Datanet
Et computernetværk er en gruppe af to eller flere computere, der er forbundet med hinanden. Netværk bruges normalt til at dele ressourcer, udveksle filer eller kommunikere med andre brugere.
Et netværk er et sæt knudepunkter, der er forbundet med kommunikationsforbindelser. Et knudepunkt kan være en computer, en printer eller en anden enhed, der kan sende eller modtage data fra andre knudepunkter gennem netværket.
Der er ofte brug for andre enheder, for at netværket kan fungere korrekt. Som eksempler på sådanne enheder kan nævnes hubs og switche. Forskellige typer netværk kan forbindes med hinanden med en router. Generelt kan netværk, der anvender kabler til at oprette forbindelse, fungere med højere hastigheder end netværk, der anvender trådløs teknologi.
Et LAN (Local Area Network) forbinder computere, der er tæt på hinanden. Det er lettere at opbygge et LAN end at forbinde forskellige netværk (via et Wide Area Network). Det største Wide Area Network er internettet.
Computere kan være en del af flere forskellige netværk. Netværk kan også være dele af større netværk. Lokalnetværket i en lille virksomhed er normalt forbundet med det store firmas virksomhedsnetværk. Disse forbindelser kan give adgang til internettet. En butik kan f.eks. bruge det til at vise varer på sit websted via en webserver eller til at konvertere modtagne ordrer til forsendelsesinstruktioner.
Et netværk skal være tilsluttet med passende hardware. Det kan være kablet eller trådløst. For et simpelt LAN er computere, medier og periferiudstyr tilstrækkeligt. WAN'er (Wide Area Networks) og nogle store LAN'er (Local Area Networks) har brug for yderligere udstyr som f.eks. en bro, gateway eller router for at forbinde forskellige små eller store netværk.
Et netværk har brug for en kommunikationsprotokol. Microsoft Windows, Linux og de fleste andre styresystemer bruger TCP/IP. Apple Macintosh-computere brugte Appletalk i det 20. århundrede, men bruger TCP/IP nu.
Typisk biblioteksnetværk, i et forgrenet trækort og kontrolleret adgang til ressourcer
Netværksmodeller
Det ville være vanskeligt at gennemføre netværkskommunikationsteknologi som én stor model. Derfor opdeler vi de forskellige komponenter i nettet i mindre moduler eller lag. Standardmodellen for et netværk er OSI-modellen (Open Systems Interconnection), der er fastlagt af den internationale standardiseringsorganisation ISO (International Organization Standard). Der findes andre netværksmodeller, men de er alle opdelt i lignende lag. Hvert lag bruger de tjenester, som det underliggende lag leverer, samtidig med at det leverer tjenester til det overliggende lag. Hvert lag kan kun kommunikere med det samme lag på destinationsenheden.
Eksempel på kommunikation i netværksmodellen
OSI-model
OSI (Open Systems Interconnection) er en 7-lags netværksmodel, der er specificeret af ISO-normen (International Organization for Standardization), og som er meget udbredt i hele verden. Konceptet med en syv-lags-model blev udviklet af Charles Bachman fra Honeywell Information Services. Forskellige aspekter af OSI-designet er udviklet på baggrund af erfaringerne med ARPANET-, NPLNET-, EIN- og CYCLADES-nettene og arbejdet i IFIP WG6.1.
| Dataenhed | Lag | Funktion |
| Data | Ansøgning | Netværksproces til anvendelse |
| Præsentation | Kryptering, dekryptering og datakonvertering | |
| Session | Håndtering af sessioner mellem programmer | |
| Segmenter | Transport | End-to-end-forbindelse og pålidelighed |
| Pakker (datagrammer) | Netværk | Bestemmelse af sti og logisk adressering |
| Ramme | Datalink | Fysisk adressering |
| Bit | Fysisk | Signal- og binær transmission |
Lag 1
Det fysiske lag definerer elektriske og fysiske specifikationer for enheder. Det specificerer også moduleret transmission og basebåndstransmission.
