HOOFDSTUK 2. Technische aspecten van datacommunicatie. 2.1 Meer over netwerken Geschiedenis. Distributed processing en central processing

HOOFDSTUK 2

Module 5 – Datacommunicatie Technische aspecten van datacommunicatie Hoofdstuk 2

Technische aspecten van datacommunicatie 2.1 Meer over netwerken 2.1.1 Geschiedenis

Het idee waarbij niet één computer het rekenwerk verricht, maar waarbij het werk verdeeld is over twee of meer computers, noem je distributed processing/computing; het rekenwerk is gedistribueerd. Maar als alle verwerking op bijvoorbeeld één station - bijvoorbeeld een minicomputer of een mainframe - worden gedraaid, dan spreken we van central processing. Doordat in een netwerk alle gebruikerssoftware op de devices zelf draait, kan er veel efficiënter worden omgesprongen met de processortijd van de server. Zo kan de server veel devices ondersteunen.

Informatie

terminal = beeldscherm met toetsenbord die de communicatie met de (centrale) computer mogelijk maakt

Centrale computer

De mogelijkheid om via internet gegevens uit een database op te vragen, bijvoorbeeld als je met Google een zoekopdracht geeft, is een combinatie van central processing en distributed processing. Het bevragen van de database gebeurt met software op de server: central processing. De gegevens worden vervolgens in HTML naar de gebruiker gestuurd, waar op het lokale device de vertaling van de HTML-code in de browsersoftware plaatsvindt: distributed processing.

De voordelen van een netwerk

Alle programma's waar de gebruikers mee werkten, werden uitgevoerd op de centrale computer. Dit was - afhankelijk van de grootte en rekenkracht - een zogeheten mainframe of een minicomputer. Iedere gebruiker kreeg tijdelijk een stukje van het RAM-geheugen en een stukje van de rekentijd tot zijn beschikking. De programma's en geproduceerde data werden bewaard op de harde schijven of tapes van de centrale computer, of op ponskaarten en -banden van de gebruikers.

Pc De volgende ontwikkeling was de personal computer, die in 1981 door IBM op de markt werd gebracht. Het werd steeds gebruikelijker dat elke medewerker zijn eigen pc kreeg, die in feite door hemzelf werd beheerd. Dit werden stand-alone computers genoemd: 'losse' pc's, die onderling niet gekoppeld zijn.

Lokaal netwerk

50

Er is een belangrijk verschil met de oude situatie: als een gebruiker bepaalde software wil gebruiken die op de server geïnstalleerd is, dan 'vraagt' hij die bij de server op. Als de gebruiker het recht heeft de software te gebruiken, dan wordt de software naar het werkstation van de gebruiker gestuurd, en draait deze op de locale pc. In de oude situatie draaiden alle programma's centraal, op de server.

Distributed processing en central processing

Vóór 1970 was er alleen sprake van computersystemen waaraan terminals waren gekoppeld. Elke handeling op al die toetsenborden werd in dat ene systeem verwerkt. Vervolgens werd het ingevoerde karakter in het geheugen van de centrale computer opgeslagen en werd de echo op het beeldscherm bij dat toetsenbord weergegeven.

Gaandeweg ontstond er toch weer behoefte aan centraal beheerde systemen en aan de mogelijkheid om onderling gegevens uit te wisselen en deze gemeenschappelijk te gebruiken en om samen hardware als een printer te kunnen delen. Dit verklaart de opkomst van het lokale netwerk.

Module 5 – Datacommunicatie Technische aspecten van datacommunicatie

Artikel van Computerwor ld: '10 memorab ele netwerkrampe n'.

Vrijwel alle bedrijven maken gebruik van een netwerk, omdat dit veel voordelen heeft ten opzichte van stand-alone computers. We noemen er een paar:

ff Er zijn minder aanschafkosten voor software. ff Gebruikers hebben gelijktijdig toegang tot gemeenschappelijke gegevens, zoals brieven, databases en grafische bronnen (films, foto's, plaatjes). ff Gebruikers kunnen hulpbronnen zoals printers en scanners gemeenschappelijk gebruiken, wat een enorme kostenbesparing oplevert. ff De toegang tot internet vindt plaats via een aparte server en kan daardoor veel beter beveiligd worden. ff Gebruikers kunnen gemakkelijk onderling gegevens uitwisselen.

Cloud computing Cloud computing is een variant van het terminal-systeem. Bij cloud computing wordt de data van de gebruikers opgeslagen op servers op het internet. Deze servers voeren ook de meeste berekeningen uit. Dit systeem neemt de gebruiker veel beheer uit handen en maakt zijn data toegankelijk vanaf willekeurige devices, inclusief smartphones en andere apparaten met internettoegang.

Het nadeel is dat er altijd connectie met het internet nodig is. Ook qua veiligheid vormt cloud computing een groter risico: je hebt je data niet meer in eigen beheer.

51



Veel bedrijven bieden diensten aan in de cloud. Google Drive, Microsoft Office 365 en Adobe Creative Cloud (creatieve software waaronder Photoshop) zijn daar voorbeelden van. Google Drive kan worden gebruikt voor de opslag van data en voor het samenwerken aan documenten. Consumenten kunnen een abonnement nemen op Microsoft Office 365 en Adobe Creative Cloud, waardoor ze voor een bepaalde periode toegang krijgen tot de software.

2.1.2 Topologieën

Een ringvorm wordt vaak gebruikt bij lokale netwerken met niet al te veel aansluitingen. Een nadeel van deze topologie is haar kwetsbaarheid: als er een knooppunt uitvalt, wordt de informatie langzamer doorgegeven en werkt het hele netwerk niet meer volledig. Onder andere bij glasvezelverbindingen en straalverbindingen wordt gebruik gemaakt van deze topologie.

Netwerken kennen verschillende netwerktopologieën.

Een ringnetwerk.

Informatie

topologie = de wijze waarop de computers onderling ingedeeld en gekoppeld zijn

Bij een volledig maasvormig netwerk bestaat er een verbinding tussen álle knooppunten. Dit heeft tot gevolg dat een maasnetwerk vrij onoverzichtelijk en tevens vrij duur is. Een voordeel van deze structuur is de stabiliteit: als een van de verbindingen 'vol' is, kan een andere route genomen worden. Hierdoor is het netwerk ook minder kwetsbaar. Dit type netwerk wordt gebruikt voor de belangrijkste telecommunicatiecentrales om uitval te voorkomen.

De belangrijkste topologieën zijn: ff busnetwerk ff ringnetwerk ff maasnetwerk ff sternetwerk.

Busnetwerk Bij een busnetwerk communiceren de aangesloten computers met elkaar via één enkele verbinding. De uiteinden hiervan zijn niet met elkaar verbonden; ze zijn afgesloten door middel van een terminator, die het weerkaatsen van het signaal aan het einde van de kabel moet voorkomen.

Ringnetwerk

Een maasnetwerk.

Sternetwerk

Een busnetwerk.

Bij een ringnetwerk loopt er één kabel als een ring langs alle knooppunten. Gegevens worden in één richting door de ring verzonden en door het eerstvolgende knooppunt doorgegeven, net zolang tot ze bij het bestemmingsstation aankomen.

52

Maasnetwerk

Bij een sternetwerk zijn alle computers verbonden met één centraal punt. Een nadeel is dat het hele verkeer stilvalt als de centrale computer uitvalt. Maar het uitvallen van een van de overige computers heeft geen gevolgen voor het netwerk.

Uitbreiding van een sternetwerk is zonder al te grote problemen mogelijk, maar brengt veel bekabeling met zich mee. Het centrale punt wordt gevormd door een switch. Een sternetwerk.

53



Hoofdstuk 2

Hoofdstuk 2

LAN’s

Functionaliteit De meeste LAN's hebben tegenwoordig een ster- of maastopologie. Als je thuis een aantal computers op de ADSL-modem aansluit, heb je een sternetwerk aangelegd.

Niet-volledig maasnetwerk Bij grotere netwerken is de basisvorm meestal een sternetwerk, maar daar worden op belangrijke plekken extra verbindingen gelegd om minder kwetsbaar te zijn voor uitval. Je krijgt dan een niet-volledig maasnetwerk.

Voorbeeld

De Amsterdam Internet Exchange (AMS-IX), een van de grootste internetknooppunten van de wereld, is een 'schakelkast' met zeer snelle routers en verbindingen. Klanten zoals KPN huren routers die zij verbinden met hun achterliggende netwerk. Deze routers zijn in de AMS-IX verbonden in een sternetwerk. Om storingen te voorkomen is de centrale knoop viervoudig uitgevoerd. Je krijgt zo een maasnetwerk met een sterstructuur als basisvorm.

Servers worden onderverdeeld op basis van de geleverde functionaliteit:

ff Een fileserver dient als opslaglocatie voor bestanden. ff Een applicatieserver dient als platform waarop de applicaties draaien. ff Een printserver zorgt ervoor dat printopdrachten worden afgehandeld. ff Een mailserver zorgt ervoor dat uitgaande e-mail naar andere mailservers wordt gezonden en dat binnenkomende e-mail naar de juiste werkstations wordt gezonden. ff Een webserver ontvangt de aanvragen voor webpagina’s en verstuurt die aan de aanvrager. ff Een internetserver zorgt ervoor dat verbinding met het internet mogelijk is.

Deze functies kunnen in één apparaat verenigd zijn. Dat betekent dat met het woord 'server' twee zaken bedoeld kunnen worden: ff een kast met hardware; ff de software die daarop geïnstalleerd is.

De hardware kan geschikt zijn om de diensten van een server te leveren, maar dan moet er nog steeds de software van een server op geïnstalleerd zijn.

Informatie

Op een server (hardware) kunnen dus meerdere servers (software) geïnstalleerd zijn: een fileserver en een printserver kunnen in één systeem zitten.

Schematische voorstelling van de AMS-IX (bron: www.ams-ix.net).

Fysiek versus logisch netwerk De topologie van het netwerk en de manier waarop de gegevens worden verstuurd, zijn onafhankelijk van elkaar. Het kan bij een sternetwerk voorkomen dat de gegevens rondgestuurd worden in de vorm van een ring. Anders gezegd: het fysieke netwerk is een ster, het logische netwerk is een ring.

2.1.3 De server Een server is een zwaar computersysteem: een moderne, snelle computer met een groot RAM-geheugen en verschillende harde schijven met een grote capaciteit.

54

Binnen een bedrijf staan vaak één of meer fileservers waarop de bestanden worden bewaard. De servers worden vaak fysiek beveiligd. Ze staan meestal in een afgesloten serverrruimte in een serverkast. Meestal wordt de temperatuur daar constant gehouden met behulp van airconditioning. Vaak hebben deze ruimtes ook een automatisch blussysteem dat met een speciaal gas een beginnende brand kan blussen. Een onderdeel van de serverruimte vormt de UPS, een noodstroomvoorziening. Dit is een voorziening met een accu die, wanneer er sprake is van een stroomstoring, de belangrijkste systemen nog enige tijd van stroom voorziet, zodat deze gecontroleerd kunnen afsluiten. Als een bedrijf overstapt op cloud computing vermindert het aantal servers dat ze zelf in huis hebben. Dat geldt ook voor de telefooncentrale van een school. Die kan in werkelijkheid aan de andere kant van Nederland in een datacentrum staan.

Een NAS waarbij de harde schijven te verwisselen zijn.

Een NAS (Network Attached Storage) is een harddisk met een kleine computer die op het netwerk aangesloten is. Het is vooral bedoeld voor de opslag van data en het maken van back-ups. Het is dus een fileserver. Er zijn ook draadloze versies die meer flexibiliteit bieden: ze kunnen handig ingezet worden bij conferenties of beurzen. Steeds meer thuisgebruikers hebben ook een NAS in hun netwerk, zodat bestanden makkelijker toegankelijk zijn voor meerdere gebruikers.

55



Veel fileservers bevatten meerdere harde schijven en maken gebruik van redundante opslag. In de eenvoudigste vorm zijn er daarbij twee fysiek gescheiden schijven met identieke data. Eén van die schijven is dan toegankelijk voor gebruikers en de fileserver zorgt ervoor dat de tweede schijf steeds exact dezelfde data bevat als de eerste. Zo blijft data bewaard als er een harde schijf kapot gaat.

