Basisbegrippen voor netwerken – beginners

Vandaag de dag zijn computernetwerken overal.

Je vindt ze in huizen, kantoren, fabrieken, ziekenhuizen, recreatiecentra etc.

Maar hoe worden ze gemaakt? Welke technologieën gebruiken ze?

In deze handleiding leert u de basis netwerktechnologieën, termen en concepten die worden gebruikt in alle soorten netwerken, zowel bedraad als draadloos, thuis en op kantoor.

Huis- en kantoornetwerken

Het netwerk dat u thuis heeft, maakt gebruik van dezelfde netwerktechnologieën, protocollen en diensten die worden gebruikt in grote bedrijfsnetwerken en op het Internet.

Het enige echte verschil tussen een thuisnetwerk en een groot bedrijfsnetwerk is de omvang.

Een thuisnetwerk heeft tussen de 1 en 20 apparaten en een bedrijfsnetwerk vele duizenden.

Als netwerken helemaal nieuw voor u zijn, maakt u in de basiscursus kennis met de basisprotocollen voor netwerken die in kleine thuis-/kantoornetwerken en op internet worden gebruikt.

Het opzetten en bouwen van een thuisnetwerk introduceert enkele basisonderdelen van netwerken en laat zien hoe u een thuisnetwerk kunt bouwen en met internet kunt verbinden.

Soorten en structuren van netwerken

Netwerken kunnen bekabeld of draadloos zijn, maar de meeste netwerken zijn een combinatie van beide.

Bekabelde vs. draadloze netwerken

Vroeger (vóór 2008) waren netwerken voornamelijk bekabeld.

Heden ten dage maken de meeste netwerken echter gebruik van een combinatie van bekabelde en draadloze netwerken.

Bekabelde netwerken maken gebruik van Ethernet als datalinkprotocol. Dit zal waarschijnlijk niet veranderen met het IOT, omdat IOT-apparaten voornamelijk draadloos zullen zijn.

Bekabelde netwerken- Voor- en nadelen

Bekabelde netwerken hebben de volgende voordelen/nadelen:
Voordelen:

• Ethernetpoorten zijn te vinden op bijna alle laptops/PC’s en netbooks, zelfs op die van 8 jaar oud.
• Bekabelde netwerken zijn sneller dan draadloze. Datasnelheden werden periodiek verhoogd van de oorspronkelijke 10 megabits per seconde, tot 1gigabits per seconde. De meeste thuisnetwerken gebruiken 10-100Mbps.
• Veiliger dan Draadloos

Nadelen

• Nodig om kabel te gebruiken die lelijk, moeilijk te leggen en duur kan zijn.
• Kan niet gemakkelijk tussen gebouwen worden gebruikt (planning enz.).
• Merk op dat een nieuwe technologie die gebruik maakt van netkabel veel van deze nadelen ondervangt. powerline networking is gebruikelijk bij netwerken thuis/klein kantoor
• Niet ondersteund op mobiele telefoons en tablets.

Draadloze netwerken – Voor- en nadelen

Draadloze netwerken gebruiken Wi-fi als het datalink protocol. Er worden echter andere draadloze opties ontwikkeld voor het IOT (internet der dingen). Zie Draadloze netwerktechnologieën voor het IOT

Draadloze netwerken hebben de volgende voordelen/nadelen:

Voordelen

• Generaal eenvoudiger op te zetten.
• Kan zowel op thuisnetwerken als openbare netwerken worden gebruikt
• Geen kabels nodig.
• Kan worden gebruikt met mobiele telefoons en tablets.

Draadloze netwerken Nadelen

• Generaal trager dan bekabelde netwerken.
• Beperkt door bereik.
• Onmogelijk om af te luisteren.
• Niet zo veilig, afhankelijk van de opstelling.

Netwerktopologieën en Lay-out

Er zijn veel verschillende manieren waarop netwerkknooppunten met elkaar kunnen worden verbonden. Dit is normaal gesproken geen overweging in kleine netwerken, maar naarmate netwerken groter worden, wordt het belangrijker.

Er zijn veel verschillende manieren waarop netwerknodes met elkaar kunnen worden verbonden.

Gemeenschappelijke verbindingstechnologieën zoals Wi-Fi, Bluetooth enz. zijn ontworpen om met een bepaalde netwerktopologie te werken.

Bij het ontwerpen van netwerken en het kiezen van verbindingsprotocollen is inzicht in deze topologieën van belang.

