Grundlæggende netværksteknologi

Transkript

1 Grundlæggende netværksteknologi Indhold Ethernet... 4 Introduktion... 4 Switch / Bridge / Hub Ethernet standard Opgaver i netværksdokumentation Opgave 1:... 7 Opgave 2:... 7 Et systems elektromagnetiske kompabilitet (EMC)... 8 Definition af en elektromagnetisk forstyrrelse... 8 Kilder til udsendt elektromagnetisk interferens Harmoniske Transienter Elektrostatiske udladninger ESD Ind-/udkobling af induktive belastninger vha. tørre kontakter Ind-/udkobling af induktive belastninger ved hjælp af halvledere (fortsat) Elektromotorer Fluorescerende belysning Punktsvejsning Spektral fordeling for interferens Udbredelsesformer for elektromagnetisk interferens Kobling via udstråling Nogle kilder til elektromagnetisk interferens Afkobling af interferens Jord Jordforbindelsens rolle i elektriske installationer Elektriske jordforbindelser Typisk jording af en installation Jord og elektromagnetisk kompatibilitet Stelforbindelser Tilgængelige ledende dele og sikkerhed for personer og udstyret Tilgængelige ledende dele og elektromagnetisk kompatibilitet Sløjfer mellem tilgængelige ledende dele

2 Kabler En leders funktion som antenne Grøn/gul PE/PEN leder Forbindelse mellem tilgængelige ledende dele Filtre DNS Opgaver Talsystemer Backup og Cloud løsninger Opgave: WIFI standarder og info Opgaver Wi-Fi Talsystemer Hexadecimale talsystem Bits og bytes Data lager Data hastighed Opgaver - Bits til decimal Virus og beskyttelse Opgave: UPS Hvordan fungerer en Off-line UPS Hvordan fungerer en Line-Interactive UPS Hvordan fungerer en On-line UPS Dimensionering og valg af UPS INSTALLATIONS KRAV Topologi Netværk TCP og UDP Opgaver Router Opgave 1: Radio Bølger Radiobølger tilhører elektromagnetisk stråling Baggrund Protokoller og Netværkskommunikation

3 Netværk Ordforklaring: Talsystemer Data lager Data hastighed Opgaver - Bits til decimal POE (Power over Ethernet) Fiktivt problem: Fejlfinding i OSI modellen MAC adresse Opgaver Kabling CAT 5e og CAT Forskellen mellem 1000BASE T og 1000BASE TX Kabling af netværk, Ethernet Opmærknig af farver på kabler Teori om kabler Introduktion til IP Opgave: IP adresser Opgave til ARP: IP adresse områder: Standard subnet maske Firewall Hvad er en firewall Oprettelse/ændrng af en regel ping funktionen Opgave:

4 Ethernet Introduktion Ethernet blev udviklet i 70'erne og er en meget simple, pålidelige netværksprotokoller. Den høje hastighed og enkeltheden af protokollen har medført at den er dagens standard når der skal oprettes netværk. Ethernet (IEEE 802.3) er en åben standard, som opridelig blev udviklet af Xerox. Der findes i dag hundrevis af virksomheder, som D-Link, HP, Intel, Cisco og Linksys der udvikler produkter til ethernet netværk. Selvom Ethernet-standarden kan fungere på tværs af en række medier, bruges der primært i twisted pair netværk samt over fiberforbindelser. Tidligere har coax-forbindelser også været meget udbredt. Ethernet er en bus-teknologi og virker som en stor gruppe mennesker i et umodereret møderum. Kun en person kan tale ad gangen ved at rejse sig op og råbe. Man må kun rejse sig op og tale, når der er stilhed i rummet. Hvis to eller flere personer rejser sig og råber i munden på hinanden, forstyrrer de hinandens budskab. Dette kaldes en kollision. Når en kollision opstår sætter parterne sig ned og venter et tilfældigt tidsrum for derefter at prøve igen. Risikoen for kollisioner stiger med antallet af mødedeltagere, samt mængden af budskaber de forskellige deltagere vil af med. De samme regler gælder også for et ethernet-netværk på en shared bus. Et netværkssegment hvor kollisioner kan opstå, kaldes et kollisionsdomæne. Tidligere var hubs meget udbredte i ethernet netværk til at forbinde netværksenheder. En standard hub er blot en repeater - alt hvad den hører på en port, sender den ud på alle andre porte. Hubben har RJ45- porte: Et par til at sende data (Tx) og et par til at modtage data (Rx). Når et forbunden netværkskort skal sende data vil den først lytte på Rx for at se om der allerede er trafik på linjen. Teknikken med at vente på stilhed før afsendelse data og vente et tilfældigt tidsrum ved en kollision for derefter at retransmittere kaldes CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect. Switch / Bridge / Hub Når der kommer for meget larm i et konferencerum, kan man dele deltagerne i to grupper med en væg imellem. I døren mellem de to rum, sætter man en person, som lytter til samtalerne i begge rum. Personen husker navnene på alle personerne i rummene og kan derfor videresende information fra rum til rum, når det er nødvendigt. 4

5 I netværkssammenhænge kalder man denne person en bridge. Bridges bruges til at dele et kollisionsdomæne op i flere. En ethernet switch er en hub med en bridge på hver port. Dvs: hver port lærer hvilke adresser der sidder på netop det netværkssegment. I reglen vil det altid kun være en anden netværksenhed per port, hvorfor netværket bliver delt op i bittesmå segmenter med kun en enhed per segment. Hermed undgås kollisioner, hvilken giver mulighed for at en switch kan sende og modtage data samtidig. Dette kaldes full duplex. En switch kan både køre full og half duplex. En hub kan kun køre half duplex og den broadcaster ud på alle porte, så derfor er der ingen der bruger hubs mere. Møde du en, er det med at få den skiftet ud straks. Men problemet med shared media og dermed kollisionsdomæner eksisterer stadigvæk. F.eks. i wireless netværk. Full duplex versus half duplex kan sammenlignes med telefon versus walkie talkie. I en telefon kan begge parter tale og lytte samtidig. Med en walkie talkie skal transmit-knappen holdes nede, for at talestrømmen kan sendes. Switch En switch kan variere i antal porte, fra typisk 4, 8, 16, 24 og 48. Da portene på nye switch er autosens kan de håndtere net udstyr med forskellige hastigheder 10/100/1000 Mbps. På portene vil man også kunne se betegnelsen Auto MDI/MDI-X. (MDI = Medie Depented interface og X referere til et krydset kabel) Ældre switche havde en speciel uplink port for at man kunne forbinde dem til andre switche og man skulle evt. benytte et krydset kabel. Dette er ikke nødvendig med en switch der har Auto MDI/MDI-X da den selv finder ud af forbindelsen. Router En router arbejder med at dirigere ip pakker rundt på de forskellige netværk. Den er placeret mellem 2 eller flere LAN. Skal du besøge en adresse der ikke befinder sig på det LAN du er på, hjælper din router dig videre til næste router osv. indtil at du kommer frem til din destination. Hele Internettet er opbygget af rigtig mange routere, for at vi kan komme frem til forskellige hjemmesider. 5

6 Du kan betragte din router lidt som din TomTom / Garmin navigation, du kender adressen og din router finder vejen frem i samarbejde med andre routere. I et mindre netværk er det routeren der giver adgang til Internettet. Access Point Et access point, bruges til at skabe trådløs adgang til et LAN, kaldes WLAN (Wireless LAN). Der findes forskellige standarder som angiver de forskellige hastigheder og kanaler som benyttes. Standarden hedder og forskellige bogstavkombinationer angiver hastigheden og frekvens. Standard Hastighed / frekvens Udgivet a 54 Mbps, 5 GHz b 11 Mbps, 2.4 GHz g 54 Mbps, 2.4 GHz n 600 Mbps, 2.4 / 5 GHz Ethernet standard Hastighed Kabel standard Kabeltype 802.3i 10 Mbps 10BASE-T Twisted par (TP) 802.3u 100 Mbps 100BASE-T 100BASE-FX TP som bruger 2 par Fiber optik 802.3ab 1000 Mbps 1 Gbps 1000BASE-T Twisted par 802.3z 1000 Mbps 1 Gbps 1000BASE-X Fiber optik 802.3ae 10 Gbps 10GBASE-SR Fiber optik 10GBASE-LR 10GBASE-ER 802.3an 10 Gbps 10GBASE-T Twisted par 6

7 Opgaver i netværksdokumentation. For at du kan løse nedenstående opgaver, kan du benytte programmet Microsoft Visio som din skole sikkert har adgang til. Til Visio er der allerede en masse netværkssymboler som man kan benytte. Opgave 1: Du skal tegne et netværksdiagram over, hvordan du får internet hjemme og hvilken udstyr der benyttes. Er det ADSL der giver forbindelsen, skal du typisk bruge en router evt. med trådløs Access point indbygget. - er der en fællesprinter - er der bærbar pc? - er der en stationær pc? - er der en switch? Opgave 2: Du skal tegne et netværksdiagram over en lille virksomhed. Virksomheden har 8 pc er, 2 bærbare og 3 servere, hvor af den ene server er webserver. Der kan printes til en netværks printer. Du får brug for en 16 port switch, 1 router med DMZ, internet forbindelse og 1 Access point. 7

8 Et systems elektromagnetiske kompabilitet (EMC) Standarderne definerer elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) som: En enheds, et udstyrs eller et systems evne til at fungere tilfredsstillende i sit elektromagnetiske miljø uden at tilføre uacceptabel forstyrrelse i dette miljø eller andet udstyr. Definition af en elektromagnetisk forstyrrelse Ethvert elektromagnetisk fænomen, der er i stand til at forringe ydelsen for en enhed, et udstyr eller et system etc. En elektromagnetisk forstyrrelse kan være elektromagnetisk støj, et uønsket signal eller en ændring i selve udbredelsesmediet. 8

9 Desuden består en elektromagnetisk forstyrrelse, som betegnelsen også antyder, af et elektrisk felt E, der er genereret af en potentialeforskel, og en forskel i magnetfelt H, der skyldes, at der løber en strøm (I) langs en leder. Typer af elektromagnetisk interferens Udtrykket Elektromagnetisk dækker over to begreber: Elektrisk felt Magnetisk felt Disse to felter hænger i øvrigt ubrydeligt sammen når et signal bevæger sig i rummet, det ene felt kan ikke eksistere uden det andet. «Uønsket» elektromagnetisk interferens er ganske enkelt et uønsket elektrisk signal, der adderes til det ønskede signal. 9

10 Kilder til udsendt elektromagnetisk interferens 10

11 Højfrekvens (HF) interferens Frekvensområde Frekvens >30 MHz. Højfrekvens (HF) interferens forekommer i installationer hovedsageligt som UDSTRÅ- LET interferens (luft etc.) Varighed HF pulser. Pulsers stigetid < 10 ns. Dette fænomen kan være kontinuerligt (ensrettere, clock-signaler etc.). Energi Den udstrålede energi er som regel lille og medfører kun fejlfunktion for nært placeret udstyr. 11

12 Harmoniske Et periodisk signal af enhver form kan matematisk opløses i en række sinusformede signaler med forskellig amplitude og fase, for hvilke frekvensen er et helt multiplum af grundfrekvensen. Grundfrekvens: et signals laveste brugbare frekvens. Nedbrydning af et signal i FOURIER serier. 12

13 13

14 Harmoniske (fortsat) De væsentlige kilder til harmoniske Invertere, choppers Ensretterbroer: elektrolyse, svejsemaskiner etc. Lysbueovne Induktionsovne Elektroniske startere Elektroniske hastighedsregulatorer til jævnstrømsmotorer Frekvenskonvertere til induktions- og synkronmotorer Husholdningsapparater såsom TV apparater, gaslamper lysstofrør etc. Magnetiske kredsløb, der kan gå i mætning (transformere etc.). Det er klart, at efterhånden som disse typer belastninger bliver mere og mere udbredt, og den «effekt», som de håndterer, stiger, vil den tilhørende interferens få større betydning. 14

15 Transienter Generelt Begrebet «transient» angiver pulsagtige spidser, der opsamles af elektriske kredsløb og forekommer i ledet form på strømforsyningsledninger og på styre- og signalindgange i elektrisk eller elektronisk udstyr. Karakteristika vedr. standardiserede transienter (IEC type) De væsentlige egenskaber ved disse forstyrrelser er følgende: Pulserne har meget kort stigetid 5 ms Pulslængde 50 ms Repetitivt fænomen: puls-bursts på cirka 15 ms Repetitionsfrekvens: successive bursts med et interval på 300 ms Pulser med lav energi joule Stor amplitude for overspænding 4 kv 15

16 Afhængigt af den aktuelle transients natur skal spektret være bredbåndet (0 til 100 MHz eller mere). Typer af elektromagnetisk interferens Oprindelse. Transienter stammer fra hurtig stillingsændring for mekaniske og især elektroniske «omskiftere». Når en omskifter aktiveres ændres spændingen over dens terminaler meget hurtigt fra dens mærkeværdi til nul og omvendt. Dette frembringer hurtige, store spændingsvariationer (dv/dt), der kan udbredes langs kabler. Væsentlige kilder: Lyn, jordingsfejl, kommunikationsfejl i induktive kredsløb (kontaktspoler, magnetventiler etc.) Transienter er en højfrekvent (HF) forstyrrelsestype. De udbredes langs ledere, men kan let springe til andre ledere via udstråling. 16

17 Elektrostatiske udladninger ESD Generelt Begrebet «elektrostatisk udladning» betegner impulsive strømme, der løber gennem ethvert objekt, der er forbundet til jord, hvis det kommer i (direkte eller indirekte) kontakt med et andet objekt, der har et andet potentiale i forhold til jord. Karakteristika vedr. standardiserede elektrostatiske udladninger (IEC type) De væsentlige egenskaber ved disse forstyrrelser er følgende: Pulser med meget kort stigetid 1 ns Pulslængde 60 ns Fænomenets isolerede forekomst: 1 udladning Den meget høje spænding ved udladningens start (2 til 15 kv eller mere) 17

18 Begrebet «elektrostatisk udladning» betegner impulsive strømme, der løber gennem ethvert objekt, der er forbundet til jord, hvis det kommer i (direkte eller indirekte) kontakt med et andet objekt, der har en anden lavspænding (LV) net-interferens Spænding Fluktuationer, strømsvigt, spændingsfald, bølgespændinger Frekvens Variationer Kurveform Harmoniske, transienter Faser: ubalanceret Effekt Kortslutninger, overbelastninger (påvirkning af spænding) Det er de væsentligste lavfrekvente (LF) forstyrrelsestyper. 18

19 19

20 Ind-/udkobling af induktive belastninger vha. tørre kontakter Switching-enheder med tørre kontakter Dette begreb dækker alle enheder, der er konstrueret til at slutte eller bryde ét eller flere elektriske kredsløb ved hjælp af kontakter, som kan adskilles. Forstyrrelsers oprindelse Elektriske kontakters funktionsmåde og den forstyrrelse, som de genererer, afhænger af den styrede belastnings natur. Funktion i forbindelse med en ohmsk belastning Switching af en ohmsk belastning ved hjælp af en tør kontakt genererer ingen eller kun lille forstyrrelse. Funktion i forbindelse med en induktiv belastning L (spole) Eksempel på induktive belastninger: Elektromagnet i kontaktor, magnetventil, bremse etc. Forhold vedrørende hviletilstande Under hviletilstande vil en kontakt, der «forsyner» en induktiv belastning, ikke generere nogen forstyrrelse. 20

21 Ind- og udkobling af et induktivt kredsløb Når et induktivt kredsløb brydes, frembringes der følgende over kontaktterminalerne: En signifikant overspænding, der resulterer i en række gennemslag af dielektrikum, muligvis efterfulgt af lysbuedannelse. Dæmpet spændingssving ved den naturlige frekvens for det kredsløb, der består af den induktive belastning og dens kapaciteter. Anvendelse i effektkredsløb: Aktivering af omskiftere, kontaktorer, afbrydere etc. i effektkredsløb genererer transientforstyrrelser. Eksempel: Slutning, når enheden er forbundet til kondensatorer (effektfaktor-batteri), afbryderprel ved kortslutning etc. På trods af de ind-/udkoblede strømmes amplitude giver fænomener, der skyldes sådanne handlinger, ofte ringe interferens. De involverede energimængder er store, men de karakteriseres af bløde kurveformer (filtereffekt fra kabler, belastningernes lange tidskonstanter etc.). 21

22 Udsendte forstyrrelser: Spændingsbølger varierer fra 1 til 10 kv og bliver større desto hurtigere kontakten brydes. De afhænger af den energi, der er lagret i det styrede kredsløb. Eksempel: 50 mj for en lille AC kontaktor 0.2 J for en lille DC kontaktor 10 J for en stor DC kontaktor Frekvensspektret for udsendte forstyrrelser (gennemslagskurve-forkant) ligger fra nogle kilohertz (khz) til adskillige megahertz (MHz). Virkninger for installationer Disse forstyrrelser har ingen virkning på konventionelt elektrisk udstyr. De kan medføre interferens i visse elektroniske kredsløb: I ledet form: En række transienter, der påtrykkes forsyningsstrømmen. Dette kan medføre uheldig udløsning af thyristorer, triac er etc. og switching af eller beskadigelse af følsomme indgange. Transienter på nettet som følge af åbning af 9A kontaktor I udstrålet form Disse højfrekvente (HF) forstyrrelser kan, når de udstråles, give interferens i adskilte nabokredsløb (kabler i samme kabelkanal, printbaner på printkort etc.). Endelig kan de give interferens i telekommunikationsudstyr (tv, radio, målekredsløb etc.) i nærheden. Ind-/udkobling af induktive belastninger ved hjælp af halvledere 22

