Technische aspecten van datacommunicatie

Transcriptie

1 HOOFDSTUK Meer over netwerken Geschiedenis 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 teken in het geheugen van de centrale computer opgeslagen en werd de echo op het beeldscherm bij dat toetsenbord weergegeven. terminal = beeldscherm met toetsenbord Centrale computer 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 bestond uit de personal computer, die in 1981 door IBM op de markt was 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 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. Dit verklaart de opkomst van het lokale netwerk. 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. 46

2 Distributed processing en central processing 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 pc s zelf draait, kan er veel efficiënter worden omgesprongen met de processortijd van de server. Zo kan de server veel pc s ondersteunen. 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 op de server. De gegevens worden vervolgens in XHTML naar de gebruiker gestuurd, waar op diens pc de vertaling van de XHTML-code plaatsvindt. De voordelen van een netwerk Vrijwel alle bedrijven maken gebruik van een netwerk, omdat dit veel voordelen heeft ten opzichte van stand-alone pc s. We noemen er een paar: Er zijn minder aanschafkosten voor software. Gebruikers hebben gelijktijdig toegang tot gemeenschappelijke gegevens, zoals brieven, databases en grafische bronnen (films, foto s, plaatjes). Gebruikers kunnen hulpbronnen zoals printers en scanners gemeenschappelijk gebruiken, wat een enorme kostenbesparing oplevert. De toegang tot internet vindt plaats via een aparte server en kan daardoor veel beter beveiligd worden. Gebruikers kunnen gemakkelijk onderling gegevens uitwisselen. Wat brengt de toekomst? Op dit moment is er weer een come-back van het centrale systeem met terminals. Dat gaat gepaard met virtualisatie. Via een terminal, een thin client die niet meer is dan in- en uitvoerapparatuur via een kastje aan de netwerkkabel, wordt op een centrale krachtige computer een virtuele computer opgestart. Op de hardware van die centrale computer starten gebruikers dus hun eigen computer, die alleen softwarematig bestaat. Een voorbeeld is SunRay. Je kunt overigens ook thuis met virtuele machines werken, met software van bijvoorbeeld VMware of Microsoft. Met Windows Virtual PC of in Windows 7 kun je een besturingssysteem binnen een ander besturingssysteem laten werken. Cloud computing Cloud computing is een moderne variant van het terminal-systeem, waarbij de data van de gebruiker op servers op het internet opgeslagen ligt, die ook de meeste berekeningen uitvoeren. Dit systeem neemt de gebruiker veel beheer uit handen en maakt zijn data toegankelijk vanaf willekeurige computers, inclusief smartphones en andere apparaten met internettoegang. 47

3 2.1.2 Topologieën Netwerken kennen verschillende netwerktopologieën. topologie = de wijze waarop de computers onderling verbonden zijn De belangrijkste topologieën zijn: busnetwerk ringnetwerk maasnetwerk 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. Een busnetwerk. Ringnetwerk 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. 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 niet meer doorgegeven en werkt het hele netwerk niet meer. 48

4 Een ringnetwerk. Maasnetwerk 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 snelheid: als een van de verbindingen vol is, kan een andere route genomen worden. Hierdoor is het netwerk ook minder kwetsbaar. Een maasnetwerk. Sternetwerk 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. 49

5 Uitbreiding van een sternetwerk is zonder al te grote problemen mogelijk, maar brengt veel bekabeling met zich mee. Een sternetwerk. LAN s 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), het grootste internetknooppunt van de wereld, is een schakelkast. Je ziet dat terug in de Amsterdam Internet Exchange (AMS-IX), het grootste internetknooppunt van de wereld. Dit 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. 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. 50

6 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. Functionaliteit Servers worden onderverdeeld op basis van de geleverde functionaliteit: Een fileserver dient als opslaglocatie voor bestanden. Een applicatieserver dient als platform waarop de applicaties draaien. Een printserver zorgt ervoor dat printopdrachten worden afgehandeld. Een mailserver zorgt ervoor dat uitgaande naar andere mailservers wordt gezonden en dat binnenkomende mail naar de juiste werkstations wordt gezonden. Deze functies kunnen in één apparaat verenigd zijn. Dat betekent dat met het woord server twee zaken bedoeld kunnen worden: een kast met hardware 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. Op een server (hardware) kunnen dus meerdere servers (software) geïnstalleerd zijn: een fileserver en een printserver kunnen in één systeem zitten. 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. 51

