Antti Vähälummukka 2010 Lähde: http://www.ratl.fi/pensurce/lahiverkt/ ja muita
Sillat 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 2
Aktiivilaitteiksi santaan laitteita jtka sisältävät jtain elektrniikkaa, kuten tistin tai kytkin. Verkn aktiivilaitteet sijittuvat OSImallin tasille heisen kuvan mukaisesti. Signaali vaimenee kaapelissa ja matkalla siihen summautuu häiriöitä. Jtta signaalit säilyisivät riittävän hyvinä, tarvitaan kaapelintijärjestelmän mukaisesti sijitettuja signaaleja vahvistavia ja uudelleen generivia laitteita. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 3
Tistin (repeater) Tistin vahvistaa sähköisiä signaaleja ja tarkistaa bittivirran ajastuksen. Sen avulla vidaan lisätä verkn fyysisiä ulttuvuuksia. Sitä käytetään verkn jatkamiseen. Tistin timii OSI-mallin fyysisellä kerrksella (1). Se ei puutu läpi kulkevan datan sisältöön, eikä esimerkiksi tutki MAC-kerrksen sitteita. Sen timinta n täysin läpinäkyvää ja se päästää lävitseen kaiken liikenteen. Nrmaalissa tistimessa n kaksi prttia, jihin kytkettävät laitteet liitetään, mutta n lemassa myös mniprttitistimia. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 4
Tistimia käytetään nrmaalisti yhden rakennuksen sisällä. Kska tistimet eivät rajita verkn liikennettä, n varmistettava, etteivät niillä yhdistetyt verkn kneet kurmita verkka yli sen kapasiteetin. Tistimen avulla vidaan myös svittaa erilaisia verkn sia tisiinsa eli se vi timia mediamuuntimena. Vidaan esimerkiksi svittaa valkaapeli parikaapeliin tai hut ja paksu Ethernet tisiinsa. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 5
Keskitin (HUB) Parikaapeliverkissa tistimia kutsutaan keskittimiksi tai hubeiksi. Timinnallisilta periaatteiltaan ne vat mniprttitistimia. Keskitin n tähtimäisen kaapelinnin keskipisteessä. Mninpeushubit kykenevät npeuden svitukseen esimerkiksi 10/100-hubit, jtka vivat runkverkkn päin käyttää siirtnpeutta 100 Mbps ja liitettävät työasemat 10 Mbps. Keskittimiä verkkn liitettäessä n syytä muistaa, että ne timivat siten, että yhteen prttiin tulevat paketit jaellaan kaikille muille prteille. Tisin sanen siirttien kapasiteetti jaetaan kaikkien käyttäjien kesken. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 6
Keskitin (HUB) Keskitin eli mniprttitistin Passiivinen tistaa eteenpäin Aktiivinen knfiguritava tukee verknhallintaa Päätelaiteliitäntä RJ-45 Aiemmin usein lisäksi 1 BNC-liitäntä (10base2) 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 7
Keskitin n väistynyt lähes täysin kytkinten hintjen tultua hyvin edullisiksi. Keskitintä ei kannata enää käyttää vaan se krvataan kytkimellä. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 8
Silta (Bridge) Sillan tehtävä n verkn fyysinen jatkaminen. Liittää yhteen kaksi samaa prtkllaa käyttävää verkka Eristää eri verkissa kulkevat liikenteet. Pilkk verkn pienempiin siin. Timii OSI-mallin kerrksella kaksi, eli MAC-kerrksella. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 9
Sillat vidaan timintaympäristönsä mukaan jakaa paikallissiltihin ja etäsiltihin. Paikallissilta yhdistää kaksi vierekkäistä lähiverkka. Etäsilta yhdistää kaukana tisistaan sijaitsevia verkkja yleisten datasiirtverkkjen avulla. Ethernetverkkjen sillat vat läpinäkyviä ja itseppivia. Läpinäkyvyys tarkittaa sitä, että työasemat eivät tunne sillan lemassala, eikä niiden tarvitse humiida sitä millään tavalla. Itseppiva silta tarkkailee jatkuvasti liikennettä ja ppii sen avulla työasemien sitteet. Siltja tulisi sijittaa riittävän mneen paikkaan erttamaan verkk saverkkihin, jiden kurmitus n siten hallittavissa. Kuitenkin täytyisi verknhallinnan helpttamiseksi pitäytyä yhden rganisaatin sisällä, ettei siltjen avulla mudstetusta verksta tule liian laajaa. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 10
Esimerkki: Silta yhdistää klmea verkka, jtka vat A, B ja C. 1. Asema x verkssa A lähettää kehyksen asemalle y verkkn B. 2. Silta tutkii MAC-kehyksen khdesitetta. 3. Js silta havaitsee taulukistaan vastaanttajan y levan verkssa A eli lähettäjän kanssa samassa verkssa, se ei tee mitään. 4. Js silta tietää vastaanttajan levan verkssa B, se välittää kehyksen suraan sinne. 5. Js vastaanttajan sijainti n tuntematn, silta kpii kehyksen kaikkiin verkkihin lähettäjän verkka lukuun ttamatta. 6. Aseman y vastatessa verkssa B, silta merkitsee taulukkihinsa työaseman sijainnin ja jatkssa hjaa kehykset sille suraan. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 11