23 Dette begreb omfatter alle elektroniske komponenter, der er konstrueret til at slutte og/eller bryde strøm ved hjælp af en halvleder i et elektrisk kredsløb. I nogle henseender fungerer disse som ekstremt hurtige «omskiftere», der vil være «brudt» eller «sluttet» afhængigt af den referencevariabel, der benyttes til at styre omskifteren; nemlig base (B) eller gate (G), afhængigt af komponenten. 23

24 Ind-/udkobling af induktive belastninger ved hjælp af halvledere (fortsat) Et case study Observeret fænomen At slutte og bryde et elektrisk kredsløb resulterer i en pludselig variation i spændingen eller strømmen over styrekredsløbets terminaler. Dette resulterer derfor i stejle potentialegradienter (dv/dt) over kredsløbets terminaler, hvilket vil frembringe interferens. Udsendte signaler: Der genereres to typer forstyrrelser: De forekommer i ledet og udstrålet form. Lavfrekvente (LF) harmoniske: 10 khz... Lav- og højfrekvente (HF) transienter: op til 30 MHz... Virkninger: Interferens i følsomt apparatur såsom: målesystemer, radiomodtagere, telefoner, sensorer, regulatorer etc. 24

25 Elektromotorer Roterende maskiner Roterende maskiner (elektromotorer) er vigtige kilder til ledet og/eller udstrålet interferens. Eksempel: jævnstrømskommutatormotor Observerede fænomener Under normal drift (kontinuerlig aktivering) vil interferensen afhænge af den benyttede motortype. Induktionsmotorer (asynkrone etc.) giver relativt ringe interferens. Motorer med børster og kommutatorer genererer «transient»-type interferens med stejle kurveflanker (højt dv/dt), der frembringes under børstekommuteringsfasen. 25

26 Ikke desto mindre kan asynkrone motorer generere interferens: Magnetisk mætning af motorer. I så fald bliver belastningen ikke-lineær, hvilket frembringer harmoniske. Indkobling eller opstart af motor (start). Den derved frembragte store indkoblingsstrømspids (6 til 10 * I nominel) kan frembringe et dyk i strømforsyningsspændingen. Udsendte signaler: Lavfrekvente harmoniske Interferens i strømforsyning (spændingsdyk etc.) Lav- og højfrekvente (HF) transientforstyrrelser, kan være højere end 100 MHz Elektrostatiske udladninger, der skyldes opbygning af elektrostatisk energi, forårsaget af friktion mellem forskellige typer materiale. 26

27 Fluorescerende belysning Dette begreb omfatter alle lyskilder, der arbejder efter princippet med en elektrisk lysbue, der skiftevis tændes og slukkes. Oprindelse: Selv når fluorescerende lamper er udstyret med kompensering og installeret parvist, er den strøm, som de trækker, ikke sinusformet. Genereret interferens: Denne strøm er derfor særligt rig på harmoniske, især 3. harmoniske (3 x 50 Hz eller 3 x 60 Hz etc.) Der genereres interferens over et bredt frekvensområde (0 til 100 khz eller endda 5 MHz). Disse forstyrrelser af lavfrekvent (LF) type forekommer i installationen i ledet form. 27

28 Punktsvejsning Dette begreb omfatter alle elektriske svejseapparater og loddetænger. Princip: Punktsvejsning foregår ved at sende en stor strøm ( A) gennem de to dele, der skal svejses sammen. Temperaturstigningen er tilstrækkelig stor til at opnå svejsning ved sammensmeltning. Genereret interferens: Harmoniske spændinger khz Kraftigt udstrålede magnetfelter, der kan forårsage fejlfunktion i induktive nærhedsafbrydere. 28

29 Spektral fordeling for interferens 29

30 Udbredelsesformer for elektromagnetisk interferens Identificering af udbredelsesformen for interferens er en væsentlig del af korrekt analyse af (EMC) fænomener Kobling: Generel information Kobling er den måde, hvorpå EM forstyrrelser påvirker modtageligt udstyr. Når «følsomt» (lavt immunitetsniveau) udstyr forsynes fra en elektrisk strømkilde, der er fælles for flere udstyrskomponenter (distributionssystem etc.), sendes den interferens, der genereres af «effekt» udstyr (motorer, ovne etc.) til det følsomme udstyr via fælles strømforsyningslinjer. Der findes endnu en type kobling via ledning, som forekommer i stel- og jordkredsløb. Ledere til stel (printkort etc.) er alle forbundet til installationens stelforbindelse og i sidste ende til jord via «ledere» med en impedans (Z), der ikke er nul. Dette resulterer i en potentialeforskel mellem jord- og stelforbindelser såvel som mellem stelforbindelser indbyrdes. 30

31 Disse potentialeforskelle medfører, at der løber parasitstrømme i de forskellige kredsløb. Kobling, der skyldes udstråling af interferens gennem luft, kan også medføre fejlfunktion for udstyr i nærheden. Galvanisk kobling: Galvanisk kobling bæres af en elektrisk «leder». Galvanisk kobling kan derfor overføres via: Interne strømforsyningslinjer eller distributionssystemet, Ledninger til styresignaler, Linjer til datatransmission, busser etc. Jordkabler (PE, PEN etc.), Jord, Snyltekapacitet etc. Princip: Et (ønsket eller uønsket) signal kan vandre langs en 2-ledet forbindelse på to måder: Differential-mode Common-mode Differential-mode Differential-mode (eller serie-mode) strøm udbredes langs en af lederne, løber gennem udstyret og medfører måske - måske ikke - fejlfunktion i det; og returnerer via den anden leder. Common-mode Common-mode strøm vandrer langs alle ledere i samme retning og returnerer via stelforbindelsen gennem snyltekapacitet. 31

32 Common-mode interferens er det vigtigste problem i (EMC), fordi dens udbredelsesvej er svær at identificere. 32

33 Kobling via udstråling Udstrålet interferens vandrer via det omgivende medie (luft etc.). Typisk tilfælde: Princip: Afhængigt af den udsendte interferens natur findes der to typer af mulig kobling: Induktiv kobling Kapacitiv kobling 33

34 Induktiv kobling: En strøm I, der løber gennem en elektrisk leder, frembringer et magnetfelt, der udstråles omkring lederen. Det er klart, at den strøm, der løber, skal være stor; den genereres almindeligvis af «effekt»kredsløb (som fremfører en stor strøm > 10 A). Enhver sløjfe, der dannes af en elektrisk leder med et overfladeareal S og er omgivet af et variabelt felt, vil have en vekselspænding U over sine terminaler. Kapacitiv kobling: Der findes altid en kapacitet, mellem et elektrisk kredsløb (kabel, komponent etc.) og et andet kredsløb i nærheden (leder, stelforbindelse etc.). Den variable potentialeforskel mellem disse to kredsløb vil forårsage, at der løber en elektrisk strøm fra det ene til det andet gennem isolationsmaterialet (luft etc.), så der derved dannes en kondensator eller en snyltekapacitet. Denne parasitiske strøm stiger, når frekvensen for spændingen over snyltekapacitetens terminaler stiger. 34

35 Dette fænomen kaldes også «håndkapacitet». Desuden er værdien af den snyltekapacitet, der dannes af begge komponenter i kredsløbet: Proportional med de to kredsløbs modstående overfladearealer (S), Omvendt proportional med afstanden mellem de to kredsløb (d). Skønt snyltekapaciteten mellem kredsløb kan være fuldstændigt uden betydning ved 50 Hz, bliver den af væsentlig betydning ved højfrekvens (HF) og kan forårsage fejlfunktion i installationen. 35

36 Nogle kilder til elektromagnetisk interferens 36

37 Afkobling af interferens Transformatorer: Kan benyttes til at ændre jordforbindelsesforholdene på et hvilket som helst sted i installationen, Sikrer kun tilfredsstillende elektrisk isolation ved lavfrekvens (LF) En dobbeltisoleret transformator er nødvendig, hvis der skal sikres tilstrækkelig elektrisk isolation ved HF Blokerer og afleder common-mode strømme fra tilgængelige ledende dele Kan benyttes til at bryde stelforbindelsessløjfer. Jævnstrøm eller lavfrekvens (LF) (50 Hz etc.) Isolation mellem primær- og sekundærside 10 M Snyltekapacitet ubetydelig. 37

38 Højfrekvens (HF): Isolation mellem primær- og sekundærside omgås af den snyltekapacitet, der skyldes primær- og sekundærviklingerne. Snyltekapacitet 50 pf for små transformatorer, > 1 nf for store transformatorer > 500 VA. 1 nf repræsenterer kun en impedans på 100 ved en frekvens på 2 MHz. Konsekvenser: Som et resultat heraf er der i forsyningssystemet risiko for forskellige forstyrrelser, f.eks. af transient-typen med stejle kurveflanker, for eksempel fra omskiftningsoverspænding, der overføres til transformatorens sekundærside og giver interferens i det udstyr, der er tilsluttet til denne. Fænomenet er det samme med optokoblere, skønt deres lavfrekvens (LF) impedans og højfrekvens (HF) ydelse generelt er bedre end for signaltransformatorer. 38

39 Jord Symbol I nærværende dokument omfatter begrebet «jord» alle ledende, utilgængelige eller nedgravede dele eller konstruktioner. Skønt dette ikke er den officielle definition, vil den gøre det muligt for os at identificere jord- og stelforbindelser i en installation mere præcist. Generel definition: Vores planets jordlag benyttes i visse elektriske konstruktioner som et praktisk «0 V» referencepotentiale, og jordlagets elektriske ledeevne (som varierer meget) leder naturligt - eller bruges af mennesker til at lede visse elektriske strømme. Elektriske jordforbindelser: Forholdsreglerne vedrørende disse forbindelser, når det gælder distributionsforbindelser i bygninger, hvilket er relevant for os, drejer sig om følgende forhold (beskyttelse af mennesker og genstande), og er behandlet i standarderne IEC 364 og IEC Tilstrækkelig, fordi lynaflederes afledninger af og til skal håndtere strømme i størrelsesordenen 20 til 30 ka i jord med meget varierende modstand (5 til W.m) uden at forårsage større skade på forbindelserne til jordlag/jord. En enkelt, fordi jordlagets meget varierende modstand under disse ekstreme forhold kan betyde meget store, ødelæggende potentialeforskelle mellem de forskellige jordelektroder og selve installationen under normale forhold (lækstrømme, fejlstrømme etc.); og dette kan medføre uacceptabel interferens. 39

40 Jordforbindelsens rolle i elektriske installationer Husk Enhver strøm, der løber i jord, er overført til og vil forlade den for at returnere til sin kilde. Anvendelser: Distribution i jord»elektroden» af strøm fra direkte lynnedslag (gennemslag af elektrostatisk udladning fra atmosfære til jord). Lyn-inducerede strømme i jorden mellem to punkter på en luftledning. I T-T systemet vil der i jorden mellem distributionssystemets jordforbindelse og installationens jordforbindelse løbe (små) læk- eller fejlstrømme, der frembringes af installationen. Installationers stelforbindelser forbindes også til jord (ækvipotentiel forbindelse mellem jord/jordlag i forhold til tilgængelige ledende dele og metalkonstruktioner) for at beskytte mennesker (og dyr) mod stød ved indirekte kontakt. 40

41 Elektriske jordforbindelser Generelt Forholdsreglerne vedrørende disse forbindelser, når det gælder distributionsforbindelser i bygninger, hvilket er relevant for os, drejer sig om følgende forhold (beskyttelse af mennesker og genstande), og er behandlet i standarderne IEC 364 og IEC Der skal være en enkelt tilstrækkelig jordforbindelse for en given elektrisk isolation, fordi lynaflederes afledninger af og til skal håndtere strømme i størrelsesordenen 20 til 30 ka i jord med meget varierende modstand (5 til W.m) uden at forårsage større skade på forbindelserne til jordlag/jord. Jordlagets meget varierende modstand under disse ekstreme forhold kan betyde meget store, ødelæggende potentialeforskelle mellem de forskellige jordelektroder og selve installationen under normale forhold (lækstrømme, fejlstrømme etc.); og dette kan medføre uacceptabel interferens. 41

42 Typisk jording af en installation (A) Lynaflederforbindelser. (B) Nedgravet jordsystem af trådnet med speciel forstærkning for enden af lynaflederens forbindelser. (C) Installationens jordelektrodeleder forbundet til jordbussen ved starten af installationens PE (eller PEN) ledere. (D) Installationens sammenkoblede tilgængelige ledende dele forbundet til metalkonstruktioner eller yderligere trådnet (E) Shunt-forbindelser mellem lynaflederens forbindelser, sammenkoblede tilgængelige ledende dele og metalkonstruktioner i nærheden for at forhindre overslag (brandfare). 42

43 Jord og elektromagnetisk kompatibilitet Som vi har set, spiller jorden en ret speciel rolle i forbindelse med lynudladninger, men residualstrømme, der ledes af el-ledninger til stedet, skal også elimineres. For de fleste andre (EMC) fænomener, som man skal tage sig af (transienter, højfrekvens (HF) strømme eller udstrålede felter), vil jordforbindelser, hvis længde og topologi (stjernenetværk eller i parallel med strømførende ledere) udviser meget høje impedanser ved højfrekvens (HF), ikke være til nytte uden støtte fra et system fra gensidigt forbundne tilgængelige ledende dele. 43

44 Stelforbindelser Symbol Generel definition: En stelforbindelse er et ækvipotentielt forbindelsespunkt eller plan, der kan være eller ikke være forbundet til jord, og som benyttes som reference for et kredsløb eller et system. NB:en stelforbindelse, som har et potentiale, der med vilje er specifikt eller variabelt, skal have speciel isolation og, hvis relevant, speciel tilslutning. Specifik definition for elektriske installationer: En stelforbindelse er enhver tilgængelig ledende del af apparater, udstyr eller installation, der ikke er strømførende under normal drift, men kan blive det i tilfælde af fejl. Eksempler på stelforbindelser (tilgængelige ledende dele): En bygnings metalkonstruktion (skelet, rør etc.), Maskiners fundamentplader, Metalkabinetter, umalede kabinetbundstykker, Kabelkanaler af metal, Transformatorhuse, bagplader i PLC udstyr etc. Grønne/gule ledere (PE/PEN) i jordforbindelse. 44

45 Tilgængelige ledende dele og sikkerhed for personer og udstyret Generelt Basic Specification IEC 364 og nationale reguleringer, der er specifikke for bestemte installationer, beskriver konstruktionsmæssige fremgangsmåder, som garanterer overholdelse af relevante sikkerhedsniveauer. Uanset hvordan installationens jordforbindelse er udformet, findes de grønne/gule såkaldte «PE» eller «protective earth» (beskyttelsesjord) ledere, der har en defineret impedans, til forbindelse af tilgængelige ledende dele til jord og til installationens oprindelse, således at: Under normal drift eller ved fejl i en tilgængelig ledende del: o o Elimineres store fejlstrømme (sikkerhed for ting), Kan der ikke forekomme farlige spændinger mellem to tilgængelige ledende dele, mellem en tilgængelig ledende del og jordlaget eller en metalkonstruktion (sikkerhed for personer) Da installationens sikkerhed er vigtigere end alt andet, skal senere arbejde med tilslutning af tilgængelige ledende dele under alle omstændigheder medføre: Afbrydelse af en «PE» (grøn/gul) leder fra tilgængelige ledende dele Forøgelse af enhver «PE» forbindelses impedans. 45

46 Tilgængelige ledende dele og elektromagnetisk kompatibilitet Lavfrekvens (LF) ydelse: Eksempel: ved lysnetfrekvensen (50 eller 60 Hz). Ækvipotentiel forbindelse af tilgængelige ledende dele ved lavfrekvens (LF) (50 Hz-60 Hz) opnås altid korrekt ved brug af grønne/gule (PE/PEN) ledere. Højfrekvens (HF) ydelse: Som nævnt i afsnittet om jording, spiller jordforbindelsen en relativt begrænset rolle i forbindelse med (EMC) fænomener. Derimod fungerer tilgængelige ledende dele, der er placeret i umiddelbar nærhed af elektroniske enheder, som et referenceplan eller -system for højfrekvens (HF) fænomener (såvel som for visse aspekter ved en frekvens på 50/60 Hz), forudsat at problemet med deres forbindelse til ækvipotentiale allerede er løst. 46