7 Het client-serverconcept in schema. Niet in alle netwerken is sprake van een server. Zo zijn in peerto-peer netwerken alle aangesloten pc s 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 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: fysieke toegangsbeveiliging logische toegangsbeveiliging tussenvorm: netwerk met strong authentication combinatie van een hardwarematige en een softwarematige beveiliging: firewall. Fysieke toegangsbeveiliging Fysieke toegangsbeveiliging is toegangsbeveiliging waarbij gebruik gemaakt wordt van fysieke middelen. Voorbeeld 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. 52

8 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 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 gebruikersauthenticatie (het vaststellen van de identiteit van de gebruiker) en het beheer van de rechten van de gebruiker. Elke gebruiker kan inloggen op zijn of haar eigen profiel, die beschrijft wat de gebruiker wel en niet mag zien of aanpassen. Dat zijn de lees- en schrijfrechten, ofwel de autorisatie van de gebruiker. Een normaal beveiligd draadloos netwerk is een voorbeeld van logische toegangsbeveiliging. Elke gebruiker die de netwerksleutel kent, krijgt toegang tot het netwerk. 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. 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 of iemand lees- of schrijfrecht heeft. 53

9 Netwerkbesturingssystemen zoals UNIX, Novell NetWare en Windows 2008 bieden goede voorzieningen op het gebied van beveiliging en het regelen van de toegangsrechten. Tussenvorm: netwerk met strong authentication 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. Op scholen komt deze vorm van beveiliging voor; inloggen gebeurt met een userid en een samenvoeging van wachtwoord+token. Ook elektronisch betaalverkeer werkt vaak op die manier. Een token is een bepaalde formatie van bits, die rondgaat over het netwerk. Een computer kan pas zenden als hij het token heeft. Er kan op het netwerk maar één token actief zijn, dat zich slechts in één richting over de kabel kan voortbewegen. 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. 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. Een firewall controleert het in- en uitgaande dataverkeer. 54

10 Het is mogelijk om op een standalone computer firewall-software te installeren en daarmee het internetverkeer (extra) te beveiligen. Tot de gratis software behoren: ZoneAlarm Comodo PC Tools. 2.2 Het transportmedium 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. Er zijn verschillende soorten bekabeling: Coax-kabel coax-kabel twisted-pair kabel glasvezel. 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 coax-kabel, met de bijbehorende connector, een T-stuk en een terminator. Coax-kabels zijn geschikt voor transportsnelheden van 10 tot 550 Mbps. Mbps = megabits per seconde: een eenheid waarin de transmissiesnelheid wordt uitgedrukt 55

11 Coax-kabels en de bijbehorende terminators en connectors zijn verhoudingsgewijs duur. De connectors worden BNC-connectors genoemd. BNC-connectors = British National Connector 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 opengewerkte twisted-pair kabel (UTP). Een opengewerkte STP-kabel. We maken onderscheid tussen UTP en STP, waarbij UTP nog eens in zeven categorieën verdeeld is. Deze categorieën zijn genummerd van 1 tot en met 7. UTP = Unshielded Twisted-Pair STP = Shielded Twisted-Pair De verschillen tussen de categorieën hebben vooral betrekking op weerstand en snelheid. De hoogste categorieën omvatten de meest geavanceerde kabels. De doorvoersnelheid van de twee hoogste categorieën bedraagt ongeveer 2000 Mbps. In de praktijk worden Cat 5E en Cat 6 het meeste gebruikt. De connector die bij een twisted-pair kabel hoort, is RJ-45. Een RJ-45-connector. 56

12 Voordelen van STP De voordelen van STP, een afgeschermde kabel, zijn: goede afscherming tegen instraling: storende bronnen van buitenaf, zoals een stofzuiger of een boormachine goede afscherming tegen uitstraling: de twisted-pair kabel kan zelf ook bron van storing zijn ten opzichte van andere gevoelige apparaten. STP is uiteraard wel duurder dan UTP. Glasvezel Glasvezelkabels bestaan uit een kern van lichtgeleidend materiaal en een mantel van materiaal met een andere brekingsindex. Hoewel de naam anders doet vermoeden, is de kern van glasvezel niet van glas: er wordt een kunstvezel gebruikt. Een opengewerkte glasvezelkabel. Voor- en nadelen De voordelen van glasvezelverbindingen zijn: zeer hoge doorvoersnelheid (vanaf 100 Mbps) geen last van elektromagnetische storing de glasvezelkabel zelf is goedkoop. Nadelen zijn er echter ook: glas-koper-connectors zijn duur de aanleg van glasvezelkabels is relatief duur de kabel mag niet in al te scherpe bochten liggen herstellen van een breuk is alleen mogelijk met speciale apparatuur. 57

