Copyright 2006 Ulf Rääf och DataRäven Elektroteknik, All rights reserved.

Transkript

1

2 Version Kopieringsförbud. Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen! OBS! Kopiering i skolor enligt avtal (UB4) gäller ej! Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig erlägga ersättning till upphovsman/rättsinnehavare. Copyright 2006 Ulf Rääf och DataRäven Elektroteknik, All rights reserved. Andra upplagans först tryckning Tryckeri DataRäven Elektroteknik ISBN

3 Innehåll Förord Allmänt om Informationsöverföring och Nätverk Historisk Inledning Optisk Telegraf Elektrisk Telegraf Elektrisk Telefon och Teleprinter Datorn en elektrisk maskin Informationsöverföring mellan datorer i nätverk Inledning Fysiskt nätverk Namn och adresser på datorer och enheter i nätverk Säkerhet i nätverk Informationsöverföring mellan två datorer med direkt förbindelse Informationsöverföring mellan datorer med bredbandsförbindelse Inledning Anslutning till bredbandsnätverk Internet och Intranät samt Extranet Internet Anslutning till Internet Intranät Extranet Kommunikationsmodell Modell av datakommunikation mellan datorer OSI-modell för datakommunikation Två huvudgrupper av protokoll för datakommunikation...39 Övning 1. Informationsöverföring mellan två datorer i LAN del Inledning...40 Datornamn på dina datorer i ditt nätverk...40 Applikationsprogram NetMeeting...43 Övning 2. Informationsöverföring mellan två datorer i LAN del Inledning...50 IP-adresser på dina datorer i ditt nätverk...50 Applikationsprogram NetMeeting...52 Övning 3. Informationsöverföring på Internet mellan två datorer...54 Inledning...54 Datorers Namn och adresser i Internet...54 Applikationsprogram NeoTrace...55 Bild 47. Program NeoTrace...56 Applikationsprogram webbläsare Internet Explorer...57 Övning 4. PC med webbdokument...59 Inledning...59 Skriv ditt webbdokument i HTML...59 Surfa med webbläsare och Hypertext i dina dokument Grundläggande om Nätverk Inledning Typer av Nätverk Nätverkstopologi Klient-Server nätverk och Peer-to-Peer nätverk

4 2.2.3 Hemmanätverk Kontorsnätverk Fastighetsnärverk Industrinätverk Kopplingsenheter i Nätverk Inledning Repeater Hub Brygga Växel Router och routing Anslutning till Bredbandsnätverk Inledning Anslutning med analog telefonförbindelse Anslutning med digital telefonförbindelse Anslutning med analog Kabel TV förbindelse Anslutning med Radio förbindelse Anslutning med Optisk fiberkabel Direkt anslutning Vidsträckt Nätverk MAN och WAN Virtuella nätverk VLAN och VPN...87 Övning 5. Två PC i LAN med webbdokument...90 Inledning...90 Datornamn och IP-adresser på dina datorer i ditt nätverk...90 Applikationsprogram Utforskaren...90 Skriv ditt webbdokument i HTML...92 Hämta webbdokumentet med webbläsare...94 Övning 6. Intranät med webbserver och webbdokument...96 Inledning...96 Datornamn och IP-adresser på dina datorer i ditt nätverk...96 Applikationsprogram SimpelServer...96 Skriv ditt webbdokument i HTML...97 Konfiguration av applikationsprogram SimpelServer...99 Hämta webbdokumentet med webbläsare Grundläggande om Internet Inledning Historik Internets uppbyggnad Inledning ISP Internetleverantör Routers på Internet Domän Namn Service DNS Webbdokument Anslutning till Internet Anslutning via router Hämtning av webbdokument Övning 7. Sökmotor på Internet Inledning Applikationsprogram webbläsare Internet Explorer Webbsida Google

5 4. Grundläggande om tjänster på Internet Inledning Inledning konto adress program Att skriva och skicka samt hämta World Wide Web Söktjänst Portal E-handel Chatta med text och ljud Diskussionsgrupper Blogg IP-telefoni Grundläggande om Intranät och Extranet Inledning Uppbyggnad Inledning Domän Namn Service DNS Routing Tjänster på Intranät och Extranet Övning 8. Intranät med webbserver och webbplats Inledning Planera en webbplats Gör en webbplats Domännamn samt IP-adress på den dator som ska vara server Applikationsprogram SimpelServer Konfiguration av applikationsprogram SimpelServer Hämta webbdokumentet med webbläsare Övning 9. Intranät med ljud och video konferens Inledning IP-adresser på dina datorer i ditt nätverk Applikationsprogram NetMeeting Grundläggande om IT-säkerhet Inledning Konto Användarnamn Lösenord Virus och Antivirusskydd Trojanska hästar Brandvägg Brandvägg i användardator Brandvägg i Router Proxy-Server och DMZ Proxy-Server DMZ Kryptering IP-sec SSL Nyckel