47 Sammenkoblingen af tilgængelige ledende dele med beskyttende forbindelser i en stjernekonfiguration skaber sommetider ekstremt høje HF impedanser mellem to punkter. Desuden kan store fejlstrømme forårsage potentialeforskelle mellem disse punkter specielt i TN-C systemer. Det forekommer derfor nødvendigt (uden at undervurdere PE ledernes rolle) at sørge for så mange mulige ekstra sammenkoblinger som muligt (kabler, der ikke er grønne/gule) med et tværsnitsareal, der ikke er mindre end det mindste tværsnitsareal for de PE ledere, der er forbundet til den pågældende tilgængelige ledende del. Disse forbindelser skal etableres tæt ved de tilgængelige ledende dele i koblingsudstyr, kabelføring, eksisterende eller bevidst tilføjede metalkonstruktioner etc. Trådnet, skærmning, common-mode returkredsløb for filtrerings-enheder etc. forbindes til dem. I visse ekstraordinære tilfælde (strømme, der induceres med net-frekvensen, potentialeforskelle etc.) må der etableres forbindelse til jordsystemet i overensstemmelse hermed (f.eks. i den ene ende af hver «HF»/»LF» kondensator etc.). Lækstrømme i installationen: På grund af deres nærhed til installationens elektriske kredsløb vil de tilgængelige ledende dele i forbindelse med disse kredsløb skabe en snyltekapacitet, som vil medføre, at der løber uønskede strømme gennem udstyr og tilgængelige ledende dele. I nogle tilfælde kan dette resultere i fejlfunktion i installationer (udløsning af enheder til beskyttelse mod differentialforskelle etc.). Læseren henvises til behandlingen af de forskellige udbredelsesformer (udstrålet interferens, kapacitiv kobling). Tilgængelige ledende dele skal derfor forbindes med relevante metoder ved lavfrekvens (LF) (sikkerhed for personer etc.) og ved højfrekvens (HF) (tilfredsstillende EMC). 47

48 Sløjfer mellem tilgængelige ledende dele En sløjfe mellem tilgængelige ledende dele er overfladearealet, der afgrænses af to stelforbindelsesledninger. Stelforbindelsessløjfer: En stelforbindelsessløjfe er det overfladeareal, der afgrænses af et funktionelt kabel (strømforsyningskabler, styrelinjer, kommunikationsnetværk etc.) og den nærmeste leder eller steljord. Antallet af stelforbindelsessløjfer er lig med antallet af funktionelle kabler. Det er særdeles vigtigt at minimere stelforbindelsessløjfers overfladeareal ved at trække den fulde længde af funktionelle kabler så tæt på tilgængelige ledende dele som muligt Stelforbindelsessløjfer er hovedkilden til (EMC) problemer; kobling af udstrålet interferens sker særligt let i disse. Undgå at jordforbinde tilgængelige ledende dele i en stjernekonfiguration. 48

49 Det er af afgørende betydning ikke at jordforbinde tilgængelige ledende dele i en stjernekonfiguration. Kun systematisk, omhyggelig sammenkobling af tilgængelige ledende dele gør det muligt at opnå tilfredsstillende højfrekvens (HF) ækvipotentiel sammenkobling i en installation. 49

50 Kabler Frekvensafhængighed for en leder Niveauet for elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) i udstyr er knyttet til koblingen mellem dets kredsløb, og selve denne kobling afhænger direkte af impedanserne mellem disse kredsløb. De benyttede ledere og deres monteringsform har derfor afgørende indflydelse på en installations elektromagnetiske karakteristika. Typiske impedansværdier for en elektrisk leder af længden L = 1 m Ved 100 khz har to 1 mm2 kabler, der ligger parallelt, lavere impedans end et 35 mm2 kabel ==> det er årsagen til fordelene ved trådnetsforbindelser. Lavfrekvens (LF) ydelse: Ved lavfrekvens (LF) løber strømmen gennem lederen, hvorimod skineffekten er dominerende ved højfrekvens (HF). Strømmen løber da på lederens overflade. Ved lavfrekvens (LF) (50 Hz-60 Hz) er ledningens tværsnitsareal den mest betydende faktor. Højfrekvens (HF) ydelse: Ved højfrekvens (HF) (f > MHz...) o Omkredsen af lederens tværsnit spiller den største rolle (skineffekt) 50

51 o o Lederens tværsnitsareal er af relativt lille betydning Kablets længde er af afgørende betydning Forklaring: a: Z1, kabel i luft (induktans pr. længdeenhed: l 1 H/m). b: Z2, kabel monteret på en metaloverflade. c: Z3, metaltrådnet med kontakt i alle kryds (f.eks. sammensvejset armering i beton). d: Z4, metalplade. For en given kabellængde er impedansen pr. længdeenhed følgende: Z1 > Z2 > Z3 > Z4 En leders længde og tværsnitsareal: En leders impedans afhænger primært af dens induktans pr. længdeenhed, som er proportional med kablets længde. Denne induktans begynder at spille en afgørende rolle over 1 khz, når det gælder standardkabler. Dette betyder, at for en leder, der kun er nogle få meter lang, er impedansen som følger: - adskillige milliohm ved jævnstrøm eller lavfrekvens (LF) - adskillige ohm ved omkring 1 MHz - adskillige hundrede ohm ved højfrekvens (HF) ( 100 MHz...) Hvis en leders længde overskrider 1/30 af bølgelængden for det signal, som den bærer, bliver kablets impedans uendelig. Installationen fungerer da, som om der ikke var nogen leder. 51

52 52

53 En leders funktion som antenne Ledere fungerer som en slags antenner, og det felt, som de udstråler, kan opsamles andetsteds. Sådanne ledere kan forårsage udstråling, når en højfrekvens (HF) strøm løber gennem dem. Antenners længde Antennevirkningen bliver særdeles iøjnefaldende for ledere med en bestemt længde set i forhold til bølgelængden for det udstrålede signal. Ved denne frekvens (100 MHz) bliver en leder med længden L > 0,75 m en effektiv antenne. 53

54 Grøn/gul PE/PEN leder Generelt I gamle installationer, der blev etableret uden at tage højde for HF fænomener, har de grønne/gule (PE/PEN) ledere en længde (L > 1 til 2 m), der betyder, at de: effektivt medvirker til LF (50 Hz-60 Hz) ækvipotentiel sammenbinding af installationen og dermed til personer og ting (IEC 364, NF C etc.). praktisk talt ikke spiller nogen rolle for HF ækvipotentiel sammenbinding og derfor heller ikke installationens (EMC). 54

55 Forbindelse mellem tilgængelige ledende dele Det er af afgørende betydning omhyggeligt og systematisk at forbinde alle tilgængelige dele for at opnå HF ækvipotentiel sammenbinding. Hvis længden af steljordforbindelsen er for stor (L > 10/F (MHz)), bliver installationen «flydende»; der vil uafvendeligt opstå potentialeforskelle mellem udstyrets dele, og disse forskelle vil forårsage uønskede strømme. 55

56 Filtre Et filters funktion Et filters funktion er at lade ønskede signaler slippe igennem og eliminere den uønskede del af det transmitterede signal. Anvendelsesområde: Overtonefiltre, F 2,5 khz RFI filtre (ledet radiofrekvens interferens) F 30 MHz Virkningsretning: Indgangsfiltre Eksempel: overtonefiltre, RFI filtre Disse beskytter forsyningssystemet mod forstyrrelser, der genereres af det forsynede udstyr. Filtre beskytter også udstyr mod forstyrrelser, der har deres oprindelse i forsyningssystemet. 56

57 - Udgangsfiltre Eksempler: «sinuskurve»filtre Disse beskytter belastningen mod forstyrrelser, der har deres oprindelse i udstyret. Forskellige filtertyper Filtreringstyper: Differential-mode filtre Common-mode filtre Kombinerede filtre, der giver både common-mode og differential-mode filtrering. Teknologi Passive filtre Aktive equalizere Princip for passiv filtrering = impedans-mistilpasning Blokering af forstyrrelser: serieinduktans (Z = L ) Kanalisering af forstyrrelser: parallelkapacitet Z = 1 C - Afsætte den forstyrrende energi: ferritkerner Passiv filtrering i «differential-mode» 57

58 Passiv filtrering i «common-mode» Princip for aktiv equalizer: Benyttes kun til bortfiltrering af harmoniske strømme, Genererer et signal, der er det forstyrrende signals komplement, for at genskabe et sinusformet signal. Dette er common-mode højfrekvens (HF) filtre. Ferritkerner består af et materiale, der har en meget høj magnetisk kerne af permeabilitet ( r). Ferritkerner udnytter to principper: common-mode induktans (se afsnittet Filtre) absorption af modstandstab (temperaturstigning), der induceres af commonmode HF interferens. Begge disse principper resulterer i en common-mode impedans, hvis effektivitet afhænger af dens størrelse i forhold til impedansen i det kredsløb, der skal beskyttes. 58

59 DNS (Domain Name System) Det er en database, der er del af et hierarki af navneservere, som sørger for at oversætte navne, som mennesker kan forstå til, til ip-adresser som computere relaterer til. DNS er en protokol, der tillader hosts og navneservere at kommunikere for at opnå services. DNS-protokollen kører over UDP og benytter port 53. Et eksempel på, hvorledes DNS arbejder er f.eks. www. dr.dk hjemmeside, som kan forbindes via web browseren har IP-adressen Dette er umiddelbart skjult for den person som tilgår hjemmesiden i en, men den lokale PC har fået oplysningen tilsendt af en navneserver ude på internettet. Man kan, hvis man vil, finde ip-adressen for et hostnavn, ved blot at skrive nslookup hostnavn i en DOS-prompt/kommando-prompt. Derefter vil din DNS server (din internet udbyders eller din egen) spørge en rod-navneserver. Denne vil henvise til en toplevel domæne-server, f.eks. DK-Hostmasters navneservere for.dk, som endvidere vil henvise til en autoritativ navneserver for f.eks. google.dk. googles lokale navneserver vil sende ip-adressen for f.eks. tilbage til dig (din computer). Denne proces lyder ret tidskrævende, men det sker blot i løbet af nogle få millisekunder. Den danske zone eller.dk administreres af DK-Hostmaster. Reelt tales der her om et domæne, såsom: com.uk.dk domæner skal altid registreres af en central instans, som så levere ansvaret for domæner ud til ISP erne. ISP erne kan således administrere disse domæner, så som: tv2.dk og dr.dk 59

60 Opgaver 1. Find din DNS servers adresse på din pc / bærbar. a. Tast Windows + R cmd ipconfig /all b. Min DNS adresse er: 2. Find ip adressen: (på nslookup) Google.com: Tv2.dk: 60

61 3. Kan du finde vejen frem til denne statusside i Windows, der viser dig de samme oplysninger som med ipconfig /all? 61

62 Talsystemer For at forstå netværk, er det nødvendigt at forstå det binære talsystem. Det talsystem vi bruger i dagligdagen hedder decimaltalsystem. Deci betyder ti - altså ti-talssystemet. Man siger også, at 10 er basen eller grundtallet i det decimale talsystem. Et andet talsystem de fleste kender til, er romertal. At regne med romertal er besværligt i forhold til decimaltal. Det skyldes det smarte i opbygningen af 10-talssystemer. 10-talssystemet er nemlig et positionstalsystem. Med 'kun' 10 forskellige cifre at gøre godt med, er det muligt at repræsentere ufatteligt store tal på meget lidt plads. For at forstå dette, skal vi lige have lidt statistik på plads. Med en 10-sidet terning, er der 10 muligheder for udfaldt: 1 til 10. Har man to ti-sidede terninger, er mulighederne for udfald 100 = 10 x 10 = 100. Mulighederne går fra 00 til 99. At vi tæller 00 med, giver i alt 100 muligheder. Med en tredje terning opnår vi 1000 forskellige muligheder: 000 til 999. Et ciffer tillægges værdi efter placering. Deraf navnet ti-talssystemet: 'ere 'ere 1.000'ere 100'ere 10'ere 1'ere Selvom det virker omsonst omregner vi et decimaltal til et decimaltal i nedenstående skema. Vi ganger vægten med værdien. Til sidst lægger vi summerne sammen. Og uden den store overraskelse når vi frem til samme resultat Værdi Vægt Binære talsystem 2 x 1 = 2 1 x 10 = 10 3 x 100 = x 1000 = x = x = SUM Hvis vi tager udgang i det binære talsystem, er der kun to værdier at gøre godt med: 0 og 1, svarende til plat eller krone. Altså er basen eller grundtallet 2 i det binære talsystem Med en mønt er der to udfaldsmuligheder. Med to mønter er der 2 x 2 = 4 udfaldsmuligheder. Med tre mønter er der 2 x 2 x 2 = 8 udfaldsmuligheder og så fremdeles. Det binære talsystem er et positionstalsystem, ligesom det decimale. Vægtene er blot fordelt anderledes: 62

63 'ere 16'ere 8'ere 4'ere 2'ere 1'ere Derfor kan vi på samme måde omregne fra binært til decimal. Det eneste ændrer sig i skemaet ovenfor, er vægten vi gange på værdien. Lad os tage et binært tal med værdien og omregne det til et decimaltal Værdi Vægt x 1 = 1 1 x 2 = 2 0 x 4 = 0 1 x 8 = 8 0 x 16 = 0 1 x 32 = 32 SUM 43 At regne fra decimaltal til binært er lidt mere besværligt. Det er mere eller mindre den omvendte proces. I ovenstående tilfælde med værdien 43, ser man hvor mange gange 32 går op i 43. Det gør det en gang. Altså skal vi have en 32'er. Tilbage har vi en rest på 43 minus 32 = 11. Hvor mange gange går næste vægt i rækken op? Næste vægt er går ikke op i 11. Så vi springer videre til næste vægt, som er 8. 8 går op i 11 en gang. Altså skal vi have en 8'er. Og sådan forsætter man indtil man når 1'erene. Hexadecimale talsystem Et talsystem der også benyttes hyppigt, er det hexadecimale talsystem. I det hexadelimale talsystem er grundtallet 16. Da tallene fra 0-9 kun kan repræsentere 10 forskellige værdier, låner man a, b, c, d, e og f fra alfabetet. Et hexadecimalt tal kunne f.eks. se således ud 6e56. Fordelen ved det hexadecimale talsystem er, at en byte kan skrives på netop kun 2 cifre. Mere om det i næste afsnit. Bits og bytes Den mindste enhed en computer arbejder med er Bit. Bit består af værdien 0 eller 1. Grunden til det binære talsystem bruges i computere og netværk, er at det er meget let at repræsentere med strøm, lys, mm.: Tændt eller slukket. De første computere fra 40'erne brugte radiorør til at repræsentere de enkelte bits. Moderne computere bruger transistorer integreret på mikrochips. Bit grupperes i bytes. Oftest bruger man 8 bits til at repræsentere en byte, omend dette kan være afhængig af computerplatformen. Alternativt bruges ordet en octet om en 8- bit byte, for at undgå misforståelser om størrelsen af bytes. Herunder ses en byte der er opbygget af 8 bit. Denne byte, kan omskrives til værdien 245 decimalt: 63

64 (Værdi) (Vægt) Værdi decimal = = 245 Data lager Computere bruger bytes til at lagre programmer, dokumenter og billeder i både RAM og på harddisken. Oftest måles bytes i størrelsesordenen KB (kilobyte), MB (megabyte), GB (gigabytes) eller TB (terabyte). Bemærk at man normalt beskriver data der lageres i byte. Og byte skrives med stort B! Når værdien af en byte skrives binært (bits), fylder den selvsagt 8 tegn. Skrives den decimalt fylder den tre tegn med værdierne 0 til 255. Bruger man det hexadecimale talsystem, fylder den netop 2 tegn med værdierne 00 til FF, og man vil se nogle pæne mønstre, der gør det let at omregne mellem hexadecimale tal og binære tal. Data hastighed Hastigheder måles normalt i bits per sekund, bps. De typiske hastigheder vil være: Kb = Kilobits (1.024 bits) Mb = Megabits (1.024 kilobits) Gb = Gigabits (1.024 megabits) Tb = Terabits (1.024 gigabits) Bemærk at bits skrives med lille b! 64

65 Opgaver - Bits til decimal Svar Note

66 Decimal til binary = 255 Note = =

67 Binær til Hexidecimal Hex A B C D E F Dec Start med at dele det binære tal i to grupper med 4 bit i hver, herefter finder bit værdien og den tilhørende Hexidecimal værdi. f.eks = = 8B Hexidecimal til binær Find den 4 bit værdi som hver hexidecimal tal f.eks A3 = = Opgave Binær Hex Hex Binær A F D C E B 67

68 Backup og Cloud løsninger. Hvorfor Backup Ens harddisk er gået i stykker. Man slettet filer ved et uheld. Tyveri/sabotage/hacker angreb Brand, lynnedslag man har mistet sine data. Strømmen er fjernet uventet. Fejl ved opdateringer. Derfor er det vigtigt at have en form for backup-løsning, som kan erstatte de data, der er uundværlige, såsom dokumenter. Man kan lave backup på forskellige medier: Cloud løsninger Dropbox Icloud drive One drive google drive. Netværks løsninger DVD og CD. Hosting Eksterne harddiske USB sticks. Cloud løsning. Den meste simple. Der er forskellige løsninger, som næsten fungere ens, så om man vælger den ene eller den anden er op til en selv. De mest kendte er Dropbox, OneDrive, Icloud og Google Drev. De fleste af Cloud løsninger er meget nemme at sætte op. De skal blot downloades fra nettet. En cloud-løsning er bedst, når du vil tage backup af enkelte filer (kopi), såsom dine billeder, Office-dokumenter eller musik-filer. Kravet er dog, at man at gemmer filerne i ønskede mapper. Fordelen ved cloud-løsninger er tilgængeligheden. Man kan relativt nemt få tilgang sin backup, og det er utrolig nemt at opsætte og nemt efterfølgende at kontrollere. 68

