Komponentit toiminta-arkkitehtuurissa

Tämä on konekäännetty teksti, joka saattaa sisältää virheitä!

Kun puhumme käyttöarkkitehtuurista, tarkoitamme kaikkia osia, jotka yhdessä muodostavat yrityksen IT-infrastruktuurin. Kyse on verkoista, palvelimista, tallennustilasta, palveluista ja tietoturvasta, sekä siitä, miten kaikki liittyvät toisiinsa.

Mikä on käyttöarkkitehtuuri?

Käyttöarkkitehtuuri on yleiskatsaus kaikista IT-komponenteista ympäristössä ja siitä, miten ne on kytketty toisiinsa. Ajattele sitä koko IT-järjestelmän karttana. Se sisältää kaiken fyysisestä laitteistosta ohjelmistoihin ja tietoturvatoimenpiteisiin.

Pienelle yritykselle tämä voi olla yhtä yksinkertaista kuin reititin, palvelin ja muutama tietokone. Suuremmalle yritykselle se voi sisältää satoja palvelimia, useita verkkoja, pilvipalveluita ja paljon muuta.

Verkkoelementit

Verkko on toimintaympäristön perusta. Ilman verkkoa yksiköt eivät voi kommunikoida.

Komponentti	Mitä se tekee	Esimerkki
Kytkin	Yhdistää laitteet paikalliseen verkkoon (LAN)	Unifi Switch, TP-Link
Reititin	Lähettää liikennettä eri verkkojen välillä	Kotireitittimesi, ISP-reititin
Yhdyskäytävä	Sisäänkäyntipiste verkostasi internetiin	Usein yhdistetty reitittimen kanssa
Palomuuri	Suodattaa liikennettä ja estää ei-toivottua pääsyä	pfSense, OPNsense, Unifi Gateway
Tukiasema (AP)	Tarjoaa langattoman yhteyden verkkoon	Unifi AP, TP-Link AP

Miten se toimii?

Tyypillinen järjestys on:

Internet → Reititin/Yhdyskäytävä → Palomuuri → Kytkin → Laitteet (PC:t, palvelimet, AP:t)

Kytkin yhdistää kaiken sisäisesti, ja reititin/palomuuri valvoo mitä sisään ja ulos menee.

Tehtävä 1 - Kartota verkko kotona

Millaista verkkolaitteistoa sinulla on kotona? Useimmilla on ainakin reititin internetpalveluntarjoajalta. Yritä selvittää:

Onko sinulla reititin, kytkin vai yhdistelmä?
Onko sinulla erillinen tukiasema, vai onko WiFi sisäänrakennettuna reitittimeen?
Mikä on reitittimesi IP-osoite? (Vihje: ipconfig terminaalissa Windowsissa)

Palvelimet ja asiakkaat

Toiminnallisessa arkkitehtuurissa erotetaan palvelimet ja asiakkaat:

Rooli	Kuvaus	Esimerkki
Palvelin	Kone, joka tarjoaa palveluita muille	Web-palvelin, tiedostopalvelin, tulostuspalvelin
Asiakas	Kone, joka käyttää palvelimen tarjoamia palveluita	Sinun PC:si, mobiililaitteesi, tablettisi

Palvelimen ei tarvitse olla suuri, kallis kone. Vanha kannettava tietokone, jossa pyörii Linux ja jaetaan tiedostoja verkossa, on teknisesti ottaen palvelin. Kyse on roolista, ei koosta.

Formfaktorer

Palvelimet ovat saatavilla eri fyysisissä muodoissa:

Tower - Näyttää tavalliselta pöytätietokoneelta. Sopii pieniin ympäristöihin.
Rack - Asennetaan palvelinkaappiin (rack). Standardi datakeskuksille.
Blade - Kompakteja moduuleja, jotka asennetaan runkoon. Käytetään suurissa datakeskuksissa.

Tallennus

Data on tallennettava jonnekin. Käyttöympäristöarkkitehtuurissa on useita vaihtoehtoja:

Tyyppi	Selitys	Esimerkki
Paikallinen levy	Tallennus suoraan koneessa	SSD, HDD tietokoneessa tai palvelimessa
NAS	Verkkoon tallennus, jota jaetaan laitteiden välillä	Synology, TrueNAS
SAN	Omistettu tallennusverkko korkeaa suorituskykyä varten	Käytetään suurissa datakeskuksissa
Pilvitallennus	Tallennus pilvipalveluntarjoajalla	OneDrive, Google Drive, S3

NAS vs. SAN

NAS (Network Attached Storage) jakaa tiedostoja tavallisen verkon kautta. Helppo asentaa.
SAN (Storage Area Network) käyttää erillistä, dedikoitua verkkoa tallennukseen. Nopeampi, mutta monimutkaisempi.

Useimmille pienille ja keskisuurille yrityksille NAS on enemmän kuin riittävä.