13 De toepassingen van glasvezel In de praktijk wordt glasvezel op de volgende plaatsen gebruikt: In bedrijven waar met machines wordt gewerkt die een sterke elektromagnetische storing veroorzaken. De glasvezelkabel is hiervoor ongevoelig. In bedrijven waar de bedrading via de liftschacht van verdieping naar verdieping wordt geleid. Het liftgebruik heeft geen invloed op de glasvezelkabels. In het netwerk van KPN: alle KPN-centrales zijn onderling verbonden met glasvezelkabels. In steeds meer plaatsen in Nederland hebben de huizen een glasvezelaansluiting op het internet. De glasvezelkabel is de kabel van de toekomst. Steeds meer wijken in Nederland worden voorzien van glasvezelbekabeling. Op kun je zien welke delen van het land al voorzien zijn van glasvezel Draadloos: geen bekabeling Er zijn verschillende draadloze technieken. Bijvoorbeeld: draadloos LAN draadloos WAN infrarood Bluetooth. WLAN = Wireless LAN Draadloos 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: 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. netwerkadapter Een netwerkadapter heeft ondersteuning nodig voor draadloos werken. Anders kan de adapter geen radiosignalen ontvangen. Moderne notebooks zijn voorzien van een geïntegreerde netwerkadapter. Voor oudere notebooks kon een PC Card gebruikt worden. Ook zijn er USB-netwerkadapters. 58

14 Een access point voor een draadloos netwerk. Er zijn verschillende standaarden voor draadloos internet (vaak WiFi genoemd). De meest gangbare is IEEE b/g, met een maximale snelheid van 54 Mbps. Voorbeeld 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. Draadloos WAN 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 bijvoorbeeld Washington. Een draadloos netwerk beveiligen in Windows. 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. 59

15 Overige technieken Ook infraroodsignalen en Bluetooth maken draadloze communicatie mogelijk, maar deze technieken worden niet of nauwelijks voor WLAN s gebruikt. Infrarood IrDA is een standaard voor infraroodverbindingen, waarbij twee apparaten die dicht bij elkaar staan draadloos kunnen communiceren. Een voorbeeld is de televisie die via een infraroodsignaal reageert op de afstandsbediening. Met deze aansluiting kun je draadloos een verbinding leggen tussen bijvoorbeeld een PDA en een notebook. Ook zijn er printers verkrijgbaar waarbij je met IrDA kunt afdrukken. Voorwaarde voor een foutloze overdracht is dat beide apparaten niet te ver van elkaar staan: maximaal 1 à 2 meter. Er mogen ook geen obstakels tussen liggen of staan. De bandbreedte varieert van 115,2 kbps tot maximaal 4 Mbps. Bluetooth Bluetooth is de techniek waarmee elektronische apparaten op maximaal 10 meter afstand van elkaar draadloos kunnen communiceren. Een chip zendt radiosignalen uit, die anders dan bij infrarood niet gestoord worden door objecten die in de weg staan. Zo is het mogelijk om via een Bluetooth-headset draadloos te telefoneren met je gsm. Met versterkers kan de afstand maximaal 100 meter worden. Het aantal apparaten dat met elkaar kan communiceren via Bluetooth is aan een maximum gebonden. Draadloze printers beschikken vaak over een Bluetooth-interface. Bluetooth wordt ook gebruikt voor een draadloze verbinding van een computer met een muis, toetsenbord of mobiele telefoon. Een Bluetooth headset. 2.3 Netwerkinterfacekaart en modem Netwerkinterfacekaart netwerkinterfacekaart = Network Een netwerkinterfacekaart zorgt Interface Card of NIC ervoor dat de signalen vanuit een computersysteem aan de netwerkkabel worden aangeboden of er vanaf worden gehaald. Welke soort netwerkinterfacekaart je nodig hebt, is afhankelijk van de gekozen topologie (bijvoorbeeld bus- of ringnetwerk) en het bekabelingstype (koper, glas, draadloos) met de daarop gebruikte of gewenste transmissiesnelheid. Computers zijn tegenwoordig vrijwel zonder uitzondering standaard uitgerust met een netwerkkaart. 60

16 2.3.2 Modem Bij datacommunicatie wordt nogal eens gebruik gemaakt van het telefoonnet. Dit 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 (geluidssignalen) verzonden worden. De digitale signalen van de computer moeten daarom worden omgezet in analoge signalen. Hiervoor is een speciaal apparaat nodig: een modem. Bij datacommunicatie vinden er twee processen plaats: moduleren De modem zet de digitale gegevens van de computer om in analoge signalen, die over de telefoonlijn vervoerd kunnen worden. 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. Voor de verschillende methoden om verbinding te krijgen met het internet zijn verschillende soorten modems nodig, die daarbij verschillende taken uitvoeren. Schematische weergave van de functie van een modem; links is het digitale signaal te zien, rechts het analoge. Een speciaal soort modem is de dongel. Met zo n USB-modem, die je op elke laptop kunt aansluiten, kun je mobiel internetten. De snelheid waarmee dat gebeurt is afhankelijk van het abonnement dat je kiest. Transmissiesnelheid 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. Deze snelheid wordt uitgedrukt in bits per seconde (bps), met daaraan gerelateerd: kilobits per seconde (kbps), megabits per seconde (Mbps) enzovoort. 61