Gemeenschappelijk zijn:

• Bus
• Ring
• Mesh
• Star
• Hybrid

Elke van deze topologieën heeft voor- en nadelen Dit artikel over netwerktopologieën geeft een heel goed overzicht van elke topologie, met voor- en nadelen.

Eerdere Ethernet-netwerken maakten gebruik van een busstructuur, moderne Ethernet-netwerken en Wi-Fi-netwerken. maken gebruik van een ster-busstructuur (hybride).

Hoewel zowel Wi-Fi als bluetooth worden geüpgraded om mesh networking te ondersteunen.

Netwerktopologie- Fysiek vs Logisch

Hoe de nodes in een netwerk met elkaar communiceren kan heel anders zijn dan hoe ze fysiek met elkaar verbonden zijn.

De meeste netwerken thuis en in kleine kantoren maken gebruik van een fysieke bustopologie.

Gemeenschappelijke logische typologieën zijn Peer to Peer en Client Server.

Het web (WWW) is een client-server-netwerk op logisch niveau.

Peer to Peer en Client Server Networking

In een peer to peer netwerk zijn alle nodes gelijk en kan elke node met elke andere node praten.

Geen enkele node heeft een speciale rol. Dit was het oorspronkelijke netwerkmodel van windows networking. (Windows voor Werkgroepen)- Schema hieronder:

Voordelen en nadelen

Voordelen:

• Makkelijker op te zetten
• Niet afhankelijk van één node
• Beter veerkrachtig
• Betere verdeling van netwerkverkeer
• Geen centrale beheerder nodig
• Minder dure hardware nodig

Nadelen:

• Minder veilig en moeilijker te beveiligen
• Moeilijker te beheren
• Moeilijker te back-uppen
• Moeilijker informatie te lokaliseren.

Dit was het oorspronkelijke netwerkmodel dat werd gebruikt in de vroege Windows-netwerken (Windows for Workgroups)

Een modern voorbeeld van Peer to Peer netwerken is BitTorrent.

Hoewel dit netwerkmodel momenteel niet populair is, zou het populairder kunnen worden met het Internet of things (IOT).

Client Server

In een Client Server-netwerk heeft een server een speciale rol, bijv. file server, domain controller, web server etc.

Een client maakt verbinding met een server om de juiste diensten te gebruiken.

Dit is het netwerkmodel dat wordt gebruikt op het web en het Internet en op moderne grote Windows-netwerken.

Onderstaand schema:

Voordelen en Nadelen

Voordelen:

• Gemakkelijk bronnen te vinden omdat ze op een specifiek knooppunt staan, nl. Een server
• Gemakkelijk te beveiligen
• Gemakkelijk te beheren
• Gemakkelijk om backups te maken

Voordelen:

• Servers zijn een single point of failure
• Er is dure hardware nodig
• Netwerkverkeer raakt geconcentreerd

Een modern voorbeeld van Client Server networking is het Web. Facebook,Twitter,Google search en vele andere webdiensten maken gebruik van dit netwerkmodel.

Netwerkgrootte

Netwerken variëren aanzienlijk in grootte.De volgende termen worden vaak gebruikt:

• PAN -Personal Area Network – verbindt lokale apparaten, bijv. PC met printer
• LAN – Local Area network – verbindt apparaten in een kantoor of kantoren
• MAN – Metropolitan Area network – verbindt apparaten in meerdere gebouwen, zoals een campus
• WAN – Wide area network – verbindt apparaten in een land/landen.

Networking Levels and Layers and Protocols

Een protocol definieert een set regels die bepalen hoe computers met elkaar praten.

Ethernet en Wi-Fi zijn Data link protocollen die verantwoordelijk zijn voor het framen van data op de media (kabel of draadloos).

Ze kunnen worden gebruikt voor het dragen van protocollen van een hoger niveau (IP etc).

Ethernet en Wi-Fi maken gebruik van een fysiek niveau adres bekend als het MAC-adres dat 48 bits is.

EUI 64 adressen zijn MAC-adressen met 64 bits zullen MAC-adressen vervangen op IPV6, 6LoWPAN, ZigBee en andere nieuwe netwerkprotocollen. Zie deze Wiki voor details.

Je kunt netwerken onderverdelen in verschillende niveaus of lagen.

Elk niveau of laag is verantwoordelijk voor een bepaalde functie.