6 6.7.4 Digital signatur Digitalt certifikat Lösenord PGP Pritty Good Privacy Trådlösa Nätverk WLAN Upphovsrätt på Internet Övning 10. Säkerhet på Internet med Brandvägg Inledning Skydd mot oönskade angrepp Test av din brandvägg Appendix Register

7 Förord Läromedel Datakommunikation Nätverk & Internet består av två oberoende delar, Grundläggande IT samt Industri & Fastighet. Datakommunikation Nätverk & Internet Grundläggande IT Läromedel Datakommunikation Nätverk & Internet Grundläggande IT är lämplig för allmän IT-utbildning, för gymnasiekurs DTR1203 och del av kurs DTR1201. Vidare för undervisning i allmän IT-kunskap på högskolor, universitet och företagsutbildningar samt arbetsmarkandsutbildningar. Samt för dig som behöver en start och introduktion i datakommunikation. Läromedlet behandlar grundläggande informationsöverföring och tjänster i olika typer av nätverk som LAN, MAN, WAN, Internet, Intranät och Extranet. Teori varvas med enkla praktiska övningar för kommunikationsprogram som NetMeeting, webbläsare Internet Explorer och webbserver SimpleServer. Datakommunikationen lokalt över LAN sker med nätverksmedium Ethernet. Innehåll: Allmänt om Informationsöverföring och Nätverk Grundläggande Nätverk Grundläggande Internet Grundläggande om tjänster på Internet Grundläggande Intranät och Extranet Grundläggande om IT-säkerhet Övningarna är gjorda för Windows XP. Men möjliga operativsystem är Windows 95/98, 2000/NT, men då kan vissa kommandon vara andra. Standard på nätverk ska vara Ethernet 10/100 Mbit. I vissa övningar är text på vissa bilder engelska, men tillhörande övningstext är på svenska. Medföljande program NetMeeting på CD ingår i IEAK license C , S , C och C för Internet Explorer från Microsoft Corp. Övriga program på CD är freeware och ansvaras ej för, dessa är provade med gott resultat på olika datorer. För att kunna tillgodogöra sig innehållet i kompendium Datakommunikation Nätverk & Internet Grundläggande IT krävs enkel allmän datorkunskap, t.ex. datorkörkort. OBS, i alla övningar utom övning 10, ska eventuellt aktiverad brandvägg vara avstängd. info@foxcomputer.se, Webbplats 7

8 Datakommunikation Nätverk & Internet Industri och Fastighet Läromedel Datakommunikation Nätverk & Internet Industri & Fastighet är lämplig att användas för teknisk undervisning på gymnasium för gymnasiekurs DTR1201, företagsutbildningar och arbetsmarkandsutbildningar. Vidare allmän teknisk & praktisk utbildning för nätverkstekniker, servicetekniker, elektriker, montörer. Samt för dig som behöver en start och introduktion i mer teknikisk datakommunikation. Läromedlet behandlar informationsöverföring och olika typer av topologier i nätverk som LAN, MAN och WAN samt Intranät, med inriktning mot industri och fastighet samt intelligenta hem. Teori varvas med enkla praktiska övningar för PC, som Punktill-Punk nätverk med LAN RS-232, Bussnätverk med RS-485 och små enkla enkortsdatorer, Bussnätverk med Ethernet och gateway till RS-485 nätverk och små enkla enkortsdatorer. Datakommunikationen lokalt över LAN sker med nätverksmedium RS-232, Ethernet samt RS-485. Gateway är antingen PC eller inbyggd server DK40 (se bild nedan), eller båda. Protokoll för Ethernet är TCP/IP samt protokoll för RS-485 är ett enkelt fältbussprotokoll. Innehåll: Grundläggande om signaler, modulationsprinciper samt informationsöverföring Grundläggande om tekniker för informationsöverföring Nätverk i Industri och Fastighet Nätverk i Intelligenta Hem Prestanda i Nätverk Säkerhet i Nätverk Störningar och Störningsbegränsning Övningarna är gjorda för Windows XP. Men möjliga operativsystem är Windows 95/98, 2000/NT, men då är vissa kommandon andra. Standard på nätverk förutsätts vara Ethernet 10/100 Mbit om inget annat anges. DataRäven Elektroteknik, Munkhagsgatan 82, Linköping, , info@foxcomputer.se, Webbplats 8

