Speaker A
Ensnack plus. Snack plus snack. Hej och välkommen till Elsnack Plus. Välkommen ska du vara.
Djupdykning i partvinnad kabel, dess konstruktion, störningsskydd och Ethernet-protokollets roll i kommunikationsnät.
Key Takeaways
- Tvinning och balanserad signalering är avgörande för att skydda data från störningar i partvinnad kabel.
- Ethernet och RJ45 är standard för LAN-kommunikation över partvinnad kabel.
- Nätverkets funktion bygger på unika adresser (MAC och IP) och protokoll för att möjliggöra stabil och global dataöverföring.
- Modern nätverksteknik med switchar ger bättre prestanda och stabilitet än äldre bussbaserade nätverk.
- DNS är en kritisk komponent som översätter domännamn till IP-adresser för att möjliggöra internetkommunikation.
What the video covers
- Partvinnad kabel består av fyra tvinnade par kopparledare, där tvinningen skyddar mot elektromagnetiska störningar.
- Tvinning och balanserad signalering kombineras för att effektivt motverka både yttre interferens och inre överhörning.
- Balanserad signalering innebär att samma datasignal skickas med motsatt polaritet på trådparen, vilket möjliggör differensavläsning.
- Differentialförstärkare i mottagaren förstärker skillnaden mellan trådarnas spänningar och filtrerar bort störningar.
- Ethernet är det vanligaste protokollet för lokala nätverk och använder partvinnad kabel med RJ45-kontakter.
- Ethernet utvecklades på 1970-talet på Xerox PARC och använde ursprungligen koaxialkabel i bussarkitektur.
- Moderna nätverk använder switchar som lär sig enheternas adresser och förbättrar prestanda jämfört med äldre bussnätverk.
- MAC-adresser ger varje nätverksenhet en unik lokal adress för kommunikation inom LAN.
- IP-adresser möjliggör global identifiering och routing av data över internet.
- DNS översätter domännamn till IP-adresser för att underlätta webbsurfning och nätverkskommunikation.
Chapters
- 00:00Introduktion till partvinnad kabel
- 01:45Kabelns uppbyggnad och färgkodning
- 03:17Tvinningens funktion och störningsskydd
- 04:56Balanserad signalering och differentialförstärkare
- 08:38Ethernet och RJ45-kontakten
- 09:38Ethernets historia och koaxialkabel
- 10:47Nätverksarkitektur: buss vs switch
- 12:36MAC-adresser och nätverkskommunikation
- 18:24IP-adresser och global routing
- 23:01DNS och internetkommunikation
Full Transcript — Download SRT & Markdown
Speaker A
Idag fortsätter vi vår resa i kommunikationsnätet. Det här är avsnitt fyra och ja, nu ska vi verkligen kika på en riktig, eh, arbetshäst i nätverksvärlden, den partvinnade kabeln.
Speaker A
Mm. Du har den garanterat hemma. Kanske till datorn eller TV:n eller spelkonsolen.
Speaker A
Ja, precis. Och idag ska vi verkligen, eh, gå på djupet med den här kabeltypen. Vi ska titta på varför den är konstruerad som den är, hur den skickar data.
Speaker A
Just det. Och väldigt viktigt, hur en på ett smart sätt skyddar signalerna från störningar.
Speaker A
Det är ju alltså A och O för att nätverket ska funka stabilt. Vi ska också titta lite på grunderna i Ethernet, alltså det här språket som oftast används i kablarna. Och så ska vi försöka reda ut vad en MAC-adress är för
Speaker A
något. Mhm. Häng med när vi tillsammans utforskar en partvinnad kabels värld. Då tycker jag vi kör igång direkt med själva kabeln.
Speaker A
Okej, partvinnad kabel. Namnet säger ju en del, men, eh, vad betyder det rent konkret? Om du som lyssnar kollar på bild ett nu så ser vi ju en kabel i genomskärning. Massa olikfärgade trådar där inne. Kan du förklara uppbyggnaden
Speaker A
lite? Absolut. Innanför det där skyddande ytterhöljet där hittar vi oftast åtta stycken isolerade kopparledare. Men de ligger inte bara huller om buller liksom.
Speaker A
Nej. Utan de är organiserade i par och det är ju därifrån namnet partvinnat kommer. Vi har fyra par. Ett blått par, ett oranget, ett grönt och ett brunt.
Speaker A
Okej. Och inom varje par är den ena tråden helfärgad medan den andra är vit med en rand i parets färg. Till exempel ja, orange och vit-orange.
Speaker A
Just det. Och det mest, ja, utmärkande är väl att trådarna i varje par är tvinnade runt varandra. Det ser ju nästan ut som små DNA-strängar.
Speaker A
Ja, lite så. Är vi bara för att hålla ordning på dem eller finns det någon djupare anledning?
Speaker A
Det är en väldigt, väldigt bra fråga för tvinningen är helt fundamental för kabelns funktion. Det är inte alls bara för syns skull liksom.
Speaker A
Okej. Som vi nämnde lite snabbt i introduktionsmodulen så är tvinningen ett otroligt effektivt sätt att, ja, bekämpa elektriska störningar.
Speaker A
Störningar som vad då föråt? Kan du ge något exempel?
Speaker A
Ja, alltså det kan vara dels störningar utifrån. Det kallas interferens. Tänk dig att nätverkskabeln ligger bredvid en strömkabel kanske.
Speaker A
Mm. Eller en lysrörsarmatur eller nära en mikrovågsugn. Alla sådana grejer kan sända ut elektromagnetiska fält som kan, ja, störa signalerna i nätverkskabeln.
Speaker A
Okej. Men det kan också vara störningar inifrån kabeln mellan de olika ledarparen. Alltså det kallas överhörning eller cross talk på engelska.
