MAU = Medium Attachment Unit TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Ethernet, IEEE BaseX 1000BaseX Ethernetin IEEE 802.3:n mukaiset ratkaisut voidaan jakaa seuraavasti: standardi media siirtonopeus max. pituus liitäntöjä pareja johtimessa 10Base5 paksu koaksiaali 10 Mbps 500 m max Base2 ohut koaksiaali 10 Mbps 200 m max BaseT parikaapeli 10 Mbps 100 m 2 (TX/RX) 10BaseF valokuitu 10 Mbps 1-2 km 100BaseTX parikaapeli 100 Mbps 100 m 2 (TX/RX) 100BaseT4 parikaapeli 100 Mbps 100 m 4 (TX/RX *) 100BaseFX valokuitu 100 Mbps 161, 412 tai m 1000BaseT parikaapeli Mbps 100 m 1000BaseCX parikaapeli Mbps 25 m 1000BaseLX 1300 nm fiber Mbps 550, 5000 m 1000BaseSX 800 nm fiber Mbps 220, 275, 550 m 10GBase-X multimode fib Mbps 65, 300 m 10GBase-X single mode fib Mbps 10, 40 km * = sisältää myös kaksi kaksisuuntaista paria TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

10 Kaapelit Ohut Ethernet, 10Base2 segmentin suurin sallittu pituus on 185 m tiedonsiirtonopeus on 10 Mbit/s koaksiaalikaapelin impedanssi on 50 Ohmia segmenttiin liitytään siten, että koaksiaalikaapeli kierrätetään jokaisen liittyvän laitteen kautta ja liittyminen tapahtuu T-liittimen avulla => johdotuksesta muodostuu katkeamaton ketju => johdotuksen kiertäessä jokaisen liitetyn laitteen kautta tulee suurin sallittu pituus 185 m nopeasti täyteen verkkokortti T-liitin BNC-liitin TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Kaapelit ohuen Ethernetin mitoitussäännot: max. 185 m terminaattori 2,5 m taivutussäde min.5 cm max. 30 MAU-yksikköä/ segmentti terminaattori TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

11 Kaapelit Parikaapeli Ethernet (10BaseT, 100BaseT, 1000BaseT) kaapelin idea on toistensa ympärille kierretyissä johtimissa => vähentää ulkopuolisten ja kaapelin sisäisten häiriöiden siirtymistä kaapeliin kaapelista on olemassa kolme erilaista tyyppiä UTP, FTP ja STP kaapelit jaetaan eri kategorioihin, joka vaikuttaa taajuusominaisuuksiin (punoksen tiheys) kaapelointitoteutukset taas jaetaan neljään luokkaan (EN 50173): luokka testattu taajuus käyttökohteet komponentit A 100 khz puhe B 1 MHz keskinopea data C 16 MHz perinteiset lähiverkot kategoria 3 D 100 MHz nopeat lähiverkot kategoria 5 optinen ei määr. runkokaapelointi TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Kaapelit parikaapelikategoriat (EIA/TIA): kategoriaa 5E kaapeli on paremmin testattu vaimenemisien, yms. suhteen, kuin kategorian 5 kaapeli => 1000BaseT asennuksissa parempi kategorian 6 on standardoitu vasta vuonna 2001, vaikka niitä on ollut markkinoilla aiemminkin => aikaisemmin asennetuissa kaapeleissa voi olla yhteensopivuusongelmia kategorian 7 kaapeleita on jo myynnissä (yhteensopivuus???) cat testattu taajuus käyttö siirtonop. Mbit/s 1 vanhat puhelimen tilaajajohtimet <1 2 Token Ring MHz 10BaseT, (100BaseT4,) Token Ring 10, 16, MHz (10BaseT, 100BaseT4), Token Ring 10, 16, MHz 100BaseT, 1000BaseT 100, E 100 MHz 100BaseT, 1000BaseT 100, MHz 100BaseT, 1000BaseT MHz standardi v.200? 1000,? TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

