LAN & WAN

Skriven av Jonas Ahlberg och Annicka Botters

Inledning

Alla nätverk kan vara antingen lokala, t.ex finnas i en byggnad, eller spänna över ett större geografiskt område. På datorspråk kallas dessa båda typer LAN och WAN:

• LAN står för "Local Area Network" och är alltså ett lokalt nätverk.
• WAN står för "Wide Area Network" och består av minst två sammankopplade LAN.

LAN och WAN kallas ibland även för intranet respektive Internet. Ett intranet är alltså ett internt nät, t.ex inom ett företag, medan Internet är det globala nätverket. Observera emellertid att det också finns ytterligare en innebörd hos ordet "Internet", som brukar användas i mer tekniska sammanhang. "internet" (med liten begynnelsebokstav) betyder då detsamma som "flera sammankopplade LAN inom ett företag", alltså detsamma som det vi kallar ett intranet. För att skilja detta internet (intranet) från det vi kallar Internet (WAN) började man stava det förra med litet i och det senare med stort i, alltså som "internet" respektive "Internet". Denna praxis har sedan hållit i sig och man stavar numera nästan alltid "Internet" med stor begynnelsebokstav, medan "internet", har kommit att ersättas med termerna "intranet" eller "LAN".

På de här sidorna använder vi LAN och intranet samt WAN och Internet som synonymer till varandra.

Innan vi beskriver mer tekniskt hur ett LAN och ett WAN kan vara uppbyggda, vill vi först säga något mer om de praktiska tillämpningarna hos nätverk. Vi berättade lite om detta på första sidan, Introduktionen till nätverk, och skall här bygga vidare på detta resonemang.

2. Vad använder man ett LAN till?

Som du kunnat läsa på de tidigare sidorna kräver nätverk olika hårdvara, t.ex kablar, switchar och routrar. Dessutom krävs nätverkskort som sätts in i datorerna. Förutom hårdvara måste det även finnas mjukvara, t.ex ett operativsystem och olika protokoll. Mac OS, Windows 95/98/NT Workstation är alla operativsystem med inbyggda funktioner för att kommunicera via ett nätverk. Andra och oftast äldre operativsystem, t.ex MS-DOS, kräver hjälpprogram, så kallade "add-on packages", för att fungera i nätverk.

Mjukvaran gör det möjligt att utnyttja datorn i antingen ett peer-to-peer-nätverk eller i ett client-server-nätverk. (Läs mer om dessa båda typer på introduktionssidan.) Man väljer hård- och mjukvara efter vilka tjänster man har behov av.

I enkla peer-to-peer-nät, räcker det med att använda Mac OS eller Windows 95/98/NT Workstation. Sådana nät är vanligast när man har färre än tio anslutna datorer och är knappast möjliga att administrera när antalet datorer är flera än så.

I client-server-nät använder klientmaskinerna Mac OS eller Windows 95/98/NT Workstation. I dessa operativsystem finns endast enkla nätverkstjänster inbyggda, ett så kallat baspaket. I detta paket ingår bl.a fildelning och skrivardelning, som vi säger mer om alldeles strax. För att göra en dator till en server, krävs däremot att den använder en särskild servermjukvara, t.ex ett serverprogram eller ett särskilt nätverksoperativsystem (NOS).

Själva poängen med alla nätverk är att man kan dela på olika resurser, t.ex skrivare och olika program och filer. Detta kallas fildelning (file sharing). Fildelning innebär alltså att datorerna i nätverket kan dela filer mellan varandra, som att flytta, hämta, spara, radera och kopiera. Denna tjänst kan sägas vara den mest fundamentala nätverkstillämpningen eftersom den ligger till grund för väldigt många användningsområden.

Den dator som lämnar ut filer till en annan i nätverket kallas för file-server. Detta gäller faktiskt även i ett peer-to-peer-nät, eftersom alla datorerna i det kan vara både klient och server, beroende på vad de för tillfället gör i nätverket.