Speaker A
Jaha. Lite som att signalen från det orangea paret läcker över och stör signalen i det gröna paret typ.
Speaker A
Okej, jag förstår. Så tvinningen funkar som ett slags skydd mot både yttre och inre brus så att säga. Men hur går det till rent praktiskt då?
Speaker A
Jo, dels genom att trådarna ligger så väldigt tätt ihop. En störning som träffar paret utifrån kommer att påverka båda trådarna nästan exakt lika mycket och samtidigt.
Speaker A
Mm. Men tvinningen gör också att trådarnas position relativt störningskällan hela tiden ändras. Du vet den tråd som låg närmast störningen en centimeter tidigare? Ja,
Speaker A
den ligger nu lite längre ifrån och tvärtom. Det här hjälper till att jämna ut störningens inverkan över parets längd.
Speaker A
Intressant. Men räcker verkligen det för att signalen ska överleva? Jag tänker att även en liten störning kan väl förstöra de där digitala ettorna och nollorna.
Speaker A
Helt rätt tänkt. Tvinningen i sig är bara en del av lösningen. Den verkliga magin kan man säga ligger i kombinationen av tvinning och något som kallas balanserad signalering.
Speaker A
Okej. Om du tittar på bild fem och sex så ser du principen där. Balanserad signalering. Vad innebär det?
Speaker A
Jo, det betyder att man inte bara skickar signalen på en tråd i paret och sen använder den andra som någon slags referens eller jord.
Speaker A
Nej. Nej. Istället skickar man samma datasignal på båda trådarna i paret men med motsatt polaritet. Den ena är inverterad, alltså spegelvänd jämfört med den andra.
Speaker A
Okej. Vänta nu lite här. Samma signal med spegelvänd. Försök ge ett exempel. Absolut. Säg att vi ska skicka en digital etta. Då kan vi lägga en positiv spänning kanske. Säg plus en volt på den ena tråden. Typ den orange-vita.
Speaker A
Okej. Och samtidigt lägger vi en negativ spänning, -1 volt, på den andra tråden, den helorange.
Speaker A
Jaha. När vi sen ska skicka en nolla, då gör vi precis tvärtom. Den orange-vita får -1 volt och den orange får +1 volt.
Speaker A
Jaha. Så signalerna är alltså för varandras exakta motsatser vid varje given tidpunkt. Jaha, så det är spänningsskillnaden mellan de två trådarna som representerar ettan eller nollan.
Speaker A
Precis. För en etta är skillnaden +1 - (-1), alltså 2 volt. Och för en nolla är det -1 - (+1) = -2 volt. Smart.
Speaker A
Mm. Men vad händer med störningarna då? De finns ju kvar. Det är här det geniala kommer in.
Speaker A
Kom ihåg det där vi sa att en yttre störning påverkar båda trådarna i paret nästan exakt lika mycket.
Speaker A
Ja, tack vare tvinningen. Just det. Säg att en störningspuls på +0,5 volt träffar paret precis när vi skickar en etta. Då hade vi ju +1 V och -1 V.
Speaker A
Okej. Då får vi ju 1,5 volt på ena tråden och, eh, -0,5 volt på den andra.
Speaker A
Okej. Så signalerna är smutsiga nu, lite störda. Hur blir mottagaren med smutsen då?
Speaker A
Jo, i mottagaränden sitter en speciell förstärkare, en så kallad differentialförstärkare. Den är konstruerad för att bara förstärka skillnaden mellan spänningarna på de två trådarna.
Speaker A
Jaha. Den tittar alltså inte på den absoluta spänningen på varje tråd för sig. Jaha. Så den räknar ut skillnaden. +1,5 volt - (-0,5 volt). Eh, det blir ju +2 volt. Det är ju exakt samma skillnad som
Speaker A
vi hade för ettan utan störning. Exakt. Helt rätt. Störningen på +0,5 volt som var lika på båda trådarna, den kallas en common mode-störning. Den försvinner helt när man tar differensen.
Speaker A
Wow. Medan den balanserade signalen där de två trådarna har motsatt polaritet, den förstärks effektivt. Resultatet blir att vi kan återskapa den ursprungliga datasignalen även om kabeln går genom en ganska, ja, stökig elektrisk miljö.
Speaker A
Otroligt robust. Ja, verkligen. Jobbar ihop för att skydda datan. Nu fattar jag mycket bättre varför kabeln ser ut och funkar som den gör.
Speaker A
Bra. Men det räcker ju inte med en bra kabel. Datorerna måste ju också liksom prata samma språk genom kabeln, eller hur?
Speaker A
Exakt. Kabeln är ju bara den fysiska vägen, motorvägen om du vill. För att enheter ska kunna kommunicera över vägen behövs det regler och överenskommelser.
Speaker A
Ett protokoll. Just det. För lokala nätverk eller LAN, Local Area Network som det heter, alltså nätverket hemma, i skolan eller på kontoret, är det absolut vanligaste protokollet Ethernet.
Speaker A
Kika på bild två. Ethernet. Ja, det namnet känner man ju igen. Och kontakten också, den där lite större plastkontakten som klickar fast, RJ45. Är det den?
Speaker A
Stämmer bra. RJ45-kontakten och uttaget är det vi ofta ser idag för LAN över just partvinnad kabel. Ethernet är en standard som definierar hur data ska paketeras.
Speaker A
Okej. I så kallade ramar, hur enheter ska få en unik adress och hur de ska få tillgång till nätverket för att skicka och ta emot data.
Speaker A
Och det här är ingen ny uppfinning direkt va? Bild två nämner ju Xerox och 70-talet. Det är ju nästan 50 år sen.
Speaker A
Ja, faktiskt. Grundidén till Ethernet utvecklades på Xerox Palo Alto Research Center, PARC, redan på 70-talet. Men det såg ganska annorlunda ut då.
