![]() |
Etäpäätteistä gigabitteihinYliopiston verkon lyhyt historia |
|
Tapani Liljavirta |
Yliopiston tietoliikenneverkko on kokenut monenlaisia, värikkäitäkin vaiheita 1970-luvulta nykypäivään. Verkkoihmisten arki ei ole aina ollut ruusuilla tanssimista keskeneräisenä markkinoille tulleen tekniikan kanssa painittaessa. Nykyhetki ja tulevaisuus näyttävät kuitenkin valoisammilta. 1970Etäiseräpäätteet verkotuksen aamuhämärässäKun 1970-luvun alussa Sitran tuella korkeakoulujen käyttöön saatu UNIVAC-1108-kone sijoitettiin Lauttasaaressa toimineeseen Valtion tietokonekeskukseen, syntyi samalla puhelinlinjoihin ja etäiseräpäätteisiin perustunut tähtimäinen verkko. Päätteessä oli syöttölaitteena kortinlukija ja tulostimena rivikirjoitin. UNIVACin toimittajalla oli tarkoitukseen soveltuva DTC200-merkkinen valmislaite. Siltavuorenpenkereen silloiset laitoskoneet, fysiikan laitoksen PDP 9/L, ydinfysiikan laskentatoimiston PDP15 ja fysiologian laitoksen uLink sekä laskentakeskuksen Burroughs-keskuskone otettiin mukaan ohjelmoimalla koneille DTC200-emulaattorit, jolloin etäiseräpäätteitä voitiin käyttää myös niiden kanssa. Näin syntyi melko käyttökelpoinen verkko. Laitoskoneissa reikäkortit oli yleensä korvattu reikänauhalla, mitä useimmat mittalaitteetkin käyttivät tulostuksissaan. Linjanopeus oli vaatimaton 2400 bps, mutta ihmeen hyvin silläkin ehti työskennellä. Etäiseräpääte oli pitkään hyvin suosittu työvirtojen lähetysväline ja niitä ehti olla käytössä useina erilaisina toteutuksina. 1980Mopolla pääsee, keskitin kokoaaKun 1980-luvun vaihteessa näyttöpäätteet alkoivat olla hinnaltaan riittävän edullisia, syntyi tietojenkäsittelyopin laitoksella opinnäytetyönä MOPO, jossa yhden kiinteän linjan taakse saatiin useita näyttöpäätteitä ja kirjoittimen sisältänyt etäpiste. Yleensä työvälineenä käytettiin puskuroivaa työasemaa, jossa ruudulla olevaa tekstiä voitiin editoida myös paikallisesti ja lähettää se korjattuna takaisin. Vannoutuneet etäiseräpäätteiden kannattajat pitivät MOPOa kalliina ja milteipä tuhlauksena. Tavallaan samaan tarkoitukseen kehitettiin laskentakeskuksen, fysiikan laskentatoimiston ja fysiikan laitoksen yhteistyönä keskitin, jossa keskusyksikkö oli vain euroliittimellä varustettu Zilog Z80 -prosessorikortti, ja linjanopeus oli 9600 bps. Vaikka yhteys keskuskoneeseen oli synkroninen, päätteet olivat asynkronisia, yleensä puskuroivia näyttöpäätteitä ja tulostin oli Centronix-liitäntäinen ”tavallinen” rivikirjoitin. Päätekeskittimen syntyyn vaikutti merkittävästi se, että Burroghs-koneessa oli synkronisia koaksiaaliliitäntäisiä päätteitä varten valmiina Poll-Select-yhteyskäytäntö, jossa keskuskone ohjasi liikennettä aktiivisesti. Rakentelu voitiin suunnata kokonaan etäpään puolelle ja ohjelma saatiin mahtumaan kahteen 64 kilotavun ROM-piiriin. Enimmillään keskittimiä oli yliopistolla noin 50 toimitilassa. Myös Suomen pankki ja Yleisradio ostivat muutaman laitteen omiin tarkoituksiinsa. Yleisurheilun maailmanmestaruuskisat Olympiastadionilla