Client-serverconcept Tegenover de server staan de clients. Dit zijn de werkstations die door de server bediend worden en waarop de gebruikers werken. De server stelt de gemeenschappelijk gebruikte apparatuur en bestanden aan de clients ter beschikking. Verwerking vindt zowel op de server als op de clients plaats.

Een ander soort thin client is de web thin client, waarbij alleen een webbrowser op het apparaat staat en alle functionaliteit afhankelijk is van webapplicaties. Een voorbeeld daarvan is een chromebook; een laptop met Chrome OS, het besturingssysteem van Google. Voor chromebook zijn veel gratis apps te downloaden en je systeem wordt niet trager van het installeren van veel apps. Een nadeel is dat je altijd een internetverbinding nodig hebt om bij je bestanden te komen. Een chromebook.

2.1.4 Netwerkbeveiliging Omdat netwerken aan alle kanten bedreigd worden, moeten ze goed beveiligd worden. Netwerkbeveiliging is voor de meeste bedrijven letterlijk van levensbelang. Er zijn verschillende beveiligingsvormen:

ff fysieke toegangsbeveiliging ff logische toegangsbeveiliging ff tussenvorm: netwerk met strong authentication ff combinatie van een hardwarematige en een softwarematige beveiliging: firewall.

Het client-serverconcept in schema.

Fysieke toegangsbeveiliging

Informatie Niet in alle netwerken is sprake van een server. Zo zijn in peerto-peer netwerken alle aangesloten devices gelijkwaardig. Vooral in de thuissituatie zijn kleine Windows-netwerken populair. Deze werken op basis van het peer-to-peer principe, waarbij elke 'peer' afwisselend client en server is.

Soms wordt ook benoemd hoe afhankelijk clients zijn van de server. Fat clients zijn onafhankelijk van de centrale server, terwijl thin clients juist heel afhankelijk zijn. Een netwerk-computer die draait op het besturingssysteem Windows of OS X is een voorbeeld van een fat client. Een thin client die lange tijd erg populair was, was de Sun Ray die gericht was op bedrijven. Met de Sun Ray draaiden alle applicaties op een centrale server en kregen medewerkers hun virtuele 'computer' te zien als ze hun pasje in de Sun Ray staken. Dit maakte mobiele sessies mogelijk waarbij medewerkers van één Sun Ray naar de andere konden gaan en hun werk konden voortzetten zonder programma's te hoeven sluiten en opstarten.

56

Semeleer.nl he eft een hand ige wachtwoordge nerator: www.semeleer.n l/scripts/ password_ge nerator.p hp.

Fysieke toegangsbeveiliging is toegangsbeveiliging waarbij gebruik gemaakt wordt van fysieke middelen.

Informatie

In een automatiseringscentrum van de politie bevinden zich talloze gegevens die voor kwaadwillenden aantrekkelijk zijn. Een goed beveiligingsbeleid is bij de politie dus van groot belang. In zo'n geval past men in de eerste plaats zeer strenge fysieke toegangsbeveiliging toe. Deze heeft te maken met toegang tot een gebouw of tot een bepaalde ruimte binnen een gebouw.

Medewerkers van automatiseringscentra, ook die van bijvoorbeeld banken, moeten zich vaak identificeren met een RFID-pas of ander middel voordat zij de computerruimte of het gebouw in het algemeen kunnen binnengaan.

Logische toegangsbeveiliging Een Sun Ray.

Bij vrijwel alle netwerken is, afgezien van de fysieke toegangsbeveiliging, een of andere vorm van logische toegangsbeveiliging geregeld. Logische toegangsbeveiliging is de softwarematige beveiliging van een computernetwerk. Dit omvat ook

57



gebruikersauthenticatie (het vaststellen van de identiteit van de gebruiker) en het beheer van de rechten van de gebruiker. Elke gebruiker kan inloggen met zijn of haar eigen profiel, dat beschrijft wat de gebruiker wel en niet mag zien of aanpassen. Dat zijn de lees- en schrijfrechten, ofwel de autorisatie van de gebruiker. Door gebruikers onder te brengen in groepen en aan de groepen bepaalde rechten toe te kennen, kan een systeembeheerder bepaalde gebruikers wel en andere niet autoriseren tot het openen en/of wijzigen van bestanden.

Artikelen van Computerwor ld: '5 to ols d ie he lpen bij vergeten wac htwoorden' '5 te vaak ge maakte wachtwoordfo uten'

Informatie

Een normaal beveiligd draadloos netwerk is een voorbeeld van logische toegangsbeveiliging. Elke gebruiker die de netwerksleutel kent, krijgt toegang tot het netwerk.

Op scholen wordt deze vorm van beveiliging vaak gebruikt voor personeel; inloggen gebeurt met een userID en een samenvoeging van wachtwoord+token. Ook elektronisch betaalverkeer werkt vaak op die manier met behulp van een random reader of een scanner. Ook kan een code worden gestuurd naar een – bij het systeem bekende – smartphone.

Firewall Een firewall heeft niet zozeer te maken met het al dan niet toegang verlenen aan personen om bestanden te benaderen. Een firewall heeft tot doel bepaalde vormen van verkeer tussen een computer of een lokaal netwerk en de rest van het internet onmogelijk te maken. Een firewall is een combinatie van een hardwarematige en een softwarematige beveiliging en bestaat meestal uit een computer met twee netwerkkaarten en beveiligingssoftware. Eén kaart is verbonden met het bedrijfsnetwerk en de andere met het internet.

ZoneAlar m en Comodo bieden beide een personalfirew all aan. Google er m aar eens op.

Lees meer ov er de werking van een firew all op howstuffworks .com.

De software bepaalt welke vorm van netwerkverkeer (gegevenstransport) tussen de kaarten is toegelaten. In de software kan worden aangegeven dat bepaalde sites of protocollen, of bestanden met een bepaalde inhoud of omvang, niet doorgelaten mogen worden.

In Windows kun je gebruikers indelen in groepen en ze op die manier bepaalde rechten geven.

Het is bijvoorbeeld niet de bedoeling dat iedereen die het netwerk op school gebruikt, de cijfers van alle leerlingen kan bekijken of zelfs veranderen. Daarom is in de profielen van de netwerkgebruikers nauwkeurig omschreven welke lees- of schrijfrecht iemand heeft. Netwerkbesturingssystemen zoals UNIX en Windows Server 2016 bieden goede voorzieningen op het gebied van beveiliging en het regelen van de toegangsrechten.

In Computeri dee vind je het artike l 'De do's en dont's van pc -beveiliging'.

Tussenvorm: netwerk met strong authentication

58

Een netwerk met strong authentication combineert logische met fysieke beveiliging; het bestaat niet alleen uit een beveiliging met software en wachtwoorden, maar hanteert ook een fysieke beveiliging met een bepaald object. Dit kan bijvoorbeeld een token zijn, dat een voortdurend wisselende code genereert.

Een firewall controleert het in- en uitgaande dataverkeer.

Het is mogelijk om op een standalone computer firewall-software te installeren en daarmee het internetverkeer (extra) te beveiligen. Tot de gratis software behoren: ff ZoneAlarm ff Comodo ff PC Tools.

59



2.2 Het transportmedium

Informatie BNC-connectors = British National Connector

2.2.1 Bekabeling Als we niet met een draadloos netwerk te maken hebben, wordt de verbinding tussen de server en de werkstations gevormd door netwerkkabels. In een kantooromgeving zijn de kabels van een LAN grotendeels niet zichtbaar, omdat gebruik gemaakt wordt van kabelgoten. Als de kabel ergens wordt onderbroken, kan - afhankelijk van het type netwerk - een deel van het LAN of het hele LAN plat gaan. In de meeste gevallen betekent dit dat de bedrijfsvoering stil komt te liggen.

Twisted-pair Een twisted-pair kabel bestaat uit in elkaar gedraaide koperen aderparen. Minimaal twee paren (vier aders) worden samen gebruikt om één verbinding tot stand te brengen. Door het ineendraaien, twisten genaamd, wordt onderlinge beïnvloeding van de aders beperkt. De standaard twisted-pair kabel bestaat uit acht aders. Een kabel van dit type wordt ook vaak een 'ethernetkabel' genoemd.

Er zijn verschillende soorten bekabeling: ff coax-kabel ff twisted-pair kabel ff glasvezel.

Coax-kabel

Informatie coax-kabel = coaxiaal kabel

Een coax-kabel heeft veel weg van de kabel die thuis voor de kabeltelevisie gebruikt wordt. Hij bestaat uit een koperen of aluminium kern met daaromheen een tweede geleider, die geïsoleerd van de kern ligt.

Een opengewerkte twisted-pair kabel (UTP).

Een opengewerkte STP-kabel.

We maken onderscheid tussen UTP en STP, waarbij UTP nog eens in tien categorieën verdeeld is. Deze categorieën zijn genummerd van 1 tot en met 8 en aangevuld met Cat 5e en Cat 6a.

Informatie

UTP = Unshielded Twisted-Pair STP = Shielded Twisted-Pair

Een opengewerkte coax-kabel, met de bijbehorende connector, een T-stuk en twee terminators.

Coax-kabels zijn geschikt voor transportsnelheden van 10 tot 550 Mbit/s.

Informatie

De verschillen tussen de categorieën hebben vooral betrekking op weerstand en snelheid. De hoogste categorieën omvatten de meest geavanceerde kabels. In de praktijk worden Cat 5e en Cat 6 het meeste gebruikt. De connector die bij een twisted-pair kabel hoort, is RJ-45.

Mbit/s = megabits per seconde: een eenheid waarin de transmissiesnelheid wordt uitgedrukt

Coax-kabels en de bijbehorende terminators en connectors zijn verhoudingsgewijs duur. De connectors worden BNC-connectors genoemd. Coax netwerken bestaan nog wel van vroeger maar worden geleidelijk aan vervangen door UTP bekabeling of glasvezel.

60

Een RJ-45-connector.

61



Voordelen van STP

2.2.2 Draadloos: geen bekabeling

De voordelen van STP, een afgeschermde kabel, zijn:

ff goede afscherming tegen instraling: storende bronnen van buitenaf, zoals een stofzuiger of een boormachine;

ff goede afscherming tegen uitstraling: de twisted-pair kabel zonder afscherming kan zelf ook bron van storing zijn ten opzichte van andere gevoelige apparaten. STP is uiteraard wel duurder dan UTP.

Glasvezel

ff draadloos LAN ff draadloos WAN ff infrarood ff Bluetooth ff Visual Light Communication ff NFC ff RFID.

WiFi en ande re standaard s worden beheer d do or de organisatie IE EE: www.ieee.org /index.html

Draadloos LAN

Glasvezelkabels hebben een kern van echt glas. Deze kern is zo dun dat hij buigbaar is. Om deze kern zit een mantel van ander glas met een andere brekingsindex.

Draadloze LAN's worden veel gebruikt in bedrijven, scholen en ook thuis. Zo'n draadloos netwerk noemen we een WLAN. Bij deze netwerken vormen niet de kabels het medium, maar radiosignalen.

De voordelen van glasvezelverbindingen zijn:

ff Glasvezel heeft zeer hoge doorvoersnelheid (vanaf 100 Mbit/s). ff Je hebt geen last van elektromagnetische storing. ff De glasvezelkabel zelf is goedkoop. De nadelen zijn:

Er zijn verschillende draadloze technieken. Bijvoorbeeld:

Over de werki ng van een draadloos ne twerk: www.howstuffw orks.com/ w ireless-netw ork.htm

Een opengewerkte glasvezelkabel.

ff Glas-koperconnectors zijn duur. ff De aanleg van glasvezelkabels is relatief duur. ff De kabel mag niet in al te scherpe bochten liggen. ff Herstellen van een breuk is alleen mogelijk met speciale apparatuur.

