Introduksjon og motivasjon

Forelesningsnotat til forelesninga fredag 22. august 1997.

Referanser

Tanenbaum: 1.1 - 1.4

Introduksjon

Datakommunikasjon er i ferd med å bli ein stendig viktigare del av infrastrukturen i eit moderne samfunn, og vi møter datakommunikasjon i mange daglegdagse situasjonar.

For berre få år sidan var det svært få utanfor høgskulane og universiteta som kjende til Internett. Men no har dei andre massemedia 'oppdaga' Internett, og dermed har mange også utanfor den akademiske sfæra fått augene opp for kva det kan brukast til. Dei akademiske miljøa hadde lenge Internett for seg sjølve, men no har også mange frå næringslivet blitt interessert i å finne ut kva dette nye mediet kan brukast til. På grunn av denne interessa for Internett, reknar eg med at kompetanse om datakommunikasjon generelt og Internett spesielt vil bli enno meir attraktiv.

For oss som skal studere datakommunikasjon er det også verdt å merkje seg at interessa for Internett har skapt ein eit oppsving for TCP/IP protokollane. Etter at ISO definerte sin 7-lags OSI-modell vart det ein 'stillingskrig' mellom tilhengarar av ISO-protokollar og tilhengarar av TCP/IP-protokollar. Denne krigen er no over, og TCP/IP vann. Størstedelen av dette faget handlar om desse protokollane.

Kva er vitsen med datakommunikasjon?

Utviklinga i IT-industrien har gitt oss mykje prosessorkraft på kvar arbeidsplass, men når det gjeld kontorarbeidsplassane så blir prosessorkrafta berre brukt til å lage stendig meir delikate brukarflater (=grensesnitt), og ikkje særleg mykje bearbeiding av data på arbeidsstasjonane.

Distribuerte databaser blei spådd ei lysande framtid for nokre år sidan, men det har vist seg at kostnadane med administrasjon av distribuerte databaser framleis er høgare enn for sentraliserte. Datakommunikasjon har som all IT-teknologi, blitt billegare heile tida. Resultatet av dette er at sentrale databaser framleis er det mest vanlege, og at datakommunikasjon sørger for at informasjonen er tilgjengeleg der den skal brukast.

Riktig informasjon til riktig person til riktig tid. Dette er eit så mykje brukt omgrep i IT-bransjen at det nesten er ein floskel, men vi kan framleis sjå på det som eit mål for korleis eit informasjonssystem i ein organisasjon bør fungere. Og svaret på spørsmålet i innleiinga blir då at datakommunikasjon er til for å flytte data slik at distribuerte IT-system kan brukast.

Datakommunikasjon i dagleglivet

Som vi peika på i starten, så møter vi til dagleg datakommunikasjon som ein viktig del av mange IT-system. Her kjem nokre opplagte og nokre mindre opplagte eksempel.

Lokalnettet ved Høgskolen i Ålesund

Dei fleste studentane bruker lokalnettet som ein heilt naturleg del av det å bruke dei personleg datamaskinene på laboratoria. PCane til alle tilsette er også kobla opp i lokalnettet. Lokalnettet gir oss tre viktige tenester.

Utskriftstenesta gjer at fleire brukarar kan dele ein skrivar.

Lagringstenesta gjer det mogeleg for fleire å dele programvare og dokument. Denne tenesta er også ein viktig del av rutinene for sikkerheitskopiering og periodisk vedlikehald av basis programvaren på laboratoria.

Elektronisk post (e-post) gjer at alle brukarane kan sende meldingar og dokument til kvarandre. Dette er viktig for Høgskolen i Ålesund og Møreforskning som for tida har kontor på fire ulike stader i byen.

Internett

Mange av studentane har alt skaffa seg er faring med bruk av datakommunikasjon på Internett. Dei mest kjende tenestene på Internett er: Bruken av desse tenestene blir ein viktig del av innhaldet i starten av dette faget. Seinare skal vi gå inn på virkemåten og protokollane som ber tenestene.

Minibankar og kortterminalar.