Timintja: Välitys (frwarding) Välittää kehyksen segmentistä A segmentissä B levalle kneelle Ei ta tämän jälkeen enää kantaa kehykseen, ts. unhtaa sen Sudatus (filtering) Ei välitä kehystä segmentistä A segmenttin B, kska vastaanttaja ei le k. segmentissä Silta näkee kehyksen, mutta ei tee mitään sille Vutaminen (flding) Kne A lähettää bradcast-kehyksen segmenttiin Silta lukee kehyksen lähde-segmentistä ja lähettää sen kaikkiin muihin segmentteihin mihin sillä n liityntä Silta timii MAC-kerrksella -> Tuntee MAC-sitteet ja missä segmentissä k. kneet sijaitsevat Osaa vunhjauksen (vurnvaraus ja törmäyskäytänteet) 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 12
Kytkimien timintaperiaate n yksinkertainen. Katstaan välitettävästä paketista minne se n menssa ja välitetään se ikeaan kytkinprttiin. Pidetään kirjaa siitä mihin prttiin n mikäkin laite kytketty. Tunnistaminen tehdään MAC-sitteilla. Välitystapja Stre and frward Syntyy viivettä, kska kk paketti tetaan vastaan ennen kuin vidaan lähettää Cut-thrugh Npea, kska luetaan vain sen verran paketin alkua, että tiedetään mihin se pitää lähettää Timii OSI-mallin 2. kerrksella. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 13
Kytkin (Switch) Lähiverkn kytkin n timintaperiaatteeltaan kuin silta, mutta mniprttinen. Näistä mniprttisillista, eli kytkimistä, nkin tullut erittäin yleisiä lähiverkn laitteita. Kytkimien hallintaminaisuudet ja VLAN:ien rakentamismahdllisuudet yhdessä pudnneiden hintjen kanssa vat tehneet kytkimistä tämän päivän lähiverkkjen peruslaitteita. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 14
Tämänpäivän verkkja rakennettaneen lähinnä kytkimien, ei enää siltjen avulla. Lähiverkn surituskykyä n helpinta parantaa lähiverkkkytkimien avulla. Kytkin kykenee välittämään useita eri prttien välisiä yhteyksiä samanaikaisesti. Näin siirtkapasiteetti vi kasvaa suuremmaksi kuin keskitinratkaisuissa. Kytkimien ja siltjen avulla rakennetuissa verkissa määritellään tavallisesti spanning tree-prtklla. Spanning tree n virityspuualgritmi, jnka avulla estetään silmukiden syntyminen verkissa. Käytännössä prtkllan käyttööntt ja määrittely mahdllistaa justavan timinnan esimerkiksi varayhteyksiä tarvittaessa. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 15
Kytkimet vivat lla knfiguritavia laitteita. Verkn ylläpitäjä vi knsliyhteyden kautta määritellä esimerkiksi VLANit ja yleensäkin hallita kytkintä. Käyttäjäliittymät vat valmistaja-khtaisia, mutta yleensä vaihtehtina n jk suralla knsliyhteydellä esim. hyperterminalin avulla rakennettu yhteys tai selainphjainen yhteys. Yleisimpiä vat OSI-tasn 2 kytkimet. Tarjlla n myös tasn 3 kytkimiä, jtka timivat lähes reitittimien tavin. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 16
Ruuhkanhallinta Js prtille tulevan liikenteen määrä ylittää lähtevän prtin välityskyvyn, syntyy ruuhkaa. Ruuhkan hallitsemiseksi kytkimessä n muistia jhn liikenne puskuridaan. Kun liikenne tasaantunut, puskuri tyhjennetään. Js puskuri pääsee täyttymään seuraa ylivut. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 17
Reititin (Ruter) Reitittimiä käytetään siltjen tapaan verkkjen yhdistämiseen tai erttamiseen. Sudatus- ja hallintaminaisuuksiltaan reititin n kuitenkin siltaa humattavasti kehittyneempi. Reitittimen avulla vidaan tarkkaan hjata verkkjen välistä liikennettä ja määritellä etukäteen kuka saa liikennöidä ja minne. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 18
Reitittimen tehtävänä n välittää lähiverkkjen välistä liikennettä. Sen ensisijainen tehtävä n hjata lähiverksta ulspäin suuntautuvat paketit parasta reittiä pitkin reititinverkkn, jssa levat muut reitittimet timittavat paketit lpulta perille. Jtta pakettien välitys tapahtuisi ptimaalista reittiä, reitittimen pitää tuntea verkn rakenne eli verkkjen sitteet ja niiden väliset yhteydet. Reititin timii OSI-mallin 3. kerrksella. Reititin n knfiguritava laite ja verkn ylläpitäjän täytyy käyttööntn yhteydessä määrittää kaikki tarvittavat parametrit sille. Knfigurinnissa määritellään reitittimen prttien käyttö, reititysprtkllat ja pääsylistat (ACL, Access Cntrl List). 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 19
