Grundlæggende netværk: Hvordan fungerer netværk?

Et netværk er et system af sammenkoblede enheder, der udveksler information med hinanden for at fungere korrekt. Dette kan omfatte bærbare computere, servere, smartphones og mere. Enhederne kommunikerer med hinanden over specielle netværk kendt som routere og switches. Efterhånden som antallet af enheder, der er forbundet til internettet, fortsætter med at vokse, er det vigtigt at forstå, hvordan de kommunikerer med hinanden. I denne artikel ser vi nærmere på de forskellige netværkskomponenter, og hvordan de arbejder sammen for at give os mulighed for at surfe på nettet, sende e-mails og mere.

Der findes forskellige typer netværk, som hver især har forskellig dækningsgrad. Lad os begynde med at udforske de forskellige typer af netværk:

Netværkstyper:

LAN - Lokalt netværk

Et LAN, eller Local Area Network, er en mindre netværkstype og er begrænset til en organisation eller et hjem. For eksempel er antallet af enheder, der er forbundet til dit hjemmenetværk, begrænset i forhold til en anden netværkstype. Selv om et skolenetværk er større end et hjemmenetværk, betragtes det stadig som et LAN, fordi det forbinder mange enheder inden for samme fysiske område. Det omfatter computere, servere osv.

MAN - Metropolitan Area Network

MAN er et udvidet netværk, der dækker hele byen.

Ved at kombinere og forbinde flere netværk i en by danner vi et MAN- eller storbynetværk. Denne type netværk er mere omfattende og dækker en hel by. En type netværk, der tilbyder relativt hurtigere datahastigheder end den gennemsnitlige internetforbindelse, kaldes et Metropolitan Area Network eller MAN.

WAN - Wide area netværk

Et WAN (wide area network) er et stort computernetværk, der forbinder mindre netværk som LAN'er (local area networks).

Et WAN er et netværk, der forbinder mange byer eller lande med hinanden, så folk nemt kan bruge internettet eller kommunikere med hinanden på tværs af et stort område. Når flere LAN'er i en organisation er forbundet med hinanden, danner det et WAN.

WWAN

Dybest set er internettet et verdensomspændende netværk (WWAN).

WLAN - Trådløst LAN

Et trådløst LAN, eller kort sagt Wi-Fi, er et netværk, der typisk oprettes af vores hjemmerouter.

Et WLAN er en type LAN, som vi kan oprette trådløs forbindelse til fra vores smartphones, tablets, bærbare computere eller andre enheder. Det trådløse miljø, som bruger radiobølger til at overføre data i stedet for kabler eller andre fysiske medier, har andre egenskaber end det kabelbaserede netværk med hensyn til hastighed, sikkerhed og dækning. En af de bedste fordele ved trådløs forbindelse er, at den er meget fleksibel.

Ud over de netværkstyper, der er nævnt ovenfor, findes der andre netværk af forskellig størrelse eller med forskellige formål. For eksempel,

• SAN - Storage Area Network.
• EPN - Enterprise Private Network.
• VPN - Virtuelt privat netværk.

Netværk kan repræsenteres på to måder:

Netværk repræsenteres typisk af en "netværkstopologi", som henviser til den måde, enhederne på netværket er forbundet på. Der er to hovedtyper af netværkstopologier: logiske og fysiske.

Logiske topologier

Logiske topologier illustrerer de logiske aspekter af et netværk, f.eks. IP-adresser, forbindelsen mellem enheder og de anvendte routingprotokoller.

Fysisk topologi

Et netværks fysiske topologi er den måde, det fysisk er arrangeret på. Det omfatter, hvor enhederne er placeret, hvilken type kabler der bruges, hvor mange porte der er brug for, og hvilke porte/switche serverne skal forbindes til. Den fysiske topologi er et diagram, der viser udstyrets placering og formål i netværket.

Men formålet med en enhed vil resultere i forskellige netværkstopologier.

Netværkstopologier

Der kan være flere måder at repræsentere enheder på i et netværksmiljø. De kan grupperes ud fra deres forskellige formål.

Stjernelignende topologi

Den mest populære topologi, der bruges til LAN, er stjernetopologien. Stjernetopologi fungerer bedst til mindre netværk, som dem, der bruges af små virksomheder.

Hvis vi f.eks. kun har brug for netværksforbindelse eller internetadgang, kan vi gruppere enhederne i en stjernelignende topologi. Alle maskinerne i dette netværk er forbundet til den centrale HUB. Hvis en node fejler, skader det ikke hele netværket, fordi de er meget nemme at vedligeholde og klassificere.

Problemet med dette scenarie er imidlertid manglen på redundans, som er afgørende for computernetværk.

Mesh-topologi

En Mesh-topologi er bedst til et pålideligt netværk, som f.eks. en ISP - internetudbyder. Med dette design er alt sikkerhedskopieret. Så hvis der går noget galt med et kabel eller en switch, er der andre måder at få adgang til internettet på, eller hvor du end forsøger at oprette forbindelse. Husk, at fuld redundans betyder, at du skal bruge flere enheder og længere kabler, hvilket er ensbetydende med højere omkostninger. En fuld Mesh-topologi koster generelt mere at implementere end en stjernetopologi.