9 1. Allmänt om Informationsöverföring och Nätverk 1.1 Historisk Inledning Information betyder underrättelse, upplysning och informationsöverföring betyder överföring av upplysningar. Ett sammanfattande ord som ofta används i modern tid är informationsteknologi IT, vilket inbegriper olika teknologier och signalsystem för informationsöverföring. I forna tider var teknologier för IT i form av böcker, bilder, sjömärken, kompass, kartor och flaggor o.s.v. I modern tid är IT i form av telefoner, Radio & TV, datorer, Internet, fiberoptik, CD-spelare, satelliter o. s. v. Utvecklingen av nya teknologier för att överföra mer information allt fortare fortskrider hela tiden. Att överföra information har alltid varit en viktig del för människans, gruppens och samhällets överlevnad. För att kunna meddela sig med varandra på avstånd har människor använt olika slags signalsystem. De första systemen byggde troligen på signaler av ljud och ljus som till exempel trummor, näverlurar, eldar och röksignaler. När människan levde på jakt och fiske, var det av största vikt att under jakten få fram information mellan jägarna utan att skrämma bytet. Ett sätt för jägarna att kommunicera med varandra på korta avstånd var genom att göra olika tecken med händerna. Ett sätt för jägarna att kommunicera med varandra på långt avstånd var genom att blåsa i ett horn. Vad de olika tecknen och de enkla melodierna betyder måste alla jägarna i jaktlaget givetvis känna till innan jakten startar. För ett stort imperium som Romarriket (500 f.kr. till 500 e.kr.) var det viktigt att kunna överföra information mellan rikets alla delar och staden Rom. Vägarna byggdes bland annat för att ryttare skulle kunna rida fort med skrivna meddelanden. Man kan spekulera om orsakerna till att ett stort imperium som Romarriket faller sönder. En av orsakerna kan ha varit svårigheter att få fram information i tid om vad som hände i Romarrikets ytterområden. En konsekvens av detta kunde bli att ifall folket i något ytterområde gjorde uppror, eller om något ytterområde blev invaderade av främmande makt, så kunde inte centralmakten i Rom få reda på detta i god tid för att kunna skicka dit trupper till försvar. Militära befälhavare har genom tiderna, vid olika typer av sammandrabbningar, alltid haft stort behov av att snabbt kunna samla in korrekt information om sina förband. Ett vanligt sätt var att med ordinans (= militär person) skicka brådskande skriftliga meddelanden s.k. depescher. Detta var oftast en av de farligaste uppdrag en soldat kunde ha under en sammandrabbning och därmed ett osäkert sätt att överföra information. Ett annat sätt var att skicka akustiska meddelanden med ljud. Det fanns inövade signaler både med trummor och med trumpeter, signalerna användes för att ge order om anfall, reträtt, o. s. v. Nackdelen var att det var svårt i stridsbullret att höra signalerna även på kort håll. Ytterligare ett sätt var att genom repetering skicka muntliga meddelanden. Det fungerade på så sätt att soldaterna i de olika formeringarna skickade meddelande 9

10 från mun till mun. Detta var också ett osäkert sätt för olika militärbefälhavare att överföra information. Man kan tänka sig att det var nästan omöjligt att i strid försöka lyssna efter meddelanden från närmast egna soldatgranne och sedan skicka meddelanden vidare genom att ropa. Andra sätt var att skicka optiska meddelanden med färgglada kläder och flaggor. De olika mindre förbanden på slagfältet kunde identifieras genom att man tittade på deras uniformer och fanor. På så sätt kunde befälhavare få information om hur striden på slagfältet utvecklade sig. Den stora färgprakten i uniformerna och fanorna var också till för att soldaterna skulle kunde hålla ihop på slagfältet, samt att soldaterna skulle kunna särskilja de egna och fienden från varandra under strid. Nackdelen var att sikten på slagfältet snabbt försämrades till avstånd på ett par meter på grund av all krutrök och damm. Exemplen ovan är enkla signalsystem för att överföra information (meddelanden). Gemensamt för alla signalsystem (både militära och civila) som användes genom tiderna fram till slutet på 1800 talet var att de var optiska och akustiska. För att överföra information på längre avstånd används ljuset som optiska signalsystem. Under dagsljus kunde man visa upp olika typer av tecken som kunde ses på långt håll, under natten kunde man tända vårdkasar (stor brinnande eld) som syntes på ännu längre håll. Vårdkasarna (se bild 1) utgjorde ett uråldrigt signalsystem längs kuster för att varna när fiender annalkades på havet och på land. Nackdelen med eld var att informationsmängden som man kunde överföra var begränsad, antingen tänd eld eller släckt eld. Bild 1. Vårdkase på berg I akustiska signalsystem användes luften för att överföra information. Nackdelen var att man bara kunde överföra information över relativt korta anstånd. 10

