Azine
Om tidningen Azine
Köpa Azine
Kontakta Azine
Hjälpa till
Annonsera i Azine
About Azine English

Senaste numret
Nästa nummer
Arkiv

Kurser/Skolor
Intervjuer
Forum

ACG
SUA
ACG Göteborg
AmigaGuiden

Annonsörer:
GGS-Data

Sponsorer:
AmigaRulez (Forum)
GGS-Data
WestSide Praetorian
M.Andersson

Försäljningsställen
GGS-Data
Guru Meditation


Senaste Nummer 8 Nummer 7 Nummer 7 bilaga Nummer 6 Nummer 5++ Nummer 4 Nummer 3 Nummer 2 Nummer 1









Vill du ha din banner här?
Skriv till [email protected]!
Välkommen till hela Sveriges Amigatidning.


ACGs maskot

Linux - Del 3: Nätverk, kablar... vad ska man med det till??

I del 2 tittade vi på TCP/IP och hur adressering fungerar. För att förstå hur datorer och annan kommunikationsutrustning kommunicerar med varandra måste vi känna till lite grand om hur OSI­modellen fungerar. Senare i denna artikel skall vi också titta på olika kabeltyper, topologier och kodningsprinciper för datakommunikation.
När ett datapaket skall skickas från din dator passerar det genom alla OSI­modellens sju lager med start på lager 7 och ner till lager 1.
När ett datapaket tas emot av din dator passerar det också genom alla dessa sju lager, men i omvänd ordning.
Varje lager lägger till respektive tar bort sin egen del av datapaketets information. Den faktiska storleken av den information som skall skickas är endast en liten del av den totala storleken på datapaketet. Detta beror på att paketet byggs ut med olika typer av information såsom exempelvis CRC (Cyclic Redundancy Check), fontstorlek, färger, kompressionsinformation och adresser.

Open Systems Interconnect

OSI­modellen (Open Systems Interconnect) är en referensmodell som togs fram av ISO­organisationen som ett regelverk för datakommunikation och används idag av alla platformar som kommunicerar med omvärlden på något sätt.
OSI­modellen bygger, som tidigare nämts, på sju lager från 1 till 7 där lager 1 är det fysiska (lägsta) lagret och lager 7 är applikationslagret (det högsta).
All form av data som produceras på din dator för vidare transport passerar alltid, utan undantag, alla sju lager oavsett om du skall spara filer på en server eller tänker skicka ett e­mail, surfa etc.
Låt oss först ta en snabb titt på modellen och sedan lite djupare i detalj på varje lager.
  • 7. Applikation
  • 6. Presentation
  • 5. Session
  • 4. Transport
  • 3. Nät
  • 2. Länk
  • 1. Fysisk
Dessa är de sju standardlagren, men olika platformar kan ha några få avvikelser och namn för vissa lager för att optimera just tillverkarspecifika protokoll, men alla lager fungerar i grund och botten likadant oavsett platform. Exempelvis använder Microsoft sina egna benämningar för vissa lager. Dessa lager diskuteras lite längre fram i denna del.
Nu tar vi och dyker lite djupare in i varje lager.

Lager 7 ­ Applikation

Applikationslagret symboliserar den aktiva applikation som man för tillfället arbetar med. Exempelvis: Netscape, Ibrowse, Word, Excel, Lotus, YAM eller andra användbara applikationer som du använder varje dag. Texten, bilden eller vad det nu gäller blir skickat ner till nästa lager.

Lager 6 ­ Presentation

Detta lager undersöker bilden, texten etc för information som exempelvis formatterad text (fonter, storlekar, färger, fetstil eller kursiv).
Lagret undersöker också ditt arbete i hopp om att kunna finna en möjlighet att komprimera datan för att kunna minimera storleken på datapaketen som skall skickas. Destu enklare ditt arbete är utformat, destu hårdare kan det bli komprimerat. En ren ASCII­textfil kan bli komprimerad upp till 80% av sin ursprungliga storlek.
En bild är något mer komplicerad. Komprimeringsnivån beror på storleken, DPI och antalet färger. Ju mer färger bilden är uppbyggd av destu svårare är det att komprimera.
Detta lager lägger till eller tar bort information till/från paketet som härrör till ovanstående.

Lager 5 ­ Session

Detta lager agerar och jobbar som en form av trafikpolis för paket som sänds respektive tas emot.
Lagret håller koll på alla paket och skickar dem antingen uppåt eller nedåt i OSI modellen och informerar rätt applikation och tjänst om vilken typ av paket som är på väg.
Detta lager lägger till respektive tar bort information rörande pakettyp.

