HOME > Programmatuur > Internet > Enkele internettoepassingen > Meer weten > Router - HUB - Switch

 

Router - HUB - Switch

Wat is een router?

Kort samengevat: een router is een wegwijzer voor het verkeer op het internet.

Het internet is opgebouwd uit miljarden computers. Om deze computers uit mekaar te houden kent het internet een systeem van zogenaamde IP-(Internet Protocol)adressen. Iedere computer die rechtstreeks op het internet aangesloten is heeft een apart, uniek adres. De RIPE is een organisatie die IP-adressen verdeelt over gebruikers om er zo voor te zorgen dat ieder adres uniek blijft. Bij een internetabonnement krijgt de gebruiker meestal een IP-adres toegewezen van de provider, die deze adressen direct of indirect bij de RIPE heeft ingekocht.

Om op het internet een bepaalde computer te vinden is het niet voldoende alleen te weten wat het IP-adres van die andere computer is, het is ook nodig om te weten hoe dat IP-adres het snelst kan worden bereikt. Zonder deze informatie zou een computer een voor een alle andere computers langs moeten gaan om er achter te komen of zij wel het juiste adres hebben. Wat er dan zou gebeuren is te vergelijken met wat er zou gebeuren als iedereen in Vlaanderen met de auto op zijn bestemming zou proberen te komen zonder ooit linksaf te slaan: alles loopt binnen de kortste keren vol en iedereen staat vast. Daarom maakt het internet gebruik van routers. Een router is een computer die een gebruiker een route naar een ander IP-adres wijst, een soort van wegwijzer op het internet als het ware.

Volgens het Internet Protocol worden berichten in stukjes verdeeld. Elk stukje krijgt het adres van de bestemmeling en een eigen nummer. Routers ontvangen de stukjes en sturen ze door naar de bestemmeling waar de berichten weer samengesteld worden.
Een router onderzoekt de inhoud van de binnenkomende datapakketten en bepaalt aan de hand daarvan of het pakket doorgestuurd wordt of niet. Dit besluit wordt genomen op basis van de netwerkinformatie in het pakket. Heeft de router eenmaal bepaald waar het pakket naartoe moet, dan zoekt hij de snelste weg uit. Ook worden de data in de beste vorm voor verzending ingepakt. Dit houdt in dat het pakket uitgepakt wordt, en daarna in de meest optimale vorm weer ingepakt. Als een router een pakket tegenkomt waarvan het protocol onbekend is, wordt het gewoonweg weggegooid. TCP/IP is een populair routingprotocol.

Routers worden vaak gebruikt om een groep van computers een toegang tot het internet te laten delen. Er bestaan verschillende soorten routers. Ze kunnen van mekaar worden onderscheiden door de vorm die ze hebben, de aansluitingen van de router en allerlei extra functies die in de router zijn ingebouwd, zoals een modem, firewall of een switch.

Basisvorm:
Routers komen in twee basisvormen voor: als software op een normale computer en als hardware in de vorm van een apart apparaat.
Er bestaat software die voldoende heeft aan een eenvoudige, oude pc en een tweetal netwerkkaarten. Een dergelijke router is in aanschaf goedkoop. Er zijn drie nadelen van een dergelijke router: hij is niet al te gebruikersvriendelijk voor mensen die geen verstand hebben van computers, een complete computer dag in dag uit aan laten staan kost in de loop van een jaar toch behoorlijk wat extra stroom en als laatste nadeel kan de extra geluidsoverlast van een computer worden genoemd. 

Een hardware router is een apart kastje. Eigenlijk is het kastje een kleine, eenvoudige computer die speciaal is toegerust voor het routeren. Hardware routers vereisen veel minder stroom en zijn dus goedkoper in het onderhoud. Omdat het apparaat niets anders kan dan routeren is het vaak veel gemakkelijker in te stellen dan een computer. Een hardware router wordt vaak voorzien van een ingebouwde switch en/of modem zodat met een enkel doosje tussen een netwerk en de buitenwereld kan worden volstaan. De modem wordt gebruikt om via kabel of telefoonlijn contact met de buitenwereld te onderhouden, de ingebouwde hub of switch is handig om meer dan een computer met de router te verbinden.

Software router Hardware router Hardware router Hardware router Hardware router
 
Computer met twee
netwerkkaarten
als router		 Ethernet
router met
losse switch		 Modem/router
met losse switch		 Ethernet
router met
ingebouwde switch		 Router met ingebouwde
modem EN switch

Extra functies
Een router bevindt zich op een heel strategische plaats in een netwerk omdat vaak alle verkeer van en naar de buitenwereld door de router gaat. Om deze reden is de router vaak de aangewezen plaats om bepaalde functies voor het hele netwerk af te handelen. De meest voorkomende extra functies welke in een router voor kunnen komen zijn:

Wat is een hub en wat is een switch?

Hubs en switches zijn apparaten waarmee meerdere computers met elkaar tot een netwerk kunnen worden gekoppeld. Ze maken tegenwoordig vrijwel allemaal gebruik van ethernet, hoewel een enkel apparaat ook nog een oudere BNC (coax) aansluiting heeft. Ze zien er uit als een kastje waarin meerdere ethernet(UTP)kabels naast mekaar kunnen worden gestoken:

Vaak wordt in een router al een hub of switch ingebouwd. Hubs en switches verschillen van mekaar in het aantal en de aard van de poorten, de manier waarop de data van de ene computer naar de andere worden doorgegeven en de maximale snelheid van de switch of hub.