69 Ulempen er dog den begrænsede mængde gratis plads. Ønskes yderligere skal der betales. Og det kan tage relativ lang tid at hente al dataene ned fra skyen igen, hvis du får brug for at geninstallere. Begrænsningen i cloud baserede løsninger er ofte synkroniserings servicen F.eks. Dropbox virker ved at dele alle filer ud til alle de enheder, som er tilknyttet den samme Dropbox konto (den synkroniserer). Eksempel, en computer (desktop) og en bærbar, som begge er tilknyttet den samme Dropbox konto. En filer placeres i laptoppens Dropbox mappe; filen synkroniseres med Dropbox serveren, og så snart Desktop computeren tændes, vil filen synkronisere til dens Dropbox mappe. Problemet opstår først, når filen slettes eller bliver beskadiget. Opdateringen synkroniseres da til serveren, og den slettede eller beskadiget fil bliver kopieret ud til alle tilknyttede enheder. Netværks løsninger. Fordelen med netværksservere Nas, er at de for det meste kan konfigureres med en Raid controller, således at den indeholde flere diske, så hvis en disk fejler har man data backup på de andre (f.eks. raid 1). Hermed kan man i Windows 7 og 10 lave Sikkerhedskopiering og Gendannelse; tilvælge at sikkerhedskopiere direkte til netværksserveren. DVD og CD. En måde at lave backup på er at brænde filerne ned på en cd eller en dvd. Dvd er har ikke nogen stor kapacitet og cd er endnu mindre, så datamængden på diskene er begrænset. Opgave: Opret sikkerhedskopiering og genopretning af dit C drev ved at tilslutte en ekstern harddisk. 69

70 70

71 WIFI standarder og info I 1997 Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) skabte den første WLAN-standard. De kaldte det b B udviklet juli 1999, Understøtter båndbredde på op til 11 Mbps. Anvender en radiofrekvens på 2,4 GHz. Ulemper ved b. Langsom data hastighed. Interferens fra mikrobølgeovne, trådløse telefoner og andre apparater, der anvender 2,4 GHz. Men ved at installere b gear i en rimelig afstand fra andre apparater, kan interferens reduceres. Begrænset antal til koblede klienter. Fordele ved b. God signal rækkevidde a. Udviklet juli 1999, Understøtter båndbredde på op til 54 Mbps (teoretisk) eller 25 Mbs (typisk). Anvender en radiofrekvens på 5 GHz. Sikkerhed: WEP (152 bit) Ulemper ved a. Den højere frekvens betyder at a signaler har sværere ved at trænge igennem vægge og andre forhindringer. (30 meter indendørs) Begrænset antal til koblede klienter. (Maks. 64) Fordele ved a Relativ hurtig data hastighed. Ingen signal interferens fra andre enheder g Udviklet Understøtter båndbredde på op til 54 Mbps.(teoretisk) eller 25bps (Typisk) Sikkerhed: WEP-kryptering (op til 128 bit kryptering 71

72 Ulemper ved g. Interferens fra mikrobølgeovne, trådløse telefoner og andre apparater, der anvender 2,4 GHz. Men ved at installere g gear i en rimelig afstand fra andre apparater, kan interferens reduceres. Begrænset antal tilkoblede klienter maks. Brugere 32 Fordele ved g. Relativ hurtig data hastighed g er bagud kompatibel med b, hvilket betyder, at g adgangspunkter vil arbejde med b trådløse netværkskort og vice versa. God rækkevidde cirka 30 meter indendørs n n nogle gange kendt som "Wireless N. Designet til at forbedre på g teknologien i mængden af båndbredde. Ved at udnytte flere trådløse signaler og antenner (kaldet MIMO-teknologi) i stedet for én antenne. Udviklet i Understøtter båndbredde på op til 540 Mbps. (Teoretisk) 200 Mbps (typisk) n anvender en radiofrekvens på 2,4 GHz. eller 5 GHz. Ulemper ved n. Kan virke Forstyrrende på b/g enheder. Fordele ved n Stor data hastighed og signal rækkevidde mere modstandsdygtige over for interferens fra eksterne kilder n tilbyder noget bedre rækkevidde (ca.50 meter indendørs) i forhold til tidligere Wi-Fi-standarder på grund af dets øgede signal intensitet, og er bagud kompatibel med b / g gear ac. Den nyeste generation af Wi-Fi ac udnytter dual-band trådløs teknologi, understøtter samtidige forbindelser på både 2,4 GHz og 5 GHz Wi-Fi-bands ac tilbyder bagud kompatibilitet til b / g / n og båndbredde op til 1300 Mbps på 5 GHzbåndet plus op til 450 Mbps på 2,4 GHz ac. 72

73 Den nyeste generation af Wi-Fi ac udnytter dual-band trådløs teknologi, understøtter samtidige forbindelser på både 2,4 GHz og 5 GHz Wi-Fi-bands ac tilbyder bagud kompatibilitet til b / g / n og båndbredde op til 1300 Mbps på 5 GHzbåndet plus op til 450 Mbps på 2,4 GHz. Andre trådløse standarder. IEEE WiMAX står for Worldwide Interoperability for Microwave Access. Beregnet for trådløse netværk og bredbånds internet fra 2 MBIT indtil 2 GBIT båndbredde med en teoretisk rækkevidde på op til 200 km for stationære stationer og km for mobile stationer. Bluetooth. Bluetooth er et alternativt trådløst netværk teknologi, der fulgte en anden udviklingsvej end Bluetooth understøtter en meget kort rækkevidde (ca. 10 meter) og relativt lav båndbredde (1-3 Mbps i praksis) er designet til energibesparende netværksenheder som håndholdte. Bluetooth anvendes i netværk af PDA'er eller mobiltelefoner og pcér, men det er sjældent at Bluetooth anvendes WLAN netværk på grund af rækkevidde og hastighed. Kryptering. En vigtig del af trådløse netværk, er krypteringen. Man kan sagtens lave et ikke-krypteret netværk, men anbefales ikke. Man risikere at andre anvender de data som bliver sendt frem og tilbage - det kan f.eks. være s, koder o.lign. WEP-kryptering ("Wired Equivalent Privacy"). Det giver en grundlæggende, men ikke særlig god sikkerhed. Krypteringen anvender en nøgle, hvis længde afgøres af antallet af "bit". Mange access points har muligheden for at angive, hvor mange bits der skal krypteres med. I praksis har det ingen betydning for sikkerheden, om der vælges 40 bit kryptering eller 152-bit kryptering. Da det tager samme tid at aflure nøglen. WPA og WPA2 kryptering. Understøttes af alle moderne access points og trådløse routere. WPA står for "Wi-Fi Protected Access" Blev udviklet i 2003 og kan anvendes af mange access points. WPA er mere sikkert end WEP. WPA bruger - ligesom WEP - RC4 kryptering. WPA2 er efterfølgeren til WPA, som benytter en stærkere kryptering (AES-kryptering i stedet for RC4) og er således mere sikkert. (Mac adressen er inkluderet i krypteringen) 73

74 Opgaver Wi-Fi. 1. Undersøg din trådløse routers wifi opsætning. (Log in på routeren) 2. Hvilken standard anvendes? 3. Forklar opsætnings muligheder. A: B: C: 4. Installer netværks scanner f.eks. ( 74

75 Talsystemer For at forstå netværk, er det nødvendigt at forstå det binære talsystem. Det talsystem vi bruger i dagligdagen hedder decimaltalsystem. Deci betyder ti - altså ti-talssystemet. Man siger også, at 10 er basen eller grundtallet i det decimale talsystem. Et andet talsystem de fleste kender til, er romertal. At regne med romertal er besværligt i forhold til decimaltal. Det skyldes det smarte i opbygningen af 10-talssystemer. 10-talssystemet er nemlig et positionstalsystem. Med 'kun' 10 forskellige cifre at gøre godt med, er det muligt at repræsentere ufatteligt store tal på meget lidt plads. For at forstå dette, skal vi lige have lidt statistik på plads. Med en 10-sidet terning, er der 10 muligheder for udfaldt: 1 til 10. Har man to ti-sidede terninger, er mulighederne for udfald 100 = 10 x 10 = 100. Mulighederne går fra 00 til 99. At vi tæller 00 med, giver i alt 100 muligheder. Med en tredje terning opnår vi 1000 forskellige muligheder: 000 til 999. Et ciffer tillægges værdi efter placering. Deraf navnet ti-talssystemet: 'ere 'ere 1.000'ere 100'ere 10'ere 1'ere Selvom det virker omsonst omregner vi et decimaltal til et decimaltal i nedenstående skema. Vi ganger vægten med værdien. Til sidst lægger vi summerne sammen. Og uden den store overraskelse når vi frem til samme resultat Værdi Vægt Binære talsystem 2 x 1 = 2 1 x 10 = 10 3 x 100 = x 1000 = x = x = SUM Hvis vi tager udgang i det binære talsystem, er der kun to værdier at gøre godt med: 0 og 1, svarende til plat eller krone. Altså er basen eller grundtallet 2 i det binære talsystem Med en mønt er der to udfaldsmuligheder. Med to mønter er der 2 x 2 = 4 udfaldsmuligheder. Med tre mønter er der 2 x 2 x 2 = 8 udfaldsmuligheder og så fremdeles. Det binære talsystem er et positionstalsystem, ligesom det decimale. Vægtene er blot fordelt anderledes: 75

76 'ere 16'ere 8'ere 4'ere 2'ere 1'ere Derfor kan vi på samme måde omregne fra binært til decimal. Det eneste ændrer sig i skemaet ovenfor, er vægten vi gange på værdien. Lad os tage et binært tal med værdien og omregne det til et decimaltal Værdi Vægt x 1 = 1 1 x 2 = 2 0 x 4 = 0 1 x 8 = 8 0 x 16 = 0 1 x 32 = 32 SUM 43 At regne fra decimaltal til binært er lidt mere besværligt. Det er mere eller mindre den omvendte proces. I ovenstående tilfælde med værdien 43, ser man hvor mange gange 32 går op i 43. Det gør det en gang. Altså skal vi have en 32'er. Tilbage har vi en rest på 43 minus 32 = 11. Hvor mange gange går næste vægt i rækken op? Næste vægt er går ikke op i 11. Så vi springer videre til næste vægt, som er 8. 8 går op i 11 en gang. Altså skal vi have en 8'er. Og sådan forsætter man indtil man når 1'erene. Hexadecimale talsystem Et talsystem der også benyttes hyppigt, er det hexadecimale talsystem. I det hexadelimale talsystem er grundtallet 16. Da tallene fra 0-9 kun kan repræsentere 10 forskellige værdier, låner man a, b, c, d, e og f fra alfabetet. Et hexadecimalt tal kunne f.eks. se således ud 6e56. Fordelen ved det hexadecimale talsystem er, at en byte kan skrives på netop kun 2 cifre. Mere om det i næste afsnit. Bits og bytes Den mindste enhed en computer arbejder med er Bit. Bit består af værdien 0 eller 1. Grunden til det binære talsystem bruges i computere og netværk, er at det er meget let at repræsentere med strøm, lys, mm.: Tændt eller slukket. De første computere fra 40'erne brugte radiorør til at repræsentere de enkelte bits. Moderne computere bruger transistorer integreret på mikrochips. Bit grupperes i bytes. Oftest bruger man 8 bits til at repræsentere en byte, omend dette kan være afhængig af computerplatformen. Alternativt bruges ordet en octet om en 8-76

77 bit byte, for at undgå misforståelser om størrelsen af bytes. Herunder ses en byte der er opbygget af 8 bit. Denne byte, kan omskrives til værdien 245 decimalt: (Værdi) (Vægt) Værdi decimal = = 245 Data lager Computere bruger bytes til at lagre programmer, dokumenter og billeder i både RAM og på harddisken. Oftest måles bytes i størrelsesordenen KB (kilobyte), MB (megabyte), GB (gigabytes) eller TB (terabyte). Bemærk at man normalt beskriver data der lageres i byte. Og byte skrives med stort B! Når værdien af en byte skrives binært (bits), fylder den selvsagt 8 tegn. Skrives den decimalt fylder den tre tegn med værdierne 0 til 255. Bruger man det hexadecimale talsystem, fylder den netop 2 tegn med værdierne 00 til FF, og man vil se nogle pæne mønstre, der gør det let at omregne mellem hexadecimale tal og binære tal. Data hastighed Hastigheder måles normalt i bits per sekund, bps. De typiske hastigheder vil være: Kb = Kilobits (1.024 bits) Mb = Megabits (1.024 kilobits) Gb = Gigabits (1.024 megabits) Tb = Terabits (1.024 gigabits) Bemærk at bits skrives med lille b! 77

78 Opgaver - Bits til decimal Svar Note

79 Decimal til binary = 255 Note = =

80 Binær til Hexidecimal Hex A B C D E F Dec Start med at dele det binære tal i to grupper med 4 bit i hver, herefter finder bit værdien og den tilhørende Hexidecimal værdi. f.eks = = 8B Hexidecimal til binær Find den 4 bit værdi som hver hexidecimal tal f.eks A3 = = Opgave Binær Hex Hex Binær A F D C E B 80

81 Virus og beskyttelse Brugere af computere vil på et tidspunkt møde computervirus og vira. Nogen opdager det ikke og for andre får det store konsekvenser. Virus og vira er for det meste et softwareprogram, der er skabt for at forstyrre, ødelægge og slette computerens programmer og funktioner. Typisk bruger virussen programmer til at sprede sig til andre computer. Der fremstilles i snit 250 nye virus varianter hver dag. Grunden hertil bunder i ønsket om at lave ravage eller økonomisk vinding. Antivirus programmet skal altid være opdateret, men nogen skal altid smittes før der findes en løsning. Derfor kan virus ikke helt undgås men skal forsøges begrænses. De fleste virusser kan elimineres via sit antivirus program, men det er vigtigt at forebygge end at helbrede. Derfor er skal man overveje hvad man laver når man er på nettet, så man undgår tab af vigtige data på grund af virus. Virus spreder sig typisk via vedhæftede filer i s og online tjenester så som Skype. Man skal aldrig åbne vedhæftede filer fra s, hvis man ikke kender afsenderen og ikke forventer at modtage de vedhæftet filer. Vira kan også spredes via hjemmesider der er blevet inficeret. Virus kan gemme sig i såvel billeder og lyd-eller video filer. Man skal være opmærksom på at når man downloader piratprogrammer kan der være indbygget virus. Gratis antivirus program Microsoft Security Essentials er et fantastisk (gratis) sikkerhedsprogram, som virker med dit Windows operativt system og gør at din computer er sikker imens du browser rundt på nettet. Det blokere for alle ubehageligheder og advarer dig om mulige trusler der snart kan opstå. Med Microsoft Security Essentials bliver du ikke forstyrret konstant, da programmet er designet til at være stille, skjult og kun forstyrre når du ønsker det. Microsoft Essentials er meget nemt at downloade og installere, det kan være klar til brug på din computer på et øjeblik. Microsoft Security Essentials kan hentes her: Opgave: Installer Essentials. Arbejd med opsætning af programmet. 81

82 UPS (Uninterruptible Power Supply) Et UPS-anlæg anvendes oftest inden for IT- og kommunikationsudstyrsbranchen til sikring af tilgængelighed. Generelt bruges UPS-anlæg inden for alle brancher, hvor elektronisk udstyr har behov for en kontinuerlig elforsyning. Et UPS-anlæg er i princippet et selvstændigt elværk, som forsynes af en batteribank. UPS-anlægget indsættes i elforsyningen mellem det offentlige elnet og det kritiske udstyr, således at den kritiske last er totalt beskyttet ikke mindst mod afbrydelser i net forsyningen, men også mod de forskellige former for støj, transienter, peaks, og andet som findes på det offentlige elnet. Grundlaget er at cirka 70 % af samtlige uforklarlige i it-systemer skyldes fejl i net spændingen. Teknologien består ofte af en veksel ensretter (teknologi som frekvens konvertere) og nogle ladnings batterier, Det findes tre typiske typer UPS er: Off-line (VFD), Line Interactive (VI) og On-line (VFI). Hvordan fungerer en Off-line UPS I denne type UPS'er er belastningen direkte forbundet til den indgående AC strømforsyning. Når net forsyningen svigter eller går under et minimumsniveau, Vil offline UPS èn levere strøm til belastningen via de internt forbundne batteriet via en DC-AC konverter. Switch tiden vil typisk være op til 25 ms. Ulempen ved offline er at der ikke reduceres for støj og frekvens ændringer og går under betegnelsen VFD ((Voltage and Frequency depended). Udgangsspændingen fra UPS en kan være ustabil. Anvendes typisk som ren batteribackup i anlæg til VA. 82