Speaker A
Hur då? Tidigare versioner använde inte partvinnad kabel utan en tjockare, stelare kabeltyp som kallas koaxialkabel. Lite som den gamla TV-antennkabeln.
Speaker A
Jaha, den ja. Och nätverken byggdes ofta som en buss. Titta på bild 13 så ser du principen.
Speaker A
En buss. Ja, det ser ut precis som du säger. En enda lång kabel där alla datorer är inkopplade längs med som hållplatser på en busslinje typ.
Speaker A
Exakt. Så man drog en huvudkabel, bussen, och sen anslöt man varje dator till den med en speciell tekoppling eller något liknande. Det var relativt enkelt att installera men hade sina nackdelar som v...
Speaker A
uteslutande stjärnnät. Kolla på bild 14. Här har varje enhet, dator, skrivare, accesspunkt, var det nu är, sin egna dedikerade kabel som går till en centralpunkt.
Speaker A
Okej. Denna centrala punkt är idag nästan alltid en switch. Förr i tiden kunde det vara en enklare enhet som hette hub. Men switchar är mycket, mycket smartare och effektivare.
Speaker A
Så istället för en gemensam buss har varje enhet sin egen ekker, sin egen väg in till mitten, till switchen. Vad är fördelarna med det då?
Speaker A
Flera stora fördelar. För det första är det mycket mer robust. Om en kabel till en dator går sänder, ja, då är det bara den datorn som påverkas.
Speaker A
Jaha. Resten av nätverket fortsätter att funka som vanligt. För det andra är prestandan mycket bättre. En switch lär sig vilken enhet som är ansluten till vilken port.
Speaker A
Mm. Och skickar bara datatrafiken precis dit den ska. En gammal hubb den skickade bara ut all trafik på alla portar. Hej vilt. Det skapade ju onödig belastning överallt.
Speaker A
Ja, det förstår jag. Och det där med att bara en kunde sända åt gången i bussnätet, hur funkar det i ett stjärnnät med en Switch?
Speaker A
Det löser switchen också. Eftersom varje enhet har sin egen anslutning till switchen kan de flesta moderna nätverkskort och switchar kommunicera i full duplex. Full duplex?
Speaker A
Ja. Det betyder att en enhet kan skicka och ta emot data samtidigt på sin kabel utan att det blir några kollisioner.
Speaker A
Tänk det ett vanligt telefonsamtal där båda kan prata samtidigt. Jaha. Detta ökar ju den tillgängliga bandbredden dramatiskt jämfört med halvduplex.
Speaker A
Så stjärnät med switch och partvinnat kabel är alltså dagens standard för LAN på grund av robusthet och prestansa via fulllduplex. Det låter ju helt logiskt.
Speaker A
Mm. Precis. Förresten, bild 15 visar också ett ringnät. Är det vanligt? Ringnät finns också där enheterna kopplas i en cirkel och data skicknas runt ringen. De har vissa fördelar till exempel inbyggd redundans om man har dubbla ringar.
Speaker A
Okej. Eh, men de är betydligt mindre vanliga än stärnnät för vanliga kontors och hemlat verk. Alltså LAN idag.
Speaker A
Okej, jag förstår. Så vi har kabeln, vi har etnet protokollet som körs i ett stjärnnät via en switch. Men om min dator ska skicka information till en specifik annan dator på samma lokala nätverk, hur vet switchen eller min
Speaker A
dator vilken kabel som leder till just den mottagaren? Det måste ju finnas adresser om något slag tänker jag.
Speaker A
Helt rätt. Precis som varje hus behöver en gatoadress för att posten ska hitta rätt behöver varje nätverksenhet en unik identifierare på det lokala nätverket.
Speaker A
Den här identifieraren kallas MACadress. Macadress. Media access control address. Titta på bild tre. MACADress är den där långa koden som ofta skrivs med siffror och bokstäver separerade av bindestrek eller kon som exemplet 5894 60b 63 15.
Speaker A
Stämmer exakt. En maadress är ett 48 bits nummer. Det ger ett helt ja gigantiskt antal möjliga adresser. Över 180 biljoner.
Speaker A
Oj. Den här adressen bräns in i nätverkskortets hårdvara av tillverkaren som Treecom i exemplet där. Och den är tänkt att vara globalt unik.
Speaker A
Globalt unik. Japp. Inga två nätverkskort i världen ska ha samma mackadress från fabrik. Det är ju imponerande. Hur används den i praktiken då på nätverket?
Speaker A
Ja, när din dator vill skicka data till en annan dator på samma land så skapar den ett datapaket som kallas en Ethernet ram. I huvudet på den här ramen finns det fält för både mottagarens mackadress och avsändarens mackadress.
Speaker A
Okej. När switchen sen tar emot den här ramen tittar den på mottagarens mackadress. Och eftersom switchen har lärt sig eller lär sig vilka mackadresser som finns på vilka av dess porter, ja, så kan den skicka ramen vidare endast på
Speaker A
den port där mottagaren finns. Den skickar inte ut den överallt som en gammal hubb gjorde.
Speaker A
Så mackadressen är som ett unikt personnummer för nätverkskortet som används för att leverera paket inom just det lokala nätverket. Det är en bra liknelse. Den funkar på lager två i OSI-modellen, datalänklagret och hanterar adressering inom samma fysiska nätverkssegment.
Speaker A
Just det. Förresten, om du är nyfiken på din egen dators Macadress kan du i Windows oftast hitta den genom att öppna kommandotolken.
Speaker A
Sök på cmd. Okej. Och sen skriver du IP config all. Leta sen efter fysisk adress eller physical address i listan som kommer upp. Kul tips, det ska jag absolut testa. Nu har vi pratat kabel, protokoll och adressering, men et finns väl i olika
Speaker A
hastigheter också. Man hör ju talas om megabit och gigabit och sånt. Ja, absolut. Eten har ju utvecklats enormt prestansamässigt sen 70-talet.