Det er ikkje alltid vi tenkjer over at datakommunikasjon er med når vi tek ut pengar i minibankar eller betaler med kort i butikken. Men det er sjølvsagt slik at bankane har sentraliserte databaser som heile tida held greie på kor mykje pengar vi har på kontoen, og at bankautomatane og terminalane kommuniserer med dei sentrale maskinene for å finne ut om vi har nok pengar og for i neste omgang å registrere det beløpet vi brukar. Med dei internasjonale betalingskorta er dette no ei teneste som er tilgjengeleg over heile verda, og du vil finne minibankar i dei fleste byar og på utruleg mange mindre stader. Hugs på at datakommunikasjon er fundamentet for tenesta.

Reiseliv og transport

Flyselskap, hotell og reisebyrå er storbrukara av datakommunikasjon. Dei må også ha sentrale databaser over plassane på fly og andre kommunikasjonsmiddel og over ledige senger ved hotella. Også i resten av transportbransjen blir datakommunikasjon viktigare og viktigare. Krav til pålitelegheit og effektivitet gjer at IT-systemet er like viktige som sjølve transportsystemet.

Promillekontroll

Tenk deg fygjande situasjon: Ein ven av deg (dette hender sjølvsagt ikkje deg) køyrer på uforklarleg vis utanfor vegen ein laurdagskveld, og politiet kjem til staden. Kva har dette med datakommunikasjon å gjere? Politiet har i ein del av sine mobile einingar (=bilar) tilgang til nokre viktige sentrale databaser: Mobil datakommunikasjon frå politibilen vil fort avdekkje om venen din eig den bilen han køyrer, eller om det er sant at han har lånt den av onkelen sin.

Kanskje har politiet i eit slik høve mistanke om promillekøyring, og tek venen din med til sjukehuset for blodprøve. Helsesektoren tek også i bruk datakommunikasjon, og kanskje kjem resultatet av blodprøva attende til sjukehuset i form av ei EDI-melding frå laboratoriet.

Konklusjon

Som vi ser av desse eksempla, så blir datakommunikasjon meir og meir utbredt, og samfunnet er avhengig av datakommunikasjon for å fungere. Eg håper derfor at du som student har fått skjerpa interessa for å lære meir om datakommunikasjon. Eg håper også på at dei kunnkapane du får i dette faget kan hjelpe deg til å få ein god jobb og interessante oppgåver som nyutdanna ingeniør og at dei vil bli til nytte for deg som praktiserande IT-ingeniør. Det blir lettare å lære dette faget dersom du tenkjer som meg: Datakommunikasjon er viktig og interessant og kunnskapar om datakommunikasjon kan gi meg ein god jobb.

Oversikt over ulike datanett

Presentasjonen av datakommunikasjon blir ofte gjort ved å ta utgangspunkt i dei ulike datanetta som er i bruk. Etter denne forelesaren sitt syn, blir det blir mindre og mindre relevant å snakke om ulike nett, for kommunikasjonen går i aukande grad på kryss og tvers i og mellom netta. Tidlegare var det Televerket (= det gamle namnet på Telenor) vi alltid måtte vende oss til for å kunne bruke datakommunikasjon utanom eige hus, men også dette er i ferd med å endre seg, og alle reknar no med at dei siste restane av lovverk som gjev Telenor monpol på teletenester vil bli fjerna i løpet av 1997.

Eg finn det likevel naturleg no i starten å nemne opp dei ulike netta og kva som er karakteristisk med dei. Hugs berre på at dette ikke er den heile og fulle sanninga (om livet, universet og alt anna), men ein introduksjon for å få oversikt over faget og altså litt 'kulturhistorie' frå tele- og dataindustrien som du får med deg i same vendinga.