12 Kaapelit parikaapeliverkoissa (tähtimäisiä) työasemat ja serverit liittyvät keskittimeen (HUB) tai kytkimeen (Switch) parikaapeleilla toimisto max. 90 m ristikytkentätilassa oleva kerrosjakamo max. 90 m toimisto max. 10 m max. 10 m parikaapeli RJ-45 -liittimillä UPS UPS valokuidut runkoverkosta TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Ethernetin kehysrakenne Ethernet v.2 vs. IEEE802.3: pituus/tavua tahdistus kohdeosoite lähdeosoite tyyppi data FCS IEEE tahdistus kohdeosoite lähdeosoite pituus data FCS IEEE (LLC) DSAP SSAP ohjaus data TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

13 Ethernetin kehysrakenne tahdistus = 8 tavua (Preample) tavut 1-7 = tavu 8 = osoitteet (kohde/lähde) = 6 tavua tavut 1-3 sisältävät valmistajan tunnuksen tavut 4-6 ovat valmistajan vapaasti määriteltävissä jos kaikki ovat ykkösiä => kyseessä on broadcast lähetys (osoitteen etsintä tms.) tyyppikenttä (Ethernet) kertoo kuljetettavan protokollan pituuskenttä (IEEE 802.3) datakentän pituus on tavua (jos alle 64 => lisää täytettä) Gigabit Ethernet min. 520 tavua FCS (Frame Check Sequency), tarkistussumma TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Lähiverkot sisältävät palvelimien, työasemien ja tulostimien lisäksi mm. toistimia (Repeater) keskittimiä (Hub) siltoja (Bridge) kytkimiä (Switch) multipleksereitä (WDM) reitittimiä (Router) soittosarjoja (Dial-In) palomuureja (Firewall) jne TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

14 esimerkkiverkkoratkaisu: FTP, SMTP, HTTP Firewall Router 10 Microhub Switch Router Dial-in Firewall 2 Internet 2 ISDN Router Router Switch Hub 100 TRE (etätoimipiste) 10/100 ISDN Router Clients 100 network Servers Switch Switch Hub /100 10/100 Asiakkaan verkko JKL (yläkerta) TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Toistin toistin on yksinkertainen laite, joka vain uudelleengeneroi bittivirran => signaalin ajoituksen korjaus => signaalin tasojen korjaus => toimii fyysisellä kerroksella toistimen avulla voidaan yhdistää erityyppisiä verkkoja sekä jatkaa verkkosegmenttejä toistimen avulla ei voi jakaa kuormitusta, koska se vain toistaa signaalin eikä ota kantaa välitettävien kehyksien osoitteisiin => jos toistimen avulla esim. yhdistetään kaksi ohut Ethernet segmenttiä kasvattaa toistin itse asiassa kuormitusta (yhdistää kummankin segmentin liikenteen) TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

15 toistin ei myös mahdollista etätoimipisteiden yhdistämistä toistimen avulla ei saa tehdä verkkoon silmukoita yleensä toistimessa on kaksi porttia käyttö esim. verkon fyysisten mittojen jatkamiseen ristikytkentähuone, jossa räkki ohut Ethernet (max. 185m/segmentti) toistimella jatketaan segmentin mittaa terminointi viimeisessä rasiassa TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, esim. verkon mediatyypin muuntaminen monesti toistinta käytetään nykyään juuri mediatyypin sovitukseen vanhempia parikaapeli Ethernet-laitteita liitettäessä valokaapelipohjaiseen runkoverkkoon toistimella vaihdetaan verkon media ristikytkentähuone, jossa räkki parikaapelit ohuella Ethernetillä verkotettuja huoneita, jotka ovat otettu esim. varastotiloista toimistokäyttöön ohut Ethernet terminointi viimeisessä TLI 115/TH 2002 rasiassa Jyväskylän yliopisto,

