Basisnetwerken: hoe werken netwerken

Een netwerk is een systeem van onderling verbonden apparaten die informatie met elkaar uitwisselen om correct te functioneren. Dit kan laptops, servers, smartphones en meer omvatten. De apparaten communiceren met elkaar via speciale netwerken die bekend staan als routers en switches. Naarmate het aantal apparaten dat met het internet verbonden is blijft groeien, is het belangrijk te begrijpen hoe ze met elkaar communiceren. In dit artikel bekijken we de verschillende netwerkcomponenten en hoe ze samenwerken om ons in staat te stellen te surfen op het web, e-mails te verzenden en meer.

Er zijn verschillende soorten netwerken, elk met een verschillend dekkingsbereik. Laten we beginnen met het verkennen van de verschillende soorten netwerken:

Netwerktype:

LAN – Lokaal Netwerk

Een LAN, of Local Area Network, is een kleiner type netwerk en is beperkt tot een organisatie of thuis. Bijvoorbeeld, het aantal apparaten dat is aangesloten op uw thuisnetwerk is beperkt vergeleken met een ander type netwerk. Een schoolnetwerk, hoewel groter dan een thuisnetwerk, wordt nog steeds beschouwd als een LAN omdat het veel apparaten binnen dezelfde fysieke ruimte met elkaar verbindt. Dit omvat computers, servers, enz.

MAN – Metropolitan Area Network

MAN is een uitgebreid netwerk dat de hele stad dekt.

Door meerdere netwerken binnen een stad te combineren en te verbinden, zouden we een MAN- of Metropolitan Area Network vormen. Dit type netwerk is uitgebreider en dekt de hele stad. Een type netwerk dat relatief snellere datasnelheden biedt dan de gemiddelde internetverbinding wordt een Metropolitan Area Network of MAN genoemd.

WAN – Wide area netwerk

Een WAN (wide area network) is een groot computernetwerk dat kleinere netwerken, zoals LAN's (local area networks), met elkaar verbindt.

Een WAN is een netwerk dat veel steden of landen met elkaar verbindt, zodat mensen gemakkelijk internet kunnen gebruiken of met elkaar kunnen communiceren over een groot gebied. Wanneer meerdere LAN's van een organisatie met elkaar zijn verbonden, ontstaat een WAN.

WWAN

In wezen is het internet een wereldwijd gebiedsnetwerk (WWAN).

WLAN – Draadloos LAN

Een draadloos LAN, of kortweg Wi-Fi, is een netwerk dat meestal door onze thuisrouter wordt gecreëerd.

Een WLAN is een type LAN waarmee we draadloos verbinding kunnen maken vanaf onze smartphones, tablets, laptops of elk ander apparaat. De draadloze omgeving, die radiogolven gebruikt om gegevens te verzenden in plaats van kabels of andere fysieke media, heeft andere kenmerken dan het bekabelde netwerk op basis van kabels in termen van snelheid, beveiliging en dekking. Een van de grootste voordelen van draadloze connectiviteit is dat het zeer flexibel is.

Naast de hierboven genoemde netwerktypes zijn er andere netwerken van verschillende groottes of doeleinden. Bijvoorbeeld,

• SAN- Opslaggebiednetwerk.
• EPN – Bedrijfsprivénetwerk.
• VPN – Virtueel privénetwerk.

Netwerken kunnen op twee manieren worden weergegeven:

Netwerken worden meestal weergegeven door een “netwerktopologie”, die verwijst naar de manier waarop apparaten in het netwerk zijn verbonden. Er zijn twee hoofdtypen netwerktopologieën: logisch en fysiek.

Logische topologieën

Logische topologieën illustreren de logische aspecten van een netwerk, zoals IP-adressen, de verbinding tussen apparaten en de gebruikte routeringsprotocollen.

Fysieke topologie

De fysieke topologie van een netwerk is de manier waarop het fysiek is ingericht. Dit omvat waar apparaten worden geplaatst, welk type kabels wordt gebruikt, hoeveel poorten nodig zijn en op welke poorten/switches servers worden aangesloten. De fysieke topologie is een diagram dat de locatie en het doel van de apparatuur in het netwerk toont.

Het doel van een apparaat resulteert echter in verschillende netwerktopologieën.

Netwerktopologieën

Er kunnen meerdere manieren zijn om apparaten in een netwerkomgeving weer te geven. Ze kunnen worden gegroepeerd op basis van hun verschillende doeleinden.

Sterachtige topologie

De meest populaire topologie die wordt gebruikt voor LAN's is de stertopologie. Stertopologie werkt het beste voor kleinere netwerken, zoals die van kleine bedrijven.

Bijvoorbeeld, als we alleen netwerkconnectiviteit of internettoegang nodig hebben, kunnen we de apparaten groeperen in een sterachtige topologie. Alle machines in dit netwerk zijn verbonden met de centrale HUB. Als een knooppunt uitvalt, schaadt of beschadigt dit het hele netwerk niet omdat ze zeer gemakkelijk te onderhouden en te upgraden zijn.

Het probleem met dit scenario is echter het gebrek aan redundantie, wat essentieel is voor computernetwerken.

Mesh-topologie

Een mesh-topologie is het beste voor een betrouwbaar netwerk, zoals een ISP – Internet Service Provider. Met dit ontwerp is alles geback-upt. Dus als er iets misgaat met een kabel of switch, zijn er andere manieren om toegang te krijgen tot het internet of waar je ook probeert verbinding te maken. Vergeet niet dat volledige redundantie betekent dat je meer apparaten en langere kabels nodig hebt, wat gelijk staat aan hogere kosten. Een volledige mesh-topologie kost over het algemeen meer om te implementeren dan een sterachtige topologie.