11 Inom sjöfarten har det i alla tider varit viktigt att ha information om var man befinner sig på havet, dels för att komma fram till rätt destination och dels för att inte riskera att gå på grund. Som hjälpmedel för att få information om sin position har människan utvecklat informationsteknologier såsom fyrar och sjömärken, sjökort, kompass samt sextanten (ett instrument som användes för att mäta himlakroppars höjd över havet). För att överföra information mellan fartyg och land samt mellan olika fartyg utvecklades ett optiskt signalsystem med flaggor. Man hade en flagga för varje bokstav i alfabetet samt flaggor för ett antal olika specialtecken. Flaggor kan kombineras ihop till ord, se bild 2. Ett sätt att kombinera flaggor var genom att placera flera av dem bredvid varandra på ett rep (parallell visning), därmed kunde hela ordet visas på en gång. Ett annat sätt var att hålla en flagga i handen och därmed visa en i taget (seriell visning), på så sätt visades bokstäverna efter varandra i ordet. P E S T Bild 2. Signalflaggor En vidareutveckling av signalflaggorna var att endast ha två flaggor, en i vardera handen. Genom att med utsträckta armar placera flaggorna i olika lägen, där varje läge motsvaras av en bokstav i alfabetet samt olika specialtecken. På detta sätt kunde man öka överföringshastigheten av information. 1.2 Optisk Telegraf Ett sätt att överföra information på land mellan olika städer gjordes med ett signalsystem som kallades den optiska telegrafen. Uppfinnandet av kikaren på 1600talet gjorde det möjligt att på långt håll se optiska meddelanden från telegrafen. Det första optiska telegrafsystemet installerades under slutet av 1700 talet i Frankrike. Dessa telegrafer placerades på höjder, med siktavstånd mellan telegraferna. Varje telegraf bestod av en hög mast, högst upp var en rörlig tvärtom fäst. I varje ända på tvärbommen var en rörlig arm fäst. Tvärbommen och armarna placerades med hjälp av rep i olika lägen, där varje läge motsvarades av att i förväg bestämt tecken. Antalet möjliga tecken var 196 stycken. För att tydligt kunna urskilja ett tecken från ett annat, användes bara 92 stycken av de möjliga

12 Vid klart väder kunde 1-3 tecken per minut skickas mellan den första telegrafen till den sista telegrafen, över en sträcka med cirka 100 st. telegrafer. Ordet PARIS tar alltså som mest 5 minuter att överföra. I spåren av franska revolutionen fick det optiska telegrafnätet stor militär betydelse. Nu ska vi införa det första IT-begreppet nämligen överföringshastighet, med vilket menas antal överförda tecken per minut. För att kunna jämföra olika typer av signalsystem med varandra behövs någon slags referenssignalsystem. Enklast är att använda ett modernt signalsystem för datakommunikation, där överförs ett antal ettor och nollor som motsvarar ett eller flera tecken. Varje etta eller nolla kallas för en bit (eng. bit), en etta betecknas ibland som 1 och en nolla som 0. Överföringshastighet är antal bitar per sekund. Överföringshastighet på 3 tecken per min i optiska telegrafen motsvaras av bit per sekund i modern datakommunikation. I Sverige utvecklades en modifierad telegraf med fler tecken och högre överföringshastighet, samt att telegraferna kunde vara placerade med ett avstånd på upp till en mil från varandra. Denna telegraf bestod av en hög mastkonstruktion, med fyra stycken orörliga tvärbommar placerade under varandra. På varje tvärbom var en till tre stycken fällbara järnluckor placerade på rad. Det var sammanlagt tio stycken järnluckor placerade i mastkonstruktionen, nio stycken var placerade på tvärbommarna och en var placerad i toppen på en mast, se bild 3. Bild 3. Optisk telegraf Varje lucka kunde ställas i två lägen, antingen synlig eller osynlig. Luckornas olika lägen bildade kombinationer av siffror som i signalböcker översattes till bokstäver, ord eller meningar. Genom lucksystemet kunde 1024 olika tecken visas. I Sverige 1 För den matematiskt intresserade är överföringshastigheten C = 3/60* 2log(92) = 0.33 bit/s. 12