Lager 4 ­ Transport

Detta lager är det mest sofistikerade av dem alla. Transportlagret adderar och läser CRC (Cyclic Redundancy Checking) till eller från datapaketet.
CRC används för att säkerställa att ett paket har levererats i ursprungligt skick och att det inte är korrupt eller trunkerat på något sätt. För att kalkulera CRC räknas all binär kod av kärninformationen samman och sparas separat från kärninformationen. Denna information skickas med paketet vid leverans som en checksumma (Checksum).
När paketet kontrolleras måste den kalkulerade checksumman jämföras med kärninformationen i paketet för att bli godkänt och säkerställa att leveransen har skett på ett riktigt sätt.
Om helvetet bryter lös och paketet blir stoppat av CRC­kontrollen på grund av trunkering eller korrupt data kommer detta lager att begära en omleverans av paketet från avsändaren.
Om sändaren inte svarar på begäran kommer lagret att spara undan informationen i alla fall, men fortfarande korrupt.
Exempel på protokoll som jobbar på denna nivå: TCP, SPX, NetBeui

Lager 3 ­ Nät

Detta lagers huvudsakliga uppgift är att konvertera från logiska addresser till fysiska addresser som exempelvis nodnummer eller IP­adresser (dessa omvandlas till binär kod).
Adresserna som blir konverterade kommer att utgöra destinationsadresser för paket som skall levereras.
Detta lager är den sista mjukvarutjänst som ligger närmast den fysiska enhet som används för kommunikation. Lagret jobbar mycket intimt tillsammans med lager 2.
Exempel på protokoll som jobbar på denna nivå: IP, IPX, NetBeui

Lager 2 ­ Länk

Detta lager är uppdelat i två delar:
  • LLC (Logical Link Control)
  • MAC (Medium Access Control)
LLC­delen av detta lager kontrollerar vilket protokoll som används (NetBeui, IPX/SPX, TCP/IP osv) och jobbar ihop med lager 3.
MAC­delen innehåller, bland annat, drivrutiner för den kommunikationsutrustning som används. Alla typer av utrustning kräver och behöver nån form av drivrutin för att fungera på ett tillfredsställande sätt.
MAC kontrollerar ochså vilken ramtyp (802.3, 802.2, 802.5, 802.11 osv) som skall användas beroende på topologin.
Beroende på utrustning och aktuell topologi kommer en viss typ av ramtyp att användas.
Ramtyper är nödvändiga eftersom dessa anpassar paketen som skall levereras till kod som hårdvaran förstår. Ramtypen definierar också vilken accessmetod och vilket regelverk som skall användas ute på nätet för att paketen skall uppföra sig på ett korrekt sätt.
Detta är det sista lagret som förlänger eller kortar ner paketen innan de äntligen är på väg till eller från den fysiska utrusningen som används för att förbinda datorn eller resursen med omvärlden.

Lager 1 ­ Fysisk

Detta lager är helt enkelt den form av utrustning som används för att förbinda vår dator eller resurs med omvärlden och har det sista ordet vad det gäller regler för hur paketen skall levereras.
Beroende på hårdvaran och mediat kan paketet bli levererat på olika sätt. Mediat kan bland annat vara: fiberoptisk kabel, radiosignaler, koaxialkabel, laser, TP (Twisted Pair) eller annat användbart media.
Oberoende av vilken utrustning som används kommer den binära datastömmen att bli konverterad till elektriska impulser härifrån.
Nu ska vi ta och titta lite grand på vilka kabeltyper och topologier det finns och detta avsnitt kommer att ge information om hur dessa kan appliceras i olika LAN­miljöer (Local Area Network). Jag kommer i en senare del av Linuxskolan att ta upp olika kommunikationssätt för WAN­miljöer (Wide Area Network).
Valet av kablage bestäms av vilken nätverkstopologi vi kommer att jobba med. Topologi betyder lite grovt hur nätverket ser ut ovanifrån, ungefär som geografiska kartor.