vuonna 1983 olivat yksi laitteen tähtihetkistä. Yleisradion keskitin toimi täysin moitteetta koko kisojen ajan, eikä sen ainoaa ”käyttöliittymää”, punaista reset-nappia tarvinnut painaa kertaakaan. Pakettiverkko avaa tien maailmalleVuoden 1982 alkupuolella Burrouhgs-keskuskone sai avukseen pienen edustakoneen, jossa oli X.25-pakettiverkkoliittymä. Suomessa ei vielä ollut operaattoreilla vastaavaa verkkoa, mutta yhteys järjestyi Telen avustamana Ruotsista. Telen tiloihin asennettiin yhteyksien keskitin, josta oli linkki varsinaiseen pakettiverkkosolmuun Tukholmassa. Yhteys oli ISO OSI -mallin mukainen yhteydellinen (connection oriented) verkkoyhteys. Tämä oli myös mainio opetusympäristö tuolloin varsin aktiivisesti verkkoihin suuntautuneessa tietojenkäsittelytieteen opetuksessa. Yhteys avasi myös kirjaston informaatikoille oivallinen työkalun. Muun muassa Lockheed Dialog USA:ssa, DataStar Sveitsissä ja Euroopan avaruuskeskuksen ESA:n IRS Frascatissa Italiassa tulivat näin suoraan ”työpöydälle”. Pakettiverkkoliitäntä hankittiin myös fysiikan laskentatoimiston VAX-11/750-laitteistoon ja näin syntyi uusi reitti laskentakeskuksen keskuskoneeseen. VAX-koneissa pakettiverkon tuotteistus oli viety jo varsin pitkälle, ja kun Funet 1980-luvun puolivälissä sai valmiiksi Suomen ensimmäisen korkeakouluverkon, liikenne perustui suurelta osin Digitalin DecNet-verkkoprotokollaan ja X.25-pakettiverkkoon. DecNetin lisäksi laajassa käytössä olivat PAD-yhteydet, joissa asynkroniselle päätteelle tarjottiin kytkentäpalvelu X.25-verkon kautta kohdekoneeseen. Pakettiverkolla on kunniakas historia. Sen avulla tapahtuivat myös ensimmäiset tietoomme tulleet hakkeroinnit, jotka päätyivät lopulta raastupaan ja syyllisten rankaisemiseen. Yliopiston viimeinen pakettiverkkoyhteys poistui vuoden 2002 kesäkuussa. 1985Lanit tuloo! Syntyi Ethernet-pohjainen yliopiston laajennettu lähiverkko (LAN, local area network). Siihen kytkettiin DECnet-verkkoprotokollaa käyttävät keskustietokoneet Auratalolla ja yhteyksiä tarjoavat LAT-yhteyskäytäntöä hallitsevat päätepalvelimet eri puolilta yliopistoa. Taloverkot olivat sentin paksuista keltaista Ethernet-kaapelia, johon koneet liitettiin kaapelin läpi porattavalla liitäntärasialla, tranceiverilla. Kiinteistöt liitettiin toisiinsa HPY:ltä vuokratuilla valokuiduilla. Kytkentäkomponentit olivat nimeltään siltoja (bridge, nykynimeltään kytkin eli switch) tai toistimia (repeater, hub). Vallilan ja keskustan välinen pidempi yhteys onnistui vain erikoisemmilla laserpohjaisilla lähettimillä, muualla selvittiin Digitalin peruskalustolla. Valokuitujen käyttö verkoissa oli Suomessa vielä niin uutta, että liittimien kohdistamisessa tarvittavia pieniä teflonholkkeja metsästettiin kissojen ja koirien kanssa. Ensimmäiset kuituliittimet olivat välillä kovin epäluotettavia. Yksi yhteysväli muuttui käyttökelvottomaksi ilmeisesti viallisen valokuidun haperruttua läpinäkymättömäksi katuliikenteen aiheuttaman tärinän vuoksi. Pääteverkkoa jatkettiin