Computersystemen/Netwerklagenmodel

Uit Wikibooks
Ga naar: navigatie, zoek

Rapid delete3.png   Dit artikel wordt zo snel mogelijk verwijderd

Omdat de tekst op deze pagina geen relevante informatie bevat, zal deze pagina zeer binnenkort verwijderd worden. Als u een zinnige invulling voor deze pagina weet, aarzel dan vooral niet en vervang de tekst door uw bijdrage.

Toelichting: onderstaande tekst is opgenomen onder Computersystemen/Netwerkbegrippen

Om hier mogelijk meer informatie over te krijgen, zie te verwijderen pagina's.

Doelstellingen[bewerken]

Onderstaande doelstellingen[1] worden vooropgesteld voor deze module:

  • Een lagenmodel hanteren als referentiekader bij het toelichten van communicatie tussen knooppunten.
  • De functie van een communicatieprotocol toelichten.

Inleiding[bewerken]

In 1973 bestond het volledige internet (toen gekend als ARPANET) uit 42 hosts en 36 nodes, waarbij het Internetschema nog paste op één kaart.[2] Stelselmatig groeide dat internet en in 1985 zou Steve Jobs gezegd hebben "The most compelling reason for most people to buy a computer for the home will be to link it to a nationwide communications network. We're just in the beginning stages of what will be a truly remarkable breakthrough for most people - as remarkable as the telephone."

Zoveel jaren later kunnen we zijn uitspraak alleen maar beamen. We zijn er zelfs heel erg afhankelijk van geworden, wat we vooral merken als het foutgaat. Als een digibeet een diagnose moet stellen, dan is het vaak "het internet werkt" of "het internet werkt niet". Iemand die al wat meer informatie heeft opgezocht zal zaken tegenkomen zoals LAN, WAN, SAN, NAS, VPN, coax, utp, stp, glasvezelkabel, datatransport over het elektriciteitsnet, draadloze connectie, access point, switch, router, gateway, transportmedium of interfaces. Dan blijkt het toch plots een stuk complexer om een goede diagnose te stellen. Er moeten dus wel afspraken zijn tussen ontwerpers van apparatuur zoals netwerkkaarten, bekabeling, routers,... Om het geheel beheersbaar te houden werkt men bij toegenomen complexiteit met een lagenmodel.

De voordelen van een lagenmodel:

  • Verminderde complexiteit: het geheel wordt opgesplitst in kleinere en dus eenvoudigere stukken.
  • Modulaire ontwikkeling: bij een verandering in één laag moet men vooral kijken naar de gevolgen op de laag eronder en erboven i.p.v. naar het volledige plaatje. Dit zorgt ook voor een snellere evolutie.
  • Standaardisering: door de kleinere en eenvoudigere stukken wordt het ook gemakkelijker om iets de standaardiseren, waardoor vervolgens ook compatibele componenten kunnen worden ontwikkeld.
  • Aanleren wordt gemakkelijker, omdat de stukken kleiner en eenvoudiger zijn.

TCP/IP-model[bewerken]

TCP/IP is een verzamelnaam voor de reeks netwerkprotocollen die voor een grote meerderheid van de netwerkcommunicatie tussen computers instaan.[3] Het internet is het grootste en bekendste TCP/IP-netwerk. De naam TCP/IP is een samentrekking van de twee bekendste protocollen die deel uit maken van de TCP/IP-protocolstack (= protocolstapel): het Transmission Control Protocol (TCP) en het internetprotocol (IP). TCP/IP wordt uitgesproken als "TCP over IP" of meestal "tiesiepie ajpie".

De TCP/IP-protocolstack wordt officieel onderverdeeld in vijf lagen, met elk een eigen functionaliteit.

# Laag Omschrijving Protocol Hardware
5 Applicatielaag De kans is groot dat je deze laag al bent “tegengekomen”, omdat deze het “dichtst” bij de applicaties zit. Zo merk je http(s):// bij het gebruik van je browser en moet je IMAP en SMTP-instellingen invullen als je een e-mail programma instelt. HTTP, FTP, DNS, DHCP, IMAP, SMTP, SSH
4 Transportlaag Protocollen in deze laag moeten beslissen wat er bv. gebeurt als er data verloren gaat: opnieuw sturen (TCP) of negeren (UDP). TCP, UDP
3 Internetlaag De bekendste toepassing is het adresseren (IP) en het routeren (router) van de data, ongeacht het type data. IP, ICMP[4] router
2 Linklaag Ook hier is een vorm van adresseren, nl. via het MAC-adres. Ethernet, wifi, MAC, ARP switch[5]
1 Fysieke laag Deze laag maakt de fysieke connectie tussen de netwerken mogelijk en is de “domste” laag, daar de signalen over bv. een UTP-kabel strikt gezien gewoon elektrische stroompjes zijn. twisted pair (bv. UTP), glasvezel, ether, telefoonlijn, coaxkabel, hub, repeater