13 byggdes några optiska telegrafnät, men dessa var begränsade till Stockholms, Göteborgs och Karlskronas skärgårdar. Liksom det franska optiska signalsystemet, användes det huvudsakligen för militärt ändamål. Överföringshastighet var 16 tecken per min i de svenska optiska telegrafnäten, vilket motsvaras av 2.66 bit per sekund i modern datakommunikation. Överföringshastigheten har ökats 8 gånger i förhållande till den franska optiska telegrafen. Genom att varje lucka antingen kan vara synlig eller osynlig, så kan varje lucka representera två binär siffror2, synlig en 1 och osynlig en 0. Tillsammans kan alla luckorna bilda ett binärt tal. Därmed var detta telegrafsystem det första kommunikationssystem som kunde överföra binära tal, en föregångare till modern datakommunikation. 1.3 Elektrisk Telegraf Under 1700-talet och 1800-talet lyckades vetenskapsmän att påvisa elektricitet. En tidig och framgångsrik användning av elektriciteten fick man i telegrafin. Ordet telegrafi betyder att skriva på avstånd. Under mitten och slutet på 1800 talet i Europa och i Amerika utvecklades telegrafin under samma tidsålder som man började bygga järnvägar. Telegraftrådarna drogs ofta parallellt med järnvägarna. Dessa telegraftrådar monterades på höga stolpar av trä, trådarna fick inte monteras för nära varandra för då kunde det bli s.k. överhörning mellan signalerna. Från sändaren sändes långa och korta strömstötar i kodad form från den ena telegraftråden till mottagaren där strömstötarna avkodades, strömstötarna återvände tillbaka igen till sändaren i den andra telegraftråden. Kodningen bestod i att varje bokstav (tecken) i alfabetet har en speciell kombination av korta och långa strömstötar, det så kallade morsealfabetet, se bild 4. A = kort lång J = kort lång lång långs = kort kort kortb = lång kort kort kortk = lång kort långt = långc = lång kort lång kortl = kort lång kort kortu = kort kort långd = lång kort kortm = lång långv = kort kort kort långe = kortn = lång kortw = kort lång långf = kort kort lång korto = lång lång långx = lång kort kort långg = lång lång kortp = kort lång lång korty = lång kort lång långh = kort kort kort kortq = lång lång kort långz = lång lång kort korti = kort kort R = kort lång kort Bild 4. Morsealfabetet För mer information om binära siffror och tal, se kompendium Datakommunikation Nätverk & Internet del Industri och Fastighet 2 13

14 På detta sätt kunde överföringshastigheten av tecken ökas igen samt att nu kunde man överföra information utan att kunna se varandra. Detta var ett enormt steg i utveckling av informationsteknologin. En duktig telegrafist kunde med en morsenyckel, se bild 5, sända 150 tecken per minut, vilket motsvaras av ca 25 bit per sekund i modern datakommunikation. Överföringshastigheten har ökats 9.4 gånger i förhållande till den svenska optiska telegrafen och 75 gånger i förhållande till den franska optiska telegrafen. Bild 5. Morsenyckel Telegraflinjer med trådar byggdes mellan städer och mellan länder, denna informationsteknologi började utnyttjas av många olika grupper i samhället inte bara av militärerna. I mitten på 1800-talet lades en kabel med telegraftrådar mellan Amerika och Europa på Atlantens botten. Samtidigt som telegraflinjer byggdes började vetenskapsmän att utveckla trådlös telegrafi. I slutet på 1800-talet lyckades man att telegrafera med en sändare genom luften till en mottagare. Första sändarna bestod av två stora trådspolar separerade med ett gnistgap. Den snabbt svängande strömmen i gnistgapet alstrade radiovågor. Dessa radiovågor vandrade ut i luften åt alla håll. Mottagarna bestod av antenn och två stavar med ett gnistgap mellan stavarna. När en radiovåg träffade mottagarens antenn, så hoppade en gnista över gapet. Med sändaren sändes radiovågor stötvis i kodad form till mottagaren. Kodningen kunde göras på samma som tidigare, med det så kallade morsealfabetet. Nu kunde även sjöfarten överge de gamla informationsteknologierna och ta steget in i en ny. År 1902 sändes det första meddelandet ut i luften över atlanten. En nackdel var att mottagarna inte var selektiva (särskilja olika sändare), utan registrerade alla radiovågor som fångades upp av antennen. Det innebar att det bara gick att skicka radiovågor med meddelanden inom ett begränsat geografsikt område. Efter hand utvecklades radioröret, med den kunde man göra selektiva sändare och mottagare. Nu kunde man inom ett begränsat geografsikt område, sända med flera sändare samtidigt på olika frekvenser. Varje mottagare registrerade bara signaler på 14