Telefonnettet

Telefonnettet er det mest utbreidde og kanskje også det mest brukte datakommunikasjonsnettet. Datakommunikasjon foregår då sjølvsagt ved at brukarane sjølve har modem. Telefonnettet har fylgjande karakteristikka:

Pakkesvitsja nett, X.25

Dei nordiske landa har vore tidleg ute på mange områder innanfor telekommunikasjon. Mange er sikkert kjent med at mobiltelefonsystemet NMT er resultatet av eit nordisk samarbeid som i første omgang resulterte i det første internasjonale mobiltelefonsystemet. Men det er mindre kjent at dei nordiske landa på same tid også gjennomførte liknande samarbeid om datanett. Eit offentleg pakksvitsja datanett og eit offentleg linjesvitsja datanett var resultatet av samarbeidet. Det pakkesvitsja nettet har vore og er mykje brukt både i Norden og i andre delar av verda. Mellom fagfolk i datakommunikasjon blir det pakkesvitsja nettet ofte kalla X.25. Det er namnet på den standarden som spesifiserer grensesnittet mellom kundane og nettopreatøren. Vi skal kome tilbake til dette med standardar og standardiseringsorganisasjonar seinare i faget. No skal vi berre merkje oss det viktigaste med slike datanett.

Linjesvitsjanett datanett

Det linjesvitsja datanettet var det andre nettet som kom ut av det nordiske samarbeidet. Dei nordiske landa bygde saman opp eit slikt nett, og har hatt det som eit tilbod til sine kundar, men denne type nett har ikkje blitt tatt i bruk i andre delar av verda. I Noreg kjenner eg til at løysingar for betalingsformidling bruker det linjesvitsja nettet. Karaktristika kan vi samafatte slik:

Ikkje-svitsja datanett

I riktig gamle dager, før PCane, var stormaskinene dei viktigaste datamaskinene og IBM var den største produsenten av stormaskiner. Også på den tida var det nødvendig å distribuere data til dei arbeidsplassane der dei skulle brukast, men det blei sjølvsagt gjort med den sentrale stormaskina som utgangspunkt og med såkalla dumme terminalar på arbeidsplassane. Datanettet som sørga for kommunikasjon mellom stormaskin og terminalane, hadde ein hierarkisk struktur med stormaskina i sentrum. Mellom stormaskina og terminalane var det så fleire nivå med kommunikasjonsmaskiner. Dei mest vanlege av desse var 'front end' prosessorar, FEP som stod nærast stormaskina og terminal 'controllarane' som fordelte trafikken til omlag 30 terminalar.I desse netta var det ikkje behov for svitsjing. Nyttetrafikken skulle gå mellom den enskilde terminal og stormaskina. Kommunikasjonsmaskinene var det vi no kaller for multipleksarar eller konsentratorer.

Store bedrifter som forsikringsselskap og bankar hadde gjerne slike informasjonssystem, og behovet for kommunikasjon over lange avstander blei dekka ved å leige faste digitale samband frå punkt til punkt. I Noreg måtte bedriftene leige slike samband frå Televerket, for dei hadde monopol på slike samband, og det har dei forresten framleis. For å oppsummere om ikkje-svitsja datanett:

ISDN

ISDN er ei forkorting for Intgrated Services Digital Network som kan omsetjast til norsk som tenesteintegret digitalt nett, sjølvom heller ikkje det er så lett å forstå. Tjensteintegrert tyder at det same nettet skal kunne brukast til å overføre ulike typer informasjon. ISDN er altså laga for å overføre lyd, bilde og data i det same nettet. Nettet er digitalt heilt ut til abonnentane, og det har store fordelar for oss som vil bruke det til datakommunikasjon, men det betyr også at gamle analoge telefonar ikkje kan brukast, og nye terminalar må inn. Dette siste har ført til at det har teke lang tid før markedet har akseptert det nye. ISDN er no på full fart inn i bedriftene og dei fleste reknar med at ISDN også vil bli akseptert av privatkundane. Det nye utstyret som må til hos abonnentane er i ferd med å kome ned i akseptabel pris, og vi får no også kjøpe konverteringsutstyr som gjer at dei gamle telefonane kan brukast saman med nytt utstyr.

ISDN grunntilknytning gir ein kapasitet på 2 x 64 + 16 kbit/s og det er såpass mykje at det kan brukast til LAN til LAN samband og til LAN til heimekontor. Prisane på PC-kort for datakommunikasjon over ISDN har også nå blitt så lave at ei ISDN-løysing for eit heimekontor kan konkurrere i pris med ei meir tradisjonell løysing med modem over telefonnettet.