kaukaisempiin paikkoihin kiinteillä vuokrapuhelinliittymillä, multipleksereillä (mux) ja modeemeilla, joten valveutuneimmat atk-käyttäjämme pystyivät työskentelemään myös kotoa. Verkon nopeus oli tässä vaiheessa 10 Mbps. Nykyään vastaavia löytyy jo kotiyhteyksistä ja langattomista verkoista. Päätteiden siirtonopeus oli 9600 bps, joka vastaa edellisen sukupolven kännyköiden GSM-dataa. Nopeus tuntuu nykykäyttäjästä pieneltä, mutta tekstiin pohjautuvassa työskentelyssä se oli aivan riittävä, elettiinhän aikaa ennen multimediaa. Yliopisto sai modernin kiinteän Internet-yhteyden Funetiin ja muuhun maailmaan vuonna 1987. Sillattu yhteys oli nopeudeltaan huimat 64 kbps (vastaa nykyisen kotikäyttäjän ISDN-kanavaa). Tämä riitti silloiselle liikenteelle loistavasti. 1990Ohuet kaapelit täyttyvät mikroistaSeuraavaksi käyttöön tuli ratkaisevasti ”näppärämpi” kaapelointitekniikka, ohut-Ethernet. Lähiverkkokaapeli oli alle puoli senttiä paksu musta tai harmaa johto, joka kiersi kaikki liitettävät laitteet ja päättyi päätevastukseen, terminaattoriin. Reitillä olleet koneet yhdistettiin verkkoon kolmihaaraisella T-liittimellä. Moni käyttäjä tuli helposti irrottaneeksi verkon kaikista kerroksen koneista, ei vain omastaan. Ohutkaapeloinnilla oli melko lyhyt elinikä. Riittävän monta kertaa nytkytetyt kaapelit irtosivat liittimistään salakavalasti saaden aikaan vaikeasti löydettäviä ja sekavia verkko-ongelmia. Näiltä ajoilta ovat peräisin ensimmäiset tarinat huonosti toimivasta ja pätkivästä verkosta. Vanhan verkon 10 megabitin kapasiteetti alkoi tulla vastaan, kun siihen alettiin liittää päätteiden lisäksi myös mikrotietokoneita. Etenkin mikroverkkojen, jo tuolloin Novell Netwaren, käyttö moninkertaisti tyypillisen käyttäjän vaatiman verkkokaistan, siirrettiinhän koneeseen verkon kautta kaikki suoritettavat ohjelmat, ei vain käyttäjien keskuskoneelle näpyttelemää tekstiä. Mikroja käytettiin toki myös päätteinä keskuskoneelle, tarjosihan pääteohjelmalla varustettu kone verrattomasti joustavamman työskentely-ympäristön verrattuna vain näytön ja näppäimistön sisältäneeseen päätteeseen. Yliopiston omaa tuotantoa olevien pääteohjelmien kehitys oli tässä vaiheessa kulminoitunut VaxTerm-nimisen hittituotteen ympärille. Joidenkin veteraanikäyttäjien käyttöympäristö mukautetaan vieläkin ohjelman opettamiin reflekseihin. Mikrojen liittäminen verkkoon edellytti IP-osoitteiden hallintaa. Käsin ylläpidetyistä asetustiedostoista päädyttiin hyvin pian keskitettyyn verkkorekisteriin, josta koneet saivat rekisteröidyn Ethernet-osoitteen perusteella verkkoasetuksensa aluksi BOOTP-, sittemmin DHCP-yhteyskäytännöllä. Rekisteröintipyynnöt haluttiin mieluiten sähköpostilla, mutta kyllä niitä saatiin ruutupaperillakin. Muutamia vuosia myöhemmin perustettua WWW-rekisteröintilomakettakin jotkut tulostivat paperille, täyttivät käsin tai kirjoituskoneella ja postittivat sen osoitetoimistoon, kunnes heitä opastettiin sähköisen rekisteröinnin iloihin. Myös luonnonvoimien kanssa miteltiin. Rankkasateiden jälkeen Metsätalon kellarissa oli niin paljon vettä, että sukeltamaan ryhtyneen liitäntärasian vaihtoa varten täytyi hakea kotoa kumisaappaat. Siltavuorenpenkereen ukkosenjohdattimina toimivista taloista salamat hajottivat laitteita parin vuoden välein, kuten vielä nykyäänkin. 