15 en frekvens och därmed stördes inte överföringen av meddelandet från de andra sändarna. I en kabel kan överföringshastigheten av tecken från en sändare till en mottagare inte bli hur hög som helst, olika fysikaliska fenomen sätter en övre gräns. Med radiosändare och mottagare kunde överföringshastigheten ökas ytterligare. 1.4 Elektrisk Telefon och Teleprinter Telefonen uppfanns och utvecklades under slutet av 1800-talet. Telefonen är analog 3 till skillnad mot telegrafen som är digital. Under början av 1900-talet så överfördes endast ett telefonsamtal per kabel, det förde med sig att krävdes massor av kablar för att överföra flera samtal. Dessa kablar fästes först i telefonstolpar men senare grävdes de ned i jorden. Samtidigt med telefonen så utvecklades en apparat som kallas för fjärrskrivmaskin (eng. teleprinter), se bild 6. Teleprinter är elektrisk skrivmaskin med vilken man kunde skicka tecken som analoga signaler genom vanliga telefontrådar. Det behövs två teleprintrar, en i vardera änden av telefontråden. Den sändande teleprintern omvandlar tecknen till toner i kodad form som skickas till den mottagande teleprintern, den omvandlar i sin tur tonerna till skrivna tecken på ett papper. Med en teleprinter kan ca 400 tecken per minut skickas på allmänna telefonnätet, vilket motsvaras av ca 65 bit per sekund i modern datakommunikation. Bild 6. Fjärrskrivmaskin Omkring år 1930 började man använda koaxialkabel i stället för telefontrådar. Det är en speciell sorts kabel med en innerledare och en skärmstrumpa som ytterledare. Eftersom det går att överföra meddelanden från flera sändare samtidigt i en koaxialkabel, så kunde man med något som kallas för analog bärsignalteknik överföra flera telefonsamtal samtidigt i en koaxialkabel. I slutet 1960-talet hade För mer information om analoga och digitala signaler, se kompendium Datakommunikation Nätverk & Internet del Industri och Fastighet 3 15

16 tekniken förfinats så mycket att analoga telefonsamtal samtidigt kunde överföras i en koaxialkabel. Under 1980-talet så ersattes koaxialkablarna med optiska fiberkablar och telefonsamtalen överfördes med ny teknik med digitala signaler (modern datakommunikation). År 1995 kunde därmed antalet telefonsamtal ökas till i en fiberkabel, var och en med en överföringshastighet på bit per sekund, vilket gav en total överföringshastighet i en fiberkabel på bit per sekund. 1.5 Datorn en elektrisk maskin Den första automatiska siffermaskinen konstruerades i Tyskland Den var uppbyggd av elektriska reläer och användes för militära ändamål. I början på 1950 talet byggdes en svensk siffermaskin vid namn BARK, som också den bestod av reläer. Senare byggdes en liknande siffermaskin med radiorör och den kallades BESK. Var gränsen går mellan siffermaskin och datormaskin är diffus, men BESK kan sägas vara första generationens datormaskin i Sveriges. I början på 1960-talet började transistorer att ersätta radiorör och 1965 byggdes i Sverige en andra generations datormaskin vid namn TRASK. Den bestod enbart av transistorer och var därmed mer driftsäker. Vad är en dator?, jo det är en elektrisk maskin som bearbetar data enligt i förväg bestämda instruktioner. Data är information som är anpassad för bearbetning i en sådan maskin. Data består av binära siffror (1 och 0) som representerar bokstäver, siffror, symboler, adresser, bilder, ljud, o. s. v. Instruktioner är styrinformation i form av binära siffror som är lagrade i datorn. Med instruktioner sker bearbetningen automatiskt från inmatningen av data till utmatningen av data. Alla dessa instruktioner tillsammans kallas för ett datorprogram. Normalt finns två typer av datorprogram i en dator, operativsystem applikationsprogram. och Operativsystemet sköter om datakommunikationen mellan datorns olika interna delar samt externa enheter (t.ex. skrivare, modem) som är anslutna till datorns kommunikationsportar. Det finns ett antal olika typer av operativsystem t.ex. MS DOS, Windows 95/98, Windows 2000/XP, Unix, Linux, Mac OS och QNX. Applikationsprogram utnyttjar användaren för att lösa en uppgift. Det kan vara med program för ordbehandling som Word, webbläsare som Internet Explorer eller Netscape, spel som Age Of Empire. Operativsystemet håller ordning på de olika startade applikationsprogrammen och tilldelar dem exekveringstid och fönsterplats på skärmen. För att vi människor ska kunna kommunicera med ett operativsystem eller med ett applikationsprogram, måste vi kunna skriva och läsa tecken till och från datorn. Detta gjordes först med fjärrskrivmaskin, se bild 6, och senare med datorterminal (som består bara av en bildskärm och ett tangentbord), se bild 7. 16