De toepassingen van glasvezel In de praktijk wordt glasvezel op de volgende plaatsen gebruikt:

ff In bedrijven waar met machines wordt gewerkt die een sterke elektromagnetische storing veroorzaken. De glasvezelkabel is hiervoor ongevoelig. ff In bedrijven waar de bedrading via de liftschacht van verdieping naar verdieping wordt geleid. Het liftgebruik heeft geen invloed op de glasvezelkabels. ff In het vaste telefoonnetwerk van KPN: alle KPN-centrales zijn onderling verbonden met glasvezelkabels. ff In steeds meer plaatsen in Nederland hebben de huizen een glasvezelaansluiting op het internet.

Informatie WLAN = Wireless LAN

Draadloze netwerken zijn populair, vanwege de mobiliteit van de netwerkgebruiker; je kunt overal je notebook openklappen en werken, zonder last te hebben van kabels. Voor een draadloos netwerk heb je over het algemeen nodig:

ff access point Een access point is een basisstation dat de draadloze verbindingen regelt. Het koppelt deze verbindingen aan het bekabelde netwerk. Als je wilt kunnen internetten, dan heb je bovendien een router nodig. In de thuissituatie zijn router en access point vaak geïntegreerd. De term access point wordt soms afgekort tot AP. ff netwerkadapter Een netwerkadapter heeft ondersteuning nodig voor draadloos werken. Anders kan de adapter geen radiosignalen ontvangen. Notebooks zijn voorzien van een geïntegreerde netwerkadapter. Ook zijn er USB-netwerkadapters, ook wel dongles genoemd.

Informatie

De glasvezelkabel is de kabel van de toekomst. Steeds meer wijken in Nederland worden voorzien van glasvezelbekabeling. Op www.stratix.nl/glaskaart kun je zien welke delen van het land al voorzien zijn van glasvezel.

62

Een access point voor een draadloos netwerk.

Er zijn verschillende standaarden voor draadloos internet (vaak WiFi genoemd). De meest gangbare is IEEE 802.11ac met een maximale snelheid van 1.69 Gbit/s.

63



Informatie

televisie en afstandsbediening. De televisie reageert op het infraroodsignaal uit de afstandsbediening. In de vorige eeuw was IrDA populair op laptops en computers, maar nu is het grotendeels vervangen door Bluetooth en WiFi.

Veel stations en horecabedrijven bieden tegenwoordig draadloze internettoegang aan, al dan niet tegen betaling. Ook in treinen kun je soms internetten. Als ergens openbaar toegang tot het internet wordt aangeboden, dan spreken we van een hotspot.

Voorwaarde voor een foutloze overdracht is dat beide apparaten niet te ver van elkaar staan: maximaal enkele meters. Er mogen ook geen obstakels tussen de apparaten staan. Je hebt dus een ‘zichtverbinding’ nodig; je moet er mee richten. De overdrachtssnelheid varieert van 115,2 kbit/s tot maximaal 4 Mbit/s.

Draadloos WAN Informatie

Het is bijvoorbeeld mogelijk om via een Bluetooth-headset draadloos te telefoneren of afbeeldingen te versturen tussen smartphones. Via bluetooth speakers kun je ook zonder oordopjes genieten van je muziek en in auto’s zorgt bluetooth voor de verbinding tussen de smartphone en de geluidboxen van de auto. Ook het verbinden van een draadloos toetsenbord of muis met je computer gaat via Bluetooth. Omdat deze techniek met radiosignalen werkt is er geen zichtverbinding nodig zoals bij infrarood.

Geostationaire satellieten staan maar liefst 35.000 kilometer van de aarde vandaan.

De beveiliging van een draadloos netwerk moet niet onderschat worden. Een WLAN loopt veel meer risico op inbraak en dergelijke dan een bekabeld netwerk. Denk aan het gevaar van wardriving, waarbij mensen met een laptop rondrijden in een auto, op zoek naar onbeveiligde netwerken. Verder zijn er gevallen bekend waarbij buren ruim profiteerden van een slecht beveiligd draadloos netwerk: alsof het hun eigen abonnement betrof konden ze zonder problemen inloggen en internetten. Ook komt het nog veel voor dat het standaard wachtwoord niet veranderd wordt.

Overige technieken Ook infraroodsignalen en Bluetooth maken draadloze communicatie mogelijk, maar deze technieken worden niet of nauwelijks voor WLAN's gebruikt.

64

ff Infrarood IrDA is een standaard voor infraroodverbindingen, waarbij twee apparaten die dicht bij elkaar staan draadloos kunnen communiceren. IrDA wordt nu nog gebruikt in je

IrDA = InfraRed Data Association

ff Bluetooth Bluetooth is een techniek waarmee apparaten op normaal gesproken maximaal 10 meter afstand van elkaar draadloos kunnen communiceren met behulp van radiosignalen. Met Bluetooth kan een datasnelheid van 24 Mbit/s bereikt worden.

Fon Hotspots in een wijk van Gorinchem.

In het geval van een draadloos WAN kan, behalve van microgolfsystemen die radiosignalen verzenden, ook gebruik gemaakt worden van communicatiesatellieten. Satellieten zenden microgolfsignalen over met een snelheid van enkele honderden miljoenen bits per seconde. Desondanks is er, vanwege hun afstand tot de aarde, altijd sprake van een kleine tijdsvertraging. Dit heb je vast wel eens gemerkt in een nieuwsuitzending wanneer er een gesprek wordt gevoerd met een correspondent in een gebied waar geen bekabeld of draadloos internet is.

Informatie

Over de werki ng van Blueto oth: electronics.ho wstuffworks. co m/bluetoo th.htm

LoRa Een bijzondere draadloze techniek is LoRaWAN (Long Range Wide Area Network). Dit wordt vooral gebruikt voor de communicatie met sensoren, die werken op een batterij. De kracht van LoRA is dat er op lange afstand (tot twee km) tegen lage kosten verbinding gemaakt kan worden voor het verzenden van kleine hoeveelheden gegevens. Bij IoT (Internet of Things) worden allerlei apparaten verbonden met internet om gegevens uit te kunnen wisselen. LoRa kan hierbij uitstekend toegepast worden. Denk aan slimme thermostaten, koelkasten, sportkleding met sensoren. Maar ook voor het verzenden van gegevens van verkeersstromen, passanten en verzending van goederen kan deze techniek worden ingezet. Op afgesproken momenten zenden of ontvangen de aangesloten apparaten berichten via het LoRa-netwerk en gaan vervolgens weer in de energiezuinige standby-modus. Het stroomverbruik is daardoor zo laag dat met behulp van twee penlightbatterijen tien jaar lang data verzonden en ontvangen kunnen worden.

65



Voor de verschillende methoden om verbinding te krijgen met het internet zijn verschillende soorten modems nodig, die daarbij verschillende taken uitvoeren.

2.3 Hardware 2.3.1 Netwerkinterfacekaart De netwerkinterfacekaart, ook wel Network Interface Card (NIC) of netwerkkaart genoemd, zorgt ervoor dat een apparaat deel kan uitmaken van een computernetwerk. Het biedt de signalen vanuit een computersysteem aan aan de netwerkkabel of andersom. Vroeger moesten netwerkkaarten nog in computers worden gestoken, tegenwoordig zijn de NIC's vrijwel zonder uitzondering al onderdeel van het moederbord van het apparaat.

Er zijn verschillende soorten netwerkkaarten, die allemaal één of meerdere topologieën, transportmedia, transportsnelheden en bekabelingstypen ondersteunen.

Schematische weergave van de functie van een modem in een oud netwerk dat nog gebruik maakt van de telefoonlijn; links is het digitale signaal te zien, rechts het analoge.

Transmissiesnelheid

Een oude netwerkinterfacekaart.

Bij alle vormen van datacommunicatie geldt dat de gegevens met een bepaalde snelheid via het medium worden verzonden. Dit wordt de transmissiesnelheid of overdrachtssnelheid genoemd. De maximale of gemiddelde transmissiesnelheid wordt vaak aangeduid als de bandbreedte van het kanaal.

2.3.2 Modem Een modem zorgt ervoor dat informatiesignalen geschikt gemaakt worden om verstuurd te worden over een verbinding. De modem is tegenwoordig meestal opgenomen in de router. Vroeger werd voor een internetverbinding vaak gebruik gemaakt van het telefoonnet. Dat is oorspronkelijk bedoeld voor het transport van de woorden die wij uitspreken tijdens een telefoongesprek. Daarom kunnen er - zeker via de ouderwetse netwerken - alleen analoge signalen verzonden worden. De digitale signalen van de computer moesten toen dus worden omgezet in analoge signalen. Hiervoor was een speciaal apparaat nodig: een modem. Bij datacommunicatie vinden er twee processen plaats:

Latency Naast transmissiesnelheid (bandbreedte) speelt voor de snelheid van een verbinding ook de vertraging (Engels: latency) een belangrijke rol. Dit is de tijd die verstrijkt tussen het verzenden van een datapakketje en de ontvangst ervan. Een goede internetverbinding over de grond heeft een latency van slechts enkele milliseconden, terwijl een satellietverbinding een vertraging van honderden milliseconden kan hebben. Ondanks de grote bandbreedte kan zo'n medium dan toch ongeschikt zijn voor bepaalde toepassingen, zoals normale conversatie of games.

Een los modem.

ff moduleren De modem zet de digitale gegevens van de computer om in analoge signalen, die over de telefoonlijn vervoerd kunnen worden. ff demoduleren Bij de ontvangende computer zorgt een tweede modem ervoor dat de analoge signalen weer omgezet worden in digitale signalen die de computer kan lezen.

Het woord 'modem' is dan ook een samentrekking van MOduleren en DEModuleren. De moderne modems doen veel meer dan (de-)moduleren maar de kastjes hebben wel hun oude naam gehouden.

66

Deze snelheid wordt uitgedrukt in bits per seconde (bit/s), met daaraan gerelateerd: kilobits per seconde (kbit/s), megabits per seconde (Mbit/s) enzovoort.

2.3.3 Switch Een switch, ook wel switching hub genoemd, verdeelt de pakketjes binnen een netwerk op een slimmere manier. Een switch 'weet' welke apparaten achter elk van zijn poorten aangesloten zijn en stuurt pakketjes voor zo'n apparaat alleen maar naar die poort. Dit vermindert de hoeveelheid netwerkverkeer en zorgt ervoor dat elk station op maximale snelheid kan communiceren. Ook kunnen nu meerdere computers tegelijk data versturen over het netwerk, zonder dat er botsingen ontstaan.

Hoe werken LA N-sw itches? www.howstuffw orks.com/ lan-sw itch.htm

67



Informatie Routering is het proces waarin de router of IP-switch beslist naar welk LAN een bericht doorgegeven moet worden. Een routeringstabel bevat adressen van knooppunten (Engels: nodes) en de LANidentifier voor het LAN waarmee het knooppunt verbonden is.

Een switch met 8 poorten. Er zijn ook switches met veel meer of minder poorten dan deze.

2.3.5 Gateway Schematische voorstelling van de functie van een switch.

Een gateway is een speciaal soort router die in feite de poort tussen het eigen netwerk en de buitenwereld vormt. Met een gateway kunnen twee netwerken met totaal verschillende architecturen op elkaar aangesloten worden.

2.3.4 Router Met behulp van een router kunnen twee fysiek gelijke of twee fysiek verschillende netwerken op elkaar aangesloten worden, bijvoorbeeld een LAN en een WAN (bijvoorbeeld het internet). Ook is het mogelijk om met routers een groot netwerk op te splitsen in een aantal subnetwerken. Hierdoor kan de netwerkbeheerder het dataverkeer beter regelen.

Een router is de 'verkeersregelaar' van je netwerk en zorgt voor de communicatie tussen jouw netwerk en het internet. Hij zorgt ervoor dat het dataverkeer naar het juiste IPadres binnen jouw netwerk gaat en meestal ook dat ieder apparaat dat met het netwerk verbindt een IP-adres toegewezen krijgt. De router kent de adressen in elk netwerk waarop het aangesloten is en maakt gebruik van netwerkrouteringsprotocollen en routeringstabellen.

Firewall Een gateway kan buiten zijn normale werkzaamheden ook de functie van firewall hebben, juist omdat deze de toegang tot de buitenwereld vormt. Een veel toegepaste constructie is dan ook een gateway tussen een LAN en het internet.