Baseband
Basebånd er digitale data i deres rå form (1001 1101 1101 1010 0011). Dette giver mulighed for meget hurtig og pålidelig transmission over korte afstande; medierne har dog en tendens til at få bitsene til at forstyrre hinanden, og basbåndstransmissionens rækkevidde er meget begrænset. Det bliver værre med stigende hastighed. Basebåndsteknologi anvendes ofte på LAN.
- UTP-kabel - maks. 100 m ved 100 Mbit/s hastighed uden repeater
- Optisk fiber - maks. 1 km ved 100 Mbit/s hastighed uden repeater
Typisk teknologi: Ethernet
Moduleret transmission
Inden for telekommunikation er modulation en proces, hvor et meddelelsessignal, f.eks. en digital bitstrøm eller et analogt lydsignal, overføres inden i et andet signal, der kan overføres fysisk. Den enhed, der modulerer basisbåndssignalet, kaldes en modulator, og den enhed, der demodulerer det modulerede signal tilbage til basisbånd, kaldes en demodulator. I dag er modulatoren og demodulatoren integreret i en enhed, der kaldes Modem (modulator-demodulator). Bruges ofte på WAN, WLAN, WWAN.
Typisk teknologi: Teknologi:
WI-FI, ADSL, kabel-tv-forbindelse (CATV).
Lag 2
Datalinklaget giver de funktionelle og proceduremæssige midler til at overføre data mellem netværksenheder og til at opdage og eventuelt rette fejl, der kan opstå i det fysiske lag.
Lag 3
Netværkslaget giver de funktionelle og proceduremæssige midler til overførsel af datosekvenser af variabel længde fra en kildevært på et netværk til en destinationsvært på et andet netværk ved hjælp af IP-adressen.
IP-adresse
En internetprotokoladresse (IP-adresse) er et numerisk mærke, der tildeles hver enhed (f.eks. computer, printer), der deltager i et computernetværk, som anvender internetprotokollen til kommunikation. I øjeblikket er der to versioner af protokollerne i brug - IPv4 og IPv6.
- IPv4 anvender 32-bit adressering, hvilket begrænser adressepladsen til 4294967296 (232) mulige unikke adresser.
Eksempel: IP-192.168.0.1 mask-255.255.255.255.0 betyder, at netværksadressen er 192.168.0.0.0 og enhedsadressen er 192.168.0.1
- IPv6 anvender 128-bit adressering, hvilket begrænser adressepladsen til 2128 mulige adresser. Det anses for at være tilstrækkeligt i en overskuelig fremtid. Fuld IPv6-understøttelse er stadig i implementeringsfasen.
Lag 4
Transportlaget sørger for gennemsigtig overførsel af data mellem slutbrugere og leverer pålidelige dataoverførselstjenester til de øverste lag. Transmission Control Protocol (TCP) og User Datagram Protocol (UDP) i Internet Protocol Suite kategoriseres almindeligvis som lag-4-protokoller inden for OSI.
- TCP (transmissionskontrolprotokol) giver pålidelig, ordnet levering af en strøm af bytes fra et program på en computer til et andet program på en anden computer. TCP anvendes til applikationer, der udelukkende kræver pålidelig overførsel (e-mail, WWW, filoverførsel (FTP), ...).
- UDP (user datagram protocol) anvender en simpel transmissionsmodel uden implicitte handshaking-dialoger til at sikre pålidelighed, rækkefølge eller dataintegritet. UDP anvendes i applikationer, hvor vi kræver mindre ventetid end pålidelighed (streamvideoer, VOIP, onlinespil, ...).
Lag 5-7
I forenklede netværksmodeller er det ofte samlet i ét lag, og dets hovedformål er at interagere med applikationer, kryptere og etablere dedikerede forbindelser, hvis det er nødvendigt.
Analog modulering: AM - amplitudeFM - frekvens
Digital modulation: 16-QAM med eksempler på konstellationspunkter.