Inkapseling[bewerken]

Een brief kan je niet zomaar schrijven, bij de post binnenbrengen en dan maar hopen dat die aankomt. Er zal al minstens een ontvangersadres nodig zijn (en als je graag een antwoord terug wil krijgen, ook een verzenderadres). De brief (de "echte" data) moet worden "ingekapseld" in een enveloppe met daarop adresinformatie (de "header"). De postbode gebruikt deze "header" om de brief op de bestemming te krijgen. Zelf moet hij zich niets aantrekken van de inhoud van de brief. Hij hoeft er zelfs niets van te begrijpen, want dat behoort niet tot zijn taak.

Bij een netwerk is dat gelijkaardig: de computer kan niet zomaar de data zélf op het internet zetten, zonder dat daar oa. een ontvangersadres bijhoort. Tussenliggende hard- of software moet niet álles begrijpen, maar enkel die zaken die voor zichzelf van toepassing zijn.

Inkapseling bij TCP/IP

Door het lagenmodel zal er per laag informatie worden toegevoegd, zoals je bij de afbeelding kan zien. Bij de "echte" data uit de applicatielaag, wordt in de transportlaag een header toegevoegd. Dat stuk wordt dan "ingekapseld" en doorgegeven aan de internetlaag, die er terug een header aan toevoegt (oa. met IP-adressen). Tenslotte voegt de linklaag er nog een header en footer aan toe. Uiteindelijk komt dit terecht op de fysieke laag (niet getekend), bv. een UTP-kabel. Deze snapt al helemaal niet wat hij precies verstuurt: hij kent niets van adressen, protocollen, verzender en ontvanger. Voor hem zijn het gewoon "nietszeggende" elektrische signalen.

Bij de ontvanger gebeurt net het omgekeerde: daar worden headers en footers op de onderste laag uitgelezen, geïnterpreteerd (om te weten wat te doen) en verwijderd. De resterende bits en bytes worden doorgegeven aan de bovenliggende laag en dit proces herhaalt zich, totdat de oorspronkelijke data terechtkomt bij de juiste applicatie.

Communicatie[bewerken]

Data Flow of the Internet Protocol Suite.PNG

Netwerkcommunicatie kan je bekijken als horizontale communicatie, in bovenstaande tekening de rode pijl (process to process), de blauwe pijl (host to host), de groene pijl en de gele pijl. Zo haalt bv. een browser via HTTP een webpagina op van een webserver. De "échte" communicatie moet via een fysieke laag gebeuren.

Netwerkcommunicatie kan ook bekeken worden als verticale communicatie, d.i. de protocolstack. Zo kan een browser niet zonder een transportprotocol (nl. TCP), een adresseringsprotocol (nl. IP) en een fysische laag (nl. het LAN-netwerk) om communicatie mogelijk te maken. In dit geval moeten een laag kunnen communiceren met de onderliggende en bovenliggende laag. De ene laag levert dan een dienst aan de andere laag.

Bronnen, noten en/of referenties
  1. De doelstellingen komen uit het leerplan D/2015/7841/003, d.i. het leerplan Toegepaste Informatica van de richting informaticabeheer, derde graad tso.
  2. (nl) Bron: De Redactie: Het hele internet schematisch op 1 kaart? In 1973 kon het nog
  3. Een ander heel bekend netwerklagenmodel is het OSI-model. De basisprincipes zijn hetzelfde, maar de details vallen buiten het kader van deze cursus.
  4. Een protocol zoals ICMP wordt bovenop IP gedraaid, maar kan beschouwd worden als deel uitmakend van de internetlaag. Het commando ping gebruikt ICMP voor zijn werking.
  5. Er bestaan ook multilayer switchen, die andere lagen kunnen "begrijpen". De bekendste is de layer 3 switch, die daarmee op het terrein komt van een router.
Informatie afkomstig van http://nl.wikibooks.org Wikibooks NL.
Wikibooks NL is onderdeel van de wikimediafoundation.