Een gateway bevindt zich tussen het internet en een (bedrijfs)netwerk.

2.3.6 WiFi Access Point

Een router met een ingebouwd access point.

Een router maakt gebruik van routeringstabellen.

Een Access Point (AP) zendt WiFi-signalen uit zodat je een draadloze verbinding kunt maken met het netwerk. De meeste routers zijn zogenaamde draadloze routers, wat betekent dat ze zelf ook meteen een access point bevatten, zodat je die niet meer los hoeft aan te schaffen. Een los Acces Point sluit je met een UTP-kabel aan op de router. In de behuizing van een access point bevindt zich een netwerkadapter (koppeling met het vaste netwerk) en een radiozender. Aan het apparaat zijn vaak één of meer externe antennes bevestigd. In het access point is ook een kleine webserver ingebouwd, zodat het geconfigureerd kan worden via een webbrowser. Bedenk wel dat als je de beveiliging van het access point niet goed regelt, ook de buren het draadloze netwerk kunnen benaderen!

Binnen je netwerk heb je maar één router nodig. De meeste routers hebben een ingebouwde modem, switch en access point. Wireless Access Point van TP-Link.

68

69


Hoofdstuk 2

Informatie

2.3.8 Bridge

Sommige providers (bijvoorbeeld Ziggo en KPN) zorgen er juist voor dat hun klanten op elkaars access points kunnen internetten. Zo hebben de klanten WiFi in een groot deel van Nederland en buitenland via een zogenaamd FON netwerk. De naam FON is afkomstig van het Spaanse bedrijf dat de LA FONera op de markt heeft gezet. Wel is het zo dat gasten op een gescheiden netwerk komen en niet op het draadloze netwerk van de eigenaar van het access point. Het kost de eigenaar echter wel bandbreedte als veel gasten op zijn access point internetten.

2.3.7 Repeater

Met een bridge kunnen twee fysiek gelijke of twee fysiek verschillende LAN-segmenten gekoppeld worden tot één groot netwerk. Er bestaan ook bridges die verschillen tussen transmissiemedia overbruggen, zoals coaxen twisted-pair kabel. Ook voor draadloze netwerken bestaan bridges. Het is geen probleem als de snelheid aan weerszijden van de bridge verschilt; een pakket wordt pas doorgestuurd als het in z'n geheel ontvangen is.

Een bridge.

Voor ieder transmissiemedium geldt dat de signaalsterkte minder wordt naarmate het signaal een grotere afstand aflegt. Bovendien neemt de invloed van storingen toe. Je kunt het signaal na een bepaalde afstand weer op niveau brengen met een repeater. Een repeater werkt op de fysieke laag van het TCP/IP-model (zie paragraaf 2.6). De taak van een repeater laat zich het best omschrijven als: iedere bit die binnenkomt opnieuw op de lijn zetten met de oorspronkelijke signaalwaarde waardoor eventuele ontstane ruis weg gefilterd wordt.

Een repeater zorgt ervoor dat het afgezwakte signaal weer zijn oorspronkelijke sterkte krijgt.

2.4 Soorten aansluitingen 2.4.1 ADSL en VDSL ADSL is de afkorting van Asymmetric Digital Subscriber Line, waarbij met subscriber 'abonnee' wordt bedoeld. Dankzij deze techniek voor een digitale technologie is snellere datacommunicatie over een gewone telefoonlijn mogelijk. Deze techniek is een vorm van breedbandtechnologie.

ie over ADSL: Meer informat www.ad sl.nl puter. en http://com .com/d sl2.htm howstuffworks

Upstream en downstream

WiFi-repeaters Access points hebben een beperkt bereik. Een WiFi-repeater (ook wel WiFi-extender genoemd) kan ervoor zorgen dat dat bereik groter wordt. Zo'n repeater plaats je op de rand van het bereik van het access point, het vangt het radiosignaal op en zendt het opnieuw uit. Als je veel repeaters gebruikt gaat de snelheid van de verbinding wel iets omlaag omdat er zowel ingaand als uitgaand verkeer door de repeater gaat.

Een WiFi-repeater van Netgear.

Repeaters voor bekabeld netwerk Het bereik van het signaal over een bekabeld netwerk is ongeveer 100 meter. Om het signaal over een langere afstand sterk te houden, kan een repeater worden gebruikt. In dit geval verbindt een repeater twee of meer LAN-segmenten met elkaar en versterkt het signaal. Daarbij moet het wel gaan om segmenten van dezelfde familie.

70


Het asymmetrische slaat hier op het ongelijk zijn van de upstream- en downstreamsnelheden. De maximumsnelheid van ADSL (downstream: naar de gebruiker toe) is theoretisch gedefinieerd tot 24 Mbit/s. Deze snelheid wordt door een aantal providers aan de eindgebruiker aangeboden. Een upstream (van de gebruiker af) van 1 Mbit/s is het maximaal haalbare. Bij VDSL2 ligt de theoretische maximum snelheid op 250 Mbit/s. Bij beide vormen is het wel bepalend hoe ver je van de wijkcentrale afzit. De maximum afstand is 7 km maar boven de 2 km begint de snelheid al af te nemen. Voor zakelijk verkeer is SDSL beschikbaar. Dat is wel symmetrisch, dus daar zijn de up- en downstream-snelheden even groot. Dat is vooral zakelijk interessant als je veel informatie over het internet moet versturen.

Informatie

De meeste internetproviders bieden ADSL en VDSL aan. Sommige hanteren een datalimiet, waarbij er niet onbeperkt gedownload mag worden.

Om de telefoonlijn voor ADSL te kunnen gebruiken is aan beide kanten van de verbinding een splitter nodig. Een splitter zorgt ervoor dat de lijn in twee banden wordt gesplitst: een voor de telefoongesprekken en een voor de internetverbinding.

71


Hoofdstuk 2

Dat netwerk van providers werd een Hybrid Fibre Coaxial (HFC)-netwerk genoemd vanwege de combinatie van glasvezel- en coaxkabels.

De splitter scheidt de laagfrequente signalen (spraak) van de hoogfrequente signalen.

Voor het totstandbrengen van de verbinding tussen de splitter en de computer is een ADSL- of VDSL-modem nodig.

BBX

Een splitter.

Informatie

In de ongeveer 1350 wijkcentrales BBX = BroadBand eXchange center van het Nederlandse telefoonnetwerk (de 'Central Offices' of Nummercentrales) zijn ook ADSL-modems aanwezig; voor elke ADSL-abonnee een eigen modem. De signalen die via deze modems in de wijkcentrales binnenkomen, worden gebundeld en via glasvezelkabels verzonden naar BBX'en.

Informatie

ADSL is een variant van de techniek DSL. DSL verdeelt de verschillende soorten dataverkeer in frequentiesegmenten: de frequenties op de koperdraad worden verdeeld tussen het telefoonverkeer en het internetverkeer. Het telefonie- en faxverkeer gebruikt de frequenties van 300 Hz tot 30 kHz. DSL maakt gebruik van de frequenties van 30 kHz tot 1 MHz (upstream van 30 KHz tot 138 KHz en downstream van 138 KHz tot 1 MHz). Het gebruikte protocol is ATM: Asynchronous Transfer Mode. VDSL2 (een verbeterde versie van VDSL) frequenties tot 30 MHz. Hierdoor is een mogelijk. Hier wordt gebruik gemakt van communicatie. Het gebruikte protocol is Modulation.

maakt gebruik van grotere data-overdracht zowel full duplex PTM: Pulse-Time

2.4.2 Kabel Ook via de kabel, waarover radio- en tv-programma's worden verstuurd, kan een verbinding met het internet worden opgebouwd. De kabelmaatschappij treedt dan op als internetprovider. Bij deze internetverbinding is een speciale modem nodig: een kabelmodem.

Afhankelijk van de maatschappij en de gebruikte kabelmodem kan de snelheid oplopen tot 10 Gbit/s.

2.4.3 Glasvezel

72


Glasvezel heeft een veel hogere capaciteit dan een ADSL of (coax)kabel. Glasvezelkabels worden sinds 1990 gebruikt in de eigen ondergrondse netwerken van providers, maar het laatste deel van de verbinding naar de huizen was lange tijd een Coax-kabel.

Op dit moment wordt gewerkt aan de uitrol van Fiber To The Home (FTTH), waarbij huishoudens een glasvezelverbinding tot in de meterkast krijgen. Steeds meer huishoudens in Nederland hebben zo'n glasvezelaansluiting, waardoor hoge overdrachtssnelheden bereikt kunnen worden voor internetverkeer, televisie en telefoon. De snelheid van de verbinding is theoretisch mogelijk tot 10 Gbit/s en er wordt voortdurend gewerkt aan verbetering van de techniek om deze snelheid verder te verhogen.

Artikel van gsgi d s: Auto matiserin es teert beter 'Glasvezel pr halfgeleider' met kern van

t kun je zien Op deze kaar derland al waar er in Ne : glasvezel ligt /g laskaart www.stratix.nl

2. 5 Protocollen 2.5.1 Wat zijn protocollen? In het dagelijks leven hebben we voortdurend met allerlei regels te maken, denk maar aan verkeersregels, regels voor belastingaftrek, spelregels bij een sport en de gedragsregels op school. Ook het dataverkeer is aan regels gebonden. Alleen als alle betrokkenen zich aan deze regels houden, is het mogelijk om een e-mailbericht naar een vriend(in) te sturen en zijn/haar reactie in leesbaar schrift terug te ontvangen. Juist omdat er zoveel verschillende merken computers, besturingssystemen en e-mailprogramma's zijn, hebben we afspraken over de structuur van de data nodig. Die afspraken zijn vastgelegd in een protocol.

ng van Over de werki ethernet: .nl/wat-iswww.ethernet ethernet

Deze regels omvatten onder meer een beschrijving van:

ff de manier waarop de toegang tot de (verstuurde of ontvangen) gegevensstroom is geregeld; ff welke route door een netwerk wordt gevolgd; ff de wijze waarop fouten tijdens het transport hersteld worden.

In een protocol staan dus de afspraken voor het uitvoeren van datacommunicatie beschreven. Een protocol hoef je niet zelf te kiezen. Dat is 'op een hoger niveau' gedaan door bijvoorbeeld de netwerkleverancier of de internetprovider.

73



Hoofdstuk 2

Hoofdstuk 2

2.5.2 Veelgebruikte protocollen

2.5.3 TCP en UDP, het belang van foutcontrole

Enkele veelgebruikte protocollen zijn:

ff TCP/IP TCP/IP staat voor Transmission Control Protocol/ Internet Protocol. Deze protocolset wordt op internet gebruikt. ff ethernet Dit protocol wordt gebruikt voor de verbinding tussen de computers in een netwerk. Het specificeert de toegang tot het medium.

Lees meer ov er de definiti e van een prot ocol op de si te van Techtarg et: http://searchn etworking. techtarget.com /definition/ protocol

ff HTTP HTTP staat voor HyperText Transfer Protocol. Het zorgt op het World Wide Web voor de overdracht van gegevens. Een variant van HTTP is HTTPS, waarbij de S voor 'secure' staat. Als je 'https' in de adresregel ziet staan, is er een beveiligde verbinding tot stand gebracht.

ff FTP FTP staat voor File Transfer Protocol. Het speelt een rol bij het up- en downloaden via internet.

Bij videoconferencing worden de audio- en videosignalen in een stroom van datapakketjes over het netwerk verstuurd. Elke deelnemer aan een videoconferentie gebruikt twee van deze datastromen: ff één om de signalen van de andere deelnemers te kunnen bekijken; ff één om zelf video en audio te kunnen versturen.

Bij een videoconferentie worden beeld en geluid van een spreker eerst sterk gecomprimeerd in de eigen computer. Dit comprimeren moet razendsnel gebeuren, anders treedt een hinderlijke vertraging in de verbinding op. De gecomprimeerde data wordt vervolgens verdeeld in kleine pakketjes, die onafhankelijk van elkaar via het netwerk naar de bestemming gaan.