Reititysprtklla määrää sen, mitä menetelmää ja kriteerejä reitin valinnassa käytetään sekä sen, miten ja kuinka usein reitittimet vaihtavat keskenään tietja verkn rakenteesta. Yleisimpiä reititysprtkllia vat RIP (Ruting Infrmatin Prtcl) OSPF (Open Shrtest Path First) EGP (Exterir Gateway Prtcl) BGP (Brder Gateway Prtcl). 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 20
Reititin hjaa myös reititinverksta lähiverkkn tulevat paketit ikeaan segmenttiin. Liikenteen hjaus perustuu verkssa liikkuvien pakettien sisältämään sitteeseen ja reititystaulukihin. Reititin eristää lähiverkn sisäisen liikenteen ulkmaailmasta ja päästää läpi vain määritelly (halutun) liikenteen. Reitittimellä vidaan myös jakaa verkkja aliverkiksi, jllin se timii samalla siltana. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 21
Yhdyskäytävä (Gateway) Yhdyskäytävä n muunnin, jka mahdllistaa kahden eri yhteyskäytäntöä käyttävän laitteen keskinäisen keskustelun. Yhdyskäytävä surittaa tarvittavan prtkllamuunnksen. Usein käytännössä yhdyskäytävä tarkittaa hjelmista ja liitäntää jhnkin laitteeseen tai verkkn, esimerkiksi päätekäyttö lähiverkssa. Yhdyskäytävä rajittaa liikennettä kaikkein eniten, kska se n sidttu yleensä tiettyyn svellukseen. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 22
31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 23
Asiita, jtka n hyvä ttaa humin: Palvelujen tas Turvallisuus Käyttökustannukset Kytkentäisyys Muunneltavuus Ylläpidettävyys Kapasiteetti Vikasietisuus Yksinkertaisuus Palveluiden käytettävyys samassa verkssa: Puhe Data Liikkuva kuva 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 24
Työasema Älykäs laite, jssa n hjelmia ja heislaitteita, kuten näyttö, näppäimistö, hiiri ja kirjitin. Palvelin tarjaa työasemien käyttöön palveluja eli mia resurssejaan: heislaitteita levytilaa yhteiskäyttöisiä hjelmistja yhteisiä tietvarastja tietliikenneyhteyksiä Palvelin vi lla tavallinen tehkas mikrtietkne. Laitevalmistajat valmistavat erillisiä palvelinkneita, jissa n humiitu erikseen helpp kiintlevyjen lisääminen, suuri kiintlevykapasiteetti, helpp varmuuskpiinti, pieni tilantarve, laitekehikkn (räkkiin) asennusmahdllisuus, hyvät jäähdytysminaisuudet, varasähkönsyöttömahdllisuus jne. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 25
Palvelin n tavallisesti mistettu maan tehtäväänsä esimerkiksi tulstinpalvelimeksi. Näin timitaan varsinkin laajissa lähiverkissa, jissa n yleensä erilliset tietkanta-, hjelmist-, varmuuskpiinti- ja tietliikennepalvelimet. Pienemmissä verkissa palvelimelle vidaan sittaa useampikin yhtäaikainen tehtävä. Palvelimien käyttöjärjestelmänä käytetään sekä NT:tä että Unix:ia. Viimeaikaiset tietturvangelmat ja mnet laajat virusaallt vat kallistaneet mnen päätöksentekijän Unix-palvelimien pulelle. Linux n yleistymässä kvaa vauhtia palvelinkäyttöjärjestelmänä. Verkk-hjelmistn ja verkkkäyttöjärjestelmän avulla hjataan palvelimen resurssien käyttöä. Verkn ylläpitäjän tehtävänä n määrittää tarvittavat minaisuudet, jtta resursseja jaetaan niille, jilla siihen n lupa ja palvelujen laatu vastaa asetettua tasa ja tarpeita. 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 26
Verkksvitin, eli verkkkrtti, n svitin jnka avulla laite liitetään verkkn. Nykyisin verkksvitin n useimmiten laitteeseen sisäänrakennettu (integritu), eikä erillinen svitin. Lankaverkn svittimet Langattman verkn svittimet 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 27
Lähiverkissa käytetään tavallisimmin erilaisia parikaapeleita. Runkverkissa käytetään valkaapeleita. Nykyisin uudisrakennuksiin vaaditaan standardin SFS-EN-50173 mukaista yleiskaapelintia. Siinä vain kerrskaapelinti tehdään parikaapeleilla ja muu sa verksta yleensä valkuiduilla. Kaapelinnin suunnittelussa humiitava: käyttötarkitus häiriösuja siirtnpeus asennettavuus asennuspaikka etäisyydet kaistanleveys hinta 31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 28
31.8.2010 Tietliikennetekniikka - aktiivilaitteet 29