6.1 Grunnleggende nettverksteknologi

Den usynlige veven

Akkurat nå snakker enheter sammen overalt rundt deg. Telefonen din henter meldinger, en smart-TV strømmer film, en skriver venter på en utskrift. De er bundet sammen i en usynlig vev av kommunikasjon -- et datanettverk. Og det fantastiske er at den lille veven hjemme hos deg bygger på nøyaktig de samme prinsippene som det globale internettet, verdens største nettverk av alle.

For alle som skal jobbe med IT, er nettverk grunnleggende kunnskap. Når noe slutter å virke -- når nettet henger, skriveren ikke svarer, eller hjemmekontoret ikke får forbindelse -- er det ofte i nettverket problemet ligger. Den som forstår nettverk, kan finne og fikse feilen. Den som ikke gjør det, står hjelpeløs.

I denne fortellingen skal vi forstå den usynlige veven. Vi skal bli kjent med de ulike nettverkstypene, fra det lille hjemmenettet til det verdensspennende internettet. Vi skal møte komponentene som bygger nettverket -- ruteren, svitsjen, aksesspunktet og kablene. Og vi skal lære om IP-adressene og DNS som lar enheter finne fram til hverandre i denne enorme veven.

Nettverk i alle størrelser

La oss begynne med definisjonen. Et datanettverk er rett og slett to eller flere enheter koblet sammen for å dele data og ressurser -- via kabler, trådløst, eller en blanding. Men nettverk kommer i mange størrelser, og de har egne navn etter hvor stort område de dekker.

Det minste og mest hjemlige er LAN -- Local Area Network. Det dekker et begrenset område som et hjem, et kontor eller en skole, der enhetene er koblet med Ethernet-kabler eller Wi-Fi. Den trådløse varianten kalles WLAN, et trådløst lokalnettverk der enhetene kobler seg til et aksesspunkt uten kabler. På den andre enden av skalaen finner vi WAN -- Wide Area Network -- som dekker store geografiske områder. Internett er selve kongen av WAN, verdens største, og bedrifter bruker WAN for å binde sammen kontorer i ulike byer og land.

Det finnes flere typer. MAN, Metropolitan Area Network, dekker en by eller et større område, ofte driftet av teleselskaper. Og VPN, Virtual Private Network, er noe litt annet -- en kryptert tunnel gjennom internett som lar deg koble deg trygt til et privat nettverk uansett hvor du befinner deg. Det er VPN du bruker når du jobber hjemmefra og likevel skal nå bedriftens interne system på en sikker måte. Å vite hvilken type nettverk du har med å gjøre, er første steg til å forstå hvordan det henger sammen.

Komponentene som bygger nettet

Et nettverk består av fysiske komponenter, og to av dem forveksles ofte: ruteren og svitsjen. La oss få orden på dem.

En ruter kobler sammen ulike nettverk og dirigerer trafikk mellom dem. Hjemmeruteren din er broen mellom ditt lille lokalnett og det store internettet. Den har en offentlig IP-adresse ut mot internett, og tildeler private IP-adresser til alle enhetene hjemme hos deg. Tenk på ruteren som en trafikkdirigent i et kryss mellom to veier -- den bestemmer hvilken vei trafikken skal. En svitsj, derimot, kobler sammen enheter innenfor det samme nettverket. Den sender data direkte til riktig enhet basert på noe som kalles MAC-adresser, raskt og effektivt -- som en postsorterer som leverer hvert brev til riktig dør i samme bygning.

Den tredje viktige komponenten er aksesspunktet, som gir trådløs tilgang til et kablet nettverk -- og i de fleste hjem er aksesspunktet bygget rett inn i ruteren, så du har alt i én boks. Til slutt har vi kablene. Vanlig Ethernet-kabel (Cat5e eller Cat6) er standarden for kablede nettverk, der Cat6 støtter hastigheter opp mot 10 Gbps. Og fiberoptisk kabel overfører data med lys -- det aller raskeste, brukt til lange avstander og til selve kjerneinfrastrukturen i internett. Hvert av disse komponentene har sin rolle, og sammen utgjør de skjelettet i ethvert nettverk.