Att dela filer mellan datorerna i nätverket går ofta mycket snabbare än att först skriva ut dem, sedan kopiera dem och till sist dela ut dem till var och en som skall läsa dem. En annan fördel med fildelning är att arbetet med backuper, säkerhetskopiering och filarkivering går mycket snabbare. Ytterligare en fördel är att man från servern kan uppdatera alla klientmaskiners programvara så att de alltid har samma version av drivrutiner, virusskydd, adresslistor och annat.

Det finns också andra saker man kan göra i nätverket, inte minst om man skaffar ett särskilt NOS (nätverksoperativsystem, alltså en servermjukvara). Här skall vi kort nämna några av dem. Notera att alla dessa tjänster utgörs eller kan utgöras av olika program, men att dessa program oftast kan köras på samma maskin. Man behöver alltså inte ha olika datorer bara för att man har olika servertjänster i ett nätverk!

Skrivardelning innebär att de olika klientmaskinerna kan skriva ut på samma skrivare. Fördelen med detta är naturligtvis att man slipper ha en skrivare för varje dator och kan investera i en bättre skrivare.

Applikationsserver innebär att man installerar ett program på servern och sedan distribuerar det till de olika klienterna. Detta kräver för övrigt att man införskaffat en fleranvändarlicens för just det programmet.

Databasserver är en slags applikationsserver som består av två delar, dels en databas med ett stort antal poster, t.ex olika adresser i en adresslista, cd titlar i en webbshop, m.m, dels ett databasprogram genom vilket man kan söka, lägga till nya poster, osv. Själva databasen brukar ligga på en server medan programmet för sökning både kan ligga på servern eller på klienterna. Exempel på databasservrar är Microsofts SQL Server och Oracle.

Mailserver hanterar e-posten i ett nätverk, både den interna på det lokala nätverket och på Internet. Serverprogrammet tar hand om inkommande och utgående meddelanden och ser till att den når rätt mottagare. Vanliga mailserverprogram är Microsofts Exchange Server, Novells GroupWise och Lotus Notes.

Webservern förvarar alla HTML-filer och distribuerar dessa till de olika klienterna, så att rätt sida visas för besökaren. Exempel på sådana program är Microsofts Internet Information Server (IIS), Webstar och Tango.

Förutom dessa typer finns naturligtvis också ett stort utbud av andra tjänster för sådant som säkerhet, FTP, Telnet, Gopher, fax och andra speciella behov som kan finnas i ett nätverk. Många tjänster är dessutom kopplade till varandra: en webserver kan t.ex vara knuten till en mailserver, så att man direkt via webben kan skicka mail via ett formulär eller dylikt.

3. Vad är ett WAN?

I förra avsnittet fick du läsa lite om vad ett LAN är. Här kommer vi nu att flytta blicken något och berätta lite mer om hur olika LAN samverkar och bildar de större nät man på fackspråk kallar WAN. Man brukar säga att ett LAN:

• överför data med hög hastighet
• sträcker sig över en begränsad yta, t.ex en byggnad
• sköts av det företag som använder nätverket

På motsvarande sätt säger man att ett WAN:

• överför data med lägre hastighet än ett LAN
• kopplar samman flera LAN
• sträcker sig över en större yta t.ex en stad, ett land eller en kontinent
• sköts av flera olika aktörer, som inte har med de olika LAN-näten att göra

Att äga och hantera de fysiska kablarna i ett WAN ligger oftast långt över ett företags finansiella möjligheter. Därför är det vanligare att företagen hyr tjänsterna för ett WAN.

I sällsynta fall pratar man inte om WAN utan om MAN (Metropolitan Area Network), som använder sig av samma teknik som ett WAN, men täcker ett speciellt område, närmare bestämt en stad eller en kommun. Ännu mer sällsynt är termen CAN (Campus Area Network), som är ett WAN som täcker ett universitetsområde eller motsvarande. Man försöker dock i görligaste mån hålla sig till benämningen "WAN", för att undvika missförstånd.

