Tietoverkot

Tietoverkkojen fyysinen perusrakenne

Web-kehittäjän näkökulmasta tietoverkon fyysisten osien ymmärtäminen on usein kriittinen taito heti siinä vaiheessa, kun käyttöön otetaan ensimmäinen oma kehityspalvelin. Tällöin moni webkehittäjä joutuu ensimmäistä kertaa perehtymään perusteellisesti verkkolaitteiden, IP-osoitteiden, reitityksen, palomuurien ja palvelimen verkkoasetusten maailmaan. Vaikka suuri osa kehitystyöstä tapahtuu sovellustasolla, perustavanlaatuinen ymmärrys käsitteistä, verkon rakenteesta ja toimintaperiaatteista auttaa sekä ongelmanratkaisussa että turvallisen ja toimivan ympäristön rakentamisessa

Siirtoväline

Verkon tärkein fyysinen osa on siirtoväline, joka kuljettaa dataa laitteiden välillä. Yleisimpiä ovat kuparikaapelit (esim. Ethernet), optiset kuidut ja langattomat yhteydet (kuten WLAN). Siirtovälineellä on merkittävä vaikutus tiedonsiirtonopeuteen ja viiveeseen – eli asioihin, jotka vaikuttavat esimerkiksi sivuston latausaikaan tai palvelun vasteeseen. Siksi oikean siirtovälineen valinta on kriittistä verkon infrastruktuuria suunniteltaessa.

Verkkokortti

Verkkokortti (NIC, Network Interface Card) on fyysinen rajapinta tietokoneen ja siirtovälineen välillä. Se huolehtii datan lähettämisestä ja vastaanottamisesta sekä mahdollistaa verkkoyhteyden. Palvelinkoneissa voi olla useita verkkokortteja.

Topologiamallit

Verkon topologia kuvaa kaapeloinnin rakennetta. Yksinkertaisimmat kaapelointitavat ovat nk. väylätopologia (bus), jossa kaikki koneet on liitetty lineaariseen runkojohtimeen. sekä nk. rengastopologia (ring, Token Ring), jossa koneet on liitetty renkaaksi. Tämän lisäksi verkkoja voidaan rakentaa mm. tähtitopologian avulla. Hyvin usein käytetään nk. sekatopologiaa, jossa yhdistellään kaikkia topologiamalleja.

Topologian valinta riippuu usein siitä, mikä standardi valitaan saantimenetelmäksi. Saantimenetelmä säätelee miten koneet pääsevät käyttämään verkkoa. Ethernet on nykyisin selvästi yleisin, ja se tukee tehokasta, rinnakkaista liikennettä web-sovelluksille

Käyttöjärjestelmä

Verkkojen toiminta riippuu käyttöjärjestelmästä, joka hallinnoi monia samanaikaisia tehtäviä. Pienissä vertaisverkoissa tavallinen käyttöjärjestelmä riittää, mutta suuremmissa ympäristöissä käytetään verkkokäyttöjärjestelmää (NOS, Network Operating System), joka tukee keskitettyä hallintaa, käyttäjien valvontaa ja resursointia.

Verkkoprotokolla

Protokollat määrittävät, miten tietokoneet keskustelevat keskenään. Ne ovat joukko sääntöjä ja toimintatapoja, jotka mahdollistavat yhteensopivuuden eri järjestelmien välillä. Esimerkiksi web-kehityksessä HTTP ja TCP/IP ovat avainasemassa, mutta taustalla toimii myös DNS, TLS, ja useita muita verkkokerroksia.

Toistin (Repeater)

Toistin vahvistaa verkon kautta kulkevaa signaalia, jotta se ei heikkenisi liikaa pitkillä matkoilla. Nykyverkkojen nopeuden ja kapasiteetin kasvaessa toistimia käytetään lähinnä tietyissä erityistilanteissa tai vanhemmissa rakenteissa.

Silta (Bridge)

Silta yhdistää kaksi verkkoa, jotka voivat käyttää eri kaapeleita tai siirtotapoja. Se voi suodattaa liikennettä ja ohjata paketteja tehokkaasti. Perinteisen sillan ohella on olemassa sillan ja reitittimen yhdistelmä - siltareititin(brouter)- jonka etuna on nopeus ja monipuolisuus perinteiseen siltaan verrattuna.

Reititin (router)

Reititin yhdistää verkkoja, jotka voivat olla täysin erilaisia (esim. yritysverkko ja Internet). Reititin käyttää IP-osoitteita ja reititystauluja ohjatakseen liikenteen oikeaan suuntaan. Web-kehittäjälle tämä on tärkeää esimerkiksi, kun testataan eri verkko-osoitteisiin sidottuja API-kutsuja tai DNS-konfiguraatioita.

Keskitin (hub)

Keskitin on yksinkertainen laite, joka jakaa verkon signaalin kaikille liitetyille laitteille. Nykyään keskittimet ovat harvinaisia, koska ne eivät tue älykästä liikenteen ohjausta. Ne on pitkälti korvattu kytkimillä (switch), jotka ovat huomattavasti tehokkaampia.

Vaihde (Switch)

Vaihde (switch) ohjaa tietoliikennettä älykkäästi. Se analysoi, mihin paketti kuuluu ja lähettää sen vain oikealle laitteelle. Tämä nopeuttaa verkkoa ja vähentää turhaa liikennettä verrattuna keskittimeen. Switch on vakiolaite nykyaikaisissa LAN-ympäristöissä – mukaan lukien useimmat web-kehityksen testiverkot.

Yhdyskäytävä (Gateway)

Yhdyskäytävä toimii rajapintana eri protokollia käyttävien verkkojen välillä. Esimerkiksi se voi yhdistää TCP/IP-verkon ja matkapuhelinverkon. Yhdyskäytävät voivat myös muuntaa protokollia (esim. HTTP ↔ MQTT), mikä on tärkeää mm. IoT-sovelluksissa.

Artikkelin tiedot

Otsikko: Tietoverkkojen fyysinen perusrakenne

Kuvaus: Opi tietoverkon fyysiset perusrakenteet ja keskeiset käsitteet, jotka jokaisen web-kehittäjän tulee hallita ensimmäisen kehityspalvelimen käyttöönotossa.

Julkaisija: Koulutus- ja konsultointipalvelu KK Mediat

Viimeksi päivitetty: 17.5.2025

Kirjoittaja: Keijo Kortelainen

Keijo on verkkoliiketoiminnan ja digimarkkinoinnin asiantuntija, joka on auttanut satoja suomalaisia yrityksiä kasvattamaan näkyvyyttään ja myyntiään verkossa. Keijolla on BBA-tutkinto verkkokaupasta (BBA in eCommerce) sekä lähes kolmen vuosikymmen kokemus web-teknologioista (mm. HTML, CSS, JavaScript, PHP ja SQL) ja sisältömarkkinoinnista. Hän toimii yrittäjänä, konsulttina ja freelancerina – ja on jakanut osaamistaan 2kmediat.com-sivustolla yli 20 vuoden ajan.

LinkedIn