16 Keskitin (Hub) käyttäytyy lähiverkossa toistimen tavoin => ei suodata verkon liikennettä hubi tarkastaa bittivirran => aiheuttaa 7,5 bitin viiveen liikenteeseen pystyy vianeristykseen asematasolla, jos hub on parikaapelityyppinen hubissa on esim. 8, 12 tai 24 liitäntää työasemille ja palvelimille mahdollisesti yksi erillinen liitäntä runkoverkkoon (esim. valokaapeli) liitäntä runkoverkkoon voi tapahtua myös jostain portista, jota voi käyttää myös työaseman tai palvelimen liittämiseen TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, markkinoilla on sekä räkkiasennettavia, että pöytäkäyttöön tarkoitettuja hubeja (ns. minihubi) räkkiin asennettaviin hubeihin liitetään ristikytkentätilassa työasemat, palvelimet sekä verkkotulostimet pöytäkäyttöön tarkoitettu hubi mahdollistaa esim. tiimin kaikkien työasemien liittämisen verkkoon siten, että vain yksi RJ-45 liitin tulee käytettyä hubeissa on mm. etämonitorointiominaisuuksia (hallintamodulissa) => yleensä hubin mukana tulevilla ohjelmilla voidaan seurata esim. liikennemääriä ja onko hubin liittimeen (porttiin) liitetty laitteita => hallintamoduli on yleensä erillinen komponentti => SNMP- & RMON-hallinta => lisäksi valmistajakohtaisia toimintoja TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

17 räkkiin asennettava hub sekä minihub: räkkiin asennettava hub ristikytkentätilassa minihubi esim. tiimipöydällä => varaa vain yhden RJ-45 liitynnän parikaapeli TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, parikaapelihub: liikenne kaikuu kaikille liitetyille laitteille liityntä parikaapeleilla jokaiselle laitteelle oma kaapeli vika lamauttaa vain yhden laitteen max. 90 m parikaapelia asennettuna rakennukseen + 10 m liityntäkaapeli = 100 m TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

18 vanha ohut Ethernethub: max. segmentti 185 m kaapeli kiertää tietokoneelta tietokoneelle liityntä koaksiaalikaapeliin tapahtuu T-liittimellä mahdollinen vika lamauttaa kyseisen segmentin TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Silta (Bridge) silta toimii siirtoyhteyskerroksella (OSI-malli, kerros 2) silta siis ottaa kantaa MAC-osoitteisiin pitää kirjaa, mitkä osoitteet ovat minkäkin liitännän takana vähentää liikennettä, koska ei päästä lävitseen liikennettä ellei se ole osoitettu toisessa liitännässä olevalle laitteelle broadcast tai tuntematon MAC-osoite välitetään kaikkialle ei välitä IP, yms. osoitteista => kutsutaan läpinäkyväksi, koska toimii verkossa näkymättömästi MAC osoite (= 6 tavua pitkä) liitin 0x XX XX XX XX XX XX 1 0x XX XX XX XX XX XX 2 0x XX XX XX XX XX XX TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

19 siltojen avulla jaetaan liikennettä, sovitetaan medioita ja yhdistetään toimipisteitä paikallissillalla voidaan jakaa liikennettä, jos esim. verkossa on useita servereitä joillain silloilla on mahdollista rajoittaa liikennettä asettamalla suodatusmäärittelyitä silta on toiminnaltaan yleensä itseoppiva => se pystyy tarkkailemalla verkon liikennettä muodostamaan muistiinsa taulun verkon osoitteista ja liitännöistä, jonka takana ko. osoite on silta tiedosto & tiedosto & tulostuspalvelin tulostuspalvelin TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, Kytkin (Switch) toimii siirtoyhteyskerroksella, kuten siltakin kerää samalla lailla tietoja MAC-osoitteista, kuten siltakin => pitävät muistissa taulukkoa, jossa on kerrottu aina ko. liitynnän takana olevat MAC-osoitteet kytkin tarjoaa jokaiselle liitetylle laitteelle oman liikenneväylän => vain oma tietoliikenne liikkuu tällä väylällä sekä broadcast viestit, joten törmäyksien määrä pienenee => nostaa verkon suorituskykyä paljon kytkimiä voidaan käyttää ns. työryhmäkytkiminä tai runkokytkiminä TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