Topologier

Det finns idag fyra huvudsakliga topologier avseende LAN­trafik:
  • 1. Stjärnnät
  • 2. Distribuerat stjärnnät
  • 3. Ringnät
  • 4. Bussnät
Stjärnnätet ser ut ovanifrån som en jättelik stjärna där alla nätverksanslutna resurser samlas upp i en Hub eller Switch. Hub:ar är inte så vanliga nuförtiden, men det kan finnas några enstaka sådana nät kvar.
Om flera Hub:ar eller Switchar kopplas samman, genom sk. Uplink eller backbonefunktionalitet, har vi skapat oss ett distribuerat stjärnnät.
Sett ovanifrån skulle detta se ut som flera sammanlänkade stjärnor eller snöflingor. Ett nät av denna typ använder sig oftast av ramtyper som IEEE 802.3 och IEEE 802.2.
Ringtopologin skiljer sig markant från stjärnnätet eftersom det är en sluten ring där kabeln går genom samtliga anslutna enheter och skapar på så sätt en gigantisk cirkel.
Rent teoretiskt ser det alltså ut så, men i praktiken, för att underlätta administration, används sk. Passiva Hub:ar speciellt framtagna för ringnät (Madge Technologies) vars enda uppgift är att se till att cirkeln är sluten.
Ringnätet kan lätt uppfattas som klumpigt och udda, men det har sina goda fördelar. EN topologi som denna använder sig av ramtyp IEEE 802.5 vilket definierar trafikregler och accessmetoder. IEEE 802.5 är mera allmänt känt som Token Ring.
Token Ring är ett kollisionsfritt nät till skillnad från exempelvis Ethernet och ger då fördelen att trafiken färdas mycket snabbare genom Token Ring­nät än just Ethernet­nät.
Den sista topologin är bussnätet. Sett ovanifrån ser nätverket ut som en enda lång kabel som går genom alla enheter med termineringar i varje ände.
Terminatorerna (vanligtvis 50 Ohm i thinnet) existerar alltid i par på ett bussnät. Deras uppgift är att reducera sigmalerna i kabeln till en nollnivå när den når någon av ändarna vilket förhindrar att signalen reflekteras tillbaks genom kabeln och orsakar störningar som skulle uppstå då två signaler kolliderar med varandra, sk. Late Collisions.

Ramtyper & accessmetoder

All typ av kommunikation måste kontrolleras och följa vissa regler för att stabilitet och effektivitet skall kunna uppnås. Utan regler skulle det uppstå fullkomlig anarki bland signalerna på nätverket.
De olika ramtyperna bestämmer och styr vissa funktioner och beteendemönster och jag tänker här endast ta upp tre ramtyper som är vanligt förekommande i LAN­miljö.
Valet av topologi bestämmer oftast vilket ramtyp som skall användas. EN viktig sak att komma ihåg är att dessa ramtyper är helt inkompatibla med varandra vilket innebär att om de skulle förstå varandra utan speciell utrustning (bryggor, routrar etc) om det skulle träffas.
Exempel. Ett nätverk som arbetar enligt principen CSMA/CD kan inte kommunicera direkt med ett nät som arbetar med Token Passing.
De tre ramtyperna och accessmetoderna jag tänker ta upp här är följande:

CSMA/CDEthernetIEEE 802.3
CSMA/CAEthertalkIEEE 802.2
Token PassingToken RingIEEE 802.5

Alla dessa ramtyper och accessmetoder arbetar på samma nivå i OSI­modellen, nämligen lager 1, det fysiska lagret.
Den vanligaste ramtypen och accessmetoden torde vara CSMA/CD som existerar på alla LAN av Ethernettyp, oavsett om det är för att spela spel på hemma hos polarna eller om man sitter på jobbet och skriver offerter.
Närmast efter denna accessmetod har vi CSMA/CA som i det närmaste är utdöd, men kan förekomma på olika ställen runt om i världen fortfarande. Dock skulle jag tro att det huvudsakligen rör sig om äldre Novellnät då.
CSMA/CD och CSMA/CA är nära släktingar och har mycket gemensamt. Exempelvis använder båda accessmetoderna Manchester­kodning för signalerna över kablaget, paketlängden skall vara mellan 64 bytes ­ 1518 bytes och använder 10 Mbit/s eller 100 Mbit/s bandbredd.
Det enda som i princip hindrar dessa från att direkt kunna förstå varandra är att CSMA/CD använder sig av CRC för att kontrollera signalernas integritet medan CSMA/CA använder tre bitar för denna funktion, ungefär som paritet.
Token Passing använder sig av en aningen annorlunda metod för att koda signalerna och hastigheterna är 4 Mbit/s, 16 Mbit/s eller som idag 100 Mbit/s.
Eftersom systemet bygger på användandet av en sk. Token ser det helt annorlunda ut än 802.2 och 802.3 ur ett rent signalmässigt perspektiv eftersom det aldrig kan inträffa kollisioner i Token Passing.
Nackdelen är att Token Passing är ganska känsligt mot yttre påverkan och skulle kunna, via ett eventuellt kabelbrott, helt sluta fungera under en kort period tills dess att de passiva enheterna har hunnit sluta ringen på nytt.

Kablage

Naturligtvis behövs lite kablar för att koppla samman våra enheter i nätverket. Valet av kablar bestämmer i princip vilken accessmetod man kommer att köra eftersom de olika topologierna bestämer miljön.

10 Base­T / 100 Base­TX

Denna kabel delas i två klasser och från KAT­3 till KAT­6 (kategori) kabel. I allmänt uttryck benäms kabeln som TP (Twisted Pair) då kabeln är utformad så att det finns fyra par kardeler (kopparledningar) virade (twistade) parvis.
Paren är twistade olika hårt för att motverka inbördes signalstörningar som kan uppkomma vid eventuella magnetfältsbildningar.
De olika kategorierna på TP­kabel specificerar användningsområde, hastigheter och impedans.