17 Skillnaden mellan fjärrskrivmaskin och datorterminal är att utskriften görs på skärm istället för på papper. Bild 7. Datorterminal Det som överför information i och mellan elektriska maskiner är elektriska signaler. Det är först när vi människor tolkar resultatet från dessa signaler (som utskrift på papper eller på en skärm) som det blir information. Den elektriska maskinen vet inte vad signalerna betyder och kan därför inte tolka informationen ur dessa signaler. De första datorerna kallades ofta för stordatorer, kanske beroende på att de ofta var placerade i ett speciellt datorrum och var mycket stora. Det krävdes många personer som arbetade med att administrera och programmera, se bild 8. Till dessa datorer var ofta ett antal fjärrskrivmaskiner eller datorterminaler anslutna med var sin kabel. Bild 8. Stordator Datorterminalerna kunde ofta vara placerade i olika kontorsrum och för att spara kablar så anslöts terminalerna till stordatorn på en gemensam kabel. Denna gemensamma kabel och alla terminaler och stordator kallades då för ett nätverk, se 17

18 bild 9. Flera stordatorer kunde i sin tur vara ihopkopplade med varandra till nya större nätverk. Stordator Nätverk Datorterminal Datorterminal Datorterminal Bild 9. Datorterminaler anslutna med nätverk till stordator Utvecklingen har gått mot allt mindre datorer, så nu har varje användare sin egen personliga användardator s.k. PC-dator (eng. Personal Computer). För att kommunicera med en PC-dator behövs ingen datorterminal, utan vi kan skriva och läsa tecken direkt till och från datorn med datorns egna tangentbord, mus och skärm, se bild 10. Användardator Tangentbord Mus Bild 10. Modern användardator med tangentbord och mus 1.6 Informationsöverföring mellan datorer i nätverk Inledning Genom att koppla ihop två eller flera användardatorer samt enheter som t.ex. skrivare, modem till ett nätverk, kan olika användare på ett enkelt sätt överföra information i form av datapaket till varandra. Varje datapaket är ett stort antal ettor 18