20 työryhmäkytkin: erottaa liikenteen jokaiselle työasemalle 100 Mbps yhteys palvelimelle ja runkoverkkoon 10/100 Mbps yhteys työasemille (autosense, eli kytkin tunnistaa automaattisesti siihen liitetyn laitteen nopeuden) Fast Ethernet Switch Fast Ethernet runkoverkkoon 10/100 10/100 10/100 10/ TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, runkoverkkokytkin: Hub palvelimet omassa huoneessaan 100 Mbps Switch 10/100 Hub 10/ Mbps Hub 10 Mbps kerros 2 kerros 1 10/100 10/ TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

21 runkoverkkokytkin hubien kanssa on paljon käytetty ratkaisu keskisuurissa verkkoratkaisuissa (ja varsinkin muutaman vuoden vanhoissa) kuvan runkoverkkokytkin jakaa liikenteen neljän hubin osiin => jokaisen hubin alapuolinen liikenne näkyy kaikkien hubiin liitettyjen laitteiden liitännöissä kuvassa hubien muodostamista ryhmistä on aina nopea yhteys palvelinhuoneeseen (yhdestä vanhemmasta hubista on 10Mbps oleva yhteys, koska laite ei tue Fast Ethernet -nopeutta) 10/100 autosense mahdollistaa tässä myös vanhempien laitteiden käyttämisen verkossa runkoverkkokytkimen tärkeä ominaisuus on MAC-osoitteiden määrä/portti TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, kytkimet runkoverkossa sekä työryhmissä: Switch Switch 100 Mbps Switch 10/ Mbps 10 Mbps Switch kerros 2 kerros 1 10/ TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

22 nykyisin käytetty ratkaisu varsinkin suuremmissa verkoissa (edellistä kalliimpi) täysin kytkentäinen verkko, jossa ei käytetä reitittimiä liikenteen jakamiseen => nopeuttaa verkon toimintaa => laskee kustannuksia => helpottaa ylläpitoa monesti ratkaisuun on tavallaan ajauduttu ja työryhmäkytkiminä toimivat vanhat runkoverkon kytkimet (tai ainakin osa) => vanhoja laitteita on valutettu verkossa tavallaan alaspäin, kun uusia tehokkaampia kytkimiä on otettu käyttöön yhteen kytkimeen on liitetty palvelin, joka on esim. tulostus ja tiedostokäytössä => vähentää kuormitusta työryhmäkytkimestä runkoverkon kytkimeen TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, ratkaisu jakaa liikenteen omille törmäysalueilleen jokaiselle työasemalle asti ratkaisu tarjoaa nopean runkoverkkoyhteyden ja liitynnän serveritilaan kuvassa palvelimet on sijoitettu omaan tilaansa palvelinhuoneeseen, joka on yleinen käytäntö keskisuurissa ja suurissa verkoissa => parantaa tietoturvaa, koska palvelimet voidaan sijoittaa tilaan, jonne pääsyä valvotaan ja jonka paloturvallisuutta voidaan parantaa => varmistukset on helppo hoitaa tässä tilassa keskitetysti => sähkönsyöttö on helppo hoitaa varmennetusti keskitetyssä ratkaisussa kytkimien käyttäminen sekä runkoverkkotasolla, että työryhmätasolla aiheuttaa hieman viivettä verkon liikenteeseen, koska kytkimet tutkivat MAC-osoitteet ja tekevät liikenteen kytkemispäätöksensä tämän perusteella => ei kuitenkaan ongelmallista sovelluksien toiminnalle TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