Speaker A
Hastigheten mäts i bitar per sekund bps. Om du kollar på bild sju ser du några vanliga etettstandarder och deras hastigheter.
Speaker A
Jag ser 10 base T, det är 10 meg, 100 base TX 100 megbit. 1000 base T det är 1000 meg eller 1 Gabit och till och med 10 GB T Gabits. Ju högre siffra desto snabbare dataöverföring antar jag.
Speaker A
Precis. Bild 25 och 26 ger ju lite känsla för vad de här siffrorna betyder i praktiken.
Speaker A
Ja, 10 megabit var tidigt ute. 100 megabit som också kallas fast Ethernet. Det var standard ganska länge. Idag är det 1 gabits, alltså Gigabit Ethernet, det vanligaste i ny utrustning för hem och kontor.
Speaker A
Mm. Och högre hastighet betyder att man kan flytta stora filer snabbare på nätverket. Och det är väl viktigt för att kunna använda en snabb internetuppkoppling fullt ut också.
Speaker A
Exakt. Det hänger ihop. En intressant detalj i bild sju är att det ser ut som att de olika hastigheterna använder kabelns par på olika sätt trots att det finns fyra par, alltså åtta trådar i de flesta kablar.
Speaker A
Det stämmer bra. Det är en viktig poäng. För 10 base T och 100 Base TX, alltså 10 och 100 megbit per sekund, används faktiskt bara två av de fyra paren.
Speaker A
Bara två? Ja. Normalt är det orangea och det gröna paret. Ett par används för att sända data TX Transmit och det andra för att ta emot data RX Receive. Det övre diagrammet i bild sju visar ju det tydligt. Det blåa och bruna paret är
Speaker A
inte inblandade i själva dataöverföringen där. Så hälften av koppartrådna i kabeln används inte för data i de hastigheterna. Vad gör de då? Ligger de bara där? För ren 120 megbits dataverföring så gör de faktiskt ingenting. De finns därför att
Speaker A
kabelstandarden som Cat 5E eller CAT 6 specifierar fyra par. Okej. Men ibland kan de dock användas för annat. Till exempel för att leverera ström till enheter via något som heter power over Ethernet. P OE.
Speaker A
Jaha. Det är vanligt i IP-kameror eller trådlösa accesspunkter så de slipper en separat strömsladd. Men det är en separat funktion vid sidan av själva dataöverföringen.
Speaker A
Men för gigabit Ethernet då och snabbare då behövs väl alla trådar. Ja, precis. För att nå upp i 1000 bits, alltså 1 gigabits, med 1000 base T. Och för ännu högre hastigheter som 10 GB T, då används alla fyra kopparparen aktivt
Speaker A
för dataöverföring. Okej. Det nedre diagrammet i bild sju visar det. Och tekniken där är att ännu mer avancerad data skickas ofta i båda riktningarna samtidigt på alla fyra paren.
Speaker A
Samtidigt på samma par. Hur går det till? Det kräver väldigt sofistikerad signal behandling i chippen för att kunna separera den sända och den mottagna datan på samma par. Men det är så man maximerar genomströmningen och får upp hastigheten.
Speaker A
Lite som att ha en fyrfilig motorväg där trafiken kan gå i båda riktningarna på alla filer samtidigt. typ ungefär så kan man tänka. Det kräver betydligt mer av elektroniken i nätverkskorten och switcharna, men det är så man uppnår de höga hastigheterna
Speaker A
över kopparkabel idag. Förstår. Det nämns också i materialet att partvinnande kabel liknar telefonkabel. Är det bara utseendet eller finns det någon koppling?
Speaker A
Nej, nej, det finns absolut en historiska koppling. Telefonsystem använder ju också partvinnade kopparkablar långt innan Eet började använda den tekniken.
Speaker A
Jaha. Tvinningen hjälpte till att minska störningar även för analoga telefonsamtal. Så när man utvecklade Ethernet för partvinnad kabel kunde man dra nytta av befintlig kunskap, standarder och ja, tillverkningsteknik från telekomvärlden.
Speaker A
Smart. Återanvändning av bra teknik alltså. Mm. Okej. Ett sista litet block med begrepp från bild åtta. Simplex, halvduplex och fulllduplex. Vi har ju redan varit inne på duplex en del, men kan du ge en kort definition av alla tre?
Speaker A
Absolut. Det är ganska enkelt egentligen. De beskriver riktningen på dataflödet i en kommunikationskanal. Okej.
Speaker A
Först, simplex. Kommunikation kan bara ske i en riktning, aldrig åt andra hållet. Tänk på en vanlig radiosändning eller TV. Signalen går bara från sändaren till mottagaren. Du kan inte svara tillbaka via samma kan öl.
Speaker A
Nej, just det. Sen halvduplex eller halfduplex. Kommunikation kan ske i båda riktningarna men bara åt ett håll i taget. Vi nämnde ju komradion och de gamla ethernet bussnäten som exempel.
Speaker A
Man måste turas om att sända. Vänta på sin tur. Precis. Och sist duplex. Kommunikation kan ske i båda riktningarna samtidigt som ett vanligt telefonsamtal där båda kan prata i mun på varandra teoretiskt sett.
Speaker A
Haha. Ja. Och detta är ju standard i moderna switchade Ethernet med parkvinnad kabel tack vare separata sändnings och mottagningsvägar. Antingen via olika par eller den där avancerade signaleringen vi pratar om.
Speaker A
Tydligt och klart. Då känner jag att vi har täckt in det viktigaste kring partinnad kabel och grundläggande etet nu.