Adressene i nettet

For at enheter skal finne hverandre i veven, trenger hver av dem en adresse -- en IP-adresse. Den er den unike adressen som identifiserer en enhet i nettverket, akkurat som en postadresse identifiserer et hus.

Det finnes to versjoner. IPv4 er den gamle og fortsatt mest brukte, en 32-bits adresse som ser slik ut: 192.168.1.1. Problemet med IPv4 er at det finnes et begrenset antall adresser -- og verden gikk faktisk tom. Derfor kom IPv6, en 128-bits adresse som ser mer kryptisk ut, men som gir et nesten uendelig antall adresser. Vi skiller også mellom private og offentlige adresser. Private adresser brukes internt i lokale nettverk -- de begynner med tall som 10, 172 (i et bestemt område) eller 192.168 -- og er ikke synlige ute på internett. Offentlige adresser er derimot synlige for hele verden. Et smart triks gjør at alle enhetene i hjemmet ditt kan dele den ene offentlige adressen ruteren har, mens hver av dem har sin egen private adresse internt.

Men som vi har sett før: mennesker er elendige til å huske tallrekker. Derfor har vi DNS -- Domain Name System -- som oversetter domenenavn som www.nrk.no til IP-adresser. Det er internettets telefonkatalog: du slår opp navnet, og systemet finner nummeret. Når du skriver inn en nettadresse, sender enheten din lynraskt en DNS-forespørsel for å finne riktig IP-adresse, og deretter kan trafikken dirigeres dit den skal. Uten DNS måtte du husket tallrekken til hver eneste nettside du ville besøke.

Veven hjemme hos deg

La oss samle alt vi har lært, og se på et helt vanlig hjemmenettverk -- sannsynligvis ganske likt det du har hjemme. Nå skal du se hvordan komponentene og adressene faktisk spiller sammen.

Det starter med internettilkoblingen: en fiberkabel fra leverandøren kommer inn i en modem/ruter. Ruteren er hjertet -- den har en offentlig IP-adresse ut mot internett, og tildeler private adresser i serien 192.168.1.x til alle enhetene dine. Ruteren har som regel et innebygd Wi-Fi-aksesspunkt. De trådløse enhetene -- mobiler, nettbrett og bærbare maskiner -- kobler seg til over Wi-Fi og får hver sin private adresse, for eksempel 192.168.1.3 og 192.168.1.4. De kablede enhetene -- en stasjonær PC, smart-TV-en eller spillkonsollen -- kobles med Ethernet-kabel for en ekstra stabil forbindelse.

Så, hva skjer når du vil se en video? Du skriver www.youtube.com. Enheten din sender en DNS-forespørsel via ruteren for å finne IP-adressen til YouTube. Ruteren dirigerer forespørselen ut på internett, henter svaret tilbake, og sender det til riktig enhet hjemme -- basert på den private adressen. Det geniale er at alle enhetene deler den ene offentlige adressen ut mot verden, men hver har sin egen private adresse internt, så ruteren alltid vet hvem som skal ha hva. Slik fungerer den usynlige veven: rutere, svitsjer, kabler, adresser og DNS, alle i samspill -- enten det er hjemme hos deg eller på tvers av hele kloden.

Oppsummering

Vi har forstått den usynlige veven av kommunikasjon. Datanettverk kobler enheter sammen for å dele data, og kommer i ulike størrelser: LAN lokalt, WLAN trådløst, WAN vidstrakt (med internett som det største), pluss MAN og krypterte VPN-tunneler.

Vi ble kjent med komponentene: ruteren som kobler ulike nettverk og dirigerer trafikk, svitsjen som kobler enheter i samme nettverk, aksesspunktet for Wi-Fi, og kablene fra Ethernet til lynraske fiber. Og vi lærte adressene -- IP-adresser (IPv4 og IPv6, private og offentlige) som identifiserer enheter, og DNS som oversetter navn til adresser. Til slutt så vi alt spille sammen i et vanlig hjemmenettverk. Med denne forståelsen kan du både bygge og feilsøke nettverk -- en grunnferdighet for enhver som jobber med IT.