Ibland delar man även in WAN i två kategorier: "Enterprise WAN", som är ett företags olika, sammankopplade LAN, samt "Globalt WAN", som är flera företags olika, sammankopplade LAN. Även denna indelning lämnar vi därhän i vår genomgång.

Ett typiskt WAN består av två eller flera LAN som är sammankopplade med varandra via olika slags höghastighetslänkar, som på bilden. Anledningen till att vi ritat ett moln är att företagen oftast har väldigt diffusa uppfattningar om vilken väg dataströmmarna tar genom WAN länkarna, samt hur LAN-näten är sammankopplade. De vet t.ex att man använder fiberoptisk kabel, men inte den exakta vägen informationen tar genom kablarna.

För att du skall förstå lite mer av hur WAN-länkar fungerar, utgår vi från följande exempel:

Företaget F huserar i två byggnader, 1 och 2, som ligger 100 meter från varandra. I Hus 1 finns ett separat LAN och i Hus 2 finns ett likadant LAN. Båda dessa LAN är sammankopplade med en kabel, som vi för enkelhetens skull kallar för en WAN-länk. Vi antar vidare att företaget äger denna WAN-länk och att den är permanent. Nu är det också så att det här företaget har ett huvudkontor i en annan stad. Huvudkontoret har ett eget LAN. Eftersom man dagligen skickar stora mängder data mellan de olika kontoren, har man en permanent WAN-länk, mellan dem. Denna WAN-länk är emellertid hyrd, eftersom det är väldigt dyrt att äga en så omfattande WAN-länk. Det hela ser ut så här:

Som du kunde läsa på sidan Hubbar, switchar, gateways och routrar, är det routern som sköter om all trafik mellan två LAN. I det här fallet behövs alltså en router, en som sköter kontakten mellan Hus 1 och 2. På bilden har Hus 2 en egen router, som sköter om trafiken till den externa WAN-länken (molnet på bilden) för både Hus 1 och Hus 2. Men Huvudkontoret har ingen egen router, utan man använder i stället den router som internetleverantören (ISP) har. Det är ISPn som äger WAN-länken.

På det här viset kan man alltså antingen ha en egen router eller hyra en sådan tjänst av någon annan. (Du själv "hyr" routertjänsten av din ISP när du kopplar upp dig på Internet.) Via ISPn har kontoren även kontakt med Internet (det vill säga andra LAN). Eftersom man saknar kontroll över WAN-länkarna på Internet och alltså inte vet vilken väg datan tar, ritar vi detta WAN som ett moln.

Exemplet är naturligtvis inte autentiskt utan påhittat och väldigt förenklat. I verkligheten är det mycket mer komplicerat och det finns många olika saker som påverkar toplogin.

4. WAN-länkar

WAN-länkarna kan vara antingen ägda eller hyrda. Som du såg ovan på bilden, äger företaget WAN-länken mellan Hus 1 och Hus 2, men hyr WAN-länken mellan Hus 2 och Huvudkontoret. Man kan utnyttja en WAN-länk exklusivt, vilket betyder att ingen annan kan skicka data genom den. Har man ingen exklusiv rätt till länken, kan även andra företag skicka data genom den. I exemplet antog vi att den ägda länken utnyttjades exklusivt, medan den hyrda även utnyttjades av andra företag.

En WAN-länk kan också vara permanent eller tillfällig. Detta har ingenting att göra med om länken ägs eller hyrs. En permanent tjänst innebär att all data skickas genom samma kabel, medan en tillfällig länk innebär att datan tar olika väg varje gång länken öppnas. I exemplet antog vi att båda WAN-länkarna var permanenta.