1995Uusi tekniikka, pussillinen ongelmiaSeuraavat kehitysaskeleet eivät valitettavasti verkon mainetta paljoakaan korjanneet. Perus-Ethernetiä nopeammista tekniikoista yleistyi 100 Mbps:n nopeuteen pystyvä FDDI (fiber distributed data interface), joka oli alun perin määritelty valokuiduille. FDDI-laitteilla liitettiin toisiinsa tärkeimmät kampukset ja palvelimet. Myös keskustasta kytketty Funet-yhteys oli nopeudeltaan mahtavat 100 Mbps. FDDI-tekniikassa materialisoituivat alan pahimmat skenaariot. Alussa se melkein toimi ja lopussa se poistui markkinoilta. Tuohon väliin ei juuri yksikään iso verkko, ei yliopistonkaan oma, onnistunut kokonaan mahtumaan. Samoihin aikoihin moni laitevalmistaja oli keksinyt, että tietoliikennelaitteillahan voi tehdä bisnestä. Tämän seurauksena yliopistonkin verkkoon ilmestyi monen valmistajan hyvin lupaavia laitteita, joiden tyypillisin piirre oli se, etteivät ne ihan toimineet. Ongelma vaivasi samalla tavalla suuria ja pieniä valmistajia. Laitteiston ja ohjelmiston yhdistämistä toimivaksi ja luotettavaksi kokonaisuudeksi vasta opeteltiin. Kun FDDI-tekniikasta alkoivat karata ilmat pihalle, oli pakko etsiä tilalle jotain parempaa ja toivottavasti nopeampaa. Seurasi yliopiston verkon mielenkiintoisin tai ainakin vaiherikkain aikakausi ATM-tekniikan (asynchronous transfer mode) parissa. Sen ajatus tai ainakin tarkoitus oli hyvä: saada aikaan puhelinverkon luotettavuudella toimiva halutun kapasiteetin takaava monipalveluverkko perinteisten dataverkkojen hinnalla. ”Joopajoo”, sanoisi jälkiviisas. ATM toi mukanaan virtuaaliverkot eli tavan tarjota saman tiedekunnan koneille yhtenäinen verkkoympäristö fyysisestä sijaintipaikasta riippumatta. Ajatus oli todella kaunis ja mullistavakin, mutta käytännön toteutuksena ELAN (emulated LAN) vaati – sanottaisiinko vaikkapa – pientä hiomista. Sama hyväksi havaittu virtuaaliverkkoajatus on nykyäänkin yliopistoverkon perustana, mutta Ethernet-pohjaisilla tekniikoilla toteutettuna. ATM tuotiin markkinoille kammottavan keskeneräisenä, vuosia liian aikaisin ja ainoana vaihtoehtona. Yliopistollakaan ei ollut muuta mahdollisuutta, kuin perustaa verkkonsa sen varaan. Vuodesta 1995 lähtien yhteyksiä siirrettiin vähitellen ruuhkaisesta 10 megabitin Ethernetistä tai pätkivästä 100 megabitin FDDI:stä moderniin 155 Mbps:n ATM-verkkoon. Myös Funet-yhteys nopeutui ATM:n myötä.