23 Reititin (Router) toimii verkkokerroksella vaatii datapaketin purkamisen verkkokerrokselle asti => hidastaa toimintaa => aiheuttaa viivettä liikennöintiin (liikenteen kulkeminen useamman reitittimen läpi saattaa organisaation verkossa aiheuttaa sovellusten toimimattomuuksia viiveen kasvun takia) välittää vain reitittyviä prorokollia, kuten IP, IPX,... (ei esim. NetBEUI-protokollaa) käytetään liityttäessä organisaatiosta palveluntarjoajan (esim. Sonera) reititinverkkoon käytetään myös organisaation sisäisessä verkossa tietoliikenteen reititykseen eri aliverkkojen välillä TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, reititin sisältää ns. Access-listan, jossa määritellään mm. mikä osoite saa liikennöidä mistäkin reitittimen portista mihinkin suuntaan sekä sallitut sovellukset (esim. FTP organisaatiosta ulospäin, muttei sisälle päin) => pystytään nostamaan tietoturvan tasoa => reitittimien Access-listojen tulisi olla ajan tasalla sekä hyvin määriteltyjä TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

24 esim. liityntä organisaation tietoliikenneverkosta ulospäin: reititin esim. Datanet reitittimen portti, joka näkyy lähiverkon puolelle = Default Gateway esim. työasemissa esim. runkoverkon kytkin esim. Frame Relay, ISDN, ATM,... lähiverkon laitteet, palvelimet, TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, lähiverkon yleiseen reititinverkkoon yhdistävä reititin on yleensä vuokrattu ja hallinta kuuluu vuokraan (ISDN-reititin voi olla omassa hallinnassa) => vuokraaja (esim. Sonera) tietää yhteyden tilan vikatapauksissa reitittimillä voidaan yhdistää esim. saman organisaation eri pisteitä reititin (JKL) reititin (Tampere) yrityksen LAN esim. Datanet yrityksen LAN palveluntarjoaja (esim. Sonera) ylläpitää TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

25 käyttö saman organisaation sisäisessä verkossa aliverkotukseen: jokaisella aliverkolla on oma IP-avaruus, aliverkkomaski (voi olla sama kaikilla, jos aliverkot ovat yhtä suuria) ja Default Gateway (= reitittimen portti, eli liityntä aliverkosta) reititin aliverkko 1 aliverkko 3 aliverkko TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, joillain reitittimillä liikennettä voidaan tunneloida => esim. IPX liikenne sijoitetaan IP-paketin sisään, joka reititetään edelleen IP:n mukaisesti reititinverkoissa reitittimet keskustelevat keskenään reititysprotokollien avulla => verkon tilan kartoitus ja muiden laitteiden informointi reititinprotokollia: RIP (Routing Information Protocol) IGRP (Inter-Gateway Routing Protocol) OSPF (Open Shortest Path First) TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

26 Palomuuri (Firewall) palomuurin tarkoitus on toimia verkossa suodattimena sekä kerätä lokitietoja verkon liikennetapahtumista palomuuri voi olla fyysinen laite tai ohjelmisto monesti ohjelma, joka asennetaan joko UNIX- tai NTkäyttöjärjestelmän päälle vaatii vähintään kaksi verkkokorttia suodatettaessa verkon liikennettä palomuuria voidaan käyttää myös tietokoneeseen asennettuna siten, että palomuuriohjelmisto suodattaa vain asennetun tietokoneen verkkoliikenteen, jolloin käytetään vain yhtä verkkokorttia useamman verkkokortin käytöllä voidaan jakaa verkko esim. sisäverkkoon, ulkoverkkoon ja ulospäin tarjottaviin palveluihin sekä ohjata liikennettä näiden välillä eri oikeuksilla TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, palomuurin avulla on tarkoitus rajata KAIKKI verkon liikenne suojauksen taakse palomuuria käytettäessä olisi hyvä saada myös soittosarjat palomuurin suojauksen piiriin (varsinkin, jos soittosarjat mahdollistavat ulossoittamisen) => palomuurin tulisi siis olla ensimmäinen laite ulkoisen liitynnän jälkeen reititin yrityksen sisäinen verkko esim. Datanet palomuuri TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