Vad menar man då med en fast förbindelse? Jo, det är en ägd eller hyrd, permanent uppkoppling mot internet, via en ISP. Uttrycket "fast förbindelse" är således lite luddigt och bör användas med viss försiktighet!

Man brukar säga att en tillfällig dataöverföring är växlingsbar eller switchad. Denna princip kallas för "paketswitchning" eller "packet switching". Detta innebär att de olika datapaketen kan skickas olika vägar innan de når slutdestinationen. Ett mail som t.ex skall skickas inom en och samma kommun delas upp i olika paket. Paketen skickas sedan den väg routern anser är snabbast och det behöver inte vara till den router som står närmast adressaten, utan kan innebära att några paket skickas via en annan ort eller ett annat land!

Man väljer WAN-länkar efter vilka behov man har. I vissa fall räcker det med en uppringd förbindelse, medan andra fall kräver en mer permanent. Likadant gäller om man behöver stor eller liten kapacitet. Man kan säga att det finns fyra olika kategorier av WAN-länkar:

• Telefonledningar
• Tv-kablar
• Fiberoptiska kablar
• Mikrovågor via satellit

Inom var och en av dessa kategorier finns sedan många olika typer av WAN. I vår genomgång har vi bara tagit med de allra viktigaste och mest använda typerna, inte minst eftersom många antingen är sällsynta eller utnyttjar en utgången teknik.

PSTN

PSTN står för "Public Switched Telephone Network" och är det vanliga telefonnätet. Nästan alla telebolag världen över erbjuder möjligheten att skicka dataströmmar genom vanliga telefonkablar. Dessa är dock inte gjorda för att skicka data och därför är denna typ av WAN-länk endast användbar om man skall skicka väldigt lite data under kort tid.

De första PSTN-ledningarna kunde endast överföra ett telefonsamtal i taget. I takt med att telefonen började användas av allt fler, upptäckte telebolagen att de måste hitta en metod för att utnyttja telenätet mer effektivt. För en miljon samtidiga telefonsamtal kan man nämligen inte ha en miljon ledningar, eftersom det skulle ta alldeles för mycket plats.

Amerikanska Bell Labs i USA, utvecklade därför på 60-talet en teknik som de kallade multiplexing, även kallad muxning. Den går ut på att flera överföringar samsas om en och samma ledning. Den här tekniken har på senare tid återanvänts inom ISDN. Man använder då en apparat som kallas mux, som samlar ihop samtal, skickar dem genom samma ledning och separerar dem igen så att rätt samtal kommmer till rätt mottagare.

För hemmabruk var det tidigare allra vanligast med tillfälliga dataförbindelser, via telenätet och modem. Men idag har det blivit allt vanligare med fasta anslutningar, t.ex via kabelnätet.

Det analoga telefonnätet håller på att bytas ut mot ett digitalt. Analog överföring är nämligen mycket enklare att göra om till digitala signaler, eftersom denna typ av meddelanden innehåller förhållandevis lite data. Dessutom är det så att när telebolagen har byggt ut sina digitala nät, kan de även erbjuda andra tjänster (WAN-länkar) till sina abonnenter, t.ex ISDN. Att göra tvärtom, det vill säga att översätta digitala signaler till analoga, är betydligt mer vanskligt.

ISDN

ISDN står för "Integrated Services Digital Network" och är samlingsnamnet på flera olika standarder, utformade redan 1984 av ITU, Internationella TeleUnionen. ISDN är gjord för lite mer avancerad överföring än det analoga telenätet. ISDN är således en digital tjänst, gjord för att klara både röst-, data- och videoöverföring.

Ursprungstanken med ISDN var att ersätta det analoga telenätet med ett digitalt, för att bättre kunna hantera digital data. Därför liknar ISDN i många avseenden PSTN. Du kan t.ex använda en vanlig telefon, trots att den har ett ISDN-abonnemang. ISDN är alltså i första hand tänkt som en uppringd typ av förbindelse.