Per aspera...Seuraavat vuodet olivat jatkuvien laite- ja ohjelmisto-ongelmien loppumattomalta tuntuvaa painajaista. Verkkoa korjattiin ja paikattiin päivät ja yöt, työpaikalla, kotona ja kellareissa, yksin ja laitevalmistajien ohjelmoijien kanssa. Myös kaupungin öiset kadut tulivat tutuiksi ATM-kytkimien ohjelmistopäivityksissä. Kehitystä tapahtui kuitenkin jokaisella iteraatiokierroksella. Se oli kuitenkin tuskastuttavan hidasta, kuten vanhat verkon vikaraportit kertovat. 2000Vuosituhannen vaihteessa Digitalin valmistamista aikoinaan parhaista mahdollisista ensimmäisen sukupolven ATM-kytkimistä alkoivat paukut loppua – jos niitä nyt oli koskaan järin paljoa ollutkaan. Uudet Marconin laitteet maksoivat järkyttävän paljon, mutta poistivat lähes kaikki ongelmat ja nopeuttivat kampuksien väliset yhteydet 622 Mbps:n tasolle. Yhdessä yössä verkko muuttui vihollisesta ystäväksi ja tietoliikenneväelläkin alkoi olla aikaa muuhunkin kuin oksanreikävuoroon. Lopullista auvoa ei tosin ihan vieläkään ollut luvassa. Vuonna 2001 hankittujen Cisco Catalyst ‑kampuskytkimien ATM-liitäntämoduulit oikuttelivat etenkin Porthaniassa keväästä 2003 lähtien kuukausikaupalla. Vasta joulunpyhinä 2003 valmistajan insinööri Intiasta julisti toimitetut laitteet viallisiksi. Tuoreista osista meille tilaustyönä tehdyt moduulit toimivat moitteetta niiden molemmat jäljellä olleet käyttövuodet. ATM:n rinnalle taloliittymien ja -verkkojen tekniikaksi tuli 100 Mbps:n Fast Ethernet. Ethernet-pohjaisilla virtuaaliverkoilla (802.1Q VLAN) tiedekuntakohtaisia verkkoja voitiin jatkaa ATM-runkoverkosta eteenpäin. Tämänkin tekniikan kypsyminen kysyi aikaa, hermoja ja kolajuomaa. Työasemaliittyminen nopeus oli ollut vuodesta 1997 lähtien 100 Mbps. Nousu seuraavaan nopeusluokkaan, yhteen gigabittiin, tuplaa tällä hetkellä taloverkojen kustannukset, joten hintojen laskua joudutaan vielä odottamaan. Ad astraVuodesta 2001 lähtien runkoverkossa on käytetty 1 Gbps Ethernet -yhteyksiä sitä mukaa kuin ATM:ää on voitu purkaa pois. Viimeiset runkoverkon ATM-välit poistettiin jouluna 2004 erikoistarpeiden poistuttua. Tekniikkaa ehdittiin käyttää myös yliopiston sisäisen puhelinliikenteen tukena sekä videolähetyksien välityksessä. Funet-yhteys oli 155 Mbps ATM:n jälkeen 100 Mbps Ethernet. Vuodesta 2002 lähtien yhteys on ollut 1 Gbps Ethernet. Nykyisen verkon suurimmat ongelmat liittyvät siihen, että huolimattomat käyttäjät voivat vahingossa tehdä verkkoon silmukan, joka monistaa liikennettä katastrofaalisin seurauksin. Ongelmia oli etenkin Aleksandrian uuden vikasietoisen verkon alkutaipaleella. Vaikka silmukoita on onneksi vuosien mittaan opittu estämään ja hallitsemaankin, ne edelleenkin sykähdyttävät verkkoihmisten mieltä. 2005Verkko vuonna 2005Vuoden 2005 alussa runkoverkko voi hyvin ja on varsin vikasietoinen. Kampuksien yhteydet eivät ole yhden valokuidun varassa. Internet-yhteys menee edelleen yhdestä pisteestä Funetiin, mutta sen liitäntäverkko on jo vikasietoinen. Nimi- ja DHCP-palvelimet on kahdennettu ja varmennettu kahteen kiinteistöön. Luotettavuudeltaan verkko on tullut viime vuosina monta askelta eteenpäin, mutta on ollut syytäkin, sillä myös sen merkitys yliopiston arkielämälle on kasvanut. Verkon rakentamisen suurin haaste onkin pitää tässä kilpajuoksussa sopiva kustannustehokas etumatka tekniikan ja tarpeiden välillä.