27 palomuurin avulla voidaan myös lähiverkon sisällä aikaansaada tehokkaita suodatuksia jaettujen osien välille => esim. koulutuslaitoksen koulutusverkko ja työntekijöiden verkko voi olla rajattu erilleen palomuurilla palomuurin käyttäminen em. tehtävään on suotavaa, jos esimerkiksi samassa rakennuksessa on sekä oma, että asiakkaan verkko liikenteen suodatuksen lisäksi saadaan tietoliikenteestä kerättyä tärkeitä lokitietoja, joista voi olla hyötyä mahdollisten ongelmien selvityksissä (esim. tietomurtojen epäily,...) TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, palomuurin käyttö oman ja asiakkaan verkon välissä: yrityksen palvelimet reititin esim. Datanet Switch palomuuri Switch palomuuri asiakkaan palvelimet oma verkko asiakkaan verkko TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

28 joillain palomuuriratkaisuilla voidaan myös jakaa esim. Internetiin tarjotut palvelut omaksi segmentikseen => voidaan tehdä omat määritykset segmenttien välisille liikenteille => voidaan kirjata lokiin myös www-serverin liikenne, mikä olisi mahdotonta, jos serveri olisi palomuurin ulkopuolella Switch palomuuri reititin Internet Switch FTP, HTTP, SMTP,... => ulospäin näkyvät palvelimet yrityksen muu lähiverkko TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto, palomuurit tutkivat protokollatasolla paketit samoin, kuin reitittimet sallitun IP-osoitteen on mahdollista liikennöidä sallitusta liitynnästä sallittuun suuntaan sallittu TCP/UDP-porttiosoite voi liikennöidä sallittuun suuntaan palomuurit tutkivat myös lisäksi liikennettä sovellustasolle asti ja pystyvät jopa virustorjuntaan => tietopaketit täytyy ottaa muistiin, purkaa auki, tutkia sekä kasata uudelleen => tämä hidastaa liikennettä, mikä ei yleensä ole ongelmallista liityttäessä Internetiin, mutta esim. yritysten lähiverkkojen välillä on TLI 115/TH 2002 Jyväskylän yliopisto,

29 Laajakaistaiset siirtopalvelut Vaihtoehdot kaapeloinnille kotiin lankapuhelin parikaapeli kaapelitelevisio koaksiaali mikroaaltotekniikka radioaallot yhteysmuodon rajoitukset koaksiaalin siirtokaista ja yhteyden pituus (max. 6km) parikaapeliyhteyden pituus (max. 5km) mikroaaltotekniikan siirtokaista ITK115/MW 2002 Jyväskylän yliopisto, xdsl-tekniikka Digital Subscriber Line laajakaistapalvelut puhelinverkossa keskittimeen tai keskukseen asti vaatii oman verkkopäätteen kotiin ITK115/MW 2002 Jyväskylän yliopisto,

30 xdsl-tekniikat Yleisimmät xdsl-tyypit xdsl-tyyppi Selvennys Download Upload ADSL Asymmetric DSL Mbit/s kbit/s HDSL High-Speed DSL 128 kbit/s -1.5 Mbit/s sama RADSL Rate-Adaptive DSL 6.1 Mbit/s 1.5 Mbit/s SDSL Single-Line DSL 128 kbit/s -1.5 Mbit/s sama VDSL Very high bit rate DSL 51 Mbit/s Mbit/s ITK115/MW 2002 Jyväskylän yliopisto, ADSL-tekniikka Asymmetric Digital Subscriber Line epäsymmetrinen: download > upload max Mbit/s > 768 kbit/s etäisyys km keskuksesta max. 9 Mbit/s Download 9 Mbit/s 6 Mbit/s 2 Mbit/s 1 Mbit/s Upload 1 Mbit/s 1 Mbit/s 640 kbit/s 16 kbit/s Keskus /keskitin Johdin 3 km 4 km 5 km 6 km max. 1 Mbit/s ITK115/MW 2002 Jyväskylän yliopisto,

