Introduktion till Datakommunikation

Datorkommunikation har nästan alltid varit intressant för datorexperter, men det var inte förrän på 1980-talet som det riktigt började ta fart. Då fanns det vanligtvis inga färdiga kommunikationsprogram att köpa, utan man fick själv komplettera eller ändra i programvaran. I mitten av 80-talet började man koppla samman persondatorer i nät, för att kunna dela på skrivare och gemensamma lagringsmedia. Stora företag som IBM och Novell började utveckla färdiga produkter för kommunikation. Idag används datanäten framförallt för informationsspridning.

Allmän kommunikation

Kommunikation innebär att flytta meningsfull information från en avsändare till en mottagare. Mottagaren måste sedan kunna tolka information på ett korrekt sätt. Problemen på vägen är många - tänk dig att en person skall tala om något för en annan person. Vi ska nu titta på vilka problem som då uppstår.

Om de två personerna befinner sig i samma rum kan de prata direkt med varandra och man använder i så fall luften som ett medium för att överföra informationen. Men om personerna befinner sig i två olika länder måste man ta till andra metoder. Man kan t ex använda telefon eller kanske radio. Det enda kravet är att man väljer samma medium. Ett medium som oftast nämns i kommunikations-sammanhang är indianernas röksignaler, så därför gör jag det också. Anta att vi befinner oss i vilda västern och indianerna skall skicka ett meddelande till kolonisatörerna. Det blir inte speciellt lyckat om kolonisatörerna förväntar sig ett telegrafmeddelande och indianerna skickar röksignaler.

Om det finns flera personer i ett och samma rum måste man bestämma vem man ska tala med. Detta kan göras genom att man först ropar personens namn och sedan börjar diskutera. Om man använder telefon har man telefonnummer för att bestämma vem man vill kommunicera med och med brev har vi adresser.

Ytterligare ett problem är vid vilken tid man skall skicka ett visst meddelande. Man kan t ex säga att varje dag kl 16.03 påbörjar vi överföringen av dagens aktiekurser via telefon. Ett annat sätt är att först låta en ringsignal gå fram som gör att mottagaren vet att nu är det tid att ta emot dagens aktiekurser.

Vilket språk som används är också viktigt. Båda måste använda samma språk för att man skall förstå varandra. Om man använder telegrafen så måste man använda ett och samma språk, t ex morse. Om sändaren har ett eget morsealfabet och mottagaren inte känner till det. Hur fungerar det då ? Jo, ingen information kommer att gå fram!

Vi måste också vara överens om vad vi pratar om. Om sändaren t ex skickar 10 5 13 3 2 11 9 kan det tolkas som både rätt lottorad och de vinnande hästarna i V75. Det är därför viktigt att först tala om vad information handlar om.

Vi ser här att problemen kan grupperas i olika grupper och behandlas var för sig. Detta kallas skiktning. Först och främst måste vi vara eniga om vilket medium som skall användas och vem vi vill nå. Därefter vid vilken tid vi skall skicka eller om vi kanske ska ge en viss signal när vi vill överföra information. Sedan vilket språk som skall gälla. Sist måste vi också veta vad vi skall prata om. För att allt skall fungera måste man enas i varje skikt om hur man skall kommunicera.

Naturligtvis finns det fler hinder på vägen än de som nämns här. Ett stort problem till som kan nämnas är störningar. Låt säga att du sitter i fikarummet och pratar med en arbetskamrat. Plötsligt sätter någon annan igång en slagborrmaskin. Du kan inte höra vad din arbetskamrat har att säga. När borrmaskinen sedan tystnar ber du din kollega att berätta alltihop en gång till. Detta exempel visar ett sätt att rätta till störningar.

Datakommunikation

Kommunikation mellan datorer är slående likt kommunikationen mellan människor. Man möter samma bekymmer som ovan med de olika skikten. De två parterna måste vara eniga.

Men en stor skillnad är att datorn inte kan dra några egna slutsatser. Man måste exakt, in i minsta detalj, beskriva hur kommunikationen skall ske. Om något felar så uteblir kommunikationen eller så missförstår datorerna varandra.

För att det inte skall bli några missförstånd mellan datorerna så skapar man beskrivningar som på ett exakt sätt beskriver hur varje del i kommunikationen ska gå till. Dessa beskrivningar kallas protokoll och skrivs ofta av internationella organisationer som är oberoende av företag och kapitalvinster. Tanken är att så många som möjligt sedan följer dessa protokoll. Ett protokoll som gäller över hela världen kallas standard. T ex hade inte Internet varit verklighet om man inte hade enats om vilka protokoll som ska användas. Alla datorer som är kopplade till Internet måste följa samma protokoll.

För att kunna beskriva en så här komplicerad process som det är att kommunicera mellan olika datorer behöver man dela upp problemet i mindre delproblem. Ett sådant delproblem kan vara att bestämma hur man talar om vilken datorer i ett nät man ska kommunicera med. Man grupperar problemen i grupper och ordnar dem i en viss ordning. Varje grupp kallas för skikt och beskrivs sedan med ett, eventuellt flera protokoll.

Fördelen med att skikta kommunikationen är många. Man kan ganska lätt byta ut ett protokoll i ett skikt om det visade sig att det protokollet var dåligt på något sätt. På så vis hindrar man inte den tekniska utvecklingen. En annan fördel är att ett skikt är oberoende av andra skikt. (I praktiken finns många undantag till oberoendet. Kopplingen mellan skikten är ett.) Detta medför att man kan byta medium utan att för den skulle ändra språk eller något i de andra skikten. Man kan dessutom blanda fler olika medier vid en och samma överföring. När du ringer någon är det troligt att du använder både vanlig koppartråd och fiberoptik. Dessutom använder du luften mellan ditt huvud och telefonluren som medium för ljudet. Språket du använder är knappast beroende av om du använder koppartråd eller fiberoptik.

OSI modellen

Alla som sysslar med datakommunikation nämner alltid OSI-modellen. OSI-modellen beskriver en sådan här skiktning som jag har beskrivit ovan. Olika protokoll inplaceras i de olika skikten i OSI-modellen och vi får en öppen kommunikations arkitektur som medför att vi kan överföra data mellan olika datortyper och olika datormiljöer på olika medier. Motsatsen till öppna system är ett system där kommunikation enbart kan ske mellan lika datormiljöer och givna medier. OSI står för övrigt för Open Systems Interconnection.

OSI-modellen består av sju olika skikt som bilden ovan visar. Jag skall inte förklara vad varje skikt beskriver för problem, men en parallell med mina exempel ovan kan vara kul. Vilket medium som används och hur det hanteras, placeras i de två nedersta skikten i OSI-modellen. Adresseringen och hur man når mottagaren placeras i det tredje skiktet. Hanteringar av störningar sker på skikt fyra och språket vi använder i skikt fem och sex. Vad vi vill säga beskrivs i det översta skiktet. Dessutom finns en massa andra finesser i de olika skikten.

Nästan varje protokoll som berör datakommunikation är skapade utifrån en sådan här modell. Skillnaden är att en del vill slå ihop vissa skikt och andra vill flytta delar från ett skikt till ett annat, men principen om skiktning är alla överens om.