83 Hvordan Line- UPS fungerer en Interactive En Line interactive virker på samme måde som offline ups. Men med en væsentlig hurtigere indkoblingstid. (4-10 ms) En Line-interactive UPS vil give en bedre støjdæmpning end en Off-line UPS og har en spændingsregulator som vil stabilisere udgangs spændingen. Derfor får denne type teknologi betegnelsen VI (Voltage Independed). Lik Off-line, finnes Line-interactive UPS er i størrelser VA. Hvordan fungerer en On-line UPS En On-line UPS vil hele tiden være indkoblet, så der vil ikke være nogen indkoblingstid. En On-line UPS gir en TOTAL beskyttelse af tilkoblet udstyr da der er beskyttelse mod spænding of frekvensvariation. Derfor VFI (Voltage and Frequency Independent En anden fordel ved on-line er Bypass funktionen. Ved overbelastning kobles UPS ud man anvender direkte indgangsspændingen. 83

84 Dimensionering og valg af UPS. Hvis der er tale om en stikprop tilsluttet UPS, kan vælges mellem de forskellige ovenstående teknologier. Hvis det kobles i et firma, bør det være et on-line anlæg. Effekt overvejelser: Når man vælger et UPS anlæg bør der tages hensyn til fremtiden. Hvis det forventes, at beho-vet stiger, bør overvejes en UPS, der er større end det nuværende behov. En måde at løse et fremtidig behov er at anvende en parallel løsning med flere elementer. Eksempel: Belastningen i dag er 100 kva. I stedet for en enkel UPS kan overvejes 2x60 kva eller 3x40 kva. Der kan tilføjes en UPS med samme effektstørrelse for at opnå redundans eller øge den tilgængelige effekt. UPS-anlæg i dag er normalt meget drift sikre. Ønskes større sikkerhed kan man overveje parallelle redundante eller n+1 løsninger. Når alle enheder eller moduler er intakte, vil belastningen fordele sig jævnt over dem. Hvis en enhed svigter, vil den eller de tilbageværende overtage belastningen automatisk. Hvis man i eksemplet ovenfor med 3x40 kva har 60 kva total belastning, vil hver enhed normalt yde 20 kva. Hvis en skulle svigte, vil de to tilbageværende yde 30 kva hver. NØDDRIFTTID / BATTERITID Standard nød drift tid er som regel 5-10 minutter. Er der behov for længere tid til f.eks. automatisk nedlukning af serverudstyr, kan batterikapaci-teten øges, eller belastningen reduceres. 84

85 Hvor mange batterier der kan tilkobles afhænger af UPS-anlæggets lade kapacitet. Ved større belastninger og behov for lang kontinuerlig nød drift tid anvendes UPS i kombinati-on med et dieseldrevet nødstrømssystem. Da er et UPS-anlæg med få minutters nød drift tid tilstrækkeligt. Effekt forbrug er den effekt i VA eller W, som udstyret, der skal kobles på UPS en, bruger. Alt elektrisk udstyr er normalt mærket med effektforbrug, som angives i W, VA eller A. Opgivet effekt er ofte højere end den reelle. Hvis forbruget er opgivet i W, bruges følgende formel sædvanligvis til at udregne VA: W / 0,7 = VA. (0,7 er den gennemsnitlige effektfaktor for enkeltstående elektroniske belastninger). For nye anlæg skal foretages beregninger af aktuelt forbrug og eventuelle fremtidige stigninger. Bemærk også, at jo højere effektfaktor/ power factor (PF), der er opgivet for UPS-anlæggets udgang, desto mere effekt er tilgængelig. PF er en værdi, som groft sagt beskriver tidsforskel mellem strøm og spænding, udtryk ved cos ᵩ. Værdien er et tal mellem 0 og 1, hvor 1 er bedst. Da er strøm og spænding i fase. Eksempel: En server på 450 VA og seks PC er på 150 VA hver, bliver totalforbruget 1350 VA. Desuden bør man have en sikkerhedsmargin på 20%. Afgivet effekt fra UPS skal være større end 1350 VA x 1,2 = 1620 VA. Her benyttes en UPS med en højere tilgængelig effekt, for eksempel 2000 VA. Afgivet effekt er ofte en del af typebetegnelsen på UPSanlæg. Eksempel: Har man en server på 450 VA og seks PC'er på 150 VA hver, bliver totalforbruget 1350 VA. Standard batteri tid for UPS-anlæg er normalt 5-10 minutter Der findes ingen enkle formler til at beregne batteritid som funktion af belastning. Men man kan anvende en tommelfingerregler. Ved reduceret belastning stiger batteritiden efter følgende kriterier: 75% belastning giver 1,5 gange længere batteritid end ved fuld belastning 50% belastning giver 2,5 gange længere batteritid end ved fuld belastning 25% belastning giver 5,0 gange længere batteritid end ved fuld belastning Eksempel: Et UPS-anlæg på 1000 VA har 10 minutters batteritid ved fuld belastning. Ved en belastning på 500 VA giver det 25 minutter og ved 250 VA 50 minutter. De fleste UPS kan tilkobles ekstra batterier for længere nøddriftstid. Hvor mange batterier afhænger af størrelsen på den indbyggede batterilader i UPS en. 85

86 UPS er er meget fleksible med hensyn til placering og installation, men nogle miljøkrav er væsentlige: UPS kan operere i temperaturområder fra 0-40 C. Batteriernes levetid for VRLA-batterier er imidlertid afhængig af omgivelsestemperaturen, som ikke bør overstige 25 C. En 10 -øgning i omgivelsestemperatur halverer levetiden. Bemærk at UPS-anlæg også afgiver varme. Afgivet varme i W er normalt 3-10% af UPS-anlæggets VA-værdi ved fuld belastning. De bør derfor ikke anbringes i meget tillukkede rum eller skabe uden ventilation. De fleste UPS er er blæserkølede, hvilket betyder, at de også kan suge støv ind. INSTALLATIONS KRAV. Installationen til fastinstallerede UPS-anlæg skal overholde kravene i Stærkstrømsbekendtgørelsen afsnit 6 Kapitel 551, hvor der kræves etablering af driftsmæssig jordforbindelse i UPS-anlæggets afgang, for så vidt det handler om TN- eller TT-anlæg. 86

87 Topologi Netværk Computernetværk er en fast del af vores dagligdag. Internettet kender alle og de fleste bruger det både arbejdsrelateret og privat. Hjemme kommer du sikkert på internettet ved hjælp af et trådløst netværk. Din mobiltelefon kan bruge mobildata fra din teleudbyder eller benytte et trådløst netværk for at komme på internettet. Dette kompendie beskriver grundlæggende hvordan de enkelte dele i et netværk fungerer. Netværkstopologier Der findes en række forskellige netværkstopologier. De to mest udbredte topologier er point-to-point og shared bus. Point-to-point, bruges f.eks. til at forbinde teleselskabernes kunder med Internettet. Shared bus det vi bl.a. kender fra lokalnetværket. Point-to-point Point-to-point er kendetegnet ved, at der kun er to enheder på netværket, en i hver ende af netværket. Dette er den mest simple topologi og bruges oftest til at forbinde andre typer netværk sammen over større afstande. Shared bus Shared bus er den topologi vi kender fra bl.a. Ethernet. Selvom Ethernet godt kan minde om en stjernetopologi med switchen i centrum, er den i funktion en shared bus topologi. Shared bus betyder, at alle computere kommunikerer via samme medie. Da der findes flere enheder på samme medie, er det nødvendigt med afsender og modtageradresse for at data kan nå fra den rigtige afsender til den rigtige modtager. Star- eller stjerne-topologi Stjernetopologi, også kaldet hubs and spokes (nav og eger) er en teknologi, hvor alle enheder kommunikerer gennem et centralt knudepunkt. 87

88 Ring-topologi Ring er mest kendt for Token ring. Her sidder enheder forbundet i en ring og data sendes gennem de forskellige enheder for at nå til destinationen. LAN I en virksomhed er der behov for at udveksle data og information internet og eksternet med kunder. Der sendes , deles dokumenter, sendes faktura ud, oprettes ordre, søges i databaser osv. alt sammen noget et netværk er med til at understøtte. En virksomheds eget netværk betegnes som et LAN (local area network). LAN er defineret som et begrænset geografisk område. Hvis du har Internet hjemme, så har du også et LAN. I dag er Ethernet den mest udbredte LAN-teknologi, som både virker på kablet netværk samt trådløst. Tidligere var andre LAN-teknologier også udbredte, herunder token ring. Ethernet er en åben standard, som beskriver hvordan udstyr skal kunne kommunikere og konfigureres, så det kan forbindes med tilsvarende udstyr fra forskellige fabrikanter. Ethernet standarden er beskrevet i IEEE IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) er en amerikansk standardiseringsorgan specialiseret i standarder for netværk. WAN Når data skal sendes videre fra et LAN, møder man et WAN (Wide Area Network). WAN er et netværk med større geografisk udbredelse. Internettet er f.eks. det største WAN der findes lige nu. Et WAN består af flere LAN s der er bundet sammen via WANlinks over store geografiske afstande. Til forskel fra LAN, hvor Ethernet er den fremherskende protokol, findes der en række forskellige WAN-teknologier, som har forskellige fordele og ulemper. Bl.a. disse teknologier hører ADSL, VPN, MPLS, frame relay, ATM. Ordforklaring: ADSL (Asymmetrisk Digital Abonnents Linie), betyder en forbindelse, der kan sende datasignaler med asymmetriske hastigheder. 88

89 Man benytter de eksisterende telefonkabler, der består af kobber. Derfor betegnes ADSL også som kobber-forbindelser. VPN er kendetegnet som en punkt til punkt opkobling, der kan krypteres. MPLS (Multiprotocol Label Switching) teknikken benyttes for at flytte data hurtigt fra et netværk til et andet. Frame Relay er en standardiseret WAN teknologi, hvor hastigheden er baseret på 64 kbps til 2 Mbps. Teknologien er på vej ud og overtages af ATM. ATM (Asynchronous transfer mode) er en netværksteknologi, der transportere data i mindre fast defineret pakke størrelse. ATM teknologien er særlig egnet til at transmittere video, lyd og data over sammen netværk. 89

90 TCP og UDP TCP anvendes som sikker overførelse. Og UDP anvendes f.eks. på data overførelse fra streaming tjeneste så som YouTube. Selvom det er muligt at sende data fra A til B direkte i IP-pakker på tværs af Atlanten, har IP nogle begrænsninger. Man vælger i stedet at putte de data man ønsker at sende i enten en TCP- eller UDP-pakke for derefter at indkapsle TCP- eller UDP-pakken i en IP-pakke. På samme måde sender vi heller ikke en flaske fin vin over Atlanten, ved at smide den direkte i en ISO-container. Vi pakker den ind i beskyttende emballage først. Ved at indføre endnu en indkapsling, bevæger vi også et lag op i OSI-modellen. TCP og UDP virker på lag 4. Både TCP og UDP tilbyder multiplexing i form af porte. Porte er en form for underinddeling af en IP-adresse. Porte bruges bl.a., når en server på Internettet har flere roller. En server kan f.eks. være mail-server samtidig med at den er web-server. Det kan den fordi, at mailserverapplikationen lytter på en port, mens webserverapplikationen lytter på en anden port. Tabellen viser en række udbredte protokoller og deres standardporte: 90

91 Port Protokol Formål 20 / 21 (tcp) FTP Filoverførsel 25 (tcp) SMTP Afsendelse af mail 53 (udp) DNS Oversættelse af domænenavne til IP-adresser 80 HTTP Hjemmesider Der er heller ingen garanti for at en IP-pakke når frem. Det er tilladt for en router at smide IP-pakker væk, når den er overbelastet. Det er modtageren og afsenderens problem. Ethernet garanterer heller ikke, at pakker når frem. Disse problemer håndteres altså hverken på lag 2 eller lag 3 i OSI-modellen. Vi skal helt op på lag 4 eller højere, for at Håndtering af pakketab er noget TCP er god til. TCP har indbyggede mekanismer, flow control, der stempler de enkelte pakker med numre, der gør at modtageren kan se, hvis der pludselig er huller i pakkestrømmen. Modtageren kan så bede om at få de manglende pakker retransmitteret. TCP kan sammenlignes med at sende post anbefalet. Det giver en vis sikkerhed for at pakkerne når frem pakketab håndteres, når det drejer sig om IP og ethernet. UDP tilbyder ikke flow control. Til gengæld er UDP-pakkeformatet me-get simplere og UDP tilbyder stadig multiplexing i form af porte. Og i en række tilfælde har man ikke brug for flow control. Det gælder f.eks. ved streaming af video eller ved IP-telefoni. Hvis en pakke tabes undervejs, er det lige meget. Man er allerede ved at vise næste billede i billedstrømmen. Det billede der gik tabt har ingen nytteværdi mere. Det kan også være, at udviklerne af en applikation har brug for en anden type flow control end den TCP tilbyder. De kan så indbygge flow control i deres egen applikation på lag 5 eller derover. 91

92 Opgaver 1. TCP-UDP i din router. Undersøg din routers opsætning i forbindelse port forwarding/nat 92

93 Router En router, benyttes når man skal forbinde flere netværk (LAN) med hinanden eller man ønsker at komme på Internettet. SOHO: Ofte vil netværksudstyr, man benytter til små virksomheder og hjemmebrugere benævnes som SOHO udstyr (Small Office, Home Office) Det er netop en typisk SOHO router vi vælger at bruge til vores kommende opgaver og beskrivelser. Det helt store net, Internettet er opbygget af masser af routere, der sørger for at route os frem til de oplysninger man søger. LAN / WAN: En typisk SOHO router har 2 ben, en LAN side og en WAN side. LAN siden er det internet net, hvor du bestemmer alt og WAN siden er det ydre (det kunne være internettet) Nedenstående viser en typisk router med indbygget switch på LAN siden. WAN LAN: 4 port switch Der benyttes privat ip adresser på LAN siden og ip adresser til WAN området kommer ofte komme fra ens internetudbyderen. De private ip adresser, kan ikke eksistere på f.eks. internettet da de bliver afvist af routerne. NAT: For at kunne kommunikere fra LAN siden til WAN siden, har routeren indbygget Network Address Translation (NAT) funktion. Denne funktion er beskriver i RFC 1631, og er årsagen til at IPv4 stadig er gældenden, på trods af at man de sidste 10 år har haft IPv6 klar som afløser for IPv4. NAT funktionen oversætter den private ip adresse til routerens offentlige ip adresse. Samtidig opretter routeren en tabel med oplysninger om hvilken privat ip adresse der 93

94 har sendt forespørgsler afsted og samtidigt returnere svar / data retur til korrekt modtager internt på LAN et. DHCP Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) er en service som kan aktiveres. DHCP uddeler ip adresser, subnet, gateway osv. til klienter. Firewall En firewall vil som udgangspunkt spærre for adgang udefra (WAN) indtil LAN. Dette gør den ved at blokere for alle TCP/UDP porte. Der er porte som kan benyttes til datakommunikation eller hackere, derfor er net nemmere at lukke dem alle og så kun åbne dem der skal benyttes. En firewall kan også spærre for en bestemt data strøm således at man ikke bliver sårbar over for hackere der forsøger at få netværks udstyr til at gå ned, ved at sende invalide datapakker osv. Port forward Har man serverudstyr til at stå på et DMZ område, bruger man typisk port forward til at dirigere bestemte forespørgsler frem til en bestemt modtager. Hvis man har en webserver ståenden, kan man dirigere alt port 80 trafik som routeren modtager frem til en interne webserver. Routing tabeller Når man forbinder flere routere med hinanden, opretter man ofte routings tabeller, så man kan dirigere trafikken den rigtige vej. Disse routings tabeller kan man oprette manuelt i routeren. Man sætter det ofte op, når en virksomhed har flere afdelinger der er forbundet med routere. 94

95 Opgave 1: Du skal konfigurere en af skolens øve routere med følgende oplysninger. LAN Lan id: /24 Router ip: Subnet: kan du beregne den? DHCP: Firewall: aktiveret WAN Dynamic IP a. Da det sikkert er en router der er benyttet før, skal du starte med at nulstille den. b. Når man konfigurere en router, skal man ikke starte med at forbinde den til ens netværk / LAN da den kan sende forkerte oplysninger ud på dit LAN. Start med et enkelt kabel fra din PC til din router i dens LAN side. c. Sæt din PC til automatisk at konfigurere sin IP adresse, da din router helt sikkert vil sende de nødvendige oplysninger til dit netkort. d. Brug kommandoen IPCONFIG og se hvilken gateway oplysninger du har modtaget. Bemærk at gateway = router e. Besøg din routers adresse vha. din browser. f. Login oplysninger finder du på router producentens hjemmeside, hvis du ikke har vejledningen liggende. g. Start med at sætte routerens WAN oplysninger. Du sætter den til Dynamic IP. Bemærk da vi ikke har kabel i WAN siden, vil den ikke kunnen modtage ip oplysninger før vi er klar. h. LAN siden konfigureres efter ønskede oplysninger. Huskede du at beregne subnet klassen? 95