KAT­1

Lämplig för hastigheter under 1 Mbit/s. Typiskt analog röst, trafik i telefonsystem (POTS) eller digital trafik typ ISDN.

kAT­2

Hastgheter upp till 4 Mbit/s. Vanlig i Token Ring­nät, men där förekommer också Twinax­kablage.

KAT­3

Vanlig kabel i 10 Base­T­nätverk och klarar upp till 16 Mbit/s

KAT­4

Används i 16 Mbit/s Token Ring­nät. Finns nästan ingen annanstans. Klarar max 20 Mbit/s.

KAT­5

Den absolut vanligaste kabeln idag där 100 Mbit/s nät körs. 100 Base­TX. I 100 Base­TX­utförande används endast 2 par.
Klarar 1000 Mbit/s, men då används alla 4 par i kabeln.
Används också till att leverera 155 Mbit/s ATM­trafik.
För att bredda sortimentet finns alla dessa kategorier också i två olika utförande beroende på vilken yttre miljö nätverket skall byggas i., STP (Shielded Twisted Pair) och UTP Unshielded Twisted Pair).
STP­kabeln är något dyrare än UTP, men fungerar på samma sätt. Skillnaden är att STP är skärmad och klarar en hårdare yttre miljö där det kan förekomma störningar från olika saker, exempelvis fabriksmaskiner, strömkablar och generatorer.
Maxlängden på en TP­kabel bör inte överstiga 120 meter. Detta inkluderar eventeulla patchkablar från paneler och dyligt eller från uttag i vägg/tak till dator. Den totala diametern på nätverket (kan vara svårt att räkna ut) bör inte överstiga 250 meter.
För 10 Mbit/s och 100 Mbit/s gäller att endast 2 par av totalt 4 par används för kommunikation. Kontakterna är märkta från 1 till 8 och alla kardelerna har unika färger som måste följas om man själv tänker skapa sin kabel.
För att skapa en rak kabel (för trafik mellan ex. dator och hub/switch) kopplas alla kardeler rakt över, ex. 1 till 1, 2 till 2, 3 till 3 osv.
Det kan finnas speciella situationer då korsade kablar, sk. Cross Over kablar behövs. Dessa kablar är speciellt utformade för kommunikation mellan exemeplvis två datorer eller två hub:ar eller switchar som saknar uplinkfunktion.
När man tillverkar en sådan kabel skall man vara noga med att korsa kardel 1 och 2 med kardel 3 och 6.
Förklaring:
1TX +
2TX ­
3RX +
6RX ­
Ledarmärkning:
Par 1blåvit/blå
Par 2orangevit/orange
Par 3grönvit/grön
Par 4brunvit/brun

10 Base­2

Denna kabel tillhör koaxialkabelfamiljen. Just denna kabel används i busstopologier med T­kors och två terminatorer, en i varje ände.
Kabeln i sig är en nära kusin till vår vanliga antennkabel till TV:n, men skillnaden är att impedansen i 10 Base­2 kabeln är 50 Ohm medan antennkabeln är 75 Ohm.
Den teoretiska maxhastigheten för denna kabel är 10 Mbit/s, men eftersom det är frågan om bussnätstopologi lär vi aldrig komma upp i den hastigheten eftersom reglerna för CSMA/CD säger att vem som helst får skicka datapaket när som helst vilket naturligtvis skapar kollisioner på nätet.
Denna kabel tillsammans med bussnät är inte att rekomendera, men det är dock ett billigt sätt att snabbt skapa ett nätverk.
Lite tekniska data:
  • 10BASE­2 (Kallas också Thin­Ethernet)
  • 10 Mbps
  • 50 Ohms
  • BNC kontakter
  • Benäms RG58
  • Max. 185 meter/segment
  • Används i Bussnätstopogier

10 Base­5

Liksom vår 10 Base­2­kabel är detta en koaxialkabel. Den är väldigt ovanlig nuförtiden, men användes förr till att bygga sk. Backbones. Alltså stamnät genom huskroppar m.m.
Genom att lägga en sådan droppkabel genom ett hus kan man sedan på ett enkelt sätt droppa av på varje våning med sk. vampyrkontakter, även kallade transcievers för att sedan koppla vidare till annan utrusning som exempelvis hub:ar eller switchar och bygga vidare som distribuerat stjärnnät eller bussnät.
Lite tekniska data:
  • 10BASE­5 (Kallas också Thick­Ethernet)
  • 10 Mbps
  • 50 Ohms
  • AUI kontakter
  • Benäms RG8
  • Används vanligen som droppkabel med vampykontakter
  • Max. 500 meter/segment
  • Används som backbone
//Johan / [email protected]


Hemsidorna underhålls av Magnus Andersson