Speaker A
Ja, det tycker jag absolut vi har gjort. Bra jobbat. Då är det kanske dags för en snabb sammanfattning. Du som lyssnar kan följa med i punkterna på bild 28 om du vill.
Speaker A
Vad är det allra viktigaste att ta med sig från idag? Okej, först och främst, partvinnad kabel. Kom ihåg, koppa trådar tvinnade vi i par. Och det är tvinningen tillsammans med balanserad signalering, alltså de där inverterade signalerna som är nyckeln till att motverka störningar.
Speaker A
Det är grunden i många moderna LAN. Bra. Sen Ethernet, det dominerande protokollet, språket för lokala nätverk.
Speaker A
Och kom ihåg utvecklingen från koaxialkabel och bussnät som var halvduplex till partvinnad kabel i stjärnät med switchar som oftast kör fulluplex.
Speaker A
Glöm inte MAC adressen. Den där unika fabriksinställda 48 bitars adressen som identifierar varje nätverksenhet används för adressering inom det lokala nätverket som ett personnummer för nätverkskortet sa vi ju.
Speaker A
Just det. Och så duplexlägena. Simplex bara enkelriktat, halvduplex växelvis dubbelriktat och fulllduplex samtidigt dubbelriktat där fulllduplex är det vanliga och mest effektiva idag.
Speaker A
Och slutligen kom ihåg att det finns olika ett standarden som gör olika hastigheter 10 100.000 megbit per sekund och så vidare och att de snabbare standarderna ofta kräver att alla fyra trådparen i kabeln används aktivt.
Speaker A
Utmärkt sammanfattning. Då har vi verkligen rätt ut begreppen kring den här väldigt vanliga men axoviktiga kabeln. En snack plus.
Speaker A
Hej och varmt välkommen till Elsnack plus där vi snackar om [musik] elergi och allt är emellan.
Speaker A
Lutar dig tillbaka. Plugga in lurarna och följ med oss på resan [musik] mot att förstå kraften bakom allt som får världen att lysa. Elsnack plus vi laddar din hjärna.
Speaker A
Välkommen tillbaka. Sist dök vi ju ner i koppartrådarna, partvinnande kablar, isnät och Macadresser. Alltså själva grunden i det lokala nätverket.
Speaker A
Precis. Blodomloppet lokalt kan man säga. Exakt. Men nu ska vi lyfta blicken lite, zooma ut. För hur knyts alla de här lokala nätverken ihop till det där ja gigantiska nätverket vi kallar internet?
Speaker A
Mm. Hur informationen faktiskt hittar rätt över hela världen. Just det. Det är det vi ska försöka reda ut idag. Vi fortsätter alltså vår genomgång från kommunikationsnät avsnitt fyra. Och idag fokuserar vi på det som gör global kommunikation möjlig.
Speaker A
Ja, vi ska titta på IP-adressen först. internets unika postnummer liksom. Och sen DNS mysteriet med hur svtplay.se blir siffror som datorn fattar.
Speaker A
Mm. Och själva IP-protokollet som du nämnde, bild 17 i materialet kallade ju det som egentligen är internet. Ganska kaxigt.
Speaker A
Haha. Ja, verkligen. Sen tar vi oss an Rottern. Nätverkens vägkorsning. En intelligent vägkorsning. Absolut. Och nätmaskan måste vi förstås kika på. Just det. Hur vet en pryl vilket nätverk den hör till?
Speaker A
Precis. Och så avslutar vi med en liten sväng om IPTV, Unicast och Multicast. Hur TV faktiskt levereras via nätverket.
Speaker A
Okej, låter som en fullspäckad agenda. Då kavlar vi upp armarna. Vi börjar med eh ja, adresslappen, IP-adressen och den där kommentaren i bild 17 att IP internetprotokoll är det som egentligen är internet. Vad menas med det mer exakt? Jo, men det är ett sätt att eh
Speaker A
understryka hur otroligt centralt IP-protokollet är. Tänk så här, du har massor av lokala nätverk hemma, på jobbet överallt.
Speaker A
Mm. Där enheter pratar via Ethernet och mackadresser som vi pratade om sist. Exakt. Men utan IP, ja, då skulle de förbli isolerade öar.
Speaker A
IP:s grundläggande grej som bild 17 visar är att skapa en standard, en gemensam metod för att koppla ihop olika nätverk så att de kan kommunicera mellan sig.
Speaker A
Just det. Att kunna skicka ett datapaket, ett brev från en adress på ett nätverk till en helt annan adress på ett helt annat nätverk vart som helst.
Speaker A
Och för att det ska funka krävs då två saker. En globalt unik adress för mottagaren.
Speaker A
IP-adressen. Precis. Och ett system för att hitta vägen ditt. Okej. Och den där adressen då, IP-adressen, jag ser ju exemplet i bild 243.12.114.111.
Speaker A
Fyra siffror med punkter. Vad är det för något? Ja, det där är ett exempel på en IPV4 adress, den gamla standarden kan man säga, som fortfarande dominerar stort även om IPv6 finns som nämns där också.
Speaker A
Okej, så IPv4. Ja. Och det är egentligen ett 32 bitas binärtal, men för att vi ska kunna läsa det skrivs det som fyra decimala tal mellan 0 och 255 med punkter emellan.
Speaker A
Och varje pryl behöver en sån dator, telefon server. Varje enhet som ska kunna nås direkt över internet. Ja, den behöver en unik IP-adress, åtminstone under tiden den är uppkopplad. Man kan likna det vid ett unikt telefonnummer utan det ingen
Speaker A
direkt kontakt över nätverksgränserna. 32 bitar det ger ju typ 4,3 miljarder adresser. Låter mycket men Mm. Det är det inte längre med alla prylar vi har idag.