17 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 hoge bandbreedte kan zo n medium dan toch ongeschikt zijn voor bepaalde toepassingen, zoals normale conversatie of games. 2.4 Soorten aansluitingen ADSL 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 staat ook bekend als breedbandtechnologie. De meeste internetproviders bieden ADSL aan. Sommige hanteren een datalimiet, waarbij er niet onbeperkt gedownload mag worden. Upstream en downstream 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 16 Mbps. Deze snelheid wordt door een aantal providers aan de eindgebruiker aangeboden. Een upstream (van de gebruiker af) van 1 Mbps is het maximaal haalbare. Voor zakelijk verkeer is SDSL beschikbaar. Dat is wel symmetrisch, dus daar zijn de up- en downstream-snelheden even groot. 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. 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-modem nodig. Meestal wordt een van de volgende mogelijkheden gekozen: USB-modem Ethernet-modem Wireless modem. BBX BBX = BroadBand exchange center In de ongeveer 1350 wijkcentrales 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. 62

18 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 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 120 Mbps Glasvezel Glasvezel heeft een veel hogere capaciteit dan ADSL of (coax-)kabel. Steeds meer huishoudens in Nederland hebben een glasvezelaansluiting, dat voor internetverkeer, televisie en telefoon gebruikt wordt Protocollen 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 bericht 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 programma s zijn, hebben we afspraken over de structuur van de data nodig. Die afspraken zijn vastgelegd in een protocol. Deze regels omvatten onder meer een beschrijving van: de manier waarop de toegang tot de (verstuurde of ontvangen) gegevensstroom is geregeld welke route door een netwerk wordt gevolgd de wijze waarop fouten tijdens het transport hersteld worden. 63

19 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 Veelgebruikte protocollen Enkele veelgebruikte protocollen zijn: TCP/IP TCP/IP staat voor Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Deze protocolset wordt op internet gebruikt. ethernet Dit protocol wordt gebruikt voor de verbinding tussen de computers in een netwerk. Het specificeert de toegang tot het medium. 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. FTP FTP staat voor File Transfer Protocol. Het speelt een rol bij het downloaden via internet. Hierboven, 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 spreken. Mailprotocollen Ook bij het versturen of ontvangen van is er sprake van een protocol. De meest gangbare mailprotocollen zijn: SMTP: Simple Mail Transfer Protocol POP3: Post Office Protocol IMAP4: Internet Mail Access Protocol. SMTP dient voor het verzenden, POP en IMAP voor het ophalen van mail. 64

20 2.6 Referentiemodellen voor netwerken Inleiding referentiemodellen Verzending van gegevens is niet zo eenvoudig als het lijkt... Achter de schermen gebeurt er heel wat. Voorbeeld chatten Als Peter Jacobs in Nederland op zijn Apple Macintosh aan het chatten is met Simone DuMoulin in Frankrijk, die op een Intel pc werkt, lijkt het alsof de twee computers rechtstreeks met elkaar communiceren. De ingetikte tekst van Peter Jacobs verschijnt in een fractie van een seconde op het scherm van Simone DuMoulin. Om dit voor elkaar te krijgen, waren er heel wat handelingen nodig. Zo moet de tekst van Peter in zijn computer zo bewerkt worden dat die uiteindelijk als een stroompje (de enen en nullen ) over de kabel gaat. Het hele proces, vanaf het intikken van de tekst tot het moment dat deze als een digitale gegevensstroom de modem 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 Jacobs 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 over de kabel te worden verzonden. In de pc van Simone gebeurt het omgekeerde. Hier wordt de data zo gedecodeerd dat het programma Microsoft Explorer op haar Intel pc de letters op het scherm kan zetten. 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. Op dit model is het TCP/IP-model gebruikt, waarop al het internetverkeer gebaseerd is. Fabrikanten gebruiken allemaal ditzelfde model bij het ontwerpen van hun netwerksystemen en software en daardoor kunnen computers (en telefoons en andere apparatuur) van verschillend fabrikaat met elkaar samenwerken. We spreken dan van open systemen Het OSI-referentiemodel Eind jaren zeventig is er door het standaardisatie-instituut ISO een standaard ontwikkeld voor communicatie tussen de verschillende computersystemen binnen een netwerk: het zogenaamde OSI-referentiemodel. 65