96 i. DHCP konfigureres. j. Kontroller om firewall er aktiveret. k. Husk at gem konfigurationen. Du er nu klar til at teste konfigurationen, om den fungere. Hvis din skole tillader det, kan du sætte et netværkskabel mellem skolens netværk og din routers WAN port. Bemærk aldrig i routerens LAN port? Herefter sætter du et kabel fra routeren LAN porte til en PC. l. Kontroller med kommandoen IPCONFIG om du får tildelt de nødvendige ip adresse oplysninger. Du kan samtidig se om det er muligt at surfe? m. Hvis du kan surfe, kan du se hvilken øvrige adresse oplysninger du har modtaget, vha. kommandoen IPCONFIG /ALL Find og skriv oplysningerne ned? Ip: Subnet: Gateway: DNS 1: DNS 2: Der er i ovenstående opgave arbejdet med en router fra TP-LINK model WR1043, men man kan fint benytte andre fabrikater. Opgave 2: Netværks dokumentation er vigtig, så derfor skal du nu bruge Microsoft Visio til dokumentation af opgave 1. Husk at angive alle nødvendige ip oplysninger på tegningen. 96

97 Opgave 3: Port forward: Du ønsker at kunne fjernstyre din lokale PC fra WAN siden, for at kunne gøre dette skal man benytte port forward af TCP port Fra den forgåenden opgave kan du se hvlken ip adresse som din pc er tildelt og som du ønsker at fjernstyre med fjern skrivebordet. F.eks a. Log på din router og find Forwarding > Virtual Servers -> Add new -> indtast de nødvendige oplysninger Husk at vælg Save. b. For at kunne fjernstyre en PC, skal du bruge programmet fjernskrivebord. Den pc der skal fjernstyres, skal have aktiverer tilladelse til fjernskrivebord. Søg på google med how to geek turn on remote desktop c. Start programmet fjernskrivebord op på den Pc der står på WAN siden, og skriv routeren ip adresse. Herefter på du logge på den Pc som routeren port forwarder til. Opgave 4: I denne opgave skal du forbinde flere routere med hinanden. Det er gruppearbejde, hvor der skal forbindes 3 routere. Start med at oprette en netværkstegning med alle relevante oplysninger. Se skitse tegningen. a. Serie koblet routere Alle jeres arbejdes pc'er placeres på den nederste router. Der skal være DHCP på nederste router. Alle router IP adresser skal være statiske. Router A varetager et privat klasse A net. Router B varetager et privat klasse B net. Router C varetager et privat klasse C net. Når arbejdes PC'er har internet er første del løst. Bemærk: Den øverste router kobles til skolen netværk, men sikre jer sammen med underviseren at dette er gjort korrekt. b. Statisk routings tabeller Der placeres en pc'er på det LAN C med statisk IP. Alle pc'er i det nederste LAN A skal kunne pinge den pc er, der er placeret på 97

98 LAN C. Den øverste PC kan ikke pinge de øvrige pc er, dette skal løses vha. statiske routing tabeller. Find oplysninger og opret relevante routingstabeller. Når øverste PC kan pinge de nederste er opgaven løst Bemærk: a. Hvis man ikke kan pinge en pc, kunne det være firewallen i selv pc en der spærre. Prøv at slå firewallen fra i den pc som ikke svare tilbage. b. Hvis det driller yderligere, kan man prøve at slå firewallen fra i selv routeren. 98

99 Routing tabeller Som udgangspunkt kan du benytte nedenstående eksempel til at oprette routingstabeller. Nedenstående eksempel viser at routeren der varetager LAN C kan finde LAN B, ved at gå igennem router B med ip adressen Destination network Subnet mask Gateway Udfyld nedenstående, ud fra jeres netværksdokumentation og opret de valgte routing tabeller i jeres routere. Router A Destination network Subnet mask Gateway Router B Destination network Subnet mask Gateway Router C Destination network Subnet mask Gateway 99

100 Privat klasse C Privat klasse B Privat klasse A 100

101 Radio Bølger Lydbølger er ikke det samme som radiobølger. Lydbølger er skabt af trykvariationer. Lyd skabes er dannet fra den hurtige svingninger mellem komprimering og rarefaction af partikler gennem et fast eller flydende eller luftformige medium så som højtalere. Radiobølger tilhører elektromagnetisk stråling. Elektromagnetisk stråling er den samme type bølge, som lys tilhører. Radiobølger har anden bølgelængde og kortere frekvenser end lysbølger, men de har stort set ens egenskaber. Det elektromagnetiske spektrum består af radio-, mikro-, infrarøde-, synligt lys-, ultraviolet og x-raybølger. I det elektromagnetiske spektrum der anvendes til kommunikation er radiofrekvensspektret fra 3 kilohertz til gigahertz. 101

102 Baggrund. Årsagen til at radiokommunikation er mulig, er at elektromagnetiske bølger består af en konstant frekvens og amplitude. Man indkoder informationen i et radiobølge (bærebølge) ved at modulere/tilfører informationen i enten frekvensen eller amplituden. Når modtageren der modtager radiosignalet kender frekvensen eller amplitude af den sendte radiobølger. Kan der anvendes en radiomodtager der kan udtrække informations indholdet ud af bærebølgen. F.eks. er dette princip anvendt når vi modtager/overfører data via Wi-Fi og modtager musik fra vores radio. Bølgelængden kan udtrykkes på følgende måde: v er bølgens hastighed. (Hastigheden måles i meter per sekund) λ er bølgens bølgelængde. (Bølgelængden måles i meter) f er bølgens frekvens. (Måles i Hertz) Formlen siger altså, at en bølges hastighed er lig dens bølgelængde ganget med dens frekvens. 102

103 Protokoller og Netværkskommunikation Topologi Netværk Computernetværk er en fast del af vores dagligdag. Internettet kender alle og de fleste bruger det både arbejdsrelateret og privat. Hjemme kommer du sikkert på internettet ved hjælp af et trådløst netværk. Din mobiltelefon kan bruge mobildata fra din teleudbyder eller benytte et trådløst netværk for at komme på internettet. Dette kompendie beskriver grundlæggende hvordan de enkelte dele i et netværk fungerer. Netværkstopologier Der findes en række forskellige netværkstopologier. De to mest udbredte topologier er point-to-point og shared bus. Point-to-point, bruges f.eks. til at forbinde teleselskabernes kunder med Internettet. Shared bus det vi bl.a. kender fra lokalnetværket. Point-to-point Point-to-point er kendetegnet ved, at der kun er to enheder på netværket, en i hver ende af netværket. Dette er den mest simple topologi og bruges oftest til at forbinde andre typer netværk sammen over større afstande. Shared bus Shared bus er den topologi vi kender fra bl.a. Ethernet. Selvom Ethernet godt kan minde om en stjernetopologi med switchen i centrum, er den i funktion en shared bus topologi. Shared bus betyder, at alle computere kommunikerer via samme medie. Da der findes flere enheder på samme medie, er det nødvendigt med afsender og modtageradresse for at data kan nå fra den rigtige afsender til den rigtige modtager. Star- eller stjerne-topologi Stjernetopologi, også kaldet hubs and spokes (nav og eger) er en teknologi, hvor alle enheder kommunikerer gennem et centralt knudepunkt. 103

104 Ring-topologi Ring er mest kendt for Token ring. Her sidder enheder forbundet i en ring og data sendes gennem de forskellige enheder for at nå til destinationen. LAN I en virksomhed er der behov for at udveksle data og information internet og eksternet med kunder. Der sendes , deles dokumenter, sendes faktura ud, oprettes ordre, søges i databaser osv. alt sammen noget et netværk er med til at understøtte. En virksomheds eget netværk betegnes som et LAN (local area network). LAN er defineret som et begrænset geografisk område. Hvis du har Internet hjemme, så har du også et LAN. I dag er Ethernet den mest udbredte LAN-teknologi, som både virker på kablet netværk samt trådløst. Tidligere var andre LAN-teknologier også udbredte, herunder token ring. Ethernet er en åben standard, som beskriver hvordan udstyr skal kunne kommunikere og konfigureres, så det kan forbindes med tilsvarende udstyr fra forskellige fabrikanter. Ethernet standarden er beskrevet i IEEE IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) er en amerikansk standardiseringsorgan specialiseret i standarder for netværk. WAN Når data skal sendes videre fra et LAN, møder man et WAN (Wide Area Network). WAN er et netværk med større geografisk udbredelse. Internettet er f.eks. det største WAN der findes lige nu. Et WAN består af flere LAN s der er bundet sammen via WANlinks over store geografiske afstande. Til forskel fra LAN, hvor Ethernet er den fremherskende protokol, findes der en række forskellige WAN-teknologier, som har forskellige fordele og ulemper. Bl.a. disse teknologier hører ADSL, VPN, MPLS, frame relay, ATM. Ordforklaring: ADSL (Asymmetrisk Digital Abonnents Linie), betyder en forbindelse, der kan sende datasignaler med asymmetriske hastigheder. Man benytter de eksisterende telefonkabler, der består af kobber. Derfor betegnes ADSL også som kobber-forbindelser. 104

105 VPN er kendetegnet som en punkt til punkt opkobling, der kan krypteres. MPLS (Multiprotocol Label Switching) teknikken benyttes for at flytte data hurtigt fra et netværk til et andet. Frame Relay er en standardiseret WAN teknologi, hvor hastigheden er baseret på 64 kbps til 2 Mbps. Teknologien er på vej ud og overtages af ATM. ATM (Asynchronous transfer mode) er en netværksteknologi, der transportere data i mindre fast defineret pakke størrelse. ATM teknologien er særlig egnet til at transmittere video, lyd og data over sammen netværk. Talsystemer For at forstå netværk, er det nødvendigt at forstå det binære talsystem. Det talsystem vi bruger i dagligdagen hedder decimaltalsystem. Deci betyder ti - altså ti-talssystemet. Man siger også, at 10 er basen eller grundtallet i det decimale talsystem. Et andet talsystem de fleste kender til, er romertal. At regne med romertal er besværligt i forhold til decimaltal. Det skyldes det smarte i opbygningen af 10-talssystemer. 10-talssystemet er nemlig et positionstalsystem. Med 'kun' 10 forskellige cifre at gøre godt med, er det muligt at repræsentere ufatteligt store tal på meget lidt plads. For at forstå dette, skal vi lige have lidt statistik på plads. Med en 10-sidet terning, er der 10 muligheder for udfaldt: 1 til 10. Har man to ti-sidede terninger, er mulighederne for udfald 100 = 10 x 10 = 100. Mulighederne går fra 00 til 99. At vi tæller 00 med, giver i alt 100 muligheder. Med en tredje terning opnår vi 1000 forskellige muligheder: 000 til 999. Et ciffer tillægges værdi efter placering. Deraf navnet ti-talssystemet: 'ere 'ere 1.000'ere 100'ere 10'ere 1'ere 105

106 Selvom det virker omsonst omregner vi et decimaltal til et decimaltal i nedenstående skema. Vi ganger vægten med værdien. Til sidst lægger vi summerne sammen. Og uden den store overraskelse når vi frem til samme resultat Værdi Vægt Binære talsystem 2 x 1 = 2 1 x 10 = 10 3 x 100 = x 1000 = x = x = SUM Hvis vi tager udgang i det binære talsystem, er der kun to værdier at gøre godt med: 0 og 1, svarende til plat eller krone. Altså er basen eller grundtallet 2 i det binære talsystem Med en mønt er der to udfaldsmuligheder. Med to mønter er der 2 x 2 = 4 udfaldsmuligheder. Med tre mønter er der 2 x 2 x 2 = 8 udfaldsmuligheder og så fremdeles. Det binære talsystem er et positionstalsystem, ligesom det decimale. Vægtene er blot fordelt anderledes: 'ere 16'ere 8'ere 4'ere 2'ere 1'ere Derfor kan vi på samme måde omregne fra binært til decimal. Det eneste ændrer sig i skemaet ovenfor, er vægten vi gange på værdien. Lad os tage et binært tal med værdien og omregne det til et decimaltal Værdi Vægt x 1 = 1 1 x 2 = 2 0 x 4 = 0 1 x 8 = 8 0 x 16 = 0 1 x 32 = 32 SUM

107 At regne fra decimaltal til binært er lidt mere besværligt. Det er mere eller mindre den omvendte proces. I ovenstående tilfælde med værdien 43, ser man hvor mange gange 32 går op i 43. Det gør det en gang. Altså skal vi have en 32'er. Tilbage har vi en rest på 43 minus 32 = 11. Hvor mange gange går næste vægt i rækken op? Næste vægt er går ikke op i 11. Så vi springer videre til næste vægt, som er 8. 8 går op i 11 en gang. Altså skal vi have en 8'er. Og sådan forsætter man indtil man når 1'erene. Hexadecimale talsystem Et talsystem der også benyttes hyppigt, er det hexadecimale talsystem. I det hexadelimale talsystem er grundtallet 16. Da tallene fra 0-9 kun kan repræsentere 10 forskellige værdier, låner man a, b, c, d, e og f fra alfabetet. Et hexadecimalt tal kunne f.eks. se således ud 6e56. Fordelen ved det hexadecimale talsystem er, at en byte kan skrives på netop kun 2 cifre. Mere om det i næste afsnit. Bits og bytes Den mindste enhed en computer arbejder med er Bit. Bit består af værdien 0 eller 1. Grunden til det binære talsystem bruges i computere og netværk, er at det er meget let at repræsentere med strøm, lys, mm.: Tændt eller slukket. De første computere fra 40'erne brugte radiorør til at repræsentere de enkelte bits. Moderne computere bruger transistorer integreret på mikrochips. Bit grupperes i bytes. Oftest bruger man 8 bits til at repræsentere en byte, omend dette kan være afhængig af computerplatformen. Alternativt bruges ordet en octet om en 8- bit byte, for at undgå misforståelser om størrelsen af bytes. Herunder ses en byte der er opbygget af 8 bit. Denne byte, kan omskrives til værdien 245 decimalt: (Værdi) (Vægt) Værdi decimal = = 245 Data lager Computere bruger bytes til at lagre programmer, dokumenter og billeder i både RAM og på harddisken. Oftest måles bytes i størrelsesordenen KB (kilobyte), MB (megabyte), GB (gigabytes) eller TB (terabyte). Bemærk at man normalt beskriver data der lageres i byte. Og byte skrives med stort B! Når værdien af en byte skrives binært (bits), fylder den selvsagt 8 tegn. Skrives den decimalt fylder den tre tegn med værdierne 0 til 255. Bruger man det hexadecimale talsystem, fylder den netop 2 tegn med værdierne 00 til FF, og man vil se nogle pæne mønstre, der gør det let at omregne mellem hexadecimale tal og binære tal. 107

108 Data hastighed Hastigheder måles normalt i bits per sekund, bps. De typiske hastigheder vil være: Kb = Kilobits (1.024 bits) Mb = Megabits (1.024 kilobits) Gb = Gigabits (1.024 megabits) Tb = Terabits (1.024 gigabits) Bemærk at bits skrives med lille b! 108

109 Opgaver - Bits til decimal Svar Note

110 Decimal til binary = 255 Note = =

111 Binær til Hexidecimal Hex A B C D E F Dec Start med at dele det binære tal i to grupper med 4 bit i hver, herefter finder bit værdien og den tilhørende Hexidecimal værdi. f.eks = = 8B Hexidecimal til binær Find den 4 bit værdi som hver hexidecimal tal f.eks A3 = = Opgave Binær Hex Hex Binær A F D C E B 111

112 POE (Power over Ethernet) En Netværksinstallation består ofte af en masse forskelligt netværks udstyr, f.eks. en Ethernet-switche, routere, access points, IP-kameraer o. lign. Hvor der kræves en 220V-forsynig enten direkte eller gennem en 220V-adapter, med variable DC spændinger til de forskellige enheder. Derfor har man standardiseret en metode til forsyning. Dette kaldes PoE er beskrevet i IEEE802.3af og 802.3at Standard 802.3af (802.3at type 1) 802.3at type 2 (POE+) Output power of power supply [W] Minimum power available for the powered device [W] Output voltage of power supply [V] Supplying voltage available at the powered device [V] * * Max current [ma] Ethernet compatibility 10BASE-T, 100BASE- TX and 1000BASE-T Range [m] BASE-T, 100BASE- TX and 1000BASE-T Cabling UTP/FTP min. cat. 3 UTP/FTP min. cat. 5 I en PoE installation undlades de 230 V-AC. Netværks enhederne forsynes i stedet med DC (37-57 V-DC) i gennem netværks kablet. I ovenstående overføres forsyningsspændingen gennem to ledningspar, samtidig med at der overføres data. PoE-udstyr findes som Power Sourcing Equipment (PSE), der kan levere forsyningsspænding gennem netværkskablet eller som Powered Device (PD), der kan hente sin forsyningsspænding fra netværkskablet. 112

