Instructeur: In deze les
gaan we het hebben over de verschillende
soorten netwerkhardware die gebruikt worden om gegevens van
de ene plaats naar de andere en van het ene apparaat naar het andere te versturen.
Of het nu gaat om spraak, video of data, al deze dingen
moeten over het netwerk gaan zodat ze hun beoogde
functie kunnen vervullen.
Waaruit bestaat het netwerk?
Netwerkcomponenten kunnen dingen
zijn zoals netwerkinterfacekaarten, hubs,
onbeheerde en beheerde switches, draadloze toegangspunten, routers,
firewalls, patchpanelen, Power over Ethernet-apparaten,
kabelmodems, digitale abonneelijnmodems, optische
netwerkterminals en softwaregedefinieerde netwerken.
Sommige van deze termen komen je waarschijnlijk bekend voor,
maar andere misschien niet.
We zullen ze dus allemaal kort bespreken
tijdens deze les.
Ten eerste hebben we NIC's of netwerkinterfacekaarten.
De meeste computers hebben nu een netwerkinterfacekaart
die een ethernetverbinding met je netwerk biedt.
Deze kan worden geïntegreerd in je moederbord,
worden toegevoegd als uitbreidingskaart
of worden toegevoegd als extern randapparaat via een USB-verbinding.
Deze netwerkinterfacekaart wordt dan gebruikt om de computer
met het netwerk te verbinden.
En het kan bedraad worden met een koperen NIC
die afhankelijk is van Cat 5 of hoger bekabeling.
Of je hebt misschien een bedrade fiber NIC.
En dit is afhankelijk van een glasvezelkabel.
Of je gebruikt een draadloze NIC.
En deze maakt verbinding met een draadloos
toegangspunt via radiofrequentiegolven in het
Wi-Fi-bereik van 2. 4 gigahertz tot 5 gigahertz.
Vervolgens hebben we een hub.
Nu is een hub een ouder stuk netwerktechnologie,
maar je kunt het nog steeds tegenkomen in het veld.
Een hub heeft een aantal verschillende
poorten, meestal tussen de 4 en 48 poorten.
Hierdoor kunnen tot 48 computers
op deze hub worden aangesloten.
Elke computer is aangesloten op een enkele poort van de hub.
Een hub werkt met een
bedrade interface.
Meestal is het een bekabelde koperen verbinding
met RJ45 connectoren in elk van die poorten.
Deze kan werken met 10 megabit per seconde
of zo snel als 100 megabit per seconde, maar
meestal niet sneller dan dat.
Wanneer je te maken hebt met een
hub, worden alle computers die met die hub verbonden
zijn beschouwd als onderdeel van het botsingsdomein.
Dit komt omdat hubs werken in
wat bekend staat als broadcastmodus.
Ik denk graag aan hubs alsof ik in een
klas zit met 30 studenten.
Als ik de spil was en jullie
zaten allemaal bij mij in de klas en jullie wilden
een vraag stellen, dan konden
jullie dat niet allemaal tegelijk doen,
want ik ben maar één persoon en
ik kan maar één persoon tegelijk horen praten.
Dus met een hub zouden we een botsing krijgen als twee mensen
tegelijkertijd praten.
In de klas kan ik die botsing onder
controle houden door iedereen te vertellen dat ze
niet mogen praten tenzij ze eerst hun hand opsteken.
En dit zou voor ons een zeer gecontroleerde
manier zijn om onze les te kunnen geven, zodat
niemand over elkaar heen praat.
Maar hubs hebben die mogelijkheid niet.
Dus in plaats daarvan zullen al onze netwerkclients, als
ze detecteren dat er een botsing is opgetreden,
stoppen met praten.
Ze kiezen een willekeurige tijd om tot
te tellen en proberen dan opnieuw te zenden.
Dus om terug te komen op het voorbeeld uit mijn
klaslokaal: als Mary en Joe allebei tegelijk proberen te praten,
stoppen ze.
Men zou een getal kiezen, misschien drie seconden.
En de ander zou een ander nummer kiezen,
misschien twee seconden.
En nadat hun tijd was verstreken, in dit geval twee seconden,
begonnen ze te spreken.