Netværksbetingelser
Latency
Latency, der fejlagtigt kaldes ping, er en værdi, der måler, hvor lang tid pakker skal bruge for at nå frem til deres destination. Den måles i milisekunder (ms). Værktøjet, der måler latenstiden, hedder ping og anvender normalt særlige ICMP-pakker, der er mindre end almindelige datapakker, så de ikke belaster netværket ved deres tilstedeværelse.
- Umiddelbar latenstid måles hvert X sekund og vises straks. Værdien ændrer sig konstant på grund af de naturlige egenskaber ved pakkekoblingsnetteknologi. Høje spidsværdier for latenstid har negative virkninger på de fleste netværksapplikationer, som kan tilpasse sig til den gennemsnitlige latenstid ved at allokere en tilsvarende størrelse hukommelse som buffer. Høje spidsbelastninger fører til, at denne buffer tømmes, og at programmerne midlertidigt fryser. Denne fastfrysning kaldes almindeligvis forsinkelse.
- Gennemsnitlig latenstid er summen af umiddelbar latenstid målt Y gange hvert X sekund divideret med Y. Gennemsnitlig latenstid bruges til at estimere bufferens størrelse, hovedsagelig fordi den ikke ændrer sig så ofte. Buffer gør det muligt for nogle applikationer, f.eks. stream-videoer, at køre problemfrit selv med høj gennemsnitlig latenstid, men den kan ikke beskytte os mod høje latentetoppe.
Kapacitet (båndbredde)
Kapacitet er et mål for et netværks overførselskapacitet og måles i bits pr. sekund (bps eller b/s), i dag almindeligvis Mbps eller Mb/s. Det viser, hvor mange dataenheder der overføres hvert sekund. På nuværende tidspunkt er den gennemsnitlige båndbredde langt højere end nødvendigt, og den er ikke en begrænsende faktor i de fleste tilfælde.
- Uplink er den båndbredde, der bruges til at overføre data fra brugeren til serveren (normalt lavere for slutbrugere).
- Downlink er den båndbredde, der bruges til at overføre data fra server til bruger (normalt højere for slutbrugere).
Broadcast
Broadcast er en særlig transmission, der ikke er beregnet til en enkelt enhed, men er rettet til alle enheder i et bestemt netværk. Det bruges mest til automatisk at udstede IP-adresser til enheder af en DHCP-server og til at oprette en ARP-tabel, der kortlægger netværket og fremskynder trafikken.
ADSL-frekvensplan. Upstream + downstream = netværksbåndbredde
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er et computernetværk?
Svar: Et computernetværk er en gruppe af to eller flere computere, der er forbundet med hinanden for at dele ressourcer, udveksle filer eller kommunikere med andre brugere.
Spørgsmål: Hvad er knudepunkter i et netværk?
Svar: Knudepunkter i et netværk er enheder som f.eks. computere, printere og andre enheder, der kan sende og modtage data fra et knudepunkt til et andet.
Spørgsmål: Hvilke yderligere enheder kan der være behov for, for at netværk kan fungere korrekt?
Svar: Der kan være behov for yderligere enheder som f.eks. hubs og switche, for at netværk kan fungere korrekt.
Spørgsmål: Hvordan kan forskellige typer netværk forbindes med hinanden?
A: Forskellige typer netværk kan forbindes med hinanden med en router.
Spørgsmål: Er LAN'er (Local Area Networks) lettere at opbygge end WAN'er (Wide Area Networks)?
Svar: Ja, det er normalt lettere at opbygge et LAN end at forbinde forskellige netværk via WAN.
Spørgsmål: Kan computere være en del af flere forskellige netværk på samme tid?
Svar: Ja, computere kan være en del af flere forskellige netværk på samme tid.
Spørgsmål: Hvilken type kommunikationsprotokol anvender de fleste styresystemer?
Svar: De fleste styresystemer anvender TCP/IP som kommunikationsprotokol.
