- De leerlingen kunnen de vier belangrijkste fysieke netwerktopologieën (maas-, ring-, bus- en sternetwerk) herkennen, beschrijven en vergelijken.
- De leerlingen kunnen de voor- en nadelen van elke netwerktopologie uitleggen en voorbeelden geven van hun toepassing.
- De leerlingen kunnen het verschil tussen fysieke en logische netwerktopologieën verklaren.
- De leerlingen kunnen het OSI-model en zijn zeven lagen benoemen en het doel van elke laag kort toelichten.
- De leerlingen kunnen uitleggen hoe protocollen en afspraken binnen het OSI-model zorgen voor compatibiliteit tussen netwerkapparatuur en software.
- De leerlingen kunnen aan de hand van een voorbeeld de werking van het lagenmodel illustreren.
- De leerlingen kunnen de rol van adressen (MAC-adres, IP-adres) binnen het OSI-model beschrijven.
- Zie boek pag. 28-34
Netwerktopologieën
Vraag
Wat doe je als je iets niet rechtstreeks durft vragen aan iemand?
Je werkt in een bedrijf en je wil iets aan de de CEO (grote baas) vragen. Hoe doe je dat?
-
Uit bovenstaande vraag blijkt dat er verschillende manieren zijn om te communiceren: rechtstreeks, via-via, ... Ook met computers in een netwerk is dit zo.
-
Netwerktopologieën beschrijven hoe computers fysiek met elkaar verbonden zijn in een netwerk.
-
Er zijn vier hoofdmodellen:
- Maastopologie: Elke computer kan (theoretisch) met elke andere verbonden zijn. Directe verbindingen worden vooral gelegd tussen computers die veel met elkaar communiceren. Vergelijkbaar met een wegennet tussen steden. Tegenwoordig vooral draadloos (mesh-technologie) of bij routers/satellieten.
- Ringtopologie: Computers zijn in een kring verbonden. Berichten gaan via elke computer door de ring, tot ze de juiste bereiken. Slechts één computer kan tegelijk zenden. Bekend van token passing-netwerken. Storingsgevoelig: één defect legt het hele netwerk plat.
- Bustopologie: Alle computers zijn verbonden via één centrale kabel (bus). Aan beide uiteinden zit een terminator. Werkt in twee richtingen. Een defecte kabel of connector legt het netwerk stil. Toevoegen van computers onderbreekt het netwerkverkeer.
- Sternetwerk: Computers zijn verbonden via een centrale hub of switch. Hubs sturen berichten naar alle computers, switches alleen naar de juiste. Uitval van de centrale hub/switch legt het netwerk plat, maar uitval van een computer/kabel heeft geen invloed op de rest. Moderne netwerken gebruiken vooral deze topologie.
- Soms worden sternetwerken hiërarchisch verbonden (boomtopologie).
- De logische topologie bepaalt hoe berichten over de verbindingen worden gestuurd; deze hoeft niet gelijk te zijn aan de fysieke topologie.
Scan deze qr-code om de video te bekijken
Test kennis!
Scan deze qr-code om de inhoud te bekijken
Het OSI-model
Communicatie in lagen
- Welke communicatie?
- Het staatshoofd van China wil telefonisch communiceren met het staatshoofd van Peru.
- Beide spreken een andere taal en begrijpen elkaar niet rechtstreeks.
- De boodschap bevat gevoelige informatie en moet dus beveiligd worden tegen onderschepping.
- De lagen
- Beide volgen internationale diplomatieke regels voor aanspreking en onderhandeling. Het Chinese staatshoofd geeft zijn boodschap aan een tolk.
- De Chinese en Peruviaanse tolk spreken geen elkaars taal, maar wel allebei Engels. Ze spreken af om berichten in het Engels te vertalen. De tolken communiceren niet rechtstreeks. Berichten in het Engels zijn kwetsbaar voor afluisteren, daarom wordt het bericht door een cryptograaf versleuteld.
- De cryptografen begrijpen de inhoud niet, maar gebruiken dezelfde encryptiecode voor beveiliging.
- Operators in beide landen leggen de fysieke verbinding en spreken af welk communicatiemedium en techniek gebruikt wordt.
- Vanwaar dit voorbeeld?
- In dit voorbeeld wordt in vier lagen gecommuniceerd.
- Elke laag maakt gebruik van de diensten van de onderliggende lagen.
- Elke laag hoeft zich niet bezig te houden met de afspraken van andere lagen.
- Ook voor computers werd in 1977 een lagenmodel ontworpen: het OSI reference model. Dit theoretisch model helpt fabrikanten en softwareontwikkelaars om compatibele apparatuur en software te maken.
- Tussen de lagen van zender en ontvanger bestaan gemeenschappelijke afspraken, protocollen genoemd.
- Protocollen zijn openbaar zodat alle ontwikkelaars ze vrij kunnen gebruiken.
De OSI-lagen
- Het OSI-model bestaat uit zeven lagen, elk met een eigen functie en afspraken (protocollen):
-
- Toepassingslaag (Application layer): Hier werken de programma’s waarmee gebruikers communiceren (zoals browsers, e-mail). Activeert de juiste protocollen voor elke toepassing.