Speaker A
Precis. Telefoner, klockor, kylskåp. Exakt. Så IP4adresserna håller faktiskt på att ta slut eller har tagit slut i många delar av världen.
Speaker A
Jaha. Så är det därför IPv6 nämns i bild 24 som alternativet. Helt rätt. IPv6 är lösningen på det problemet. Det använder 128 bitar istället för 32.
Speaker A
Oj, det är många fler adresser. Astronomiskt många fler. Man brukar säga att det räcker för att ge varje sandkorn på jorden en egen adress och fler där.
Speaker A
Okej, då lär hon inte ta slut i första taget. Nej, knappast. Men övergången går långsamt. Mycket kör fortfarande på IPV4. Så därför fokuserar vi på det idag som är exemplet. Men bra att veta att IP V6 här framtiden.
Speaker A
Absolut. Okej. Så varje enhet har en IP-adress, en global identitet. Men om jag sitter här hemma på mitt län, mitt lokala nätverk och vill nå en webbplats i USA.
Speaker A
Mhm. Den servern har ju en IP-adress på ett helt annat nätverk. Hur kommer min data dit? IP-adressen är ju målet, men vem visar vägen? Bild 17 och 18 pekar ju mot routern.
Speaker A
Du är helt rätt ute. Routen är nyckeln här. Den kopplar samma nätverken som en vägkorsning.
Speaker A
Ja, en intelligent vägkorsning eller kanske en tullstation mellan olika nätverk. Ditt hemnätverk är ett land.
Speaker A
Internetleverantörens nätverk är ett annat, ett vann, wide area network, som sen kopplas till fler nätverk. Ett nät av nätverk.
Speaker A
Precis. Och Routerns jobb är att ta emot datapaketen. Titta på destinationsippadressen i paketet. Vart ska det här brevet?
Speaker A
Exakt. Och sen kollar den i sin inbyggda karta, sin routingtabell och bestämmer vilken väg är bäst. Vilken port ska jag skicka ut det här paketet på för att det ska komma närmare målet.
Speaker A
Bild 18 visar ju det där ganska bra. Datorer hemma som går via en router ut mot internet. Och routern kallas default gateway standardutfart.
Speaker A
Japp. Det betyder oftast att all trafik som ska lämna ditt lokala nätverk, den skickas dit till routern automatiskt.
Speaker A
Oftast. Ja. När din dator får sina nätverksinställningar, ofta via DHCP, som vi kanske pratar mer om en annan gång, får den inte bara en IP-adress, den får också adressen till nätverkets default gateway.
Speaker A
Och det är min hemma routers IP-adress då på mitt nätverk. i 99 fall av 100.
Speaker A
Ja. Så när din dator ska skicka något till en IP-adress som inte finns på ditt lokala nätverk, då skickar den paketet till routerns adress. Och lita på att routern fixar resten. Skicka det vidare ut i världen.
Speaker A
Routern blir första steget ut alltså. Precis. Okej. Men bild 19 och 20 krånglar till det lite eller fördjupar sig. De visar skillnaden mellan att skicka inom nätverket och mellan nätverk. Det ser ut som att ja, både mottagarens IP och
Speaker A
routerns adress är inblandade när det ska ut. Hur hänger det ihop? Ja, det där är en jätteviktig poäng och bild 19 visar det bra. Vi tar ett steg för steg.
Speaker A
Okej. Fall ett, kommunikation inom samma LAN. Säg dator 2.2 ska skicka till 2.4 i bilden.
Speaker A
Ja, då fattar dator 2.2 att aha 2.4 är här på mitt nätverk. Då använder den ARP address resolution protocol för att fråga vem har IP2.4?
Speaker A
Vad är din Macadress? Macadressen? Ja, den fysiska adressen från förra gången. Precis. När den fått mackadressen skickas paketet direkt via switchen till rätt mackadress. Routern 2.3 är inte inblandad alls i den kommunikationen.
Speaker A
Okej, det är logiskt. Lokalt är lokalt. Exakt. Sen fall två, kommunikation mellan olika nätverk. Dator 2.4 ska skicka till 5.5.
Speaker A
Ja. i det andra nätverket i bilden. Då ser dator 2.4 att IP-adressen 5.5 den tillhör inte mitt nätverk, nätverk två.
Speaker A
Då vet den paketet måste via rooten default gateway som har adress 2.3 i exemplet.
Speaker A
Okej. Och nu händer det intressanta Mm. på olika lager. Lager TV 3, Ethernet och IP. Precis på IP-nivå lager 3 så är paketet adresserat med slutdestinationens IP 5.5 och avsändarens IP 2.4. Den adresseringen ändras inte under resan. Brevets
Speaker A
slutadress. Okej. Men på eträttnivå lager 2 för att få paketet till routen då används routens maadress, den som hör till IP 2.3 som destinationsmac och avsändarens 2.4s Mac som källmac kuverts adress just nu.
Speaker A
Jaha, så man skickar det till routerns fysiska adress först. Exakt. Sen när routern 2.3 får paketet packar den upp det till IP-lagret. ser destination 5.5, kollar sin routingtabell. Aha, det ska ut på mitt andra ben mot nätverk 5 som har IP5.2.
Speaker A
Okej, då skapar routern en ny eternätram, ett nytt kuver nu med 5.5s maadress som destination eller nästa routers Mac om det är fler hopp och sin egen utgående Macadress, den vid 5.2 som källa och skickar iväg det.
Speaker A
Wow. Okej, så routern packar om paketet på lager två för varje hopp, men IP-adressen, lager 3 adressen, förblir den samma hela vägen.
Speaker A
Helt korrekt. Routern är verkligen en intelligent brevsorterare som byter kuvert längs vägen. Det är ju Ja, smart. Men då kommer ju fältfrågan direkt. Hur vet dator 2.4 att 5.5 inte är på det egna nätverket? Och hur vet både datorn och routen vilken
Speaker A
del av sig 193.12.114.111 som är själva nätverket och vilken del som är datorn. Bild 24 har ju med nätmasken. Är det den?