Het aantal poorten

Dit kan uiteenlopen van twee tot enkele honderden. De meeste hubs of switches voor thuisgebruik hebben tussen de twee en acht poorten, genoeg om een beperkt netwerk op aan te sluiten. Hubs en switches met 12, 16, 24 of 48 poorten zijn wat minder gebruikelijk in thuissituaties.
Het is vaak mogelijk om een hub of switch aan te sluiten op een andere hub of switch. Op deze manier kan een netwerk gemakkelijk worden uitgebreid zonder dat een - vaak dure - grotere switch noodzakelijk is. Het is niet mogelijk om zomaar iedere poort van een hub of switch aan te sluiten op iedere andere poort.
Ethernet maakt gebruik van twee soorten bekabeling: normale (straight) kabels en gekruiste (crossed) kabels. Deze zien er van buiten hetzelfde uit. Je kunt zien welk type kabel je gebruikt door de doorzichtige plastic uiteinden naast mekaar te houden. De kleine draadjes in de kabel hebben verschillende kleurtjes. In een normale kabel is de volgorde van die kleurtjes gelijk, bij een gekruiste kabel is de volgorde aan beide uiteinden verschillend.
Ethernet kent ook twee verschillende poorten: "server" en "client". De computer staat (meestal) als client ingesteld, de hub of switch als server. Voor het verbinden van twee ongelijke poorten heb je een normale kabel nodig, voor het verbinden van twee gelijke poorten een gekruiste kabel. Je kunt dus niet zomaar een willekeurige kabel gebruiken voor het verbinden van twee willekeurige poorten van een switch of hub. Een hub of switch is vaak uitgerust met een extra "Uplink" poort. Deze is meestal als "client" uitgerust en daardoor geschikt om met een normale poort van een andere hub of switch te worden verbonden. In het onderstaande voorbeeld worden een aantal computers door middel van drie switches of hubs met mekaar verbonden. Hiervoor is een enkele gekruiste kabel nodig: tussen de hub in het midden en deze rechts.

Het verschil tussen een hub en een switch

Een hub herhaalt het signaal dat hij van een computer krijgt voor alle computers die er op aangesloten zijn. Er kan op een hub op ieder willekeurig moment maar één computer tegelijk zenden. Als er meer dan één computer tegelijkertijd zendt kan de hub niet bepalen welk signaal hij moet doorgeven. De signalen "botsen" met mekaar (in het Engels zijn dit "collisions"). Om deze reden is een hub minder geschikt in een omgeving waarin veel computers tegelijkertijd op een netwerk actief zijn.

Een switch houdt in een interne tabel bij wat het netwerkverkeer per poort is. De tabel bestaat uit een overzicht van de MAC-adressen van de netwerkkaarten van de computers welke op de switch zijn aangesloten. Een zogeheten "broadcast" is bedoeld voor alle computers in het netwerk en wordt uiteraard op alle poorten herhaald, maar signalen die bedoeld zijn voor een beperkt aantal computers worden alleen aan die computers doorgegeven.
 

In het bovenstaande voorbeeld proberen de computers in het netwerk tegelijkertijd een signaal van A naar B en een signaal van D naar C te sturen. Bij het gebruik van een hub gaat dat niet lukken: het tweede signaal moet wachten tot het eerste is afgehandeld.

In het verleden waren switches een stuk duurder dan hubs. De laatste jaren is de prijs van een switch sterk gedaald. Om de boven beschreven reden is het aan te raden om bij het opzetten van een eigen netwerk geen hub maar een switch te gebruiken.
In een groter netwerk is een switch met meer geheugen voor de tabel noodzakelijk. Er zijn switches die tegelijkertijd meerdere datasnelheden ondersteunen. 

De snelheid van een hub of switch 

Deze is afhankelijk van twee factoren: de maximale snelheid van de aansluitingen op de hub of de switch en de hoeveelheid signaal die er maximaal doorheen kan.
Ethernet kent een aantal standaard snelheden: 10 MB, 100 MB en 1000 MB. Daarnaast maakt ethernet een onderscheid tussen "full duplex" en "half duplex", hetgeen vrij vertaald neerkomt op tweerichtings- of beurtelings verkeer. De meeste hubs ondersteunen alleen half duplex. Voor correct gebruik moeten de computers en de switch of hub op dezelfde standaard zijn ingesteld. Vaak is het mogelijk om een computer of switch zelf te laten "voelen" wat de maximum snelheid is. Een switch of hub die dit kan heeft "autosensing". Dit gaat niet altijd goed. Wanneer het fout gaat kan men de netwerkkaart van de computer met de hand op de gewenste snelheid instellen en past de autosensing-switch zich aan. De meeste moderne switches zijn autosensing en zijn ingesteld op 10 of 100 MB full duplex. 1000 MB doorvoersnelheid is enkel zinvol bij de zwaarste kantoortoepassingen.
Een hub heeft, door de manier waarop hij werkt, een maximale doorvoersnelheid die gelijk is aan de snelheid van de snelste poort. Aangezien een switch meerdere berichten tegelijkertijd over zijn poorten kan krijgen heeft een switch ook een hogere doorvoersnelheid. Hoe hoog, is afhankelijk van de kwaliteit van de switch. In de praktijk is in een thuisnetwerk van 10/100MB de snelheid van de switch zelden de belemmerende factor.

TIP
Wil je meer weten over de werking van een router, hub, switch of firewall neem dan een kijkje op www.warriorsofthe.net. Klik op The Movie op de tekening om vervolgens de film in je eigen taal (Dutch) te downloaden.