ATM

Når ISDN no er i produksjon, så er sjølvsagt fagfolka i full gong med å planleggje det som skal bli det store nye for framtida. Dette nye har fått namnet ATM, som står for Asynchronous Transfere Mode og dei som jobbar med det håper at det skal bli den nye standarden for både LAN og WAN. Eg for min del trur at det vil kome fort for LAN, men at det vil bli for komplisert for WAN. Meir om det seinare.

ATM skal på same måte som ISDN, kunne overføre ulike typer informasjon i det same nettet, men i framtida må vi sjølvsagt ha endå større kapasitet, slik at vi f.eks kan overføre video i sanntid over nettet. Det er derfor snakk om kapasiteter på frå 155Mbit/s og oppover. For å kunne svitsje så hurtig trafikk, har det vore nødvendig å forenkle den jobben svitsjane skal gjere mest mogeleg. I ATM blir derfor all trafikk delt opp i relativt små og like store rammer.

Det er litt upresist å ta med ATM i ei oversikt over ulike typer nett, for ATM er heller ein tekonologi som vil finne sin plass ulike nett. Men som eg nemde i innleiinga om nett, så er heile omgrepet nett i ferd med å endre seg radikalt, så vi får heller fire litt på presisjonen.

Det tok over 10 år frå ISDN fungerte i laboratoria til det var ein realitet i markedet. ATM er framleis på utprøvingsstadiet og standardiseringa er ikkje fullført. Derfor må vi nok rekne med at det vil ta si tid før vi får løysingar med ATM-teknologi i drift. Men vi skal i alle fall vere merksame på teknologien, og lære litt om den. Her og no kan vi merkje oss hovudpunkta:

Internett

Interessa for Internett har eksplodert i Norge dei siste to åra, og næringslivet har blitt merksame på at dette er eit relativt billeg nett som kan utnyttast til mange føremål. Internett er eit eksempel på den endringa vi ser av innhaldet i ordet nett. Internett er ikkje definert av kva slags teknologi som er i nettet, men av dei tenestene brukarane har tilgang til. Svært mange ulike typer teknologi blir brukt til å distribuere desse tenestene.

Vi skal likevel i denne omgang få ei oversikt over det som er mest typisk. Brukarane har gjerne PCar eller Unix arbeidsstasjonar som er knytta saman av eit lokalnett av type Ethernet. Servarane i Internet er gjerne Unix- maskiner, og ofte vil også dei vere knytt til det same lokalnettet. Lokalnetta er knytta saman med IP ruterar og faste digitale linjer. ISDN vert no teke i bruk i aukande grad på grunn av lavare pris og større fleksibilitet.

OSI-modellen

Som eg nemnde i starten blei OSI-modellen for datakommunikasjon definert av den internasjonale standardiseringsogranisasjonen ISO og den blir difor også omtala som ISO-OSI. OSI står for Open Systems Interconnection, og det er altså ein referansemodell for datakommunikasjon.

OSI-modellen definerer sju lag i datakommunikasjonen:

  1. Fysisk lag
  2. Linjelaget
  3. Nettverkslaget
  4. Transportlaget
  5. Sesjonslaget
  6. Presentasjonlaget
  7. Applikasjonlaget
Referansemodellen definerer nøye dei omgrepa som skal brukast i standardane. Mellom dei viktigaste omgrepa er protokoll og teneste. Protokollen er reglane for korleis meldingar skal utvekslast mellom maskiner, medan teneste er det sett av funksjonar som eit lag tilbyr til laget over. Vi ser alt her at vår bruk av omgrep ikkje er den same heile tida, for i samband med Internett brukte vi ordet teneste om dei funksjonane som ein brukar har tilgang til.

Som eg også har peika på i innledninga så har OSI-modellen og dei protokollane som blei utvikla med den som referanse mista mykje av populariteten i det siste, men for å sitere forfattaren av læreboka vår, Andrew S. Tanebaum: Om ikkje OSI-modellen kan brukast til noko anna, så er den i alle høve godt egna til å stukturere lærebøker i datakommunikasjon etter.

Sist oppdatert 20. august 1997