In de computer van de ontvanger(s) van het signaal worden de pakketjes in de juiste volgorde gezet en gedecomprimeerd. Die stroom wordt vervolgens tijdelijk opgeslagen in een buffer die kleine vertragingen opvangt als die zich voordoen in het netwerk. Hierdoor kan het afspelen soepel verlopen. De datastroom wordt met een natuurlijke snelheid afgespeeld, zodat de ontvangers beeld en geluid van de spreker kunnen volgen.

Informatie

Bij de opsomming van de protocollen hebben we telkens een bekend toepassingsgebied aangegeven. In werkelijkheid wordt vaak van meerdere protocollen gebruik gemaakt. Zo kan een Windows-server zonder problemen FTP en TCP/IP 'hanteren'.

Mailprotocollen Ook bij het versturen of ontvangen van e-mail is er sprake van een protocol. De meest gangbare mailprotocollen zijn: ff SMTP: Simple Mail Transfer Protocol ff POP3: Post Office Protocol ff IMAP4: Internet Mail Access Protocol. SMTP dient voor het verzenden, POP en IMAP voor het ophalen (downloaden) van je e-mail, dan wel het bekijken van je e-mail op de mailserver zonder het te downloaden.

74

Bij datatransmissie tijdens een videoconferentie vervullen de netwerkprotocollen TCP en UDP ieder een eigen functie.

Op Hostnet.nl wordt het verschil tussen Imap en pop3 uitgeleg d.

Bij datatransmissie tijdens een videoconferentie vervullen de netwerkprotocollen TCP en User Datagram Protocol (UDP) ieder een eigen functie.

ff Voor 'gewone' internettoepassingen zoals het World Wide Web en e-mail wordt gebruik gemaakt van TCP. Dit zorgt voor een betrouwbaar transport van alle pakketjes over het internet. Als er onderweg een pakketje verloren gaat, wordt het net zolang opnieuw verzonden totdat het bestand heelhuids is overgekomen. Dit protocol is ook nodig voor het foutloos opzetten en onderhouden van de verbinding bij videoconferencing. ff UDP wordt hier gebruikt bij de doorgifte van de audio- en videobestanden. Daarbij worden alle pakketjes zo snel mogelijk verzonden, zonder dat steeds wordt gecontroleerd of alles wel is overgekomen. UDP is daardoor veel sneller dan TCP maar er kan dus wel eens een foutje doorglippen.

75


Hoofdstuk 2

2.6 Referentiemodellen voor netwerken

2.6.2 Het TCP/IP-model

2.6.1 Inleiding referentiemodellen

Verzending van gegevens is niet zo eenvoudig als het lijkt... Achter de schermen gebeurt er heel wat.

Voorbeeld Als Peter Jacobs in Nederland op zijn iPhone aan het chatten is met Simone DuMoulin in Frankrijk, die op een tablet werkt, lijkt het alsof de twee devices rechtstreeks met elkaar communiceren. De ingetikte tekst van Peter verschijnt in een fractie van een seconde op het scherm van Simone. Om dit voor elkaar te krijgen, waren er heel wat handelingen nodig. Zo moet de tekst van Peter in zijn iPhone zo bewerkt worden dat die uiteindelijk als 'enen' en 'nullen' verzonden wordt. Het hele proces, vanaf het intikken van de tekst tot het moment dat deze als een digitale gegevensstroom het device verlaat, wordt uitgevoerd in een aantal stappen (lagen). Elke laag heeft zijn eigen specifieke functie. Zo zal de laag op het hoogste niveau - dat is het programma waar Peter mee werkt - de tekst doorsturen naar een laag die de gegevens (zijn tekst) codeert. Uiteindelijk maakt de onderste laag de enen en nullen geschikt om te worden verzonden. Op de tablet van Simone gebeurt het omgekeerde. Hier worden de data zo gedecodeerd dat het programma waar Simone mee werkt de letters op het scherm kan weergeven.

OSI en TCP/IP Om onder meer dit hele proces in goede banen te leiden is het OSI-referentiemodel ontworpen. Dat is zo opgezet dat elke laag in de zendende computer bepaalde functies uitvoert voor de overeenkomstige laag in de ontvangende computer. In totaal kent OSI zeven lagen. Het internetverkeer is gebaseerd op het TCP/IP-model. Hierop gaan we hieronder verder in.

Fabrikanten gebruiken allemaal ditzelfde model bij het ontwerpen van hun netwerksystemen en software en daardoor kunnen computers (en telefoons en andere apparatuur) van verschillend fabricaat met elkaar samenwerken. We spreken dan van open systemen omdat in principe iedereen op deze manier kan communiceren.

76


Het OSI-model is een zogenoemd referentiemodel dat slechts bedoeld is als basis voor een werkelijk communicatiemodel. Het model waarvan het internet gebruik maakt, het TCP/IP-model, volgt in grote lijnen het theoretische OSI-model, maar wijkt enigszins af. Zo kent het TCP/IP-model maar vijf lagen (in plaats van zeven). TCP/IP is een zogeheten protocolstack: een verzameling netwerkprotocollen. Deze verzorgen vrijwel zonder uitzondering de netwerkcommunicatie tussen computers.

De lagen van het TCP/IP-model De vijf lagen van het TCP/IP-model bespreken we in de volgorde van boven naar beneden.

Er is op intern et veel te vinden ov er TCP/IP. Bijvoorbeeld op de site va n Cisco.

ff applicatielaag Wanneer je met bijvoorbeeld je webmail bezig bent werk je in de browser. Dat is een programma of applicatie, vandaar de naam applicatielaag. Als je een nieuwe e-mail hebt getypt, klik je op verzenden. Op dat moment gebeurt er van alles, waar je niets van merkt. Jouw bericht passeert nog vier lagen, voordat het als enen en nullen jouw device verlaat door bijvoorbeeld koperdraad of draadloos. Bij elke laag horen een aantal protocollen, die toegang geven aan services van onderliggende lagen. In het geval van een mailbericht in de browser, wordt gebruik gemaakt van het protocol HTTP (HyperTekst Terminal Protocol). Bij een andere applicatie hoort weer een ander protocol. Wanneer je je e-mail bijvoorbeeld in een e-mailprogramma als Outlook typt, wordt het protocol SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) gebruikt en wanneer je een webpagina aanpast en uploadt naar je website FTP (File Transfer Protocol). En zo zijn er nog meer voorbeelden te noemen. Een Gateway functioneert vanaf de applicatielaag.

ff transportlaag We volgen nog even je mailbericht van je webmail. Met behulp van het protocol HTTP wordt het bericht gereed gemaakt voor de transportlaag. In deze laag wordt gezorgd dat de gegevens in een datastroom kunnen worden verstuurd. Wanneer er data moeten worden verstuurd, moet de server klaar staan om een bericht te ontvangen. Er moeten afspraken zijn, wie wanneer iets stuurt en hoe. We noemen dit een verbinding opzetten. Ook vindt er controle plaats of de gegevens wel zijn aangekomen. Het protocol wat daarvoor gebruikt wordt is TCP (Transmission Control Protocol).

77


Hoofdstuk 2

ff internetlaag Er staat een stroom gegevens klaar van je mailbericht om te worden verstuurd. In de internetlaag worden de gegevens in pakketten verdeeld op basis van het IP (Internet Protocol) Deze pakketten heten IP-datagrammen. Een IP-datagram bevat onder andere informatie over het bronadres en het doeladres. Op basis hiervan kan de routering worden vastgesteld. Hieronder meer over zo’n IP-pakket. In deze laag functioneert een router.

ff datalinklaag of linklaag De gegevens van je mailbericht zitten afhankelijk van de omvang, in één of meer pakketten. In de datalinklaag wordt gezorgd dat deze pakketten naar de netwerkkaart worden gestuurd of naar een AccessPoint. Bekende standaarden zijn ethernet en WiFi. De netwerklaag bepaalt hoe data in pakketten wordt verdeeld en hoe een pakket over het netwerk wordt getransporteerd. Dit heeft onder andere te maken met de manier waarop de hardware de bits omzet in elektrische signalen om ze over het medium te transporteren. In deze laag wordt ook de topologie van een netwerk verwerkt. Er zijn standaarden voor een bus-netwerk en een token-ring netwerk. In deze laag functioneert een switch. In sommige netwerken wordt ook nog een bridge gebruikt. ff fysieke laag Nu moeten de bits van je mailbericht daadwerkelijk over een afstand worden verstuurd. In de fysieke laag vindt het eigenlijke datatransport plaats: het verzenden van de enen en nullen van het ene naar het andere device. Dat kan draadloos, via een UTP-kabel of via een glasvezel. In deze laag functioneert een repeater. Nu is je bericht op weg naar de bestemming. Daar komt het binnen op de fysieke laag en gaat zo verder omhoog tot het in de applicatielaag op het scherm van de persoon waarvoor het bericht bestemd was. En dat allemaal in een fractie van een seconde!

Online CRC-b erekening: www.lam mertb ies.nl

De werking van CRC komt in het kort hierop neer. Een te verzenden reeks bits wordt opgevat als één groot getal. Op dit getal wordt een soort deling uitgevoerd door een van tevoren afgesproken ander getal. De rest van deze deling wordt meegezonden. Aan de andere kant wordt de ontvangen reeks bits weer gedeeld en de restwaarde wordt vergeleken met de overgezonden restwaarde. Beide restwaarden moeten overeenstemmen. Als de berekende rest niet gelijk is aan de meegezonden rest, is er bij de communicatie iets misgegaan en wordt bijvoorbeeld gevraagd om het bericht opnieuw te verzenden.

78

Informatie De operatie die uitgevoerd wordt met CRC is geen gewone deling, maar een deling van polynomen. Deze operatie is geschikter om bepaalde veelvoorkomende soorten fouten in de verzending te signaleren.

2.8 Schakeltechnieken Een verbinding tussen twee (of meer) stations kan volgens verschillende routingsprincipes plaatsvinden.

2.8.1 Circuit-switching

Bij een klassiek telefoonnetwerk wordt de verbinding tussen gebruikers en/of stations opgezet door middel van de opbouw van een 'eigen' verbinding. Tussen de zender en ontvanger wordt een circuit tot stand gebracht. Dat betekent dat tijdelijk een end-to-end verbinding wordt aangebracht, die exclusief voor dit contact in gebruik is - of er nu gesproken wordt of niet. Niemand of niets anders 'gebruikt' de verbinding, en hij blijft bestaan totdat de communicatie wordt beëindigd.

Meer over circ uitsw itching is te vinden op HowStuffWorks .com: co mputer.how stuffworks. co m/ip-teleph ony2.htm

Informatie

circuit = een doorlopende elektrische verbinding

2.7 Foutcontrole Bij het transport van al die nullen en enen kan gemakkelijk iets misgaan. Een controle op fouten moet dan ook voortdurend plaatsvinden. Een veelgebruikte methode voor foutdetectie is die van de Cyclic Redundantie Check, afgekort tot de CRC.


Het telefoonnet is een circuit-switched netwerk. Dit heeft als voordeel dat de 'Quality of Service' gegarandeerd is: het signaal komt (bijna) altijd goed verstaanbaar bij de ontvanger aan en er is de hele tijd een gegarandeerde bandbreedte.

Informatie

circuit-switched = circuitgeschakeld

Bij circuitschakeling is er sprake van een één-op-één verbinding.

79



ff flow control: het sturen van de datastroom (wanneer mag een nieuw pakket worden verzonden, hoe wordt de verbinding opgebouwd enzovoort);

Circuit-switching is een oudere, maar zeer betrouwbare techniek. Wel beperkt deze techniek het aantal gebruikers van het netwerk sterk.

ff routering: waar moet een pakket naartoe gestuurd worden als het station niet rechtstreeks bereikt kan worden, waar moeten pakketten heen gestuurd worden waarvan niet bekend is waar het bestemmingsstation is?

Een circuit-geschakelde verbinding functioneert op fysiek niveau: de verbinding komt tot stand op de fysieke laag.

Betrof circuit-switching afspraken op alleen de onderste laag van het TCP/IP model, packet-switching omvat de onderste drie lagen.

2.8.2 Packet-switching Een verbinding tussen twee (of meer) stations kan volgens verschillende routeringsprincipes plaatsvinden. Packet-switching is een voorbeeld van zo'n principe.