ISDN innebär att bandbredden i en kabel delas upp i olika kanaler. Genom varje kanal kan man skicka en dataström och de olika ISDN-standarderna har utvecklats för att man skall kunna utnyttja flera kanaler samtidigt för att skicka data. Beroende på hur kanalerna används kan man alltså urskilja olika slags ISDN och det finns i grund och botten två olika klasser eller paket:

• Basic Rate ISDN, även kallad BRI eller 2B+D, använder tre kanaler. De första två kallas B-kanaler och klarar 64kbps vardera, alltså 128kbps tillsammans. De används för att sända och ta emot vanliga telefonsamtal. Den tredje kanalen, D-kanalen, klarar 16kbps och används för olika kontroll och installationssignaler.
  När de stora telebolagen erbjuder ISDN för en uppkoppling mot Internet till hemanvändare och små företag är det oftast BRI som anses. Man kan då prata i den ena kanalen, surfa på den andra och faxa på D-kanalen.

• Primary Rate ISDN, eller PRI, är betydligt mer kraftfull eftersom den använder inte mindre än 23 B-kanaler på vardera 64kbps, samt en D-kanal på 64kbps. Den totala överföringskapaciteten blir då 1.472kbps + 64kbps. Tillsammans blir överföringskapaciteten 1544kbps och inte 1536, beroende på avrundningar och att man lagt till 8kbps för olika slags administration av överföringen.

  De olika kanalerna kan användas separat eller grupperas på valfritt sätt. Flera företag kan alltså gå ihop om en PRI-tjänst och sedan dela upp kanalerna sinsemellan. En full PRI är förresten detsamma som en T1-förbindelse. Vi går igenom denna typ av WAN-länk längre ner på sidan, bl.a under hyrda förbindelser.

ISDN-kanaltyper

ISDN-standarden innehåller definitioner för ett stort antal olika kanaltyper, även kallade bit pipes. Här är en lista med de som hittills är definierade, men vill gärna påpeka att det finns en stor skillnad mellan att en standard är definierad och att den används.

• A-kanaler, erbjuder 4KHZ analog telefonlina
• B-kanaler, innebär 64kbps digital dataöverföring
• C-kanaler, för 8 eller 16kbps digital överföring
• D-kanaler, innebär 16 eller 64kbps digital överföring
• E-kanaler, för 64kbps digital överföring
• H-kanaler, skall klara 384 eller 1536 eller 1920kbps digital dataöverföring

B-ISDN

B-ISDN står för Bredbands-ISDN och är en vidareutveckling av ISDN. B-ISDN är gjord för att klara de nya kraven på mycket stora överföringsfiler, t.ex film och multimedia. Överföringshastigheten är på mellan 51Mbps och 622Mbps, men tjänsten är fortfarande uppringd.

Hyrda förbindelser

Nu har vi pratat om PSTN och BRI-ISDN, som båda vänder sig till framförallt hemanvändare och små företag. Låt oss nu vända tillbaka till företaget vi berättade om tidigare. Vad är det för permanent, fast uppkoppling de kan ha mellan de båda husen och huvudkontoret?

Om vårt företag behöver en förbindelse mellan kontoren i de båda städerna, väljer de troligen att hyra en eller flera kanaler i en T1-lina. Men om företaget sedan expanderar och öppnar filialer i flera andra städer blir det förmodligen för dyrt att hyra T1-förbindelser till dessa. Då väljer man i stället andra alternativ.

De olika aktörerna på marknaden erbjuder olika tjänster och alternativen ser också olika ut i olika länder och i olika världsdelar. Att ge en heltäckande bild av alla tjänster är därför omöjligt och därför gör vi bara ett litet urval av de vanligaste.

Vill företaget ha tillgång till en permanent uppkoppling väljer de troligen att leasa (hyra) denna eftersom det är mycket dyrt att äga en egen WAN-länk. Vanligast bland de leasade, permanenta uppkopplingarna är T1, T3 och Switched 56.