En op die manier zou er geen botsing meer
zijn omdat de tweede persoon die drie seconden wachtte
zou horen dat er al iemand aan het praten
is en niet meer zou praten tot die persoon klaar is.
Dus zo werkt een hub in theorie.
Het probleem hiermee is dat dit
de hele netwerkverbinding vertraagt, want als
ik vier mensen op een hub heb, zijn dat slechts vier
mensen die tegelijkertijd praten
voor mogelijke botsingen.
Maar als ik naar die grotere hubs ga met 48 mensen, betekent
dit dat er voortdurend veel botsingen
plaatsvinden.
Dat is slechts één probleem met de hub.
Het tweede probleem is dat iedereen alles kan horen wat er gezegd
wordt omdat we allemaal in hetzelfde klaslokaal zitten, of
in dit geval, we zitten allemaal in dezelfde hub.
Telkens wanneer iemand iets naar de hub
stuurt, zal deze dat opnieuw uitzenden naar elke poort die hij heeft.
En dan staat er: "Ik heb een boodschap voor Jason. En iedereen die niet Jason is, zal in principe
zijn oren bedekken en
doen alsof hij het niet hoort.
Maar al deze apparaten kunnen, als
ze dat willen, daarnaar luisteren.
En de manier waarop deze netwerkclients
weten met wie ze willen spreken is door gebruik
te maken van een zogenaamd MAC-adres, wat een
eigen adres is op het lokale netwerk.
Jason's computer heeft dus een MAC-adres.
En dat geldt ook voor Joe's.
En die van Mary ook.
Wanneer de hub een bericht verstuurt, staat
er: "Dit bericht is bedoeld voor Jason. Alle anderen zullen het in
theorie negeren omdat ze
Jason niet zijn.
We hebben nu dus twee basisproblemen met hubs.
Een daarvan zijn deze botsingen.
En de tweede is dat mensen hun oren zouden kunnen spitsen
en luisteren naar verkeer dat niet voor hen bedoeld is.
Om beide problemen op te lossen, werd er iets
in het leven geroepen dat bekend staat als een schakelaar.
Nu zijn switches in wezen slimme hubs.
En wat ze doen is onthouden wie er
op elke poort zit die ermee verbonden is.
Net als bij een hub kun je 4 tot 48, zelfs tot 96
mensen op één switch aansluiten als er genoeg
poorten op zitten.
Nu onthoudt de switch
voor elke poort wie er op die poort zit.
Dus als iemand zegt: "Ik heb een bericht voor Jason", dan
schakelt de switch die informatie over van
de poort waarop het bericht is ontvangen
naar de poort waarop Jason zit.
En op die manier krijgt alleen Jason dat bericht.
Naast de verhoogde beveiliging die dit biedt,
voorkomt het ook dat er botsingen plaatsvinden
omdat alleen Jason data ontvangt op zijn poort en het niet naar
elke andere poort op de
switch wordt uitgezonden.
Dus met switches kunnen we
meerdere mensen tegelijk laten praten omdat de switch
slim genoeg is om die mensen bij
elkaar te zetten en botsingen te voorkomen.
Dit verhoogt de snelheid van
je netwerk en verhoogt ook de veiligheid van je netwerk.
Als het op schakelaars
aankomt, delen we deze in twee categorieën in.
Deze staan bekend als onbeheerde en beheerde switches.
Nu voert een onbeheerde schakelaar zijn functies
uit zonder enige vorm van configuratie.
In wezen haal je het uit de doos, sluit je het
aan, sluit je er mensen op aan en dan kan het gewoon werken.
Dit is echt geweldig omdat het heel eenvoudig is op te zetten.
En over het algemeen wordt dit gebruikt in kleine
kantoren en thuiskantoren waar je te maken
hebt met een heel klein
netwerk, zoals switches met vier of acht poorten.
Als je te maken krijgt met grotere netwerken,
zul je naar iets
krachtigers willen overstappen.
En dit is waar je overgaat naar een beheerde schakelaar.
Nu zal een beheerde schakelaar uit de doos hetzelfde werken
als een onbeheerde schakelaar totdat je hem configureert.
Zodra je het hebt geconfigureerd, kun je een
heleboel verschillende instellingen configureren, waaronder
verhoogde beveiliging zoals het inschakelen van 802. 1X.