Linkkejä Verkon vikaraportteja, Verkon nopeutta kuvaavia yksiköitä bps Bittiä sekunnissa. Yhteyksiä kehä kolmosen ulkopuolelleYliopistolla on tutkimusasemia ja sivupisteitä noin parikymmentä. Funetin ylläpitämä korkeakouluverkko kattaa suuren osan maata, mutta tarjonta ei riitä ja yliopiston on pitänyt täydentää omaa verkkoaan joidenkin etäpisteiden osalta. Verkotus alkoi vuonna 1996, kun rehtorin hankerahoilla saatiin aikaan ISDN-pohjainen siirtoverkko Tvärminneen, Kirkkonummelle, Suitiaan, Saaren kartanoon Mäntsälään, Hyytiälään ja Kilpisjärvelle. Itä-Suomen suunnalla yhteydet Lahteen, Kouvolaan, Kotkaan ja Mikkeliin saatiin järjestettyä Funet-verkon avulla 1990-luvun aikana. Samoin meneteltiin lännempänä Seinäjoella. Vantaan Tikkurilassa on myös ollut pidemmän aikaa erilaisia etäyksiköitä ja sinne kiinteä vuokralinja oli avausratkaisu. ISDN-tuettujen toimipisteiden oikeutettu valitus linjojen hitaudesta ja kalleudesta johti vuonna 2002 siihen, että rehtori myönsi jälleen hankerahaa ja viisi etäpaikkaa saatiin verkkoon kiinteillä 512 kbps:n tai 1 Mbps:n Datanet Prime -yhteyksillä ISDN-yhteyksiä vastaavilla käyttökuluilla. Saman nopeusluokan liittymän hinta oli myös sama kaikkialla Suomessa. Näin myös Värriön tutkimusasema sai verkkoyhteyden, vaikka se sijaitsee tunturissa 8 km:n etäisyydellä lähimmästä autotiestä. Muut päivitetyt etäpisteet olivat Tvärminne, Saaren kartano, Hyytiälä ja Kilpisjärvi. Vaikka kilpaileva ADSL-tekniikka ei vielä yltänytkään kaikkialle, saatiin Lammi, Suitia, Kirkkonummi sekä toimipisteet Espoosta ja Helsingin vanhasta messuhallista sekä viimeisenä Imatra verkotetuksi erilaisilla ADSL-ratkaisuilla. Vantaan Tikkurilaankin oli hetken samanlainen, mutta runkoyhteyden siirtyminen valokuitutekniikkaan ja muut järjestelyt tekivät hitaammat yhteydet tarpeettomiksi. Asikkalan Urajärvellä sijaitsevan varastokirjaston ainoan työntekijän yksinäinen kone kaipaa perinteistä modeemiyhteyttä parempaa kontaktia kirjastotietokantoihin. Toivottavasti tässä lehdessä esitetty HY-VPN ja halvin paikkakunnalta saatava ADSL-palvelu ratkaisee tämänkin verkko-ongelman suotuisasti. Näin saisimme taas yhden sivupisteen kunnialla muun verkon yhteyteen. Muuddusjärvelläkin olisi vielä irrallinen etäpiste, mutta siellä ei ole esiintynyt lainkaan kiinnostusta verkkoyhteyksien käytölle. Sinne ei kannata ottaa läppäriä mukaan, jos kaipaa modeemia ja GSM-dataa parempaa yhteyttä. Mikä pahan tappais...Vanha tekniikka poistuu joskus epämiellyttävän hitaasti. Paksu-Ethernet oli sinänsä ongelmatonta, mutta kovin kömpelöä ja kallista. Sen aktiivikausi päättyi 1990-luvun lopulla muistaaksemme Meilahdessa. Ohut-Ethernet on edelleen käytössä eläinmuseolla, jonka peruskorjausta odotellaan. Viimeinen FDDI-laite laitettiin kylmäksi vasta vuonna 2001 Funetin ja Ilmatieteen välisten yhteyksien uudistuttua. Laite oli meillä vain pitämässä verkkoa pystyssä, vaikkei se enää käsitellyt liikennettä. ATM-tekniikkaa käytetään operaattoriliittymissä todennäköisesti vielä vuosia. Sinnikkäimpiä ovat kuitenkin Digitalin DECserver 200 -päätepalvelimet. Viimeiset kaksi ovat 17 vuotta hankintansa jälkeen edelleen käytössä kahden ison rivinkirjoittimien ohjaustehtävissä jossakin hallintorakennuksen uumenissa. Myös verkon käyttötavat muuttuvat. Paikallisverkon alussa liikennöintitavat olivat päätepalvelimien LAT ja koneiden DECnet. Niiden rinnalle tulivat nopeasti Internetin yleiskäyttöinen IP, Novell-verkkojen IPX ja Macintosh-mikrojen AppleTalk. Verkon villeinä vuosina näitä kaikkia välitettiin käyttäjien toiveiden mukaan verkon osista toisiin, hurjimmillaan jopa jokaista omilla laitteillaan. Nykyisellään LAT on melkein kadonnut, AppleTalkin reititys loppui vuonna 2002 ja IPX:n vuonna 2004. IP porskuttaa vielä vuosia, vaikka sen korvaaja IPv6 kolkutteleekin jo ovella. |
|
Palaute
|
«
|