Enkele voorbeelden van mesh-topologie zijn Google Wi-Fi, Google Home of netwerken in militaire apparaten.

Gedeeltelijke mesh-topologie

De gedeeltelijke mesh-topologie is een meer betaalbare netwerktopologie die alleen redundantie biedt voor sommige van de switches en delen van het netwerk. De andere switches hebben geen alternatieve paden.

Hub- en spaaktopologie

De hub- en spaaktopologie wordt vaak gebruikt in het WAN (internet) ontwerp. De drie routers in deze topologie zijn standaard niet bekend met elkaar. Zodat gegevens hun bestemming bereiken, moeten zowel R1 als R3 hun verkeer naar R2 sturen, die weet hoe het correct moet worden doorgestuurd. Bijvoorbeeld, als R1 verkeer naar R3 wil sturen, doen ze dat door het via de hub (R2) te sturen. De hub weet dan hoe het verkeer moet worden verwerkt en doorgestuurd.

Netwerkcomponenten

De onderdelen die samen een netwerk vormen zijn:

Eindapparaat

Elk fysiek apparaat dat we gebruiken om verbinding te maken met het internet wordt een eindapparaat genoemd. Dit omvat pc's, laptops, smartphones, servers en meer. De verbinding kan worden gemaakt via meerdere kanalen, zoals elektriciteit, lichtimpulsen of radiogolven. We kunnen draadloos verbinding maken met het internet vanaf onze smartphones, laptops en pc's. Als we een laptop of pc gebruiken, kunnen we ook een netwerkkabel (UTP) gebruiken.

Switch

Een switch verbindt meerdere eindapparaten, zoals computers en printers, binnen een netwerk (LAN).

Dit apparaat is populair vanwege zijn vermogen om veel poorten te verwerken, met snelheden tussen 1 en 10 Gbps per poort. De switch gebruikt MAC-adressen om de eindapparaten te identificeren die met het netwerk zijn verbonden. Dit maakt het gemakkelijk om bij te houden welke apparaten verbinding maken met je netwerk en zorgt ervoor dat alleen geautoriseerde apparaten toegang hebben tot je gegevens.

Router

Een router verbindt meerdere kleinere netwerken (LAN's) om één groot netwerk (WAN- Wide Area Network) te vormen. De router is een apparaat dat ons verbindt met het internet door pakketbezorging van elke netwerkbron naar elke bestemmingsnetwerk te regelen. De router gebruikt IP-adressen om apparaten te identificeren die gegevens verzenden en ontvangen. Een router heeft meestal tussen de 2 en 5 poorten, in tegenstelling tot een switch die er veel meer kan hebben. Bovendien hebben beide apparaten vergelijkbare snelheden van 100 Mbps- 10 Gbps, afhankelijk van het model.

Firewall

We zijn beter uitgerust om mogelijke virtuele inbraken te stoppen door een firewall te hebben.

Transmissiemedium

Het transmissiemedium is de manier waarop informatie wordt verzonden, bijvoorbeeld via een kabel of draadloos.

Hoe communiceren computers via het internet?

Verkeer moet een unieke identificatie hebben om te communiceren met sites zoals Facebook en Google. Dit wordt IP of Internet Protocol genoemd. IP, of Internet Protocol, is hoe we een apparaat identificeren, hetzij in een netwerk of op het internet. Dit nummer moet uniek zijn. Je kunt geen twee identieke IP-adressen op hetzelfde netwerk of het internet hebben, omdat dit een conflict zal creëren en je verbinding niet correct zal werken.

Groei van het internet

In de afgelopen jaren is het aantal verbonden apparaten wereldwijd geëxplodeerd. Wist je dat er in 2020 ongeveer 50 miljard apparaten verbonden waren met het internet? En van die 50 miljard apparaten maakt een steeds groter aantal deel uit van het Internet of Things (IoT).

Het Internet of Things (IoT) beschrijft apparaten die gegevens van elkaar kunnen verzamelen en het internet kunnen gebruiken om te communiceren. Enkele voorbeelden van veelvoorkomende IoT-apparaten zijn sensoren, slimme thuisapparaten, betaalterminals en slimme wearables. Deze apparaten moeten ook een IP-adres hebben.

IP-adressen zijn er in twee soorten:

Publiek IP versus privé IP

Publieke IP-adressen

Zoals hun naam al suggereert, worden publieke IP-adressen gebruikt voor communicatie via het internet. Organisaties zoals NIC (Network Information Centre) en IANA registreren publieke IP-adressen, die vervolgens worden toegewezen aan Internet Service Providers (ISP's) of andere groepen.

Privé IP-adressen

Privé IP-adressen worden normaal gesproken gebruikt in Local Area Networks (LAN's), zoals thuis- of schoolnetwerken. Daarom kunnen privé IP-adressen niet op het internet worden gevonden. Om computers in staat te stellen met elkaar te communiceren via het internet, is een protocol ontworpen dat NAT (Network Address Translation) wordt genoemd. Dit zet privé IP-adressen om in publieke IP's.

NAT kan de beveiliging van ons netwerk verbeteren door het moeilijk te maken voor een aanvaller om toegang te krijgen tot privé IP-adressen.

In het kort

Naarmate het aantal apparaten dat met het internet is verbonden blijft groeien, moeten we begrijpen hoe ze met elkaar communiceren. Dit artikel bekijkt de verschillende netwerkcomponenten en hoe ze samenwerken om ons in staat te stellen het web te browsen, e-mails te verzenden en meer. We hebben ook gekeken naar hoe IP-adressen een rol spelen bij het identificeren van apparaten en waarom privé IP's worden gebruikt in lokale netwerken. Begrijpen hoe deze technologieën werken is belangrijker naarmate we verder gaan in een steeds meer verbonden wereld.