Networking

2. Networking#

2.1. De basis#

Wanneer je contact legt met een andere computer, gaat dat over een netwerk. Een netwerk bestaat uit meerdere computers en een manier van communicatie tussen deze computers.

Sommige computers zijn servers. Dit type computer levert services aan de rest van het netwerk. Denk hierbij aan websites, game servers, etc. Andere zijn routers, deze zorgen ervoor dat de computers elkaar kunnen bereiken. De grootste groep is echter ‘normale’ computers. Deze noemen we clients. Alle apparaten aangesloten op het netwerk hebben een IP adres. Dit is een identificatie die je krijgt van je router. Dit ip wordt meegestuurd in elk bericht wat je doet over het netwerk.

De router thuis is een samensmelting van drie aparte apparaten:

  • Een Router, die het verkeer stuurt naar waar het moet gaan. Deze ontvangt data van de pc’s, stuurt het door naar de volgende apparaten in het netwerk (bijvoorbeeld een website) en ontvangt de data terug van de website. Daarna stuurt hij het terug naar de pc.

  • Een Access Point, die het internet van een kabel naar radiogolven omzet. Hiermee heb je wifi zodat je apparaten draadloos ook internet hebben.

  • Een firewall, die het thuisnetwerk beschermt en afschermt. Dit zorgt ervoor dat alle verbindingen van buitenaf gestopt worden, tenzij ze zijn toegestaan binnen de firewall. Het toestaan van deze verbindingen wordt port forwarding genoemd.

De routers die verder worden genoemd in deze module, wordt niet de hele samensmelting mee bedoeld, maar alleen het eerste onderdeel.

In de oudere versie van het internet (maar nog steeds het meest gebruikt), ipv4, zijn de routers het meest prominent. Dat komt omdat elke pc verbonden met het internet, eerst langs een of meerdere routers moet. Op het internet kunnen PC’s elkaar dus niet direct bereiken. Met de nieuwere versie, ipv6, heeft elke pc een directe verbinding met een andere. Er zijn geen blokkades of firewalls meer, anders dan die op de pc geïnstalleerd.

Een manier om ipv4 te visualiseren is om het te vergelijken met een buurt. In een buurt staan huizen en winkels. Alle gebouwen hebben een adres waarop pakketjes bezorgd kunnen worden. De hoofdbewoner van het huis ontvangt pakketjes en verdeelt ze onder de bewoners. Wanneer een bezorger een adres niet kan vinden, kan hij het vragen aan iemand die hem doorverwijst (een ‘router’). De winkels leveren diensten aan de buurt en aan mensen van buiten de buurt.

Met ipv6, is de visualisatie hetzelfde. Alleen nu hebben de gebouwen geen adres, maar de mensen zelf een apart adres. Zo hebben bewoners van hetzelfde gebouw hetzelfde begin van het adres, maar elk een apart gedeelte aan het eind.

2.2. Communicatie#

De manier van communicatie in een netwerk gebeurd met een ‘protocol’. Een protocol is simpelweg een set van regels. Deze regels worden aangehouden om een standaard manier van communicatie te hebben. Zie een protocol als de grammatica van een taal: er is een vaste zinsopbouw en vervoeging van woorden.

De hoofd protocollen waar vele andere op gebaseerd zijn, zijn TCP (Transmission Control Protocol) en UDP (User Datagram Protocol). TCP checkt dat elk bericht netjes is ontvangen en begint de communicatie met een driedelige ‘handdruk’. Deze handdruk bevat informatie over de connectie tussen de twee computers waarop de daarna volgende berichten worden aangepast. Een handdruk is een proces waarbij twee apparaten overleggen hoe de verdere communicatie plaats zal vinden.

De TCP handdruk gaat met drie berichten, SYN-SYN/ACK-ACK. Dit staat voor ‘Synchronize’, ‘Acknowledge Synchronize’ en ‘Acknowledge Acknowledged’. Dus het synchronizatieverzoek wordt bevestigd en de bevestiging wordt ook bevestigd. Daarmee is een verbinding gelegd. Als deze handshake niet succesvol wordt uitgevoerd, begint er geen data transmission en is er dus geen sprake van een verbinding.

2.3. MAC-adressen#

Zonder dat een apparaat een IP-adres heeft, kan er geen communicatie mee zijn. Een router geeft een IP-adres aan een apparaat, maar hoe kan dit zonder dat de router via bijvoorbeeld TCP of UDP met het andere apparaat kan praten?

Dit gebeurt door middel van MAC-adressen. MAC staat voor Media Access Control en doet precies waar de naam voor staat. Wanneer een computer een IP-adres van de router wil ontvangen, doet deze een verzoek met het DHCP-protocol. Hierbij stuurt de computer een MAC-adres mee, zodat de router weet waar het bericht naar verzonden moet worden. Dit verzoek gaat naar alle apparaten die verbonden zijn met dezelfde kabel of hetzelfde wifi netwerk. Zonder dat een MAC-adres meegezonden wordt, is er dus volledige chaos en weet geen enkel apparaat voor wie welk bericht bedoeld is. Een verzoek dat wordt verzonden op het hele netwerk noem je een broadcast message.

De router die ontvangt vervolgens het verzoek en stuurt terug welk IP-adres de computer krijgt. Om ervoor te zorgen dat niet elk ander apparaat dit ontvangt en ‘verward’ raakt, stuurt de router het MAC-adres mee van de ontvanger en van zichzelf. Zo weet het apparaat op welk MAC-adres de router bereikt kan worden en de router waar het verkeer naar toe moet voor het apparaat.

Inhoud