19 och nollor tillsammans i ett paket. Vidare kan varje användare dela på gemensamma nätverksresurser som gemensamma programvaror eller information i databaser. Ett sådant avgränsat lokalt nätverk kallas ofta för ett LAN (eng. Local Area Network). Se bild 11. De användardatorer som används av personer kallas även för klienter alt. klientdatorer. Dessa kan dela ut (dela med sig) sina filer eller resurser till andra användardatorer i nätverket. I ett större LAN kan det också finnas en eller flera speciella datorer som kallas för serverdatorer även kort och gott för server. Serverdatorn är till för att användardatorerna kan lagra och hämta information på dennes lagringsdiskar, utnyttja olika tjänster som och Internetuppkoppling. Serverdatorn har speciella applikationsprogram som är gjorda för att den ska kunna kommunicera samtidigt med många användardatorer, samt med andra serverdatorer inom nätverket eller i andra nätverk. Användardator / Klient Användardator / Klient Modem Tape drive Data bas Skrivare Serverdator Bild 11. Datorer och annan elektrisk utrustning ihopkopplade till ett LAN LAN kan vara fysiskt begränsat till en byggnad, del av fabriksområde eller del av campus. Oftast är LAN privata nätverk som bara behöriga användare kan utnyttja. Större nätverk som är begränsade inom större områden som del av stad, stort fabriksområde eller stort campus kallas för MAN (eng. Metropolitan Area Network). Dessa MAN nätverk kan både vara privata eller allmänna i den betydelsen att användare kan betala en avgift för att utnyttja nätverket. Nätverk som är geografiskt spritt över ett mycket stort område där de ingående datorerna är ihopkopplade via någon typ av publikt nätverk eller med hyrda eller egna fiberkablar kallas för WAN (eng. Wide Area Network). Oftast är de ingående datorerna ihopkopplade till ett antal LAN, dessa olika LAN är i sin tur ihopkopplade till ett WAN. Publikt nätverk är t.ex. telefonnätverk, datanätverk, dessa kan också kallas för WAN, vad som kallas för WAN kan skifta mellan olika definitioner. Vidsträckta nätverk WAN används inom stora företag, stora organisationer och myndigheter som har kontor och kommunikationscentraler på olika geografiska platser. De olika kontoren och kommunikationscentralerna kan då enkelt överföra dokument och annan information till varandra, samt använda en eller flera databaser 19

20 i en eller flera servrar i sitt nätverk. Vidsträckta nätverk används även inom fastighetservice och industri, för att till och från ett centralt beläget kontrollrum styra och reglera, övervaka och larma. Stora LAN nätverk är svåra att administrera och underhålla. För att underlätta så kan enskilda användardator och serverdator kopplas ihop till nya s.k. virtuella nätverk VLAN (eng. Virtual LAN). Med VLAN menas att de datorer som ingår kan kommunicera med varandra precis som om de var ihopkopplade i ett eget LAN. De andra datorerna i LAN et som inte ingår i VLAN et kan då inte kommunicera med VLAN ets datorer. Man kan säga att LAN är ett fysikt nätverk och VLAN är ett logiskt nätverk i det fysiska nätverket, det kan finnas flera VLAN i ett större LAN. VLAN där de enskilda datorerna är fysikt placerade i olika LAN på olika geografiska platser, samt är ihopkopplade med någon typ av publikt (allmänt) nätverk t.ex. publik telefonnätet, kallas för VPN (eng. Virtual Private Network). På detta sätt kan användares datorer enkelt kommunicera med varandra även om de är placerade på olika geografiska platser. [Information som överförs mellan datorer i nätverk av typ VPN, måste krypteras för att inte obehöriga utanför respektive VPN kan ta del av innehållet i informationen.] Skillnaden mellan VPN och WAN är inte tydlig. Datorerna i ett VPN kopplas ihop med mer eller mindre tillfälliga förbindelse över ett publikt nätverk som t.ex. bredbandsnätverk. Datorerna i ett WAN kopplas ihop med en fast ansluten direkt förbindelse eller uppringd förbindelse över publika nätverk som t.ex. telefonnätverk. Dessa förbindelser är uppkopplade hela tiden oavsett om den används eller inte Fysiskt nätverk För att överföra information i form av datapaket mellan datorer och enheter i ett nätverk, så krävs någon typ av kommunikationsport i datorn och i enheten samt någon typ av nätverksmedium som t.ex. elektrisk kabel, optisk fiberkabel, trådlös förbindelse. Det finns ett antal standardtyper av kommunikationsportar och näverksmedier. Standardtyper av portar kan vara olika typer av parallellportar såsom LPT, GPIB, andra standardtyper kan vara olika typer av seriellportar såsom COM (RS232), Ethernet, Token Ring, USB samt Firewire. Parallell port skickar och tar emot alla bitar i ett datapaket på flera kablar samtidigt, medan seriell port skickar och tar emot en bit i taget av datapaket på en kabel. Standardtyper av nätverksmedier kan vara olika typer kablar av metall för överföring av elektrisk signaler, optokabel (fiberkabel) för överföring av ljussignaler och luften för överföring av elektromagnetisk signaler. Vidare kan det också vara överföring av ljussignaler i luften med laser eller med IR, som t.ex. för överföring av information mellan fjärrkontroll och TV. Kablar för elektrisk överföring (t.ex. Ethernet) har begränsad överföringskapacitet (låg överföringshastighet) över stora avstånd, vilket begränsar nätverkets geografiska utsträckning. Men i gengälld är de relativt billiga och finns i ett stort antal typer samt är enkla att lägga ut och montera. 20