Dingen kunnen doen zoals MAC-filtering.
Of dingen kunnen configureren
in virtuele lokale netwerken op dezelfde switch.
Als je in een grotere kantooromgeving werkt met
een switch met 24 of 48 poorten, zijn dit meestal
beheerde switches.
En je kunt deze configureren om veel
verschillende dingen te doen op basis van je beveiligings-
of operationele vereisten.
Het volgende waar we het over willen hebben
staat bekend als een draadloos toegangspunt.
Een draadloos toegangspunt is een apparaat
waarmee draadloze apparaten verbinding
kunnen maken met je bekabelde netwerk, en in
feite werken ze als een mediaconvertor,
die de radiofrequentiesignalen die
door de luchtgolven gaan omzet
in dat koperen elektrische signaal dat via
een Cat 5 of Cat 6 kabelverbinding naar een van je schakelaars
gaat.
Hiermee kun je je bekabelde netwerk uitbreiden
naar het draadloze domein.
De meesten van ons hebben op dit punt in hun leven wel eens Wi-Fi gebruikt.
En dat is precies waar we het over hebben.
Met een draadloos toegangspunt
kun je je bekabelde netwerk uitbreiden naar het draadloze
domein en draadloze clients verbinding laten maken
met je netwerk om toegang te krijgen tot de diensten op
dat netwerk of tot je internetverbinding
om het internet op te gaan.
Vervolgens gaan we het hebben over een router.
Nu wordt een router gebruikt om twee verschillende
netwerken met elkaar te verbinden.
En ze worden meestal gebruikt om
intelligente doorstuurbeslissingen
te nemen van het ene netwerk naar het andere op basis van het logische
adres, dat we een IP-adres noemen.
Dit IP-adres of Internet Protocol-adres zal
ofwel een IP versie 4 of IP versie 6 adres zijn, afhankelijk van het netwerk
dat je gebruikt, of het kan beide gebruiken.
De meeste moderne routers vertrouwen op IP, hoewel
er ook andere routeringsprotocollen zijn.
Maar tegenwoordig
vertrouwt bijna elk netwerk op IP of Internet Protocol.
Daar gaan we ons dus echt op richten.
Bij een router verbind je meerdere
verschillende netwerken met elkaar.
En de meest voorkomende
is in een klein kantoor of thuiskantoor wanneer
je je lokale netwerk en je computers
aansluit op het internet, dat wordt verbonden via je internetprovider.
Je plaatst je router dus tussen
je internetprovider en
je lokale netwerk.
Over het algemeen krijg je in een klein kantoor
of thuiskantoor een enkel combinatieapparaat
van je internetprovider met daarin
je DSL-, kabel- of glasvezelmodem, een draadloos
toegangspunt, een switch met vier poorten en een ingebouwde
router en firewall.
Dit brengt ons bij ons volgende apparaat,
dat bekend staat als een firewall.
En in een bedrijfsnetwerk heb
je een firewall als een apart apparaat.
Maar nogmaals, in een klein kantoor of thuiskantoor
wordt die firewall vaak gecombineerd in
het apparaat dat je ISP je geeft.
Als het gaat om een firewall, hebben
we het over een apparaat dat wordt geconfigureerd
met verschillende regels, bekend als toegangscontrolelijsten, die ons een manier
bieden om verkeer te scannen en te blokkeren als het ons netwerk
binnenkomt of verlaat.
Dit is de rol van een firewall.
Het is in wezen een bewaker die
aan de rand van je netwerk zit.
En alles wat je netwerk in of uit gaat, gaat door
de firewall en kan worden geïnspecteerd.
En dan kun je, op basis van de regels die
je hebt ingesteld, dat verkeer blokkeren,
toestaan of tegenhouden wanneer het
je netwerk binnenkomt of verlaat.
Firewalls zijn geweldig voor de beveiliging.
En na verloop van tijd zijn ze steeds beter geworden.
Tegenwoordig hebben we naast firewalls
ook iets dat bekend staat als een UTM of unified
threat management appliance.
En deze bevat naast een firewall
ook andere functies, zoals spambeveiliging
en antivirusoplossingen die in dit ene apparaat
worden gecombineerd.