-
- Presentatielaag (Presentation layer): Zet gegevens om naar een standaardformaat, verzorgt compressie, encryptie en beveiliging.
-
- Sessielaag (Session layer): Maakt, onderhoudt en synchroniseert verbindingen tussen computers. Zorgt voor aanmelden en correct afsluiten.
-
- Transportlaag (Transport layer): Splitst data in segmenten, regelt betrouwbaarheid (QoS), foutcontrole en doorvoersnelheid (option negotiation).
-
- Netwerklaag (Network layer): Verpakt data in pakketjes, voegt IP-adressen toe en regelt routering (path determination).
-
- Verbindingslaag (Datalink layer): Verpakt data in frames, regelt foutdetectie en koppelt MAC-adressen aan IP-adressen. Bestaat uit MAC- en LLC-deellaag.
-
- Fysieke laag (Physical layer): Verstuurt ruwe bits over het fysieke medium. Bepaalt bekabeling, connectoren, modulatie, enz.
-
Een voorbeeld
- Situatie: Jij typt in Google: "Hoeveel weegt een panda?"
- Fysieke laag (Physical layer)
- De kabels, wifi, laserstralen of duiven met USB-sticks (oké, meestal geen duiven) sturen elektrische of lichtsignalen.
- Vergelijk het met de postbode die gewoon weet: dit pakketje moet ergens heen, maakt niet uit wat erin zit.
- Verbindingslaag (Data link layer)
- Zoals elke persoon een rijksregisternummer heeft, heeft elk apparaat heeft een MAC-adres. Je rijksregisternummer krijg je bij je geboorte. Elk apparaat krijgt zijn MAC-adres in de fabriek waar het gemaakt wordt. Dit nummer verandert nooit.
- Hier kijkt men: “Is dit pakket voor mij?”
- Ook: “Oeps, deze brief is gescheurd of onleesbaar? Dan sturen we ‘m opnieuw.”
- Netwerklaag (Network layer)
- Nu worden IP-adressen toegevoegd. Apparaten krijgen IP-adressen toegekend van zodra ze toegevoegd worden in een netwerk. Als je je PC toevoegt in je thuisnetwerk, dan krijg je een ander IP-adres dan wanneer je je PC toevoegt in het schoolnetwerk.
- Vergelijk het met het adres waar je verblijft.
- Transportlaag (Transport layer)
- Verdeelt jouw vraag in hapklare pakketjes en nummer ze: “Dit is pakketje 1 van 4, pakketje 2 van 4…”
- Controleert ook of alles netjes aankomt, en stuurt opnieuw wat kwijt is.
- Vergelijk met een pizzabezorger die belt als een doos ontbreekt: “U had 4 pizza’s besteld, maar ik zie er maar 3. Zal ik die laatste nog brengen?”
- Sessielaag (Session layer)
- Zorgt dat jij en Google een gesprekslijn hebben: “Hallo Google, ik ben het, mag ik iets vragen?”
- Als je weggaat: “Oké, ik sluit het gesprek nu af, bedankt.”
- Presentatielaag (Presentation layer)
- Zet de gegevens om in iets wat jouw computer snapt (HTML, afbeeldingen).
- Vergelijk met een ober die een menukaart vertaalt: “Het staat hier in Chinees, maar ik lees het voor in Nederlands.”
- Toepassingslaag (Application layer)
- Jij ziet het antwoord in je browser: “Een panda weegt 70–100 kg.”
- Vergelijk met het moment dat de ober het eten voor je neerzet: je hoeft niet te weten hoe de keuken werkt, je kunt gewoon smullen.
Alles nog eens in een filmpje
Scan deze qr-code om de video te bekijken
Test je kennis!
Scan deze qr-code om de inhoud te bekijken
- De vier belangrijkste fysieke netwerktopologieën zijn maas-, ring-, bus- en sternetwerk; elk heeft een eigen manier van verbinden en communiceren.
- Maastopologie: Zeer betrouwbaar, maar duur en complex om aan te leggen.
- Ringtopologie: Eenvoudig en goedkoop, maar storingsgevoelig; één defect kan het hele netwerk platleggen.
- Bustopologie: Goedkoop en makkelijk uit te breiden, maar beperkt in snelheid en storingsgevoelig bij kabelproblemen.
- Sternetwerk: Betrouwbaar en makkelijk te beheren, maar afhankelijk van centrale knooppunt; uitval daarvan legt het netwerk stil.
- Fysieke topologie beschrijft de fysieke verbindingen tussen computers, terwijl logische topologie de manier van gegevensoverdracht bepaalt; deze hoeven niet gelijk te zijn.
- Het OSI-model bestaat uit zeven lagen, elk met een eigen functie: fysieke laag, datalinklaag, netwerklaag, transportlaag, sessielaag, presentatielaag en toepassingslaag.
- Protocollen en afspraken binnen het OSI-model zorgen ervoor dat verschillende netwerkapparatuur en software compatibel kunnen samenwerken.
- Het lagenmodel werkt doordat elke laag enkel communiceert met de boven- en onderliggende laag, waardoor complexiteit wordt beheerst en samenwerking mogelijk is.
- Adressen zoals MAC-adres (hardwarematig) en IP-adres (softwarematig) spelen een cruciale rol in het OSI-model voor identificatie en routering van gegevens.
