Netwerk — dit wérk net!
Hoe rekenaars wêreldwyd (en vandag selfs in huise) gekoppel en met mekaar verweef is
Deur prof. Desmond J. Walton
Prof. Desmond J. Walton (LINKS), hoogleraar in die Departement van Rekenaarwetenskap aan die Universiteit van Manitoba, Kanada, skryf hieronder vir Mieliestronk.com oor die belangrike tegnologiese hulpmiddels waarom die hele wêreld vandag wentel: rekenaarnetwerke. Sy artikel sal stellig van groot nut wees vir leerders wat nog die grondbeginsels van hierdie vakgebied onder die knie moet kry—maar ook vir ouer mense wat graag wil weet presies wat die internet en rekenaarnetwerke is, maar te skaam is om te vra omdat hulle nie as "oningelig" beskou wil word nie! Prof. Walton het in Suid-Afrika grootgeword. Sy artikel is deur ons uit die Engels vertaal. Die webblad-uitleg hieronder is ook deur prof. Walton gedoen, en ons het dit goedgedink om dit onveranderd te behou en dit nie in die Mieliestronk-styl te verander nie.
NIE baie lank gelede nie moes skooltake nog slegs op papier ingelewer word. As jy jou skooltaak tuis vergeet het, was jy in die pekel. Nadat die internet ook in gewone huise toeganklik geraak het, kon jy selfs jou taak oor die internet indien. Maar met net een internet-koppeling sou jy en sekere ander gesinslede mekaar in die hare kon vlieg as hulle op die wêreldwye web sou wou rondsweef juis wanneer jy jou taak sou wou pos. Vandag het baie huise meer as een rekenaar en, danksy tuisnetwerke, kan elkeen gelukkig wees. Maar wat is die internet, die wêreldwye web en tuisnetwerke?
WANNEER jy vlugtig na 'n padkaart kyk, lyk dit na 'n chaotiese versameling lyne. Kyk jy nader, blyk dit dat hierdie lyne stede met mekaar verbind. Ons kan aan 'n land dink as iets wat deur 'n interstedelike netwerk van hoofweë bedien word. Wanneer jy 'n stad besoek, kan jy straks 'n kaart van die stad se strate nodig hê. Dit is 'n plaaslike netwerk wat met die interstedelike netwerk verbind is.
Rekenaarnetwerke is gegrond op dieselfde idee. 'n Sakeonderneming, universiteit, skool, ens. kan 'n plaaslike netwerk van rekenaars hê. Só 'n netwerk word 'n LAN genoem, 'n afkorting van die Engelse "Local Area Network" (plaaslike netwerk). LANs word verbind met groter netwerke wat "Wide Area Networks" of WANs genoem word (breë netwerke).
WANs word op hul beurt met ander WANs verbind en ook regstreeks of onregstreeks met 'n netwerk wat rekenaars regoor die wêreld aan mekaar koppel. Dit is die internet. Soos 'n netwerk van strate en hoofweë ontwerp is om voertuie te dra, só is 'n rekenaarnetwerk ontwerp om inligting te vervoer. Daarom word dikwels na die internet as die "information highway" (inligtingshoofweg) verwys.
DIE internet het 'n veelledige struktuur. Die rede vir hierdie ontwerp is om baie paaie (weë) beskikbaar te stel waarlangs inligting van een rekenaar na 'n ander kan beweeg. Elke rekenaar wat aan die internet gekoppel is, word 'n "internet host" (internet-gasheer) genoem en is 'n nodus op die netwerk. Wanneer inligting van een nodus na die ander beweeg, kan sy pad deur verskeie ander nodusse loop. As een van die nodusse op 'n gekose pad onklaar raak, sorg die veelledige struktuur van die internet daarvoor dat 'n ander pad gekies word.
Om tussen verskillende rekenaars te onderskei sodat die inligting sy bedoelde teiken kan bereik, word 'n Internet-Protokol-adres—meestal 'n IP-nommer genoem—aan elke internet-gebonde rekenaar toegeken. Dit is 'n groep van vier nommers, waarvan elkeen van 0 tot 255 wissel en wat deur punte van mekaar geskei word. Só is 137.158.128.7 byvoorbeeld die IP-nommer van die rekenaar wat deur die Universiteit van Kaapstad vir sy webwerf gebruik word.
