Wat is een computernetwerk?

Een moderne computer is een technologisch wonder. Ze lopen op kleine siliciumwafels, elk geëtst met ontwerpen die klein genoeg zijn om in nanometers gemeten te worden. Enorme hoeveelheden gegevens kunnen in een oogwenk worden overgedragen, terwijl gegevens die nog maar een paar decennia geleden een kamer zouden hebben gevuld, nu in de palm van je hand passen. Zoveel als deze machines kunnen, voor de gemiddelde gebruiker is een computer op zichzelf vrij beperkt. Het belangrijkste dat een moderne computer doet tikken, is een netwerkverbinding, met name met internet.

Wat is een netwerk?

Een netwerk is een verzameling computers en andere computerapparatuur die met elkaar kunnen communiceren in een gedeeld maar in wezen gesloten systeem. Deze netwerken kunnen met elkaar worden verbonden, waardoor gegevens nog verder kunnen worden gedeeld. Het internet is daar de ultieme manifestatie van. Het is het resultaat van de verbinding van vele netwerken wereldwijd.

U kunt apparaten van eindgebruikers, zoals een computer, laptop of smartphone, binnen een netwerk hebben. U kunt ook randapparatuur hebben, zoals printers, smarthome-apparaten en bestandsservers. Bestandsservers kunnen grote en complexe applicaties bedienen die webpagina's mogelijk maken.

De typische lay-out voor een thuisnetwerk is dat elk apparaat verbinding maakt met een bepaald netwerkapparaat dat de router wordt genoemd. De router leidt het verkeer intern over het netwerk. Het bevindt zich ook op de grens van het netwerk en kan communiceren met andere netwerken als het is aangesloten. Als die netwerken met internet zijn verbonden, heeft elke host op het thuisnetwerk toegang tot internet.

Er kunnen veel "kleinere" netwerken zijn met grote gebruikersapparaten in grote netwerken die mogelijk in bedrijfsomgevingen voorkomen. Deze kunnen vervolgens worden verbonden via backbone-netwerken die mogelijk alleen routers bevatten, of ze kunnen ook over servers beschikken.

Een netwerk aansluiten

Het aansluiten van een netwerk vereist een vorm van verbindingsstandaard. In moderne netwerken zijn de meeste apparaten verbonden via Ethernet of Wi-Fi. Ethernet is een bekabelde standaard die gebruik maakt van elektrische bekabeling. Wi-Fi is een draadloze standaard die radiogolven gebruikt om te communiceren. Glasvezelverbindingen zijn ook redelijk standaard, maar vooral in snelle omgevingen zoals datacenters, omdat ze hogere bandbreedtebeperkingen bieden. Glasvezelverbindingen coderen gegevens in lasersignalen die door een dunne glasdraad worden gestuurd. Dankzij breking wordt het licht gevangen in de vezel.

Er zijn veel andere opties beschikbaar, waaronder het gebruik van microgolfsignalen om te communiceren met geosynchrone satellieten. Point-to-point-verbindingen kunnen werken met zichtbaar of onzichtbaar licht als ze een directe zichtlijn hebben. Er is zelfs een grap. De April Fools- standaard voor "IP over Avian Carriers" standaardiseert een manier van communiceren via postduif, hoewel we dit niet aanraden.

Overwegingen

Het routeren van verkeer over een enkel netwerk vereist het ontwerpen van een adresseringssysteem dat individuele hosts kan identificeren. Dit proces wordt nog gecompliceerder wanneer het om groepen netwerken gaat. Met routeringsprotocollen kunnen routers onderling communiceren om anderen te informeren dat ze verkeer naar andere locaties kunnen routeren.

Soms bent u misschien tevreden met het verzenden van gegevens in platte tekst. Dit betekent dat iedereen die de gegevens kan onderscheppen triviaal kan bepalen wat er is verzonden. Als ze de gegevens in realtime onderscheppen, kunnen ze deze naar believen wijzigen. Voor meer gevoelige gegevens is echter beveiliging nodig. Met versleutelingsprotocollen kunnen twee apparaten onderling een veilige verbinding tot stand brengen, zelfs als de apparaten waarmee ze communiceren niet vertrouwd kunnen worden.

Encryptie komt ook van pas als je een netwerk wilt opzetten waar de apparaten direct op zijn aangesloten. Met een VPN of Virtual Private Network zet je een versleutelde verbinding tussen twee apparaten op. Ze kunnen dan via deze link communiceren alsof het een enkele verbinding is in plaats van een reeks verbindingen. Dit kan ook grote netwerken verbinden, zelfs als ze over grote afstanden van elkaar verwijderd zijn.

Kritieke Prestatie Indicatoren

Bandbreedte is over het algemeen het meest genoemde getal als het gaat om netwerkprestaties. Over het algemeen is dat logisch. Hoe meer gegevens er via het netwerk kunnen worden verzonden, hoe beter. In sommige gevallen is echter een andere statistiek, latentie, even belangrijk of zelfs belangrijker. Latentie is een maat voor vertraging. Meestal meet het hoe lang het duurt voordat een klein bericht van het ene apparaat naar het andere wordt verzonden.

Het kan echter ook de moeite waard zijn om rekening te houden met de bandbreedte en latentie bij extreem grote hoeveelheden gegevens. Een auto vol harde schijven kan snel een grote hoeveelheid data vervoeren. Hoewel de latentie slecht is, kan de algehele "transmissietijd" aanzienlijk beter presteren dan internetsnelheden. Dit heeft geleid tot de uitdrukking: "Onderschat nooit de bandbreedte van een vrachtwagen vol harde schijven." Het omsnoeren van microSD-kaarten heeft dit effect ook op postduiven aangetoond. Er zijn echter klachten geuit dat dit niet voldoet aan de hierboven genoemde grapstandaard, die alleen papieren aantekeningen standaardiseerde.

Servicekwaliteit, netwerkcongestie en netwerkveerkracht zijn meer een probleem voor netwerkaanbieders dan voor thuisgebruikers. Zelfs als de bandbreedte over het algemeen goed is, kan een lage servicekwaliteit op cruciale momenten leiden tot netwerkproblemen. Transmissiemedia zoals ethernetkabels hebben een limiet op hoeveel gegevens ze in een bepaalde tijdseenheid kunnen overbrengen. Als er een grote piek in het verkeer is, kan een verbinding overbelast raken, wat gevolgen heeft voor de service van iedereen. Af en toe kunnen hardware en systemen falen. Een veerkrachtig systeem kan sommige storingen aan zonder grote verstoringen.

Conclusie

Een netwerk is een verzameling aangesloten computerapparatuur. Netwerken zijn doorgaans fysiek lokaal, hoewel virtuele netwerken kunnen worden geconfigureerd via een uitgebreider netwerk om het te laten lijken alsof twee fysiek ver van elkaar verwijderde netwerken direct met elkaar verbonden zijn. Netwerken vereisen een reeks fysieke en logische standaarden om communicatie mogelijk te maken. Hoewel sommige netwerkconfiguraties ad hoc worden uitgevoerd, hebben de meeste betrekking op een router. De router is zowel het centrale als het randpunt van het netwerk. Alle apparaten op het netwerk kunnen ermee communiceren, hoewel ze niet noodzakelijkerwijs rechtstreeks zijn verbonden. De router kan dan toegang bieden tot andere netwerken, meestal internet.