Het OSI gebruikt een 7 lagen model en TCP/IP netwerken gebruiken een 4 lagen model.

Omdat TCP/IP netwerken het meest voorkomen is het TCP/IP model het meest belangrijk om te begrijpen. De niveaus zijn:

• Data link level – b.v. Ethernet, Wi-Fi
• Networking b.v. IP, – IPv4 Address classes and subnetting en IPv6 Explained for Beginners.
• Transport level b.v. TCP, UDP – Zie TCP vs UDP
• Application level – b.v. HTTP -Zie HTTP voor beginners

Zie Inzicht in de TCP/IP-protocolsuite en TCP-poorten en sockets voor details.

Netwerkadressering

Wat is een IP-adres?

Elk apparaat dat op een netwerk en op internet is aangesloten, heeft een IP-adres.

Een Internet Protocol-adres (IP-adres) is een numeriek label dat wordt toegewezen aan elk apparaat (bijv, computer, printer) dat deelneemt aan een computernetwerk dat het Internet Protocol gebruikt voor communicatie -WikI

Er zijn twee versies van IP, namelijk IPv4 en IPv6.

IPv4 is in gebruik sinds het begin van het internet, en wordt gebruikt op het internet en thuis-/bedrijfsnetwerken.

IPv4 gebruikt 32 bits voor adressering, maar door de snelle groei van het internet zijn alle IPv4-adressen toegewezen (vanaf 2013).

Technieken zoals NAT (network Address Translation) hebben de levensduur van IPv4 verlengd door het gebruik van privé-IP-adressen binnen netwerken mogelijk te maken.

Hoewel IPv4 uiteindelijk zal worden vervangen door IPV6, dat 128 bits gebruikt voor het adres, en dus veel meer hosts (computers/devices) kan huisvesten

De uitrol van IPv6 over het internet gebeurt langzaam, en IPv4 zal nog vele jaren bij ons zijn, vooral in thuisnetwerken en netwerken van kleine kantoren.

Als IP6 wordt uitgerold, zal het ook nodig zijn om met twee adressen te werken totdat de migratie is voltooid en IP4 wordt afgeschaft.

IP-adressen zijn logische adressen, en worden toegewezen door een netwerkbeheerder of kunnen automatisch worden toegewezen (met behulp van DHCP).

Het belangrijkste om te weten is dat het IP-adres van een apparaat niet vast is.

Publieke en privé IP-adressen

Zowel IPv4 als IPV6 hebben zowel openbare als privé-adresreeksen.

De privé-adressen worden gebruikt voor thuis/zakelijke netwerken en de adressen zijn niet routeerbaar op het internet, d.w.z. ze gaan niet over het internet.

Voor IP4 beginnen de privé-adressen met

10.x.x.x of 192.168.x.x of 172.16.x.x

Publieke adressen zijn overal op het internet bereikbaar en zijn routeerbaar.

Zie Interne en externe IP-adressen voor meer details

IP-adrestoewijzing

De meeste moderne netwerken gebruiken automatische IP-adrestoewijzing via DHCP, waarbij handmatige toewijzing alleen in speciale gevallen wordt gedaan.

Voor thuisnetwerken verzorgt de internetrouter of hub gewoonlijk de DHCP-diensten voor het netwerk.

Voor grotere netwerken wordt gewoonlijk een speciale DHCP-server gebruikt.

De meeste Windows-machines wijzen automatisch hun eigen adres toe als ze er niet in slagen een DHCP-server te vinden.

Dit kan problemen veroorzaken bij het oplossen van internetverbindingen.

IP-adressen en domeinnamen

Computers gebruiken getallen (IP-adressen ) maar mensen gebruiken namen omdat die veel gemakkelijker te onthouden zijn.

Wanneer u een domeinnaam intypt in uw webbrowser wordt de naam vertaald in een IP-adres door een DNS-server die zich meestal op het Internet bevindt.

Uw computer zal de naam oplossen met behulp van een naamomzettingsproces. Zie

• Hostnamen oplossen naar IP adressen
• DNS lookups uitgelegd
• Inzicht in DNS
• De DNS structuur uitgelegd
• DNS Zones uitgelegd
• Het Hosts-bestand begrijpen

Andere netwerkcursussen

• Begrijpen van binaire getallen voor beginners
• TCP vs UDP – Wat is het verschil?
• Beginners handleiding voor het gebruik van nslookup