Terwyl rekenaars goed met die berging van nommers is, word nommers nie maklik deur die meeste mense onthou nie. Daarom is 'n stelsel van akronieme vir rekenaars ontwikkel waarop openbaar toeganklike rekenaars gehuisves word, of waarvan inligting dikwels afgelaai word. Hierdie akronieme is gegrond op internet-gasheername en die name van netwerke, waarna as domeine verwys word, waaraan die rekenaars verbind is. Die akronieme word domeinnaam-adresse genoem. Só is www.uct.ac.za byvoorbeeld die domeinnaam-adres van die Universiteit van Kaapstad se rekenaar. Groot instellings, soos universiteite, en internet-diensverskaffers (waaroor in die volgende afdeling meer vertel word) het rekenaars wat domeinnaam-adresse na IP-nommers omskakel. Só 'n rekenaar word 'n domeinnaam-bediener genoem (op Engels 'n "Domain Name Server" of DNS).
Die pad deur die internet waarlangs inligting van een rekenaar na 'n ander gestuur word, word deur 'n roeteerder ("router") gekies. Roeteerders word in die reël gebruik om LANs met 'n WAN of 'n ander LAN, of WANs met 'n ander WAN te verbind. Kabels van optiese vesel word gewoonlik aangewend om die roeteerders van verskillende WANs, of LANs, aan mekaar te koppel of om rekenaars met die roeteerder van 'n WAN te verbind. Internet-gashere word aan die roeteerders van hul LANs gekoppel met behulp van kabels of radioseine ('n draadlose konneksie). Koaksiale kabels of koperdraad (telefoondraad) kan miskien nog in sekere ouer netwerke gebruik word.
Roeteerders wat vir die verbinding van WANs of groot LANs aangewend word, kan taakgerigte hoësnelheidsrekenaars met gespesialiseerde sagteware vir roetebepaling wees. Roeteerders kan ewenwel ook kleiner hardware-toestelle wees wat spesiaal vir roetebepaling ontwerp is. Vir kleiner netwerke kan 'n rekenaar wat hoofsaaklik vir ander take gebruik word, eweneens as 'n roeteerder gebruik word as die juiste sagteware daarin geïnstalleer is. 'n Roeteerder kan ook as 'n doemeinnaam-bediener dien. 'n Groot organisasie soos 'n universiteit kan dalk verskeie LANS hê, wat deur 'n roeteerder aan 'n WAN gekoppel is.
Ten einde die proses te bespoedig om 'n pad na 'n rekenaar aan enige van die LANs te vind, word 'n deel van die IP-nommer van 'n LAN-gebonde rekenaar gebruik om te identifiseer tot watter LAN dit behoort. Dit word op Engels "subnetting" genoem, met ander woorde die LAN word as 'n subnetwerk beskou. 'n Nommer, die sogenaamde "subnet mask", word deur die roeteerder gebruik om te identifiseer na watter LAN die inligting moet gaan.
As 'n roeteerder nie 'n internet-gasheer op sy eie LAN of WAN kan opspoor nie, gee hy die adres na 'n ander roeteerder aan. Die IP-nommers is so gerangskik dat 'n roeteerder vinnig kan bepaal of 'n rekenaar op sy eie netwerk is of nie. 'n Roeteerder waarvan die eerste twee IP-nommers 139.179 is (by die Universiteit van Manitoba, Kanada) sal weet dat 'n internet-gasheer met 137.158 as die eerste twee nommers (by die Universiteit van Kaapstad) nie op sy netwerk is nie, omdat daardie nommers nie dieselfde is nie. Sekere IP-adresse, byvoorbeeld dié waarvan die eerste twee nommers 192.168 is, is gereserveer vir private netwerke (soos tuis- of kleinsake-netwerke) en word nie aan rekenaars op die internet toegeken nie. Sulke standaarde en ander internet-protokolle word deur die Internet Society (ISOC) vasgestel.
Die koppeling van 'n rekenaar aan die internet
IN 'n organisasie, soos 'n groot maatskappy of universiteit, wat reeds 'n bestaande LAN het wat met 'n WAN verbind is, is daar gewoonlik twee maniere, per eter-kabel of koordloos. 'n Roeteerder wat koordlose konneksies beheer, word ook 'n koordlose netwerkbasisstasie ("wireless network base station") genoem. Koordlose konneksies is stadiger en die neiging is om dit vir beweeglike rekenaars, soos skootrekenaars, te gebruik. Die meeste nuwer skootrekenaars het 'n koordlose vermoë en sal beskikbare koordlose netwerke opspoor as sy koordlose netwerk-funksie aangeskakel word.