Deze techniek zien we bij internet. Data - of het nu spraak, tekst, beeld of muziek betreft - wordt in pakketjes (blokken) opgesplitst. Van elk pakket is dankzij het afzenderadres bekend waar het vandaan komt, en dankzij het bestemmingsadres waar het naartoe moet. Daarnaast heeft elk pakket een volgordenummer dat de juiste plaats van het pakket in de datastroom aangeeft.

Meer over pa cket-sw itchin g in een LAN sw itch is te vinden op Ho wStuffWorks. co m: http://compute r. howstuffworks .com/lansw itch8.htm

Ieder pakket kan in principe afzonderlijk via een eigen route door het netwerk worden getransporteerd naar het bestemmingsadres. Op de knooppunten van het netwerk bepalen routers voor elk pakket welke route het het beste kan nemen.

Fysiek wordt er dus geen verbinding tussen twee gebruikers gelegd, er is nooit een 'eigen' stroomkring die beide stations met elkaar verbindt. Op logisch niveau is er wel sprake van een verbinding. De netwerkprogrammatuur 'onthoudt' dat er een bepaalde verbinding is. Als er even geen verkeer plaatsvindt, kunnen er wel pakketjes van andere gebruikers over hetzelfde kanaal verzonden worden.

Informatie

Men heeft lange tijd gedacht dat pakketgeschakelde netwerken niet die 'Quality of Service' konden bieden die nodig is voor de overdracht van spraak. Toch wordt spraak bij IP-telefonie ingepakt in IP-pakketjes en via een pakketgeschakeld netwerk zoals het internet, getransporteerd.

Aandachtspunten Bij packet-switching moeten in het netwerk voorzieningen getroffen worden voor:

ff foutdetectie: het opmerken van niet goed overgekomen data en controle op correcte ontvangst van de verstuurde data;

80

2.9 IP nader bekeken 2.9.1 IP-adres Elke netwerkkaart - en daarmee elke computer, smartphone, tablet, netwerkprinter en ander netwerkapparaat - heeft binnen het TCP/IP-model een nummer op basis waarvan hij in een netwerk geïdentificeerd kan worden. Dit is het IP-adres. Zo'n adres is nodig om de afzender en geadresseerde van een pakket te definiëren. Er zijn twee soorten IPadressen.

IPv4 Een IPv4-adres bestaat uit vier getallen, die gescheiden worden door een punt. Elk groepje omvat acht bits. Het IPv4-adres is dus 32-bits lang.

Voorbeeld

Voorbeelden van IP-adressen zijn: 213.10.128.48 en 192.168.56.2.

De getallen kunnen uit 1, 2 of 3 cijfers bestaan en kunnen de waarde 0 tot en met 255 hebben. Iedere internetprovider heeft een grote 'pool' met adressen waaruit ze IP-adressen kunnen toewijzen. Dat toewijzen kan dynamisch, wat betekent dat je netwerk op het moment dat het verbinding met het internet maakt een IP-adres krijgt dat beschikbaar is. Je kunt ook een vast (ook wel statisch) IP-adres hebben, dat door de provider is toegewezen. Een vast IP-adres vanuit je provider kan handig zijn als je thuis een webserver hebt.

Private range Binnen een LAN wordt veel gebruik gemaakt van zogeheten private ranges. Private ranges zijn reeksen IPv4-adressen die niet op het internet worden gerouteerd (vastgelegd in RFC1918). Binnen een LAN hebben alle apparaten een uniek adres binnen een private range. Doordat de adressen niet op internet worden gerouteerd is het geen probleem als twee apparaten in verschillende LAN's hetzelfde nummer hebben.

81



De volgende reeksen IPv4-adressen zijn private ranges: ff 10.0.0.0 tot 10.255.255.255 ff 172.16.0.0 tot 172.31.255.255 ff 192.168.0.0 tot 192.168.255.255

Alle andere IPv4-adressen zijn public en worden wel op het internet gerouteerd.

De router heeft zelf standaard een vast IP-adres binnen een van de private ranges, dat vaak te vinden is op een sticker op de router. Een router kan bijvoorbeeld IP-adres 192.168.1.1 hebben. De eerste 3 getallen van het IPv4-adres vormen het netwerk-id, het laatste getal is het host-id. Alle andere apparaten in je netwerk moeten dan hetzelfde netwerk-id krijgen, met een ander host-id.

DHCP DHCP wordt gebruikt voor het dynamisch toewijzen van IPadressen binnen een LAN. Routers voor thuisgebruik bevatten meestal een DHCP-server die standaard ingeschakeld is, bedrijven en scholen hebben vaak een losse DHCP-server.

Informatie

DHCP = Dynamic Host Configuration Protocol

Je kunt zelf een DHCP-range kiezen, dat is een reeks private IPv4-adressen. Alle apparaten die verbinding willen maken met het LAN krijgen dan een beschikbaar IPadres toegewezen uit die range. Het aantal IP-adressen in je DHCP-range bepaalt hoeveel apparaten tegelijk met je netwerk verbonden kunnen zijn. Als je router IP-adres 192.168.1.1 heeft, is een handige DHCP-range bijvoorbeeld 192.168.1.5 tot 192.168.1.25. Met dit voorbeeld kunnen 20 apparaten tegelijk een IPadres krijgen.

Je kunt er ook voor kiezen om bepaalde apparaten binnen je LAN een vast IP-adres te geven uit de private range, dat kan handig zijn voor printers en servers. Je moet dan voor dat apparaat een IP-adres instellen buiten de DHCP-range, in ons voorbeeld bijvoorbeeld 192.168.30.

IPv6 IPv6 is uitgevonden omdat het benodigde aantal verschillende IP-adressen zo groot werd dat er niet genoeg IPv4-adressen waren. Er zijn maar liefst 3,4 x 10³⁸ IPv6-adressen. Met IPv6 zijn er dus voor iedere aardbewoner ongeveer 50 quadriljard adressen. Vanaf 2015 is de uitrol van IPv6-adressen door internetproviders flink toegenomen.

Voorbeeld 2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344 kan dus ook worden geschreven als 2001:0db8:85a3:0:1319:8a2e:0370:7344 of als 2001:0db8:85a3::1319:8a2e:0370:7344

De meeste devices en de meeste programma's zijn klaar voor IPv6. IPv4 en IPv6 zijn niet compatible, dus je moet echt overstappen. Je krijgt van je internetprovider een reeks IPv6-adressen toegewezen. Ieder apparaat binnen je LAN moet een IPv6-adres hebben binnen die reeks. Een merkbaar verschil is dat IPv6 geen private ranges heeft en dat ook de apparaten in een privénetwerk een uniek adres moeten krijgen.

2.9.2 IP-datagram Het IP garandeert zelf geen foutloze aflevering. Als we een betrouwbare verbinding willen hebben, dan zal een ander bovenliggend protocol (zoals TCP) dus moeten controleren of alles correct is verlopen. De datagrammen die tussen twee computers worden uitgewisseld, kunnen verschillende routes nemen. De gebruiker merkt niets van interne netwerkproblemen zolang er nog ten minste één begaanbare route overblijft. Het betreft dus een packet-switched netwerk.

www.war riorso fthe.net Op deze site vind je een filmpje dat la at zien welke reis een IP-p akket maakt . Meer over pa kketten op HowStuffWorks .com vind je do or te zo eken op 'question525'.

Informatie

Datagram = pakketje met data

De beschrijving van een IP-datagram geeft een indruk van de functies en mogelijkheden van het protocol. In het IP-datagram noemen we alles wat vooraf gaat aan de daadwerkelijke data de header. Het datagram verschilt iets voor iedere IP versie. Hieronder volgt een korte toelichting op de gegevens in de header van een IPv4- en IPv6-datagram.

Een IPv6 adres is 128 bits lang en bestaat uit 8 groepen van 4 hexadecimale cijfers (0 t/m 9 en a t/m f) gescheiden door een dubbele punt (:). Er mag één keer in een IPv6adres twee keer achter elkaar een dubbele punt (::) voorkomen, dat staat dan voor een reeks van alleen maar nullen.

82

83



Beschrijving IPv4-datagram Version Identification Time to Live

IHL

Protocol

De structuur van een IPv4-datagram.

Type of Service

ff Protocol: 8 bits Hier zie je welk (bovenliggend) protocol aan IP de opdracht heeft gegeven dit datagram te verzenden. Protocollen als TCP hebben een eigen nummer, maar ad hoc protocollen kunnen een eigen nummer kiezen dat vervolgens wel aan beide kanten van de verbinding bekend moet zijn. De ontvangende kant kan aan de hand van dit nummer ook bepalen waar het pakket aan moet worden doorgegeven.

Total Lenght Flags Fragment offset Header Checksum

Source IP address Destination IP address Options Data

ff Header Checksum: 16 bits Bij het zenden wordt hier een controleberekening uitgevoerd. Als het pakket wordt ontvangen, wordt deze optelling opnieuw gemaakt. Is er een verschil, dan wordt het pakket weggegooid en volgt er géén foutmelding. Dat wordt aan hogere protocollen (TCP) overgelaten. Dit moet natuurlijk bij iedere router gebeuren. Immers de TTL verandert, dus de header, dus de checksum van de header.

De header van een IPv4-datagram bestaat uit:

ff Source IP address: 32 bits en destination IP address: 32 bits Hier wordt aangegeven waar het pakket vandaan komt, respectievelijk waar het heen moet.

ff Version: 4 bits Dit gegeven beschrijft om welke IP-versie het gaat. Voor IPv4 staat er de constante 4 (0100 in bits).

ff Options (als ze er zijn) Dit veld wordt niet veel gebruikt. Als er opties zijn, moet er wel voor gezorgd worden dat het aantal bits een veelvoud van 32 bedraagt. Voorbeelden van bestaande opties zijn: yyopgeven van een vaste route (uit beveiligingsoogpunt); yy'timestamping': elk tussenliggend knooppunt voegt het tijdstip van passeren toe. Er zijn een paar utilities die hiervan gebruik maken.

ff IHL: 4 bits Hier gaat het om de lengte van de header. Dit is het aantal keer 32 bits dat de header lang is. Normaal is dit 5. De lengte van de header kan variëren omdat het Options-veld kan variëren. Daarom wordt de headerlengte opgegeven. ff Type of Service (ToS): 8 bits Hier worden de gewenste betrouwbaarheid, prioriteit en dergelijke gespecificeerd.

ff Total length: 16 bits Totale lengte van het IP-pakket in bytes. Gecombineerd met IHL kunnen we nu berekenen waar de data begint. Bij 16 bits is het maximale IP-pakket dus 65.535 bytes lang. Als een pakket gestuurd wordt naar een netwerk dat de lengte ervan niet aankan, wordt het pakket in kleinere pakketjes opgesplitst (gefragmenteerd). Flags en Fragment offset worden dan onder meer gebruikt om later het oorspronkelijke pakket weer op te kunnen bouwen. ff Identification: 16 bits Dit identificeert een datagram. Deze wordt normaal gesproken steeds met 1 opgehoogd.

ff Flags: 3 bits Deze worden gebruikt als het gefragmenteerde pakket over een netwerk wordt verzonden met een kleinere MTU. MTU is een afkorting van Maximum Transfer Unit: de maximale grootte die een frame kan hebben op een bepaald netwerk. ff Fragment offset: 13 bits Ook dit wordt gebruikt bij fragmenteren.

ff Time To Live (TTL): 8 bits Dit is de bovengrens van het aantal routers dat dit pakket mag passeren; dit om te voorkomen dat een foutief geadresseerd pakket oneindig tussen routers op en neer gestuurd wordt (vaak wordt hier 32 of 64 in gezet).

84

Een IPv4 header is zonder het gebruik van het 'Options'-veld 120 bits lang. Na deze velden volgen de gegevens die het datagram bevat.

NAT Als een pakketje op je netwerk binnenkomt, moet het Destination IP Address in de header vertaald worden. De voorziening die daarvoor zorgt heet NAT en bevindt zich in routers. Het vertaalt je public IPv4-adres in een private IPv4-adres, zodat het pakketje op de goede computer aankomt. Als je een pakketje verstuurt, wordt je private IPv4adres omgezet in het public IPv4-adres. Informatie Dit zorgt er ook voor dat je interne netwerkadres verborgen blijft voor NAT = Network Address Translator apparaten buiten je LAN.