Speaker A
Bingo. Där kom den. Nätmasken eller subnet mask. Det är precis den som är nyckeln till att skilja på nätverksadress och värdaradress eller hostadress i en IP-adress. Okej, berätta.
Speaker A
Nätmasken är precis som IPv4 adressen. Ett 32 bitars tal. Skrivs på samma sätt. Fyra siffror med punkter. Dess enda jobb är att vara en mall, ett filter. Kolla exemplet i bild 24 igen. IP 193.12.114.111 och nätmask 255 255 255.0.
Speaker A
Ja, binärt sätt så är 255 lika med bara ettor. 11 1 1111 1 och noll är bara nollor. 00 Så masken 255.255.255.0 blir 11111.1111111111111.111.00.
Speaker A
Tre block med ettor, ett block med nollor. Precis. När man tar en IP-adress och gör en logisk okeration med nätmasken.
Speaker A
Oj, logisk OK. Ja, bit för bit. Där masken har en etta behålls biten från IP-adressen. Det blir nätverksdelen. Där masken har en nolla blir resultatet alltid noll. Det markerar värdedelen.
Speaker A
Okej. Så för 193.12.114.111 och masken 255.255.255.0 0 så betyder ettorna i masken att 193.12.114 är nätverksid och nollorna i slutet betyder att punkt 111 är värdeid.
Speaker A
Aha, så själva nätverkets adress är 193.12.114.0. Exakt. Och alla enheter i just det lokala nätverket måste ha en IP-adress som börjar med 193.12.114 och då måste alla använda samma nätmask.
Speaker A
255.255.255.0. Och den sista siffran, värd i det, måste vara unik för varje enhet. Japp. Från punkt ett till punkt 254 oftast. För punkt noll är ju nätverksadressen och punkt 255 är oftast broadcastadressen för att skicka till alla samtidigt inom nätverket. Det står
Speaker A
också i bild 24. Fantastiskt. Så därför vet min dator, säg 193.12.114.111 11. Om en annan adress typ 193.12.114.55 är lokal, den tar båda adresserna, kör sin nätmask 25525255.0 på dem Mm.
Speaker A
och ser att resultatet, nätverksdelen 193.12.114.0 är samma för båda. Slutsats lokalt. Skicka via switchen.
Speaker A
Precis. Men om destinationen är säg SVT adress 212.2. 247.20.72. Då blir nätverksdelan efter maskning 212.247.20.0 vilket är annorlunda än min egen 193.12.114.0.
Speaker A
Slutsats. Extränt. Skicka till routern. Exakt på pricken. Är precis den logiken som körs hela tiden i bakgrunden.
Speaker A
Nätmasken definierar gränsen. Ett fundamentalt verktyg. Elegant verkligen när man väl fattar det. Men okej, nu till något mer. Eh ja, vardagligt men skriver ju sällan IP-adresser. Jag skriver svtplay.se.
Speaker A
Hur blir det namnet till 212.247.20.72. Någon slags översättning. Bild 12 pekar ju mot DNS.
Speaker A
Helt rätt. DNS. Domain name det är internets gigantiska telefonkatalog eller adressbok om du vill.
Speaker A
Okej. Dess jobb är att översätta de där namnen som vi människor gillar, www.svtplay.se till de numeriska IP-adresserna som 212.247.20.72 är exemplet som datorerna och routerna faktiskt använder.
Speaker A
Utan DNS, ja då skulle det bli jobbigt och surfa, memorera massa siffror. Oerhält opraktiskt. Ja, helt omöjligt i praktiken.
Speaker A
Så hur går det till då? Jag skriver svtplay.se, trycker enter. Vad händer? Processen som bild 12 skissar lite på är ungefär så här. Först kollar din dator eller snarare webbläsaren eller operativsystemet i sitt eget lilla minne, en cash. Har jag kollat upp den
Speaker A
här adressen nyss? Smart. Om inte då skickar datorn en fråga till sin DNS-server. Du får oftast adressen till en eller två såna från din internetleverantör automatiskt.
Speaker A
Okej. DNS-servern får frågan: Vad är IP för www. svtplay.se. Den kollar sin egen databas, sin cash.
Speaker A
Och om den inte vet, då frågar den vidare. DNS är hierarkiskt. Den kanske frågar en server som har koll på alla.seadresser som i sin tur kanske pekar mot en server som just SVT har som vet adressen för svetplay.se.
Speaker A
En kedja av frågor uppåt. Precis. Till slut hittar någon server i kedran svaret. www.svtplay.se finns på 212.2. 247.20.72 och så skickas svaret tillbaka.
Speaker A
Ja. Tillbaka ner genom kedjan till din lokala DNS-server som skickar till din dator. Och först då kan webbläsaren kontakta SVT på rätt IP-adress.
Speaker A
Exakt. Först då kan den börja hämta själva webbsidan och hela den här DNS frågrund går oftast på bråkdelar av en sekund.
Speaker A
Otroligt. Vilket system. Och tipset i bild 12 då att man kan pinga en adress.
Speaker A
Ja. Pinga www.s svtplay.se i kommandotolkan. Då ser man IP-adressen den översätts till ofta. Ja, man ser oftast IP-adressen som datorn nu kommer kommunicera med samtidigt som man kollar om servern svarar överhuvudtaget.
Speaker A
Ett enkelt sätt att se DNS i action. Kul. Man kan också köra nslookup www.svtplay.se va för att bara göra själva DNSuppslagningen.
Speaker A
Japp. Hes lookup är specifikt för DNS-frågor och ger ofta ett tydligare svar just om IP-adressen. Bra verktyg båda två.