Palvelut ja ohjelmistot

Palvelinarkkitehtuurissa palvelimet ajavat erilaisia palveluita. Tässä muutamia yleisiä:

Palvelu	Mitä se tekee	Esimerkki
Sähköposti ja yhteistyö	Kommunikointi ja yhteistyö	Microsoft 365, Google Workspace
Tiedostopalvelimet	Tiedostojen tallentaminen ja jakaminen sisäisesti	SharePoint, SAMBA
Web-palvelimet	Verkkosivujen toimittaminen käyttäjille	Nginx, Apache
Tulostuspalvelin	Tulostimien jakaminen laitteiden välillä	CUPS (Linux), Windows Print Server
Ohjelmistot	Sovellukset, joita käyttäjät käyttävät	Office, Teams, Visual Studio Code

Valvonta ja tietoturva

Jotta toimiva arkkitehtuuri pysyisi terveenä, meidän on tiedettävä, mitä tapahtuu:

Komponentti	Mitä se tekee	Esimerkki
Lokipalvelin	Kerää lokitietoja palvelimilta ja palveluilta	Grafana + Loki, Graylog
Valvonta	Näyttää tilan ja suorituskyvyn reaaliajassa	Grafana, Zabbix, Uptime Kuma
Käyttöoikeuksien hallinta	Ohjaa, kenellä on pääsy mihinkin	Käyttäjätunnus/salasana, MFA
Virustorjunta	Suojaa haittaohjelmilta	Windows Defender, ClamAV
Varmuuskopiointi	Tietojen ja järjestelmien varmuuskopio	Proxmox Backup, Veeam

Backup ei ole valinnainen

Hyvä nyrkkisääntö on 3-2-1-sääntö:

3 kopiota tiedoistasi
2 erilaista tallennusmediaa (esim. levy + pilvi)
1 kopio paikasta poissa (offsite)

Tehtävä 2 – Noudatatko 3-2-1 -sääntöä?

Mieti omia koulutiedostojasi:

Kuinka monta kopiota sinulla on projekteistasi?
Käytätkö vain OneDrivea, vai onko sinulla jotain paikallisesti myös?
Mitä tapahtuu, jos menetät pääsyn Microsoft-tiliisi?

Monet huomaavat, että heillä on vain yksi kopio. Se riittää, kunnes se ei riitä.

Virtualisointi

Fysikaalisen koneen sijaan jokaiselle palvelulle, voimme käyttää virtualisointia ajaaksemme useita palveluita samalla laitteistolla:

Teknologia	Selitys	Esimerkki
Virtuaalikoneet (VM)	Koko käyttöjärjestelmät, jotka toimivat jaetulla laitteistolla	Proxmox, VMware
Kontit	Kevyet, eristetyt ympäristöt yksittäisille sovelluksille	Docker, Podman

Virtualisointi on yksi tärkeimmistä käsitteistä nykyaikaisessa IT-käytössä. Se säästää tilaa, virtaa ja helpottaa palveluiden hallintaa.

Kokoaminen

Tässä on esimerkki siitä, miltä yksinkertainen käyttöarkkitehtuuri voi näyttää pienelle koululle:

Internett
   │
   ▼
[Ruter / Brannmur]
   │
   ▼
[Switch]──────────────────────────────────┐
   │          │          │                │
   ▼          ▼          ▼                ▼
[Server]  [AP WiFi]  [Printer]    [Elev-PCer]
   │
   ├── VM: Webserver (Nginx)
   ├── VM: Tiedostopalvelin (SAMBA)
   └── Docker: Grafana + Loki

Tämä yleiskatsaus osoittaa, ettei sen tarvitse olla monimutkaista. Pääpointti on, että tiedät mitä on olemassa ja miten se liittyy toisiinsa.

Tehtävä 3 – Piirrä koulun arkkitehtuuri

Yritä piirtää yksinkertainen yleiskuva koulusi (tai kotisi) IT-infrastruktuurista. Käytä mielellään kynää ja paperia tai työkalua, kuten draw.io.

Mitä verkkolaitteita löytyy?
Kuinka monta verkkoa arvelet koululla olevan? (Vihje: oppilaat ja henkilökunta ovat todennäköisesti eri verkoissa)
Mitä palveluita käytätte päivittäin? (WiFi, tiedostotallennus, tulostus, sähköposti…)

Sinun ei tarvitse tietää kaikkea. Pääasia on aloittaa ajattelu järjestelmien kautta.

Yhteenveto

Käyttöarkkitehtuuri tarkoittaa kokonaisuuden ymmärtämistä:

Verkko yhdistää kaiken
Palvelimet tarjoavat palveluita
Tallennustila huolehtii datasta
Tietoturva suojaa uhkia vastaan
Valvonta antaa näkyvyyttä
Virtualisointi säästää resursseja

Kun pystyt kuvaamaan nämä komponentit ja selittämään, miten ne liittyvät toisiinsa, sinulla on hyvä käsitys käyttöarkkitehtuurista.