Portforwarding Portforwarding zorgt ervoor dat alle datapakketjes die op een bepaalde poort binnen komen doorgestuurd worden naar een apparaat. Zo kunnen externe computers verbonden worden met een bepaalde computer of service binnen een LAN. Veelal zijn bepaalde services gekoppeld aan een specifieke poort; zo kun je een openbare HTTP webserver draaien op poort 80 en FTP-toegang toestaan op poort 21.

Als je bijvoorbeeld een webserver op een pc hebt staan, moet je in de router aangeven dat je hierover beschikt, om ervoor te zorgen dat gebruikers die niet verbonden zijn met jouw netwerk toch de webserver kunnen benaderen. Dit kan door al het internetverkeer

85


waarbij webpagina's opgevraagd worden (lees: poort 80) door te sluizen naar de pc met de webserver (portforwarding).

Voor iedere poort waarvoor je portforwarding wilt gebruiken moet je aangeven dat die poort internetverkeer mag doorlaten. Dat kun je doen door in de firewall instellingen van je router voor die poorten portblocking uit te zetten. Daarmee wordt het mogelijk in je eigen thuisnetwerk een webserver te hosten, die via het internet te bereiken is. Als je portforwarding gebruikt is het slim om op de apparaten waar verkeer van bepaalde poorten naartoe gesluisd wordt handmatig een vast IP-adres in te stellen dat niet binnen de DHCP-range valt. Voor IPv6 is NAT en portforwarding overbodig geworden, omdat er geen private IPv6adressen bestaan.

Beschrijving IPv6-datagram


ff Next Header: 8 bits Geeft het type header dat volgt na de IPv6 header. De meest voorkomende Next Header-types zijn TCP en UDP aangegeven met respectievelijk hexadecimale waarde 06 en 11.

ff Hop Limit: 8 bits Is een vervanger voor het 'Time To Live'-veld uit de IPv4 header. Het geeft de bovengrens van het aantal routers dat dit pakket mag passeren. De waarde wordt bij iedere volgende router met één verlaagd. Het pakket wordt weggegooid als de waarde 0 is. ff Source Address: 128 bits en Destination Address: 128 bits Hier wordt aangegeven waar het pakket vandaan komt, respectievelijk waar het heen moet.

2.9.3 DNS IP-adressen zijn onmisbaar bij al het internetverkeer. Toch zie je als gebruiker zelden een IP-adres. Wat je wel ziet en soms ook intypt, zijn internet-adressen, zoals www.instructonline.nl en www.youtube.com. Dit zijn namen die voor mensen hanteerbaar zijn, maar ze moeten vertaald worden naar getallen, de IP-adressen die in werkelijkheid gebruikt worden. Dit gebeurt door DNS servers.

Informatie

DNS = Domain Name System

De structuur van een IPv6-datagram.

De header van een IPv6-datagram bestaat uit 320 bits en is bevat deze onderdelen:

ff Version: 4 bits Dit gegeven beschrijft om welke IP-versie het gaat. Voor IPv6 staat er de constante 6 (0110 in bits). ff Traffic Class: 8 bits Dit veld geeft de prioriteit en de klasse van het datapakketje aan en is vergelijkbaar met het 'Type of Service'-veld in IPv4. ff Flow Label: 20 bits Dit veld wordt gebruikt om aan te geven dat een pakket bij een bepaalde reeks pakketjes hoort. Pakketjes met hetzelfde Flow Label waarde (niet 0) zullen door routers en switches op hetzelfde pad gehouden worden zodat ze in hun originele volgorde blijven.

Steeds wanneer een programma, zoals een browser, een naam moet vertalen in een IPadres, wordt hiertoe een verzoek naar een DNS-server (of nameserver) in het netwerk verzonden. Deze server zorgt ervoor dat het bijbehorende IP-adres wordt teruggestuurd naar de aanvragende computer. Als de DNS-server het adres zelf niet kent, wordt een andere DNS-server geraadpleegd, net zolang tot het adres opgespoord is. Geen enkele DNS-server kent alle IP-adressen. Op het internet heeft elke website een uniek IP-adres. Je kunt met een browser naar een IP-adres surfen, zoals je ook naar een domeinnaam zoals Google.nl of Instruct.nl surft.

Informatie

In Windows kun je het IP-adres van een website gemakkelijk vinden door een ping uit te voeren op een bepaalde domeinnaam. Ga naar de opdrachtprompt (CMD) en typ bijvoorbeeld ping www.nu.nl.

ff Payload Length: 16 bits Bevat de lengte van het dataveld.

86

87



Hoofdstuk 2

Hoofdstuk 2

2.10 Functies met betrekking tot netwerken

2.11 Vragen en opdrachten

Bij het beheren van computersystemen, en in het bijzonder netwerken, kunnen we verschillende taken onderscheiden. Deze taken zijn toegewezen aan bepaalde functies. Bij kleine bedrijven zijn deze functies vaak verenigd in één persoon, bij grote bedrijven zie je meestal een team van beheerders.

Systeembeheerder De systeembeheerder zorgt voor de bestanden op de server, de printers, systeemprogramma's enzovoort. De beveiliging van de server is een belangrijk onderdeel van dit werk. Immers, onbevoegden mogen geen toegang tot gegevens op de server hebben!

Vacatures in de ICT: www.ictvacatur es.nl

www.it-vacatu

res-online.nl/ ict-vacatures

De systeembeheerder zorgt ervoor dat er gebruikersnamen worden aangemaakt op het netwerk en dat gebruikers in een groep worden geplaatst. Aan zo'n groep kent hij of zij bepaalde rechten toe. Systeembeheerders zijn ook verantwoordelijk voor een goede back-up.

Applicatiebeheerder De applicatiebeheerder is verantwoordelijk voor het installeren van gebruikersapplicaties. De gebruikers moeten normaal hun werk kunnen doen.

Netwerkbeheerder De netwerkbeheerder verzorgt de implementatie en het beheer van alle faciliteiten in het netwerk. Daaronder vallen netwerkkaarten, bekabeling, bridges, routers enzovoort. De netwerkbeheerder houdt ook de performance van het netwerk in de gaten, die onder andere samenhangt met het aantal devices dat gebruik moet maken van een server.

2.11.1 Open vragen 1. Wat is het verschil tussen een LAN en een WAN?

2. Geef bij de onderstaande beschrijvingen aan welke laag van het DCP/IP-referentiemodel bedoeld wordt. a. Deze laag is verantwoordelijk voor het verzenden van de enen en nullen van de ene naar de andere computer. b. In deze laag wordt de verbinding opgezet. c. Deze laag werkt samen met de computerprogramma's op je device. d. In deze laag worden onder meer de netwerkadressen toegevoegd aan de datapakketten die in de laag erboven voor verzending zijn klaargezet. 3. Leg in eigen woorden uit wat een firewall is en wat hij doet.

4. Wat is in jouw ogen veiliger: een fysieke of een logische beveiliging of anders? Licht je antwoord toe en maak onderscheid tussen verschillende situaties. 5. Noem de vijf lagen van het TCP/IP-model.

6. Geef aan welk onderdeel het meest geschikt is in de volgende situaties. Je hebt daarbij de keuze uit: switch , repeater, gateway en router. a. Binnen een bedrijfsnetwerk kunnen twee delen van het netwerk niet goed met elkaar communiceren. Soms werkt het wel, maar er zijn veel storingen. Men vermoedt dat de fysieke afstand, en daarmee de lengte van de kabel, tussen de twee delen te groot is. b. In een groot bedrijf heeft de afdeling 'Onderzoek en ontwikkeling' een eigen netwerk. De reden daarvan is dat men vaak werkt met heel gevoelige informatie, die niet mag uitlekken, ook niet naar medewerkers buiten de afdeling. Toch wil men dit netwerk op het grote netwerk van het bedrijf aansluiten om van algemene functies gebruik te maken. c. Men wil een verbinding maken tussen het bedrijfsnetwerk en het internet. d. Een afdeling beschikt nog over een busnetwerk met coax-kabels. Een andere afdeling gebruikt een ringnetwerk met UTP-bekabeling. In een nieuwe afdeling wordt een sternetwerk met UTP aangelegd. Men wil deze netwerken aan elkaar koppelen. 7. In een groot bedrijf zijn een applicatiebeheerder, een systeembeheerder en een netwerkbeheerder werkzaam. Geef bij elk van de onderstaande problemen aan naar welke persoon je het beste kunt gaan voor een oplossing. a. Je harde schijf is kapot. b. Je hebt een programma nodig om afbeeldingen te bewerken. Je weet niet welk programma het meest geschikt is en of dat op het systeem aanwezig is. c. Je systeem werkt wel, maar je krijgt geen toegang tot het netwerk. d. Het bedrijfsnetwerk heeft een verbinding met het internet, maar op jouw systeem is het niet mogelijk om internetpagina's te openen. Er is wel een browser geïnstalleerd en gegevens van het intranet kunnen wel opgevraagd worden.

88

89



e. Als je een tijdje met de computer werkt krijg je last van je polsen. Je wilt een ergonomisch toetsenbord. f. De computer waaraan je werkt is door een virus geïnfecteerd.

8. a. Wat zijn de voordelen van een maasnetwerk ten opzichte van een sternetwerk? b. Wat zijn de nadelen van een maasnetwerk ten opzichte van een sternetwerk?

22. a. Wat betekent de afkorting ADSL? b. Geef aan waarin ADSL verschilt van SDSL. c. Wat is de functie van een splitter bij een ADSL-verbinding? 23. Geef vier voorbeelden van protocollen uit het dagelijks leven.

9. a. Leg in je eigen woorden uit wat het client-servermodel is. b. Leg in je eigen woorden uit hoe een peer-to-peer-netwerk werkt.

24. a. Wat is de functie van een IP-adres? b. Hoe komt het dat een computergebruiker normaal gesproken geen IP-adressen te zien krijgt?

11. De glasvezelkabel zelf is goedkoop. Waarom is een netwerk met glasvezel toch relatief duur?

26. a. Welke twee zaken heb je in elk geval nodig voor een draadloos netwerk? b. Geef een voorbeeld van een standaard voor draadloze communicatie.

10. Wat is het verschil tussen UTP en STP?

12. Bij draadloze communicatie kan gebruik worden gemaakt van meerdere technieken. a. Noem drie van deze technieken. b. Geef een beschrijving van elke techniek. 13. De protocollen SMTP, POP3 en IMAP4 worden alle drie voor eenzelfde toepassing gebruikt. Welke toepassing wordt bedoeld en wat zijn de verschillen?

14. Bij videoconferencing en door beveiligingscamera's wordt zowel het protocol TCP, als het protocol UDP gebruikt. a. Voor welk deel van de uitwisseling wordt TCP gebruikt en waarom? b. Voor welk deel wordt UDP gebruikt en waarom?

25. Is er in elk computernetwerk een gateway aanwezig? Licht je antwoord toe.

27. Noem het belangrijkste verschil tussen een internetverbinding via ADSL en een internetverbinding via een kabelmodem. 28. Geef een schematische weergave van een IPv6-datagram.

29. Een netwerk staat bloot aan verschillende bedreigingen. Noem er vier en leg uit wat die bedreiging inhoudt. Leg ook uit hoe bescherming plaatsvindt. 30. Waardoor is de Quality of Service bij een circuitgeschakeld netwerk groter dan bij een pakketgeschakeld netwerk?

15. Welke overwegingen bij de protocolkeuze kun je maken als je het verschil bekijkt tussen het online bekijken van een video en het downloaden van een video?

16. Wat zijn de voordelen en de nadelen van packet-switching ten opzichte van circuitswitching? 17. Waarvoor dient een DNS?

18. a. Wat is het verschil tussen distributed processing en central processing? b. Noem een voorbeeld van distributed processing. c. Noem een voorbeeld van central processing. d. Noem een voorbeeld waarbij zowel distributed als central processing wordt gebruikt. 19. Noem de vier belangrijkste netwerktopologieën en geef van elke topologie de belangrijkste kenmerken. 20. a. Wat zijn de twee meest gebruikte typen kabels bij datacommunicatie? b. Geef van elk type een korte beschrijving.