31 ADSL:n toimintaperiaate A Voi käyttää samanaikaisesti datan ja puheen siirtoon kaistat erotetut modulointitekniikat DMT (Discrete MultiTone) ja CAP ISDN ADSL PSTN DOWNLOAD UPLOAD f/khz ITK115/MW 2002 Jyväskylän yliopisto, ADSL:n toimintaperiaate DMT kaistat 256 modeemia, joista 32 kaksisuuntaista 4 khz puhelinliikenne Hidas suunta 32 x 4 khz Nopea suunta 256 x 4 khz 1,1 MHz ITK115/MW 2002 Jyväskylän yliopisto,

32 ADSL:n toimintaperiaate ADSL-modeemi: ATU-C (keskus), ATU-R (tilaaja) Johtokoodaus/dekoodaus Max. 7 samanaikaista digitaalista kanavaa 4 nopeaa yksisuuntaista, verkosta kotiin 3 hitaampaa kaksisuuntaista, kotoa verkkoon Keskus /keskitin Laajakaistapalvelut ADSLmodeemi Puhelinverkon päätelaite tilaajajohdin jakosuotimet puhelinverkko ITK115/MW 2002 Jyväskylän yliopisto, ADSL-siirtoluokat = toimitilat Download eli myötäsuunta Siirtoluokat Yksisuunt. kanavat Mbit/s C-kanava kbit/s 1,2M M M Kaksiuunt. kanavat kbit/s 0/160/384/544/576 0/160/384 0/160/384 0/160 0/160/384 0/160 luokka määräytyy yhteyden laadun mukaan lyhyet yhteydet: luokka1 pitkät, huonot yhteydet: luokka ITK115/MW 2002 Jyväskylän yliopisto,

33 ADSL-siirtoluokat = toimitilat Upload eli paluusuunta Siirtoluokat C-kanava kbit/s Kaksiuunt. kanavat kbit/s Otsikko kbit/s 1,2M /160/384/544/ , 3, 2M /160/ , 2M-3-0/ ITK115/MW 2002 Jyväskylän yliopisto, Kaapeli TV- tekniikka Kaapelimodeemi download TV-kanavien ( MHz) kautta 1 40 Mbit/s 6 MHz kaista upload joko TV-kanavien (5 65 MHz) tai puhelinverkon kautta 64 kbit/s 10 Mbit/s ITK115/MW 2002 Jyväskylän yliopisto,

34 Kaapeli TV -verkko Päävahvistinase HEADEND D0 D1 runkoverkko D1 D1 D1 Vahvistin D2 haaraverkko D2 D2 Antennirasia Haaroitin D2 D2 D3 Päävahvistinase HEADEND E/O E/O D3 jakoverkko D3 Haaroitettu Tähtiverkko 2-suuntainen kuituyhteys O/E O/E Kaksisuuntaisen HFCverkon rakenne E/O Kaksisuuntainen vahvistin Sähkö-optinen muunnin Sisäverkkojen tulee noudattaa tähtitopologiaa ITK115/MW 2002 Jyväskylän yliopisto, HomePNA Kun kerrostaloon hankitaan laajalkaistaliittymä (xdsl) on verkko saatava toimimaan myös yksittäisissä asunnoissa HomePNA käyttää puhelinkaapeleita asunnossa olevan tietokoneen ja puhelinjakamossa olevan laajakaistaliittyman välillä TJT C36/LK 2002 Jyväskylän yliopisto,

35 HomePNA HomePNA 1.1 Nopeus: 1Mbit/s Kaapelin maksimipituus 150m (käytännössä maksimissaan jopa m) Asuntoon/segmenttiin voidaan laittaa max 25 HomePNA laitetta/tietokonetta Toimii kuten Ethernet-lähiverkko, siirtotienä on vain puhelinkaapeli Vaatii HomePNA kytkimen TJT C36/LK 2002 Jyväskylän yliopisto, HomePNA HomePNA verkkoa voi käyttää samanaikaisesti puheen ja ADSL:n kanssa A ISDN ADSL HomePNA DOWNLOAD PSTN UPLOAD f/khz TJT C36/LK 2002 Jyväskylän yliopisto,