As die koordlose netwerk nie deur 'n wagwoord beskerm word nie ('n oop netwerk genoem) is die verbinding outomaties. Indien die koordlose netwerk wel wagwoord-beskerming geniet, sal 'n dialoog-kassie verskyn nadat die rekenaar aangeskakel is wat die gebruiker vir 'n gebruikersnaam en wagwoord vra.
Die meeste lessenaar-rekenaars sal met 'n eter-kabel aan die LAN gekoppel word. Netwerk-verstellings moet aan die rekenaar gedoen word voordat dit met die LAN of die internet kan kommunikeer. Daar is twee soorte konneksies, manueel of outomaties. Die LAN se netwerkbestuurder sal die gebruiker inlig watter soort konneksie gebruik moet word. Die outomatiese konneksie word DHCP genoem, die afkorting vir die Engelse benaming "Dynamic Host Configuration Protocol".
Vir 'n manuele konneksie sal die LAN se netwerkbestuurder die gebruiker voorsien van 'n IP-nommer, 'n subnet-nommer, 'n roeteerder-IP-nommer en een of twee DNS-adresse. Roeteerders word ook op Engels "gateways" genoem, gevolglik kan sekere LAN-bestuurders die roeteerder-nommer die "gateway number" noem.
Vir 'n DHCP-konneksie sal die netwerkbestuurder die rekenaar se MAC-nommer registreer. Die MAC-nommer is soos 'n reeksnommer vir die netwerkhardeware van die rekenaar en is eie aan die rekenaar (net soos voertuigreeksnommers ook uniek is).
Die gebruiker (of netwerkbestuurder) sal hierdie inligting gebruik vir die instellings in die "Internet Protocol properties". Daar word gewoonlik na hulle as "TCP/IP properties" verwys. TCP/IP staan vir "Transmission Control Protocol" en "Internet Protocol". In Windows XP is hulle te vinde met 'n dubbele klik op "Network Connections" in die "Control Panel", 'n klik op 'n konneksie om "Network Tasks" te open en dan deur op die "Change settings ..." te klik.
Vir DHCP word die instelling "Obtain an IP address automatically" geselekteer. Die roeteerder sal dan die IP-, subnet- en DNS-nommers verstrek. So nie moet die inligting ingevoer word. In OS X op die Macintosh kan die TCP/IP-instellings gevind word deur Network te selekteer vanuit die System Preferences (in die dock, of in Applications), en dan te beweeg na Built-in Ethernet langsaan Show.
Internet-konneksies uit huise word verskaf deur sogenaamde internet-diensverskaffers (op Engels "internet service providers" en afgekort tot ISPs). Om by 'n ISP in te teken is om soos vir 'n telefoon- of televisiediens in te teken. Buiten dat hulle 'n internet-verbinding verskaf, voorsien ISPs hul intekenaars ook van 'n e-pos-diens, wat in die reël bereik kan word met 'n webblaaier ("browser") soos Internet Explorer, FireFox of Netscape Navigator, asook van ruimte op hul bediener sodat intekenaars hul eie webwerwe kan saamstel. Om ongematigde toegang te verhinder ontvang elke intekenaar 'n gebruikersnaam, algemeen bekend as 'n "userid", en 'n wagwoord ("password").
Tuisrekenaars word deur middel van skakel- of breëband-konneksie aan die internet gekoppel. Vir skakelkonneksie word 'n gewone stemtelefoonlyn gebruik en daar word ook daarna verwys as PPP (vir Punt-tot-Punt-Protokol, waar die diensverskaffer die een punt en die intekenaar die ander is). Dit is maklik om te gebruik, gewoonlik heel bekostigbaar vir diegene wat nie alte dikwels by die internet inskakel nie, maar ook betreklik stadig.
Om 'n skakelverbinding te bewerkstellig is heel eenvoudig. Allereers moet die rekenaar se telefoonpoort aan 'n telefoonsok gekoppel word, net soos wanneer 'n telefoon gekonnekteer word. In Windows XP klik 'n mens dubbeld op "Network Connections" in die "Control Panel", dan selekteer jy "Create a new connection" in "Network Tasks". Die "New Connection Wizard" sal die gebruiker deur al die stappe lei om die verbinding te maak.