21. a. Waarom heb je, als je bij datacommunicatie gebruik maakt van het telefoonnet, een modem nodig? b. Met welke termen worden de twee processen die een modem verzorgt, aangeduid?

90

91


2.11.2 Meerkeuzevragen 1. Wat wordt bedoeld met een protocolstack? a. de lagen van het TCP/IP-model b. een verzameling netwerkprotocollen c. een fout in de verzending van data doordat het protocol niet correct werkt d. een manier van foutcontrole die wordt uitgevoerd door het protocol TCP

2. Wat verstaan we onder authenticatie? a. controleren of iemand bepaalde bestanden mag openen b. controleren of iemand is wie hij zegt te zijn c. controleren of iemand lid is van de groep waarin de systeembeheerder hem heeft ondergebracht d. controleren of iemand zijn inlognaam en wachtwoord correct invoert 3. Bij welk type kabel hoort een RJ-45-connector? a. twisted-pair b. coax c. glasvezel d. FTP

4. Welke functie heeft het protocol DHCP? a. Het speelt een rol bij de verzending van e-mail. b. Het speelt een rol bij de foutcontrole van netwerkverkeer. c. Het speelt een rol bij het dynamisch toewijzen van IP-adressen. d. Het verzorgt bij ADSL het datatransport van de nummercentrale naar de ISP. 5. Met Bluetooth is draadloze communicatie mogelijk. Waarvan maakt Bluetooth gebruik? a. infraroodsignalen b. radiogolven c. microgolven d. WiFi 6. Bij welk type kabel hoort een BNC-connector? a. twisted-pair b. coax c. glasvezel d. UTP

7. Hoe noemen we het centrale punt in een WLAN? a. netwerkadapter b. NIC c. access point d. modem


9. Wat is een veelgebruikte methode voor foutdetectie bij datacommunicatie? a. circuit-switching b. SMTP c. packet-switching d. CRC 10. MTU is: a. de maximale grootte van een pakket in bytes b. het maximale aantal routers in een netwerk c. een protocol d. de maximale lengte van de header

2.11.3 Korte opdrachten 1. Als je wilt internetbankieren via ABN AMRO, moet je inloggen door je rekeningnummer en je pasnummer op te geven. Je pasje moet je bij deze handelingen in een speciaal apparaatje stoppen. Bij het uitvoeren van een transactie moet je eerst een nummer intikken dat op het scherm getoond wordt en daarna een nummer dat verschijnt op het display van de paslezer. a. Is hier sprake van logische of fysieke beveiliging? b. Acht je de kans groot dat een hacker geld van jouw bankrekening kan overmaken naar zijn eigen rekening? Motiveer je antwoord. c. Acht je de kans groot dat iemand die zonder jouw goedvinden achter je device plaatsneemt geld van jouw bankrekening kan overmaken naar zijn eigen rekening? Motiveer je antwoord. d. Lijkt het je belangrijk dat al deze gegevens via een veilige verbinding verzonden worden? Hoe kun je zien of het om een veilige verbinding gaat?

2. a. Wanneer noemen we een internetaansluiting een 'breedbandaansluiting'? b. Zoek op hoeveel procent van de Nederlandse bevolking over een breedbandaansluiting beschikt. Probeer getallen van het laatste halfjaar te vinden. Maak daarbij zo mogelijk onderscheid in de gebruikte techniek, zoals glasvezel, ADSL en kabel. c. Probeer de getallen voor je eigen woonplaats te achterhalen. Als je die niet te pakken kunt krijgen (probeer het ook buiten internet om) zoek dan eens naar een verklaring daarvoor. d. Welke toepassingen zorgden tot nog toe vooral voor de vraag naar breedband? e. En welke nieuwe diensten zullen naar verwachting de vraag naar breedband nog verder stimuleren? 3. Zoek uit hoe je op jouw besturingssysteem een draadloos netwerk zo beveiligt dat onbevoegden er geen gebruik van kunnen maken. Beschrijf je bevindingen in een kort verslag.

8. Wat is een belangrijk voordeel van een pakketgeschakeld netwerk? a. Er is sprake van een gelijkmatige belasting van het netwerk. b. De betrouwbaarheid is hoog. c. Er treedt nauwelijks vertraging in de verzending op. d. Het is bij uitstek geschikt voor spraak.

92

93



4. Een e-mailbericht is zo verstuurd. Maar zonder dat je het in de gaten hebt, maakt je e-mailtje een hele reis voordat het belandt bij de geadresseerde. Bovendien zit in je e-mail ook allerlei verborgen informatie. Deze opdracht voer je samen uit. a. Stuur elkaar een e-mail met een attachment. b. Bekijk de gegevens die in de kop van het e-mailbericht te vinden zijn. Je kunt dat doen door in Outlook een bericht te openen en de eigenschappen van het bestand te bekijken. Je ziet de header of kop onderaan.

Informatie

Header zichtbaar maken in Outlook 2016: Open het bericht en selecteer op het tabblad bestand 'Eigenschappen'. In het vak internetheaders worden kopgegevens weergegeven.

d. Van welke bekabeling is in deze topologieën waarschijnlijk gebruik gemaakt? Motiveer je antwoord. e. Zal er in een schema (of in beide schema's) een firewall opgenomen zijn? Zo ja, waar? Zo nee, kan deze alsnog toegevoegd worden, en eventueel waar?

6. IPv4 heeft als belangrijk nadeel dat het aantal mogelijke adressen is beperkt tot maximaal 4.294.967.296. Daarom is er een vervanger voor IPv4. a. Wat is de naam van deze vervanger? b. Waarin verschilt die nieuwe versie van IPv4 (afgezien van het feit dat er veel meer adressen mogelijk zijn)? c. Geef een voorbeeld van de notatie van een IP-adres in de nieuwe versie.

Beantwoord de volgende vragen: 1. Hoe komt het dat er meerdere e-mailservers in de header staan? 2. Op welke plaatsen zijn in principe sporen van jouw e-mailbericht te vinden? 3. E-mail wordt meestal gescand. Kun je daarvan iets terugvinden in de header? 4. Waarvandaan is het e-mailbericht verstuurd? Kun je bij het bericht de naam van de device achterhalen of is het met webmail verzonden? 5. Welk IP-adres wordt er als afzender vermeld? 6. Zoek uit hoe je achter je eigen IP-adres kunt komen. Wat is jouw IP-adres? 7. Op welke wijze wordt de attachment aangegeven?

5. (a)

(b)

94

Hierboven zie je enkele schema's die betrekking hebben op netwerken. Beantwoord met behulp van deze afbeeldingen de volgende vragen. a. Geef aan welke componenten op de plaats van de vraagtekens bij A, B, C, D en E geplaatst moeten worden, wil het netwerk kunnen functioneren. Motiveer je antwoord. b. Geef ook aan op welke lagen van het TCP/IP-model de genoemde componenten werkzaam zijn. c. In schema (b) zie je twee verschillende netwerktopologieën. Welke?

95


2.12 Samenvatting ff Een netwerk met een klein bereik wordt een lokaal netwerk genoemd (Local Area Network, afgekort LAN). Het gaat in het algemeen om een verbinding van diverse werkstations met een zwaar computersysteem, de server. Een WAN (Wide Area Network) strekt zich uit over grotere gebieden.

ff Bij netwerken is vaak sprake van distributed processing: het programma draait op de microprocessor (CPU) van de device, niet op die van de server. Bij een minicomputer of een mainframe vindt de verwerking plaats door de daar aanwezige CPU; dit heet central processing. ff Enkele voordelen van een netwerk: yyGebruikers hebben minder kosten bij de aanschaf van hardware en software. yyGebruikers hebben gelijktijdig toegang tot gemeenschappelijke gegevens. yyGebruikers kunnen hulpbronnen gemeenschappelijk gebruiken, wat een enorme kostenbesparing oplevert. yyGebruikers kunnen onderling gemakkelijk gegevens uitwisselen. ff Met de netwerktopologie wordt de wijze bedoeld waarop de computers onderling verbonden zijn. De belangrijkste topologieën zijn: busnetwerk, ringnetwerk, maasnetwerk en sternetwerk.

ff Een server is een zwaar computersysteem dat de clients (werkstations) bedient. We onderscheiden onder andere een fileserver, printserver, webserver, mailserver en applicatieserver. We kennen ook peer-to-peer netwerken, waarin alle aangesloten devices gelijkwaardig zijn. ff Een netwerk moet goed beveiligd worden tegen invloeden van buitenaf, zeker als er een verbinding met het internet bestaat. Bij de meeste netwerken is een of andere vorm van logische toegangsbeveiliging geregeld, soms ook fysieke toegangsbeveiliging. Een firewall is een combinatie van een hardwarematige en een softwarematige beveiliging.


ff ADSL is een asymmetrische technologie voor datacommunicatie die hoge snelheden mogelijk maakt (downstream hoger dan upstream) over koperdraad. ff Ook via de kabel waarover radio- en tv-programma's worden verstuurd, kan verbinding met het internet worden gelegd. Hiervoor is een kabelmodem nodig.

ff Glasvezel is vanwege de veel hogere snelheden bezig met een snelle opmars in Nederland. Ondanks de wat hogere kosten streeft men naar een aansluiting voor vrijwel alle huishoudens. ff De transmissiesnelheid is de snelheid waarmee de gegevens via de lijn worden verzonden. Deze wordt bij voorkeur uitgedrukt in bits per seconde (bit/s).

ff Een protocol is een set van regels waarin onder meer is vastgelegd hoe de toegang tot de (verstuurde of ontvangen) gegevensstroom is geregeld, welke route door een netwerk wordt gevolgd of op welke wijze fouten tijdens het transport hersteld worden. Enkele veelgebruikte protocollen zijn: TCP/IP, HTTP en FTP.

ff Het TCP/IP-model is gebaseerd op de aard van de communicatie die via grootschalige internetwerken plaatsvindt. Het bestaat uit vijf lagen. Transmission Control Protocol en Internet Protocol zijn de centrale protocollen. ff Foutcontrole kan onder meer plaatsvinden met behulp van CRC.

ff Een IP-adres is een uniek nummer waarmee elke computer of netwerkprinter in een netwerk geïdentificeerd kan worden. DNS maakt het mogelijk dat een IP-adres wordt omgezet in een voor de gebruiker begrijpelijke naam. Het protocol dat behulpzaam is bij het dynamisch toewijzen van IP-adressen is DHCP. Omdat er een tekort kwam aan IP-adressen is IPv6 ontwikkeld. Hierdoor is een bijna onuitputtelijke voorraad adressen beschikbaar. IPv6 is niet compatible met IPv4. Alle nieuwe apparatuur is geschikt voor IPv6.

ff Bij beveiliging spelen authenticatie en autorisatie een rol. Authenticatie wil zeggen dat de gebruiker is wie hij zegt te zijn. Met autorisatie bedoelen we dat een gebruiker al dan niet toegang krijgt tot bepaalde bestanden en mappen. ff Veelgebruikte transportmedia in netwerken zijn: coax-kabel, twisted-pair kabel (UTP en STP) en glasvezelkabel. Draadloze netwerken (WLAN's) zijn sterk in opkomst.

ff Een netwerkinterfacekaart zorgt ervoor dat de signalen vanuit een computersysteem aan de netwerkkabel worden aangeboden of er vanaf worden gehaald. Welke kaart men nodig heeft, is afhankelijk van de gekozen topologie en het bekabelingstype met de daarop gewenste transmissiesnelheid. ff Een modem zorgt ervoor dat de digitale gegevens van de computer worden omgezet in analoge signalen, die over de telefoonlijn vervoerd kunnen worden (moduleren). Bij de ontvangende computer zorgt een tweede modem ervoor dat de analoge signalen weer omgezet worden in digitale signalen (demoduleren).

96

97

HOOFDSTUK 2. Technische aspecten van datacommunicatie. 2.1 Meer over netwerken Geschiedenis. Distributed processing en central processing

Recommend Documents