Maar in de kern zijn ze ook nog steeds een firewall
en vervullen ze die functies.
Het volgende apparaat waar we het over gaan
hebben staat bekend als een patchpaneel.
Een patchpaneel is een apparaat waarmee je je netwerkaansluitingen
van je muur naar een centrale ruimte kunt bekabelen.
En de achterkant van dit ding staat bekend als een patchpaneel.
Met een patchpaneel kunnen de kabels
die door je muren lopen vanaf je netwerkaansluitingen
worden afgesloten op een enkele plaats op een aansluitblok
aan de achterkant van een paneel.
Aan de andere kant van dat paneel
hebben we voorbedrade RJ45-poorten die we kunnen verbinden
met patchkabels voor Cat 5, Cat 6,
Cat 7 of Cat 8 en die we dan kunnen aansluiten
op onze switch.
Nu vraag je je misschien af: "Waarom heb ik een patchpanel nodig?
"Waarom kan ik deze niet gewoon rechtstreeks op mijn schakelaar aansluiten? Dit komt neer op netwerkondersteuning
op lange termijn en het verlagen van
je kosten.
Een switch kost ergens tussen de 500
en 1000 dollar voor een fatsoenlijke switch
in een klein kantoor, thuiskantoor
of kleine onderneming.
Maar een patchpanel kost maar zo'n $50.
Als je de hele tijd dingen rechtstreeks
op je switch aansluit en loskoppelt,
kan dit de poorten verslijten en ze breken.
En als je een van die poorten breekt,
kun je ze niet vervangen.
In plaats daarvan heb je een hele nieuwe schakelaar nodig.
Maar als je met een patchpanel een van die poorten
kapot maakt, kun je dat deel van het patchpanel
of het hele patchpanel voor minder dan $50 vervangen.
Dit betekent dat je veel kunt besparen door patchpanelen te gebruiken
in plaats van rechtstreeks op je switches aan te sluiten.
En het geeft je meer ondersteuning voor de lange termijn.
In de meeste kantoren en bedrijfsnetwerken zul
je zien dat de wandcontactdozen
naar een patchpaneel gaan, en
het patchpaneel wordt dan bekabeld naar je switch.
En dit helpt om uw kosten te verlagen
en uw ondersteuningsmogelijkheden te vergroten.
De volgende reeks apparaten waar we het over gaan
hebben is Power over Ethernet, ook bekend als PoE.
Power over Ethernet is een functie van sommige
switches en andere apparaten waarmee
je een switchpoort via een gewone
datakabel van stroom kunt voorzien.
Deze PD's of voedingsapparaten kunnen bijvoorbeeld camera's, voice-over
IP-handsets of draadloze toegangspunten zijn.
Het maakt eigenlijk niet uit, maar het punt
is dat je die ene kabel kunt gebruiken om
dat apparaat van zowel data als stroom te voorzien.
Hierdoor is er geen stopcontact
nodig naast het apparaat.
PoE is er in drie verschillende
varianten.
Er is 8025. 3af, 802. 3at en
802. 3bt.
Nu, als je te maken hebt met 802. 3af, dit is de oudste
versie van Power over Ethernet.
En dit betekent dat er in feite zo
min mogelijk stroom wordt afgenomen.
Als je te maken hebt met 802. 3af, kunnen je voedingsapparaten
slechts ongeveer 13 watt stroom gebruiken.
Dit werkt dus goed voor dingen zoals voice-over IP-handsets, maar niet
zo goed voor andere apparaten met een hoger vermogen,
zoals een draadloos toegangspunt.
Nu, als je te maken hebt met 802. 3at, dit staat
ook bekend als PoE Plus.
En hierdoor kunnen voedingsapparaten tot 25 watt verbruiken
in plaats van die 13 watt met 802. 3af.
De derde die we hebben is 802. 3bt.
En dit staat bekend als PoE Plus Plus, of 4P PoE.
En dit kan worden gebruikt om tot 51 watt vermogen te leveren
voor een type 3-apparaat of 73 watt voor een type 4-apparaat.
Dit is veel vermogen dat via Power
over Ethernet kan worden geleverd.