113 Typisk vil man forsyne sit netværksudsyr gennem PoE switch som er en almindelig Switch bortset fra, at den kan levere strøm gennem netværkskablet. Det er samtidig muligt at tilslutte netværksenheder, som ikke er PoE-kompatible, såsom en computer. Switch en skifter automatisk mellem de 2 systemer En PoE switch er som en almindelig switch bortset fra, at den er i stand til at levere strøm gennem netværkskablet. Det er også muligt at tilslutte netværksenheder, som ikke er PoE-kompatible, såsom en computer. Switch en finder selv ud af, om den tilsluttede enhed er PoE-kompatibel. Har man ikke PoE switch vil man ofte anvende en PoE injector som virker som en strømforsyning mellem switch/router og selve netværksenheden. Den genere hermed forsyning/strøm til netværksenheden igennem netværkskablet. Fordelen er er at man at man kan PoE injector tæt ved sit andet netværks udstyr såsom router eller switche eller ved selve netværksenheden. 113

114 OSI modellen Open Systems Interconnection OSI modellen er en model, der sætter retningslinjer på hvordan netværksenheder bringes i stand til at kommunikere over et netværk og hvorledes data fra programmer eller applikationer (software) kan arbejde, i udstyr leveret af forskellige producenter. Hvis vi bruger PC en som eksempel, består den af mange mindre del elementer. Et vigtigt element i en PC er netværkskortet, der skal sørge for kommunikation med de andre enheder på netværket. Det er udstyr såsom Pc er, printere, Acess points, Switche etc. Samt routere der kan give adgang til Internettet. Samtidig skal der være installeret et program som ønsker kommunikation i netværket såsom web og mail. For at give producenterne af netværkskort og programmer en mulighed for at udvikle udstyr, Skal man være enig om benytte standardiserede grænseflader, derfor arbejder med modeller som beskriver fælles grænseflader. OSI modellen er en model er opdelt i 7 forskellige lag, der hver især beskriver en funktion. Nedenstående viser de forskellige lag i modellen, samt en kort beskrivelse af funktionerne lagene. OSI Modellen Lag Navn Indhold nr. 7 Application Dette lag er brugergrænsefladen, eller bruger interfacet til programmet, og derigennem til netværket. 6 Presentation Omdanner data til en (af programmet) kendt standard grænseflade. f.eks. JPEG og MPEG 5 Session Hand shake 4 Transport Hakker strømmen af data i passende stykker. Holder øje med om data kommer frem og tilbage (TCP og UDP) 3 Network Her bliver de stumper af data, leveret af Transport laget pakket ind og forsynet med afsender og modtager IP adresse. 2 DataLink Pakkerne fra Network laget forsynes med MAC adresser (Frames). 1 Physical Det fysiske lag definerer alle elektriske og fysiske rammer for netværks-elementerne. Dette lag dækker stiktype, spændinger og kabel-specifikationerne Arbejdere ofte i bit niveau 0 eller 1 114

115 Application lag Grænsefladen er data som modtages fra programmet som brugeren anvender, således at programmet har mulighed for at sende data til netværket. Laget samarbejder med operativsystemet med programmer og tilbyder services som filoverførsel, f.eks. FTP (File Transfer Protocol), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), FTP, SMTP, Telnet, DNS og HTTP. Presentation lag Data modtaget fra Application laget, oversættes til et standardformat, som alle lagene kan forstå uafhængigt af om data stammer fra et mailprogram, en browser eller et regneark. Laget kan også sørge for at kryptere og komprimere data. Kryptering kan dog også foregå på Application, Session, Transport eller Network lagene. 115

116 Session lag Laget etablerer en logisk forbindelse til modtageren. Sikrer at det er den rigtige enhed der sendes til. Åbner, vedligeholder og lukker sessionen efter brug. Undersøger om der kan kommunikeres i halv- eller fuld duplex. Kendte protokoller på Session lag er bl.a. NFS (Network File System), SQL (Structured Query Language) og XWINDOWS (en grafisk brugergrænseflade). Transport lag Her foretages fejl-check og flow kontrol. Hvis en pakke ikke når frem til modtageren, er det en transport lag protokol der sørger for at gensende pakken. Det er også her datastrømmen opdeles i passende blokke, der kan indeholdes i en Ethernet frame. Blokkene, eller segmenterne - nummereres, så modtageren kan samle dem i rigtig rækkefølge hvis de skulle nå frem i tilfældig orden. Det er Transportlagets opgave at levere til den rigtige applikation, når data når frem til modtageren. Derfor forsynes data blokkene med et portnummer, som repræsenterer den applikation der har genereret datastrømmen, og den applikation der skal bruges til at læse data hos modtageren. Mest kendte protokoller i dette lag er TCP og UDP fra TCP/IP protokol stakken Network Lag Dette lag tager sig primært af den del der har med IP adressering og routing at gøre. Datablokkene fra Transport lag indkapsles eller pakkes ind, med en ny header der indeholder afsender og modtager IP adresse. Laget holder også øje med om der bliver trafikpropper på netværket. I så tilfælde sørger laget for at give brugere af netværket besked om at drosle lidt ned med hensyn til afsendelse af data, indtil flaskehalsen er opløst. Datablokkene med IP adresser kaldes nu for Packets. Vigtigste protokoller på Network laget er ARP (Address Resolution Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol) og IP (Internet Protocol). DataLink lag Pakkerne der kommer fra Network laget pakkes endnu en gang ind og får en ny header der indeholder modtager og afsender MAC adresserne. Kaldes nu Ethernet Frames og kan afleveres på lokalnetværket. Framen oversættes til bits, en strøm af 0 er og 1-taller der kan afleveres til Physical laget. DataLink laget består i virkeligheden af 2 lag: MAC (Media Access Contol) laget og LLC (Logic Link Contol) laget. Som navnet anty-det, håndterer MAC laget adgangen til det fysiske medie, i forbindelse med Ethernet ved hjælp af CSMA/CD. LLC laget sørger for synkronisering af frames, flowkontrol og fejl-check. Protokoller er eksempelvis HDLC (High-level Data Link Control) og nogle varianter af den: LAPB (Link Access Protocol, Balanced) og LAPD (Link Access Procedures, D channel). Protokollerne er såkaldte bit-orienterede protokoller. 116

117 Physical lag Her transporteres bitstrømmen ud på det fysiske medie. Derfor har laget styr på definitioner af kabler, netværkskort og de fysiske standarder der benyttes. Dette lag er det eneste hardware lag i OSI modellen. Den bruger ingen software eller protokoller. Fejlfinding i lokalnetværk Ved fejlfinding er der nogle faste procedurer for hvordan processen gøres mest effektiv. Der findes en masse modeller med varierende antal punkter der skal følges, men alle indeholder følgende: 1. Definér problemet. 2. Indsaml oplysninger- f.eks. om problemets udbredelse osv. 3. Tænk! Overvej hvordan problemet kan løses. 4. Udarbejd en arbejdsplan. 5. Gennemfør planen 6. Analysér resultatet løste det ikke problemet, gå tilbage til pkt Dokumentér problem og løsning. Fiktivt problem: En bruger ringer og melder at hans arbejdsstation ikke kan komme i kontakt med virksomhedens intranet web-server. Fejlfinding: Når problemet er indkredset, er det vigtigt at gå metodisk frem for at finde en løsning. I et tidligere afsnit gennemgik vi OSI modellen. Den korrekte måde at fejlfinde på, er ved at starte på OSI modellens lag 1 - det fysiske lag - og undersøge om de fysiske kabler sidder som de skal, om kontrollamper har den farve de skal osv. Derefter fortsætter man opad i OSI modellen, til lag 2, hvor switche hører hjemme og eksempelvis Spanning Tree protokollen og VLANs kan være problemet. På lag 3 har vi IP adresseringsproblemerne, og kan gøre brug af Ping og Traceroute kommandoerne. På lag 4 hører port adressering og segmentering af datastrømmen til. Ligger problemet på et højere OSI lag,er det ikke et netværksproblem, men snarere et problem med et styresystem eller andre applikationer. 117

118 Fejlfinding i OSI modellen. Lag 1 Physical: - Er netværksudstyr (servere/routere/switche) tændt? - Er der lys i link lampen på arbejdsstationens netkort? - Er der forbindelse mellem switch og web-server? Lag 2 Datalink: - Er Ethernet switchen konfigureret korrekt? - Er VLAN konfiguration korrekt? - Er Spanning Tree konfiguration korrekt? - Er link hastigheden ens i begge ender af et link? Lag 3 Network: - Er IP adresseringen, inkl. subnetmasker, korrekt? - Default gateway adresser korrekte? - Prøv Ping og Traceroute - Er der Access Control lister/firewalls som blokereer for adresser? Lag 4 Transport: - Access Control lister/firewall der blokerer for portadresser? - Bruger programmet de protokoller og portnumre du tror? Hvis der er fejl på bare ét af lagene i OSI modellen, vil det betyde at afsendelsen og/eller modtagelsen af data ikke kan lade sig gøre. Dokumentation over netværket, herunder såkaldte base line referencer, kan spare meget tid i fejlfindingssituationer. Et sæt base line værdier kan være udskrifter osv. der viser hvordan netværket opfører sig under normale omstændigheder. Det kan være værdier opsamlet over et bestemt tidsrum eller over forskellige tidsrum som viser eksempelvis belastning, forsinkelse i netværket eller trafikmønster. Disse oplysninger indsamles normalt ved hjælp af et stykke software. Samme stykke software kan derefter bruges til at overvåge netværket og reagere på atypiske hændelser eller belastninger. Et af de første spørgsmål en netværksadministrator må stille sig selv, er om der er foretaget ændringer i netværket for nylig. Måske stammer problemet derfra. 118

119 MAC adresse Alle enheder der kan forbinde sig til et ethernet har en MAC adresse (Media Access Control address). MAC adressen er unik for alle enheder og er knyttet til netværkskortet af producenten. Alle de enheder du bruger for at forbinde dig til internettet som en pc, bærbar pc, tablet eller en mobiltelefon har alle en unik MAC adresse. Men netværksudstyr som routere, switch og Access point har også Mac adresser. Bemærk at en bærbar pc kan have 2 MAC adresser, en til netkortet som du kan sætte et netværkskabel i og en MAC adresse til det trådløse netværkskort. MAC adressen består af 12 ciffer og er skrevet i hexidecemal format. Formatet er sat op i par af 2. F.eks. F4:1B:A1:83:DA:10 De første 6 tegn er tildelt producenten af netkortet, og de sidste er serienummeret. Hexidecimal er tegn fra 0 til 9 og A til F, hvilken giver 16 mulige ciffer. Antal mulige MAC adresser er = = ca 281,5 billion kombinationer OSI Modellen: MAC adressen befinder sig på lag

120 Opgaver 1. Find MAC adressen på din pc / bærbar. a. Tast Windows + R cmd ipconfig /all a. Min MAC adressen er: b. Du kan finde producenten af netkortet ved at benytte følgende link: 2. Undersøg hvilken andre enheder din pc har haft kontakt med fornylig ved at bruge kommandoen arp -a 120

121 3. Kan du finde vejen frem til denne statusside i Windows, der viser dig de samme oplysninger som med ipconfig /all? 121

122 Kabling CAT 5e og CAT 6 Med en CAT 5 installation er det muligt at overføre 1 Gbit. Dette er dog forbundet med store problemer. Kodningsmetoden betyder, at der skal udføres bidirektional overførsel (to vejs). Dette stiller store krav til det tilsluttede udstyr. Hvis man derimod vælger en CAT 6 installation som udgangspunkt, kan der bruges en nemmere teknik. Et CAT 5e kabel klarer 100 MHz, CAT MHz; det gør det meget lettere at overføre data. Der kan nu overføres 500 Mbit i begge retninger, dog som simplex, som ikke stiller så store krav til elektronikken. 122

123 Forskellen mellem 1000BASE T og 1000BASE TX 1000 BASE-T 1000BASE-TX Kører på klasse D installationer To vejs signaleringsteknik Kompleks krydstale modvirkning Kompleks return loss modvirkning Kører på klasse E installationer Fuld duplex signaleringsteknik Ingen krydstale modvirkning Ingen return loss modvirkning Det betyder, at det er nemmere at få en 1000BASE-TX installation til at virke end en 1000BASE -T. Kabler stik osv. bliver ikke så hårdt belastet. Der er mere overhead til rådighed og mindre følsom- hed over for støj. Alt i alt må man konkludere, at det er bedre at køre 1 Gigabit i en Klasse E installation frem for en Klasse D. 123

124 Kabling af netværk, Ethernet Den mest udbredte kabling i et ethenet LAN-netværk i dag er twisted pair, der ender i RJ45-stik. For at kablet kan sende data med en vis hastighed, er det nødvendigt, at kablet lever op til visse standarder. Disse standarder defineres af IEEE, som en en standardiserings organisations. Forskellige standarder for ethernet kabler benævnes med category og et nummer samt evt. et bogstav. F.eks.: Cat 3, cat 4, cat 5e eller cat 6. Jo højere nummer, jo højere kapacitet generelt. For at nå fra afsenderens Tx-terminal til modtagerens Rx-terminal og vice versa, er det nødvendigt at kablet krydser. Men af uvisse årsager har man vedtaget, at en switch (og en hub) krydser forbindelsen. Så den lette huskeregel for hvornår man skal bruge krydset eller ikke krydset kabel er: Man skal altid bruge krydset kabel, når man forbinder to ens enheder - medmindre man forbinder enheden med en switch. Hvilket i øvrigt er det man oftest gør. Parsnoede kabler og båndbredde Kategori Båndbredde Hastighed Class Anvendelse Cat Kun lyd, dørtlf. mm. Cat 2 1,5 MHz 4 Mbit/s - Localtalk, telefon Cat 3 16 MHz 10 Mbit/s C 10BaseT Cat 4 20 MHz 16 Mbit/s - Tokenring Cat MHz 100 Mbit/s - 100BaseT Cat 5e 155 MHz 1 Gbit/s D 1000BaseT Cat MHz 2 Gbit/s E - Cat 6a 500 MHz 10 Gbit/s E A 10GBaseT Cat MHz 10 Gbit/s F - Cat 7a 1000 MHz 10 Gbit/s F A - Opdelingen i "kategorier" var oprindeligt en opdeling i niveauer. Der er ikke noget i vejen for at anvende et højere kategoriseret kabel end nødvendigt. Det giver mulighed for senere opgradering uden kabelskift. 124

125 10BaseT kaldes også for Ethernet. 100BaseT kaldes også for Fast Ethernet. 1000BaseT kaldes også for Gigabit Ethernet. Cat 5e er en forbedret udgave af Cat 5. Det egner sig blandt andet umiddelbart for anvendelse af alle 4 par i Gigabit Ethernet. Cat.5e kabel vælges generelt til boligforeninger, private boliger og mindre kontorer. Kan køre applikationer som 10Mb/s, 100Mb/s, 1Gb/s og 2,5Gb/s Ethernet. Cat.6 kabel vælges generelt til større virksomheder og boligforeninger. Cat.6 kablet har en båndbredde på 250 MHz. Kan køre applikationer som 10Mb/s, 100Mb/s, 1Gb/s, 2,5Gb/s og 5Gb/s Ethernet. 125

126 Skærmet Skærmede kabler, som er meget mere immune over for indstråling fra f.eks. andre netværkskabler, radiosendere, røntgen udstyr, laboratorier, HF-spoler og lignende. I kontormiljøer bør der anvendes skærmede netværkssystemer, hvis føringsvejene er af plastik. For at beskrive patchkabler som uskærmet eller skærmet findes følgende muligheder: x/ytp o x står for hvordan kablet er skærmet. o y står for hvordan de enkelte par er skærmet U står for uskærmet (unshielded) S står for fletskærm (shield), som beskytter mod lavfrekvente forstyrrelser F står for folieskærm (foil), som beskytter mod højfrekvente forstyrrelser CAT5e U/UTP CAT6 U/UTP CAT6 F/UTP 126

127 Opmærknig af farver på kabler 127

128 Teori om kabler Dæmpning Når man sender signaler gennem et kabel vil der altid være tale om en dæmpning i forhold til det oprindelige signal. Denne dæmpning sætter en grænse for hvor langt et kabel kan være. Dæmpning måles i db, som et udtryk for hvor meget der er tilbage af det oprindelige signal. Dæmpningen (signaltabet) skal være så lille som muligt. Dæmpningen svarer som spændings faldet over 2 modstande Her kan vi se at der sendes data fra et netværkskort til en switch, og at signalet bliver mindre. NEXT NEXT (Near End Cross Talk) er et udtryk for elektrisk støj som, tæt på signalkilden (Near End), overføres fra èt kabel til et andet. Denne overførsel af elektrisk støj kaldes Cross Talk eller krydstale. Krydstale er, inden- for telefoni, betegnelsen for det fænomen man oplever, når man under en telefonsamtale svagt kan høre en anden samtale i baggrunden. PS NEXT (Power Sum NEXT) er betegnelsen for den samlede mængde (Power Sum) af krydstale, hvis der overføres data nær signalkilden gennem 3 par ledninger - eller flere. ACR (Attenuation to Crosstalk Ratio) ACR (Attenuation to Crosstalk Ratio) er forskellen mellem dæmpning (Attenuation) i kablet og krydstale (NEXT). ACR, som angives i db, giver et reelt billede af den plads 128