T1

T1 är detsamma som en full PRI, som vi nämnde tidigare. En T1-länk har en kapacitet på 1544kbps. Det är få företag som behöver en hel T1-lina för sig själva och det är alltså mer regel än undantag att de olika kanalerna hyrs ut till olika företag. T1 används bl.a i USA, Kanada, Hong Kong och Japan. Vår motsvarighet i Europa kallas för E1, men denna har något högre överföringskapacitet (2048kbps).

T3

T3 liknar T1 men har ännu högre kapacitet, ända upp till 45Mbps. Detta beror på att en T3-förbindelse använder 672 kanaler på vardera 64kbps. En T3 är detsamma som 28 stycken T1! T3 har även en europeisk motsvarighet, som kallas E3.

När detta skrivs, i april 2000, är T3 den snabbaste, hyrbara linjen som finns. Till en T3-förbindelse använder man fiberoptik och mikrovågsöverföring.

Det är inte alltid lätt med alla beteckningar och beräkningar av vad som är vad. Här vill vi ge ett exempel. En enkel kanal i en T1-förbindelse kallas DS-0 och en full T1-förbindelse kallas DS-1. Två T1-kanaler kallas DS-1C och fyra kallas DS-2. En full T3-förbindelse kallas DS-3 och 168 T1-förbindelser kallas T4. Anledningen till att vi nämner detta är för att alla skall förstå att det finns oerhört mycket mer att säga om olika nätverk och förbindelser. Allt vi kan göra här är att skrapa lite lätt på ytan...

Ytterligare alternativ till WAN-länkar

Jämte ISDN, T1 och T3 finns också ett stort antal andra typer av WAN-länkar. Vissa av dessa är idag inte längre användbara i det moderna IT-samhället, eftersom överföringskapaciteten är för dålig. Bland de utgångna teknikerna finns t.ex PSTN, som vi redan nämnt. Dessutom finns DDS (Digital Data Service), Switched 56 och Frame Relay, som alla erbjuder 56kbps i överföring och som idag endast används där ISDN, T1 och T3 inte finns tillgängliga, t.ex i länder med dåligt utbyggd infrastruktur.

Frame Relay utvecklades ur X.25 och ISDN-standardena, för att stödja B-ISDN och andra fiberoptiska nätverk. Om uppkopplingen stödjer sig på Frame Relay kan man själv bestämma hur snabb den garanterade överföringskapaciteten skall vara, från 56kbps upp till 1544 Mb (=T1). Denna möjlighet kallas på fikonspråk för CIR (Committed Information Rate) och innebär att företaget kan skräddarsy sitt nätverksbehov.

Nya tjänster utvecklas hela tiden, samtidigt som äldre tjänster lever kvar och inte alls avvecklas i samma takt. Bland de nya alternativen finns t.ex ATM. ATM står för "Asynchronous Transfer Mode" och är en betydligt mer modern och dyrare teknik än t.ex Frame Relay. ATM Forum heter den sammanslutning av företag som utvecklar nya tillämpningar för ATM-standarden.

ATM klarar idag överföringar på 155Mbps (=HDTV) upp till 622Mbps, men i teorin skulle man kunna nå hastigheter på 2.4Gbps och till och med ännu högre. Det som förhindrar högre hastigheter är framförallt överföringsmediet, det vill säga kablarna. Ändå kan ATM klara realtidsvideo, CD-kvalitet, och andra multimegabits dataöverföringar.

I framtiden kommer det naturligtvis att finnas helt andra tekniker. Marknaden växer och behoven av snabba, billiga nät växer för varje månad. Det är framförallt fiberoptiska och trådlösa nätverk som står för dörren och med dem kommer vi att få ett helt annat Internet. Men tills dess är det fortfarande ett eller ett par år...