In al deze gevallen heb je
drie verschillende dingen nodig om ze
te kunnen gebruiken.
Eerst. heb je een switch nodig
die Power over Ethernet op een van deze drie niveaus ondersteunt.
Ten tweede heb je de juiste bekabeling nodig om
dit te ondersteunen.
Over het algemeen wil je Cat 6 of hoger gebruiken om
hogere vermogens van Power over Ethernet te kunnen ondersteunen.
En ten derde heb je een voedingsapparaat nodig.
Dat is het apparaat dat gebruik gaat maken van de
gegevens en stroom die over die ethernetkabel komen, zoals je VoIP-handset,
je camera of je draadloze toegangspunt.
Voor sommige apparaten heb je PoE nodig en
misschien heb je geen PoE-switch.
In dit geval kun je een aftermarket apparaat gebruiken
dat bekend staat als een stroominjector.
Een stroominjector sluit je in principe rechtstreeks
aan op een stopcontact om zijn eigen stroom te krijgen.
Vervolgens sluit je de ethernetkabel
van je niet-gevoede switch aan op deze stroominjector.
En dat injecteert de stroom op die lijn terwijl je naar
de andere kant gaat om je apparaat
van stroom te voorzien.
Dit ziet er dus uit als een kabel die van je schakelaar, die een
niet-PoE schakelaar is, naar de stroominjector gaat.
En dan van de stroominjector naar je voedingsapparaten.
En die stroominjector injecteert die stroom in het
middelste deel van deze kabel, omdat
je die nu in een stopcontact steekt
dat je de juiste stroom geeft.
Het volgende apparaat staat bekend als een kabelmodem.
Een kabelmodem is een apparaat dat een coax-kabelsignaal
dat binnenkomt als een radiofrequentiegolf
op die coax-kabel vertaalt naar iets
dat gebruikt kan worden door de rest van je
netwerk.
Deze kabelmodem zal fungeren als een converter, die
het signaal dat binnenkomt van de coaxkabel omzet in
elektrische impulsen die vervolgens kunnen worden
verzonden via een normaal Ethernet-netwerk met behulp van koper
onafgeschermde twisted pair bekabeling die vervolgens
naar je router of gateway kan gaan.
Vervolgens hebben we een digital subscriber line of DSL-modem.
Net als een kabelmodem zal
een DSL-modem deze conversietechniek ook uitvoeren, maar in plaats
van een radiofrequentie over een coaxkabel
te sturen, zal het een signaal dat
binnenkomt via een typische telefoonlijn
omzetten in iets dat gebruikt kan worden door
de rest van je netwerk via een typische
koperen niet-afgeschermde getwiste kabel.
De volgende is een zogenaamde ONT of optische
netwerkterminal.
Als je een glasvezelverbinding met de buitenwereld
gebruikt, dan gebruik je een ONT
of optische netwerkterminal om die kabel af te sluiten.
Wanneer die glasvezelverbinding de ONT binnenkomt,
zal deze fungeren als mediaconvertor
en de lichtsignalen van de glasvezel omzetten
in elektrische signalen die via een niet-afgeschermde,
getwiste koperkabel teruggaan naar de router of gateway
van het netwerk.
En het laatste apparaat dat we hebben is eigenlijk helemaal geen apparaat,
maar meer een concept.
En het staat bekend als SDN of software defined networking.
Nu is software defined networking
of software defined networks echt een manier om de onderliggende netwerkhardware,
waar we het net over hadden, te virtualiseren.
Al deze routers en switches en firewalls en al
deze apparaten kunnen worden omgezet in cloud-gebaseerde
equivalenten waarmee we vervolgens kunnen
communiceren via software.
En dit is waar software defined networking
om de hoek komt kijken.
Wanneer je te maken hebt met softwaregedefinieerde
netwerken, splitsen we de verschillende
lagen waarop een apparaat werkt,
namelijk de infrastructuurbesturings-
en toepassingslaag, op in die afzonderlijke lagen en communiceren
we er programmatisch mee met behulp van software
om verschillende functies te kunnen uitvoeren op meerdere fysieke
apparaten in onze netwerkwereld, maar we doen het allemaal vanuit een softwareperspectief.