Die gebruiker moet kies om die konneksie manueel op te stel en ook kies om deur middel van 'n skakelmodem ("dialup modem") te konnekteer. Die gebruiker sal gevra word om die diensverskaffersnaam, telefoonnommer, sy eie gebruikersnaam en wagwoord te verstrek. In OS X op die Macintosh moet die gebruiker Network in die System Preferences selekteer (in die dock of in Applications), en dan beweeg na Internal Modem (of Network Port Configuration), langsaan Show. 'n Dialoogkassie sal verskyn waarin die diensverskaffersnaam, telefoonommer, gebruiker se gebruikersnaam en wagwoord ingevoer moet word.
Die term bandwydte word algemeen in verband met netwerke gebruik. Losweg gesproke, verwys bandwydte na die hoeveelheid data wat 'n konneksie in staat is om binne 'n gegewe tyd oor te dra (bv. in 'n sekonde). Hoe breër die bandwydte is hoe vinniger is die konneksie.
Met breëband word te kenne gee dat die bandwydte breed is en dit is dus veel vinniger as skakelkonneksie. Wanneer op 'n breëbanddiens ingeteken word, sal die diensverskaffer die gebruiker voorsien van óf 'n DSL-modem ("Digital Subscriber Line"), om deur middel van die geïnstalleerde telefoonlyn te konnekteer, óf 'n kabelmodem, om te konnekteer deur middel van die kabel wat ook TV-seine verskaf. Die DSL-modem word net soos 'n telefoon aan 'n telefoonsok verbind, terwyl die kabelmodem aan die bestaande kabeldiens gekoppel word, net soos om 'n bykomende TV te konnekteer. 'n Eter-kabel word gebruik om 'n rekenaar aan óf 'n DSL- óf 'n kabelmodem te koppel.
'n DSL-modem werk deur seine uit te stuur wat nie binne die reikwydte van die menslike gehoor is nie. Hierdie seine kan dus die telefoonlyn deel met 'n gesprekvoering wat terselfdertyd daarop plaasvind. 'n Kru vergelyking is met 'n fluitjie wat deur honde gehoor kan word wanneer jy daarop blaas, maar nie deur mense nie.
Verbinding met die diensverskaffer se roeteerder vir sowel DSL- as kabelmodems is gewoonlik by wyse van DHCP. Met moderne beheerstelsels (Windows XP of Mac OS X) is die instellings betreklik eenvoudig en soortgelyk aan dié vir skakelkonneksie. In XP is die verskil dat die gebruiker "Connect using a broadband connection that requires a username and password" pleks van "dialup" kies. In OS X is die verskil dat die gebruiker in "Show" beweeg na Built-in Ethernet en dan PPPoE selekteer om die dialoogkassie vir die instellings te vind. PPPoE is 'n akroniem vir "Point-to-Point over Ethernet".
DAAR word nie aanbeveel dat 'n skakel-internetdiens op 'n tuisnetwerk gedeel word nie omdat dit so stadig is. Voordat die gebruiker 'n breëband-internetdiens op 'n tuisnetwerk deel, moet hy eers die diensverskaffer raadpleeg om te hoor wat hul beleid is. Verkopers van kabel-TV laat gewoonlik nie toe dat hul diens gedeel word nie. Dit is omdat 'n enkele kabel, met sy vertakkings, in die reël gebruik word om 'n hele omgewing te bedien, sodat elke bykomende rekenaar in die huis wat aan die internet gekoppel is die diens aan almal in die omgewing laat verswak.
Diensverskaffers wat internetdienste per telefoonlyn voorsien, gee gewoonlik nie om as intekenaars hul internetverbinding op 'n tuisnetwerk deel nie, want deesdae het elke huis sy eie lyn vir telefoondiens. Die ouer garde wat op die platteland grootgeword het, kan dalk die ergernis van gesprekke op "partylyne" onthou.
Hoewel 'n tuisnetwerk opgestel kan word deur een van die tuisrekenaars te gebruik om 'n moderne beheerstelsel (XP of OS X) as 'n roeteerder aan te wend, word gewoonlik aanbeveel dat 'n hardeware-roeteerder gebruik word. Die voordeel is dat, omdat rekenaars wat aan die hardeware-roeteerder gekoppel is private IP-nommers gebruik, hulle nie "sigbaar" vir ander rekenaars op die internet is nie. Gevolglik is die kans minder dat hulle die teiken van kwaadwillige aanvalle of bespieders sal word.