Speaker A
Toppen. Då har vi bettat av IP-adresser, routerar, nätmaskar och DNS. Sista punkten IPTV, TV över IP. Bild 27 nämner Unicast och Multicast. Vad är skillnaden?
Speaker A
Ja, det är två helt olika sätt att skicka ut signalen, särskilt viktigt för strömmande media som TV. Vi börjar med Unicast. Det ser du i nedre diagrammet i bild 27.
Speaker A
Okej. Unicast är en till en. Servern skickar en separat unik dataström till varje användare som frågar efter den.
Speaker A
Som när jag startade ett avsnitt på SVT Play. Precis. Du får en ström. Om din granne ser samma sak får henne en helt egen ström från samma server.
Speaker A
Fibelt för mig som tittare. Pausa. Spola. Japp. Men nackdelen. Tänk om 1000 personer ser samma direktsända nyhetssändning via Unicast.
Speaker A
Då måste servern skicka 1000 separata strömmar. Exakt. 1000 identiska men separata strömmar. Det belastar servernor och framförallt det äter upp bandbred i nätet. Varje ström tar plats.
Speaker A
Jag förstår. Det skalar inte bra för livesändningar. Så vad gör Multicast då? Övre diagrammet till bild 27. Multicast är en till många. Här skickar servern ut en enda ström för ett visst innehåll.
Speaker A
Till exempel för SVT live. Den strömmen skickas till en speciell multicast EP-adress. Okej. Tittare som vill se SVT:et prenumererar sen på den strömmen och nätverksutrustningen routar och switchar som stödjer Multicast. De är smarta. De kopierar och skickar bara den här enda
Speaker A
strömmen vidare till de delar av nätet där det finns prenumeranter. Så istället för 1000 strömmar från servern, ja, så skickas en enda som sen kopieras smartare närmare tittarna bara där det behövs.
Speaker A
Så om 1000 pers i mitt stadsnät kollar Mellofinalen via IPTV och leverantören kör multicast, ja, då behöver leverantören bara skicka en melloström in i stadsnätet.
Speaker A
Exakt. Så bandbräskostnaden blir ju bara för en ström in oavsett om 10 eller 10.000 tittar. Belastningen på servern är minimal. Nätverksutrustningen lokalt sköter dupliceringen.
Speaker A
Vilken skillnad. Helt avgörande för live TV alltså. Absolut. Multicast är tekniken för linjär TV över IP medan Unicast är för ondemand play tjänster där alla ser olika saker.
Speaker A
Logiskt. Okej, då har vi gått igenom de viktigaste pusselbitarna för hur trafiken tar sig ut från det lokala. Ska vi försöka sammanfatta? Du som lyssnar kan ju också snegla på bild 28.
Speaker A
Kör på. Först IP-adressen. Den unika siffran oftast i PV4 typ 193.12.114.111 som pekar ut en enhet på nätet. IPv6 är det nya med fler adresser.
Speaker A
Mhm. Sen IP, internetprotokoll. Själva regelboken för hur paket adresseras och skickas mellan nätverk. Det som är internet typ.
Speaker A
Ja, grundbulten. Routern, den smarta vägorsningen som kopplar ihop nätverken och skickar trafiken rätt med hjälp av IP-adressen.
Speaker A
Gateway. Just det. Nätmasken. Verktyget typ 255.255.255.0 som hjälper till att skilja på vad som är nätverksadress och vad som är en specifik dator. Avgör om trafiken är lokal eller extern.
Speaker A
Viktig detalj. DNS. Telefonkatalogen som översätter namn som www.svtplay.se till IP-adresser som 212.247.20.72. Oenbärlig för oss människor.
Speaker A
Och sist IPTV. Unicast för en till en playtjänster. Multicast för en till många live TV. Mycket effektivare för bandbredden. Bra sammanfattning. Och det fascinerande är ju hur allt det här IP-adresserna, protokollet, routare som ständigt har beslut, Nätmasken, DNS som
Speaker A
jobbar i det tysta, hur allt samverkar. Ett komplext system. Väldigt komplext. decentraliserat men det funkar och har skalat från några få nätverk till ja miljarder enheter globalt.
Speaker A
Så vad betyder det här för dig som lyssnar? Jo, att bakom varje klick, varje sökning, varje film du streamar Mm. Så pågår ett enormt arbete.
Speaker A
IP-adresser pekar ut rätt mottagare. DNS översätter namnen. Nätmasker hjälper till på vägen ut och en hel kedja av routrar skickar dina paket kors och tvärs över världen och tillbaka igen.
Speaker A
Oftast blixt snabbt. Oftast. Ja, otroligt egentligen. Och därmed är vi nog i mål för idag.
Speaker A
Förhoppningsvis har resan från det lokala nätverket och ut på det stora internet [musik] blivit lite klarare.
Speaker A
Ja. Och en sista tanke kanske. Nästa gång du tycker att internet är segt, [musik] ja, försök att visualisera den där resan.
Speaker A
DNS-fråga, din router, 10, 15, kanske 20 router hos olika operatörer. Kanske över en havskabel till en annan kontinent, [musik] fram till servern och sen samma väg tillbaka.
Speaker A
Mm. Det är många steg, väldigt mångra. Var i den kedjan finns flaskhalsen just nu? Är det överbelastning, ett fel? Bara avståndet?
Speaker A
Det ger lite perspektiv på hur fantastiskt det är att det oftast funkar så smidigt. [musik] Verkligen. Bra tanke att avsluta med.
Speaker A
Tack för att du har hängt med oss idag. [musik] เฮ [musik] [musik] [musik] [musik]
Topics:partvinnad kabelEthernetkommunikationsnättvinningbalanserad signaleringdifferentialförstärkareRJ45MAC-adressIP-adressDNS
