Een hub is een netwerkapparaat dat het inkomende signaal herhaalt en uitzendt naar al zijn andere poorten. Dit lijkt misschien eenvoudig, maar het heeft aanzienlijke gevolgen voor de netwerkprestatie en veiligheid, vooral wanneer er meerdere hubs in een groter netwerk worden gebruikt. In figuur 1.34 wordt weergegeven hoe een hub verkeer doorstuurt: vier computers zijn verbonden met verschillende poorten van de hub, en wanneer een computer (bijvoorbeeld PC1) een bericht naar een andere computer (bijvoorbeeld PC4) wil sturen, wordt dit signaal niet alleen naar PC4 gestuurd, maar ook naar PC2 en PC3. Dit veroorzaakt niet alleen overbodige belasting op de netwerkcapaciteit, maar creëert ook een beveiligingsprobleem doordat ongewenste apparaten het bericht kunnen ontvangen.

Een ander probleem dat optreedt bij het gebruik van meerdere hubs is de toename van netwerkdrukte door ongewenste broadcastverkeer. Zoals weergegeven in figuur 1.35, wanneer één hub een elektrisch signaal ontvangt, wordt dit signaal doorgegeven aan alle andere verbonden hubs, wat resulteert in onnodige broadcast (ruis) verkeer dat netwerkcapaciteit verslindt en congestie veroorzaakt. Het effect hiervan kan worden vergeleken met verkeersopstoppingen op een drukke snelweg. Bovendien ontstaat er een ander probleem wanneer meerdere apparaten tegelijkertijd berichten proberen te verzenden over een netwerk met hubs: pakketbotsingen. Dit komt overeen met voertuigen die botsen op de weg. Pakketbotsingen veroorzaken dat gegevens corrupt raken, waardoor het bericht opnieuw moet worden verzonden, wat extra tijd en middelen kost.

Om deze botsingen te vermijden, kan slechts één apparaat tegelijkertijd een bericht verzenden op een netwerk met hubs. Dit creëert een situatie van netwerkwedijver, waarin apparaten moeten wachten om toegang te krijgen tot de netwerkmedia. Om deze problemen te verhelpen, wordt het protocol Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) geïmplementeerd. CSMA/CD zorgt ervoor dat apparaten het netwerk controleren om te zien of er al een signaal wordt verzonden. Als dat het geval is, moet het apparaat wachten totdat het netwerk vrij is om zijn eigen signaal te sturen.

Om deze beperkingen van hubs te overwinnen, zijn netwerkswitches ontwikkeld. Switches zijn apparaten die op de datalinklaag (laag 2) van het OSI-model werken en worden beschouwd als slimmer dan hubs. Een switch maakt een logische netwerkverbinding tussen de zender en de ontvanger, zodat berichten alleen tussen de bedoelde apparaten worden verzonden. Zoals te zien is in figuur 1.36, als PC1 een bericht naar PC3 stuurt, zal de switch dit bericht alleen naar PC3 doorsturen, in plaats van naar alle aangesloten apparaten. Dit maakt de communicatie veel efficiënter en vermindert de belasting op het netwerk.

Switches leren en bewaren de MAC-adressen van de zenders in een tabel die bekend staat als de CAM-tabel (Content Addressable Memory). Dit gebeurt doordat de switch de bron-MAC-adressen van de binnenkomende frames opslaat en deze koppelt aan de poort waar het frame is binnengekomen. Dit proces maakt het mogelijk dat de switch alleen de relevante frames naar de juiste apparaten stuurt. In figuur 1.37 wordt weergegeven hoe dit werkt: wanneer een apparaat, zoals PC1, een bericht naar PC3 wil sturen, controleert de switch de bestemming van het frame en kijkt in zijn MAC-adrestabel om te bepalen naar welke poort het bericht moet worden gestuurd.