Indien daar een of meer skootrekenaars in die huis is, is 'n roeteerder met 'n koordlose vermoë nuttig. Pleks van die eter-kabel van die DSL/kabel-modem aan 'n rekenaar te koppel, word dit nou aan die WAN-("wide area network")-poort van die roeteerder gekonnekteer. Op sekere roeteerders word hierdie poort "internet" genoem. Uitvoerige instruksies oor hoe om 'n tuisnetwerk op te stel word saam met die roeteerder verskaf. Dit behels in die reël die volgende stappe:
Konnekteer een rekenaar met 'n eter-kabel aan die roeteerder.
Gebruik 'n webblaaier ("browser") vir toegang tot die roeteerder.
Stel die roeteerder in om met die diensverskaffer se roeteerder te kommunikeer. Dit is soortgelyk aan 'n breëband-opstelling vir 'n enkele rekenaar.
Maak seker dat DHCP op die roeteerder aangeskakel ("enable") is. Indien die plan is dat een of meer skootrekenaars koordloos aan die roeteerder gekoppel sal word. moet die koordlose netwerkfunksie ook aangeskakel word. Die koordlose netwerk moet 'n naam kry om dit te identifiseer. As 'n naam nie daaraan gegee word nie, sal die verstek ("default") van die fabriek gebruik word, wat dalk reeds deur bure gebruik word en dit kan 'n konflik veroorsaak. Dit sal goed wees om wagwoord-beskerming toe te voeg vir koordlose netwerke, anders kan 'n buurman se skootrekenaar waarvan die koordlose netwerkfunksie aangeskakel is dalk met jou roeteerder konnekteer.
Stel die rekenaar in om 'n IP-adres outomaties te verkry, soos beskryf by die koppeling van 'n rekenaar aan 'n LAN.
Om nog 'n rekenaar by te voeg, word dit eenvoudig met 'n eter-kabel aan 'n ander poort aan die roeteerder gekonnekteer. Stel dit ook in om 'n IP-adres outomaties te verkry.
Om 'n rekenaar (bv. 'n skootrekenaar) in Windows XP koordloos aan die netwerk te koppel, kies Wireless network by Network Connections. Maak seker dat die koordlose netwerkfunksie aangeskakel is, kies dan "View available wireless networks" by Network Tasks, en selekteer daarop die een soos genoem toe die roeteerder opgestel is. In Mac OS X word die applikasie Internet Connect gebruik om Airport aan te skakel; beweeg dan na die naam van die koordlose netwerk om dit te selekteer.
As daar net een hoofrekenaar (gewoonlik 'n vaste een op die lessenaar) in die huis is en een of meer skootrekenaars wat nie so baie tuis gebruik word nie, kan dit meer doenlik en ekonomies wees om 'n koordlose tuiswerk te skep deur die hoofrekenaar as 'n koordlose basis aan te wend indien dit Windows XP of Mac OS X gebruik en 'n netwerkkaart daarin geïnstaleer is. In XP kan dit deur die "Wireless Network Setup Wizard" in die "Control Panel" bewerkstellig word. In OS X word die applikasie Internet Connect gebruik, skakel Airport aan, beweeg na en selekteer "Create Network".
Elke rekenaar in 'n netwerk het 'n naam. Die meeste nuwer rekenaars sal die gebruiker vir 'n naam vra wanneer hulle aangeskakel word. In XP kan die rekenaar se naam gevind (of verander) word met 'n dubbele klik op "System" in die "Control Panel" en dan deur "Computer Name" te selekteer. In OS X word die naam gevind (of verander) deur Sharing in die System Preferences oop te maak.
'n Drukker wat aan een rekenaar gekoppel is, kan deur ander rekenaars op die netwerk gedeel word deur die drukker te selekteer en dan te kies om dit te deel. Op die ander rekenaars kan die drukker bygevoeg word, soos met die byvoeging van 'n plaaslike drukker, maar deur die keuse uit te oefen om 'n netwerkdrukker by te voeg. Die drukker word geïdentifiseer deur die naam van die gasheer-rekenaar en die naam wat aan die drukker gegee is toe dit geïnstalleer is (of sy versteknaam, "default"). Die aanbevole manier om items op die netwerk te deel is om hulle na die "Shared folder" in XP of die "Public folder" in OS X.te skuif of te kopieer.