129 som er tilbage til dataoverførsel. For at der kan overføres data, kræves der en ACR på ca. 8 db. Denne ACR værdi opstår ved ca. 75 MHz i en CAT 5e installation. Det er den benyttede kodnings- teknik (manchester m.fl.) som bestemmer hvor mange data der kan overføres. Her kan man se, hvordan både krydstale samt dæmpning spiser op af den egentlige båndbredde, som er til rådighed. FEXT (Far End Cross Talk) FEXT (Far End Cross Talk) er den krydstale som op- står længst væk (Far End) fra signalkilden. PS FEXT (Power Sum FEXT) er den samlede mængde (Power Sum) af krydstale, som overføres fra 3 par ledere eller flere - til et andet, nærliggende par. Da der ved 1000BASE T installationer transmitteres i alle fire par, er det vigtigt at man har styr på PS FEXT. Return Loss Return Loss er signaler (eller refleksioner) der opstår, når et signal rammer en dårlig tilpasset impedance. Dette sker typisk ved samlinger (stik), ved skarpe knæk på kabler osv. Return Loss er et mål for hvor meget signal der kommer retur. Return Loss er ikke 129

130 et stort problem i to-par systemer, men i f.eks. 1000BA- SE T, som transmitterer og modtager data på samme tidspunkt, kan det være et stort problem. Propagation Delay Forsinkelse af et datasignal Når man sender data gennem et kabel, vil der altid være en lille forsinkelse. Forsinkelsen afhænger primært af kablets længde; jo længere kablet er - desto større bliver forsinkelsen. Propagation Delay er den tid det tager for et signal at blive sendt fra den ene ende af kablet til den anden. Propagation Delay måles i nannosekunder (ns). Det er som regel kun forsinkelser, der bestemmer hvor stort et LAN kan blive. Men er der tale om 1000BASE T, bliver signalet fordelt over fire par og sendt samtidigt. Disse fire signaler skal nu samles, når de kommer til den anden ende af kablet. Det betyder, at man skal tage hensyn til længden på de enkelte par. Delay Skew Tidsforskel mellem signaler Sammenligner man de parsnoede ledere i et kabel vil der altid være forskel på kvaliteten af de enkelte par. Længden af de enkelte par er heller ikke nøjagtig ens. Delay Skew er tidsforskellen mellem det hurtigste og det det langsomste par. Benyttes der et 1000 BASE T kabel bliver signalet delt på 4 par og sendt af sted samtidigt. Disse 4 signaler skal så samles, når de kommer til den anden ende af kablet. Men de ankommer ikke samtidigt. Der er derfor en grænse for, hvor stor et Delay Skew kan være, hvis kontrollen med data- kommunikationen skal bevares. 130

131 Balance Parsnoede kabler skal være i balance, for ikke at ud- stråle uønskede signaler som vil blive opfattet som støj. LCL og LCTL Der kan foretages målinger af LCL (Longitudinal Conversion Loss) og LCTL (Longitudinal Conversion Transfer Loss). LCL er en måling af balancen mellem to parsnoede ledere nær signalkilden. LCTL er en måling af balancen mellem to parsnoede ledere længst væk fra signalkilden. Målingerne viser dæmpningen som følge af ubalance i de parsnoede ledere. Disse målinger er ikke et krav, men kan føre til en forbedring af kabelkvaliteten. Transfer Impedance Dette er et udtryk, som bruges i forbindelse med skær- mede kabler, og er et udtryk for hvor god skærmen er. Når man tester kabelsystemer, kan man teste større eller mindre dele af installationen. Der kan derfor opstå fejl/misforståelser når testresultater sammenlignes el- ler videregives til andre. For at sikre ensartede og sammenlignelige målinger har man indført standard- begreberne link og channel. Link Link er den del, som bliver installeret af installatøren. Det er den fysiske installation fra patch panel til væg- udtag. Der er hverken patch- eller dropkabler med i målingen. Man får en måling af, hvor god installationen er, men ikke en måling af, hvor god den samlede installation er. 131

132 Channel Channel er den komplette datatransmissionsvej. Det vil sige, at patchkabler samt dropkabler er med i målingen. Det betyder, at hvis der er forbindelsesled i installationen, så skal disse også måles med. 132

133 Introduktion til IP Med ethernet frames er det muligt at sende data fra en computer til en anden computer i et ethernet netværk. Men et ethernet netværk kan ikke vokse til en vilkårlig størrelse, da broadcasttrafikken vil blive for stor og dermed vil datahastigheden blive uacceptabel lav. Ethernet er derfor ikke velegnet til WAN-trafik. Man er derfor nød til at segmentere (dele) netværket, i mindre broadcastdomæner (områder). Det gøres ved at dele netværket op mindre segmenter, og så kun sende den nødvendige trafik fra det ene segment til det andet segment. For at løse dette problem, bruger man en overliggende protokol, f.eks. IP. IP-pakker minder lidt om ethernet frames: Der er en afsender, en modtager og et datafelt, samt en række andre ting. Herunder vises en IP-pakke. Version IHL QoS Length ID 0 DF MF Fragment Offset TTL Protocol Checksum Source IP Destination IP Option Data Kilde: Wikipedia ( Når en IP-pakke sendes over Ethernet, indkapsles IP-pakken i Ethernet framens datapayload felt: IP-pakke Ethernet frame Payload Ethernet frame IP-pakke Denne process, at en IP-pakke indkapsles i en ethernet frame, kaldes encapsulation. Da IP-pakker virker på lag 3 i OSI-modellen, vil det sige, at man tager en lag 3-pakke og putter ned i en lag 2-pakke. Lag 2-pakken bliver så omsat til signaler i f.eks. et kobberkabel og sendes til den rette modtager. 133

134 Ethernet har en begrænsning på 1500 bytes i data-feltet. Dvs: En IP-pakke må ikke overstige 1500 bytes også kadet MTU size. (MTU = Maximum Transmission Unit) Har man problemer på sit LAN, med at modtage, afsende data kan man forsøge at sætte MTU størrelsen ned. Opgave: 1. Start med i kommando at skrive: netsh interface ipv4 show subinterface 2. Se hvilken størrelse MTU der aktuelt er sat 3. Prøv at ændre din MTU størrelse til f.eks byte: netsh interface ipv4 set subinterface Local Area Connection mtu=1458 store=persistent Herefter skal man genstarte sin PC, for at den nye MTU størrelse benyttes. Husk at sætte MTU størrelsen tilbage igen efter dette eksempel Hvis man har segmenteret sit LAN pga broadcast, benytter man en router, som forbindelse mellem de 2 LAN. Herved kan der stadig udveksle data mellem de enkelte LAN. Routeren kan tage en IP-pakke fra f.eks. en ethernet-frame og putte den over i en ethernet frame på et andet LAN (ethernet netværk). Da routeren ikke sender ethernet broadcasts videre fra et segment til et andet, kan derfor begrænse broadcast. Illustration 2: Routeren, figuren mellem de to LAN (skyer), adskiller de to broadcast-domæner (områder). Routere kan virke på en lang række forskellige teknologier. Det betyder, at de kan sende IP-pakker fra det ethernet baserede hjemmenetværk over en ADSL-linje til en anden router hos Internetudbyderen. Herfra sørger en række routere for at IP-pakken når frem til destinationen gennem en række forskellige lag-2 teknologier. Kommunikationen er ikke længere kun begrænset til det lokale ethernet netværk. 134

135 IP adresser Når en IP-pakke skal nå fra A til B, har den på samme måde som ethernet frames brug for en modtageradresse og en afsenderadresse. En IP-adresse består af 4 x 8 bits = 32 bits En IP-adresse beskrives med decimal talsystem og de enkelte bytes adskilles med et punktum. Eksempel på IP-adresse: Ovenstående IP-adresser er baseret på IPv4 protokollen. Da et 8 bit system (1 byte) giver 256 forskellige muligheder, kan man benytte decimaltal fra 0 til 255 (Husk 0 tæller også med) på hver plads i en IP-adresse. I alt har man mulighed for 256 x 256 x 256 x 256 = forskellige IP-adresser (4,3 milliader). Dette er antal IP-adresser som hele verden skal dele, og man har i en del år forbedret sig på at denne protokol skal afløses af IPv6 protokollen, der bruger en 128 bits adressering. IPv6 protokollen giver i alt mulige adresser (340 billioner billioner). IPv6 er endnu ikke slået fuld igennem på virksomhedsnetværk og hjemmenetværk (LAN). Eksempel på en IPv6 adresse: 2001:db8:ffff:1:201:02ff:fe03:0405 IP-adresser er noget man tildeler netværksudstyr og alle de enheder der skal på netværket. F.eks. routere, switch, access point, computere, bærbare, mobilenheder med wifi. IP-adresser kaldes også logiske adresser. MAC adresser som de enkelte netkort har kodet ind fra producenten, kaldes for fysiske adresser. Address resolution protocol, ARP Når to computere på et ethernet netværk skal kommunikere med hinanden via IP, skal de lære først lære hinandens MAC-adresser at kende. Computer A, ( ) vil gerne sende en IP-pakke til computer B ( ). Begge computere har en ARPtabel, som parrer IP-adresser med MAC-adresser. ARP-tabellen er ikke statisk. Den bliver opbygget og vedligeholdt løbende. Et netværk kan hele tiden ændre topologi (Der kan komme nye computere på netværket). Computere kan konfigureres med nye IP-adresser mm, hvorfor ARP-tabellen hurtigt forældes, hvis den ikke løbende holdes opdateret. 135

136 Her ser vi computer A's ARP-tabel. MAC-address IP-address S2:S4:00:a3:eb:9e :6f:3f:38:dc:Sa S2:S4:00:3S:0d:2d Med denne MAC-adresse-tabel, ved computeren, at når den skal sende en IP-pakke til , skal den pakke den ned i en ethernet frame med destinationsadressen S2:S4:00:a3:eb:9e. Denne ARP-tabel er altså det, der limer IP-adresser sammen med MAC-adresser. Hvis computer A skal sende til computer B ( ) kigger den først i sin ARP-tabel. ARP-tabellen har ikke en indgang for Så den er nødt til at finde ud af hvilken MAC-adresse er forbundet med. Dette gøres ved at sende en ethernet broadcast frame ud til alle computere på netværkssegmentet, hvor der spørges: Hvem har ? Preamble Start of frame delimiter MACsource... ff:ff:ff ff:ff:ff a6:s4:00fs:0d:d 9 Ethe r- type IPv4 ARP: Who has MACdestination DataIPayload Frame Check se-.. Den computer, altså computer B, der har IP-adresse svarer tilbage med en frame rettet mod computer A: MACdestination... a6:s4:00:fs:0 d:d9 MACsource 21:be:e4 84:92:7b Ethe r- type IPv4 ARP: I have Preamble Start of frame delim- DataIPayload Frame Check se-.. Med dette svar ved computer A, MAC-adresse 21:be:e4:84:92:7b hænger sammen med IP-adressen: ARP-tabellen ser nu således ud. som nu ser således ud: MAC-address IP-address A6:S4:00:fS:0d:d S2:S4:00:a3:eb:9e :6f:3f:38:dc:Sa S2:S4:00:3S:0d:2d

137 Opgave til ARP: 1. Start din kommandprompt 2. C:\>arp a Beskriv hvad du ser på skærmen C:\>arp -a Netværkskort: xb Internetadresse Fysisk adresse Type fa dynamisk ff-ff-ff-ff-ff-ff statisk e statisk e fb statisk e fc statisk e-7f-ff-fa statisk ff-ff-ff-ff-ff-ff statisk Eksempel på: Arp a IP-adresse opbygning Vi kigger lidt nærmere på hvad en IP-adresse består af. Som udgangspunkt tager vi IPadressen: Skrevet om til binær, ser ovenstående IP-adressen således ud: I P I P En IP-adresse består af to dele: En netværks-del, der fortæller hvilken LAN adressen tilhører En host-del, tildeles netværksenhed eller klient I nedenstående eksempel har man valgt at lave et netværk, hvor 24 bits er reserveret til netværksadressen og resten er reserveret til hosts adresser. Da der er 32 bit i alt er der (32 24) 8 bit tilbage til host adresser. Dette giver 256 forskellige kombinationsmuligheder, altså 256 forskellige host adresser. IP I P Netværk Hostadresse O 137

138 Netværks id: Den første mulige IP-adresse, i dette tilfælde kaldes netværksadressen eller netværks id og kan ikke tildeles til enheder på netværket. Broadcast adressen: Den sidste mulige IP-adresse, i dette tilfælde , kaldes broadcast adressen. Denne IP-adresse bruges til at sende broadcasts, på samme måde som adressen ff:ff:ff:ff:ff:ff er reserveret til broadcasts i et ethernet netværk. Sub netmasken (netmaske): Ved hjælp af subnetmasken kan man forøge eller indskrænke antal hostadresser. Nedenstående eksempel viser standard subnet adressen til et klasse C netværk. Når man omregner subnetmaskes decimaltal til binær tal, og tæller hvor mange bit der er benyttet, har man netmaskens prefix. I dette tilfælde: ( ) +( ) +( ) = 24 I P I P Netværk Hostadresse O N e N e N Prefix 24 e IP adresse områder: IP-klasser Første byte Antal net Antal host pr. net Antal adresser i alt A = B = C = Tidligere fik virksomheder udleveret en hel klasse, alt afhængig af størrelsen på virksomheden. Dette gør man ikke mere, da man ellers var løbet tør for klasser. Nu inddrager man de udleverede klasser og stykker dem op i mindre områder vha. subnetting Private adresse områder: Klasse Ip adresse område Antal net A til B til C til For at imødegå at man løb tør for IP-adresser, oprettede man private områder, der ikke kan routes ud på det offentlige net (Internettet). Det betyder at en virksomhed i princippet nu kan nøjes med 1 enkelt offentlig IP-adresse, herved forlænges levetiden for IPv4 adresserne betydeliget. 138

139 Standard subnet maske Klasse Subnet maske Prefix A B C Til hver netværks klasse er der en standard netværksmaske. 139

140 Firewall Hvad er en firewall Når man sender og modtager data på en computer, sker det gennem kommunikationsporte. Portene benyttes til mange forskellige opgaver, mails foregår typisk gennem port 110; Og besøg på hjemmesider foregår ofte igennem port 80. Der anvendes/findes porte. Kommunikations protokollen i portene sker via TCP eller UDP med udgangspunkt i OSI modellen lag 4. En firewall virker som styringsfunktion, der kontrollerer trafikken ind og ud gennem de mange porte. Kun data trafik, der har tilladelse, får lov at passere. Windows Firewall Windows Firewall kan afhjælpe at hackere eller skadelig software får adgang til computeren fra netværket. Programmet kontrollerer data, der kommer fra netværket og anvender sine indstillinger til at afgøre, om de skal afvises eller have adgang til din computer. Windows 7-10 arbejder med forskellige netværksplaceringer: Hjemmenetværk, Offentligt netværk og Arbejdsnetværk. Man kan angive den aktuelle netværksplacering i Netværks- og delingscenter. Firewall i Windows Man kan se de aktuelle indstillinger i den højre rude. Den venstre rude bruger du, hvis man ønsker at ændre noget eller ønsker flere detaljer Man skal være påpasselig med sikkerheden, hvis ens bærbare pc er koblet på et ubeskyttet offentligt netværk, end hvis du er koblet på et sikret netværk. Man kan indstille Windows Firewall til de forskellige netværksplaceringer, således at sikkerheden automatisk bliver tilpasset, når man ændre placering. 140

141 Hovedsiden i Windows Firewall viser en del af indstillingerne i højre rude. Du kan ændre de overordnede indstillinger ved at klikke Slå Windows Firewall til eller fra i ruden. Se dialogboksen (Egenskaber for Windows firewall). Man ser indstillingen af firewallen for et netværk. Som standard er Windows Firewall slået til for alle netværksplaceringer, der anvendes. Der advares mod at slå den fra, hvis man ikke anvender en anden firewall. Så typisk vil man Bloker alle indgående forbindelser, også dem, der findes på listen over tilladte programmer i Indstillinger for offentlig netværksplaceringer. Det vil sikre computeren maksimal beskyttelse, når den kobles på et offentligt netværk. Man kan fjerne blokeringen i Windows Firewall for udvalgte programmer eller tjenester, så de får lov til at sende oplysninger gennem firewallen. Blokeringen fjernes ved at oprette en regel. En regel hedder sådan, fordi firewallen normalt blokerer alle forsøg udefra på at sende oplysninger til computeren. Man administrerer undtagelser i Windows Firewall ved at klikke på linket Indgående regel. På figuren kan man se en oversigt over programmer og funktioner, som er registreret i firewallen. En liste med programmer og funktioner. 141

142 Oprettelse/ændrng af en regel ping funktionen Vi opnår forbindelse til computeren igennem firewallen, så vi kan pinge den. Sørg for at Windows Firewall tilstand er "On". Ændring af regel. I vinduet til højre vælges Fil og printerdeling(ekkoanmodning). Der vælges Aktiveret og Tillad forbindelse. Herefter anvend 142

143 Der nu oprettet forbindelse igennem firewallen. Således at computeren kan pinges via Private Opgave: Der skal oprettes en regel således der laves forbindelse til port 21 (ftp) 143