Some examples of Mesh Topology are Google Wi-Fi, Google Home or Networks in military devices.

Topologi med delvist net

Partial Mesh-topologien er en mere overkommelig netværkstopologi, der kun giver redundans til nogle af switchene og dele af netværket. De andre switche har ingen alternative veje.

Topologi med nav og eger

Hub and Spoke-topologien bruges ofte i WAN-design (internet). De tre routere i denne topologi kender som standard ikke hinanden. For at data kan nå frem til deres destination, skal både R1 og R3 sende deres trafik til R2, som ved, hvordan den skal omdirigeres korrekt. Hvis R1 f.eks. vil sende trafik til R3, gør de det ved at sende den gennem hubben (R2). Hub'en ved så, hvordan den skal behandle og omdirigere trafikken.

Netværkskomponenter

De brikker, der tilsammen udgør et netværk, er:

Slut-enhed

Enhver fysisk enhed, vi bruger til at oprette forbindelse til internettet, kaldes en slutenhed. Det omfatter pc'er, bærbare computere, smartphones, servere og meget mere. Forbindelsen kan skabes gennem flere kanaler, f.eks. elektricitet, lysimpulser eller radiobølger. Vi kan oprette trådløs forbindelse til internettet fra vores smartphones, bærbare computere og pc'er. Hvis vi bruger en bærbar computer eller pc, kan vi også bruge et netværkskabel (UTP).

Skift

En switch forbinder flere slutenheder, f.eks. computere og printere, i et netværk (LAN).

Denne enhed er populær på grund af dens evne til at håndtere mange porte med hastigheder på mellem 1 og 10 Gbps pr. port. Switchen bruger MAC-adresser til at identificere de slutenheder, der er tilsluttet netværket. Det gør det nemt for dig at spore, hvilke enheder der er forbundet til dit netværk, og sikrer, at kun autoriserede enheder har adgang til dine data.

Router

En router forbinder flere mindre netværk (LAN'er) til ét stort netværk (WAN - Wide Area Network). Routeren er en enhed, der forbinder os med internettet ved at håndtere pakkelevering fra en hvilken som helst netværkskilde til et hvilket som helst destinationsnetværk. Routeren bruger IP-adresser til at identificere enheder, der sender og modtager data. En router har typisk mellem 2 og 5 porte i modsætning til en switch, som kan have mange flere. Derudover har begge enheder sammenlignelige hastigheder på 100 Mbps - 10 Gbps, afhængigt af modellen.

Firewall

Vi er bedre rustet til at stoppe mulige virtuelle indbrud ved at have en firewall.

Transmissionsmedium

Transmissionsmediet er det middel, hvormed information overføres, f.eks. gennem et kabel eller trådløst.

Hvordan kommunikerer computere over internettet?

Trafikken skal have en unik identifikation for at kunne kommunikere med sider som Facebook og Google. Dette kaldes IP eller internetprotokol. IP, eller Internet Protocol, er den måde, vi identificerer en enhed på, enten i et netværk eller på internettet. Dette nummer skal være unikt. Du kan ikke have to identiske IP-adresser på det samme netværk eller internet, for det vil skabe en konflikt, og din forbindelse vil ikke fungere korrekt.

Vækst på internettet

I de seneste år er antallet af forbundne enheder på verdensplan eksploderet. Vidste du, at der i 2020 var ca. 50 milliarder enheder forbundet til internettet? Og ud af de 50 milliarder enheder er et stadig større antal en del af tingenes internet (IoT).

Internet of Things (IoT) beskriver enheder, der kan indsamle data fra hinanden og bruge internettet til at kommunikere. Nogle eksempler på almindelige IoT-enheder er sensorer, smart home-enheder, betalingsterminaler og smart wearables. Disse enheder skal også have en IP-adresse.

Der findes to slags IP-adresser:

Offentlig IP VS privat IP

Offentlige IP-adresser

Ligesom navnet antyder, bruges offentlige IP-adresser til kommunikation over internettet. Organisationer som NIC (Network Information Centre) og IANA registrerer offentlige IP-adresser, som derefter tildeles internetudbydere (ISP'er) eller andre grupper.

Private IP-adresser

Private IP-adresser bruges normalt i lokale netværk (LAN), f.eks. hjemme- eller skolenetværk. Derfor kan man ikke finde private IP-adresser på internettet. For at computere kan kommunikere med hinanden over internettet, har man udviklet en protokol, der hedder NAT (Network Address Translation). Den konverterer private IP-adresser til offentlige IP-adresser.

NAT kan forbedre vores netværks sikkerhed ved at gøre det vanskeligt for en angriber at få adgang til private IP-adresser.

Kort fortalt

I takt med at antallet af enheder, der er forbundet til internettet, fortsætter med at vokse, må vi forstå, hvordan de kommunikerer med hinanden. Denne artikel ser på de forskellige netværkskomponenter, og hvordan de arbejder sammen for at give os mulighed for at surfe på nettet, sende e-mails og meget mere. Vi har også set på, hvordan IP-adresser spiller en rolle i forbindelse med identifikation af enheder, og hvorfor private IP'er bruges i lokalnetværk. Det er vigtigt at forstå, hvordan disse teknologier fungerer, efterhånden som vi bevæger os ind i en stadig mere sammenkoblet verden.