Wanneer een apparaat zijn MAC-adres niet kent, bijvoorbeeld als het alleen het IP-adres van een ander apparaat weet, wordt het Address Resolution Protocol (ARP) gebruikt. ARP is een protocol dat de MAC-adressen van apparaten op hetzelfde lokale netwerk kan opzoeken op basis van hun IP-adres. PC1 zal een ARP-aanvraag uitzenden om het MAC-adres van PC3 te verkrijgen, en de switch zal deze aanvraag doorsturen naar alle andere apparaten op het netwerk, behalve naar de zender. Zodra PC3 zijn MAC-adres heeft beantwoord, kan PC1 deze informatie gebruiken om berichten direct naar PC3 te sturen.

Het is belangrijk te begrijpen dat, hoewel een switch slimmer is dan een hub, het nog steeds afhankelijk is van het correct functioneren van de MAC-adrestabel en ARP. Wanneer de switch deze informatie verzamelt, zorgt dit voor efficiëntere gegevensoverdracht, maar als de ARP-tabellen niet goed worden beheerd, kan dit leiden tot vertragingen of zelfs tot netwerkfouten. Het is daarom essentieel om de werking van een switch goed te begrijpen en ervoor te zorgen dat ARP- en MAC-adrestabellen correct worden onderhouden om optimale netwerkprestaties te garanderen.

Hoe zorgt een VPN voor veilige en schaalbare netwerkverbindingen?

Een Virtual Private Network (VPN) versleutelt al het netwerkverkeer tussen twee of meer apparaten via een onbeveiligd netwerk, zoals het internet. Door deze versleuteling blijft alle informatie vertrouwelijk, zelfs als kwaadwillenden proberen data te onderscheppen. Dit principe maakt VPN's tot een essentieel onderdeel van moderne netwerkarchitecturen, vooral in omgevingen waar externe toegang en gedistribueerde infrastructuur dagelijkse realiteit zijn.

Een belangrijk voordeel van VPN’s is de kostenefficiëntie. Hoewel commerciële oplossingen vaak licentiekosten vereisen, ondersteunen veel firewalls van organisaties standaard VPN-functionaliteit zonder extra hardware-investeringen. Deze integratie maakt het mogelijk om een VPN-verbinding op te zetten met gebruik van bestaande apparaten, zoals firewalls of routers die fungeren als VPN-concentrators. Zodra de tunnel is opgezet, wordt het volledige dataverkeer tussen de netwerken versleuteld, wat inhoudt dat gevoelige informatie niet leesbaar is voor onbevoegden.

VPN's ondersteunen ook schaalbaarheid. Het toevoegen van nieuwe externe gebruikers of vestigingen vereist geen uitbreiding van fysieke infrastructuur. Zolang er een internetverbinding beschikbaar is, kan een gebruiker verbinding maken met het bedrijfsnetwerk via de VPN. Dit maakt het bijzonder eenvoudig om mobiele werkplekken of externe filialen te integreren zonder afhankelijk te zijn van dure WAN-oplossingen van providers, zoals MPLS of Metro Ethernet.

Voor organisaties met meerdere vestigingen is een site-to-site VPN een logische keuze. Deze verbinding tussen twee firewalls aan weerszijden van een VPN-tunnel stelt vestigingen in staat om veilig te communiceren met het hoofdkantoor. Hierbij wordt enkel het verkeer dat de tunnel passeert versleuteld; lokaal verkeer binnen de LAN's blijft ongemoeid. Belangrijk is dat beide locaties een apparaat nodig hebben dat in staat is om de VPN-verbinding te initiëren en te beëindigen.

Daarnaast biedt een site-to-site VPN een economisch alternatief voor traditionele WAN-diensten, die vaak gepaard gaan met hoge abonnementsprijzen. Door gebruik te maken van de bestaande internetverbindingen en infrastructuur kan men de kosten aanzienlijk reduceren. Tegelijkertijd biedt het een redundante communicatielaag tussen vestigingen, wat de bedrijfscontinuïteit verhoogt

Hoe je Basis Visualisaties in R maakt voor Cultuurdata-analyse
Wat zijn de voordelen en nadelen van hybride voertuigen?
Was Ennis Sweeny een genie of een bedrieger? De complexe zoektocht naar betekenis in zijn werk en leven