Paketförmedlade nätverk och IP-adresser

En särskild roll inom amatörradion spelar IP-baserade amatörradionätverk – nätverk som är förbehållna radioamatörer. Ett exempel är HAMNET (Highspeed Amateurradio Multimedia Network), ett IP-baserat nätverk som utvecklats och drivs av radioamatörer. I sitt sätt att fungera liknar det internet, men använder övervägande radiolänkar för dataöverföringen.

Sådana nätverk ersätter successivt det packet radio-nät som har funnits sedan 1980-talet. De snabba dataförbindelserna mellan de enskilda ingångspunkterna och noderna realiseras huvudsakligen på mikrovågsbanden. För åtkomst behöver man fri sikt till en nod med användaråtkomst samt en lämplig WLAN-transceiver med riktantenn.

Man kan använda ett sådant nätverk precis som internet, i enklaste fall med en webbläsare. Det är möjligt eftersom det så kallade internetprotokollet (IP) och allt som bygger på det också kan användas för andra ändamål än internet.

Ett sådant nät är precis som internet en sammanslutning av många enskilda nätverk. Om två deltagare inte kan nå varandra direkt vidarebefordras datapaketen via andra noder.

I så stora strukturer skapas ordning genom att alla datorer numreras. Deltagarnas nummer kallas IP-adresser. Det finns versionerna IPv4 och IPv6. För vår hobby räcker det oftast att befatta sig med den enklare versionen 4.

IPv4-adresser är binära tal med en längd på 32 bitar. Man skriver fyra decimaltal, där vart och ett står för 8 bitar, med punkter emellan. Det största möjliga talet är 255, motsvarande det binära talet 11111111.

Hos alla datorer som finns i samma nätverk är början av IP-adresserna lika. Denna nätdel har variabel längd. Stora nätverk behöver många av de 32 bitarna för att längst bak, i den så kallade värddelen, numrera sina datorer. De använder därför en kortare nätdel. Hos små nätverk är det precis tvärtom. Denna princip känner man från telefonnätet. De största städerna har korta riktnummer, till exempel 08, och mindre orter längre, som 0910.

Längden på nätdelen anger man enklast med ett snedstreck efter IP-adressen. 141.17.5.18/24 betyder till exempel att nätdelen är 24 bitar lång. Hos alla datorer i samma nätverk börjar adressen med 141.17.5. För att numrera alla stationer återstår bara 8 av de 32 bitarna. Det är alltså ett relativt litet nätverk.

Ibland hänförs nätverk till en så kallad klass, trots att det systemet avskaffades för länge sedan. Klass A betydde /8, klass B /16 och klass C /24.

De flesta nätverksenheter kräver ett annat skrivsätt, nämligen nätmasken (subnet mask, se figur UPPGRADERING-12.6.1). Det är 32 bitar i samma notation som IP-adresser. Bitar som står för nätdelen markeras med en 1 och bitar i värddelen med en 0. Nätmasken börjar alltså med lika många ettor som nätdelen är lång. Resten fylls ut med nollor. Hemnätverk och små företagsnätverk använder nästan alltid nätmasken 255.255.255.0, som betyder detsamma som /24.

Nätverksenheter kan bara kommunicera direkt med varandra inom sitt eget lokala nätverk. Det känner de igen på att den egna IP-adressen och nätmasken ger samma nätdel som hos partnern. I alla andra fall skickar de data till en router. Det är en mellanstation som förbinder två eller flera nätverk med varandra. Om en enhet är direkt ansluten till flera nätverk har den en egen IP-adress i vart och ett.

Den här alternativtexten har ännu inte granskats.
Sammanfattning: Diagram med en IPv4-adress och tillhörande nätmask i decimal och binär form, färgmässigt uppdelad i nätverksdel och värddel.
Detaljerad beskrivning: Till vänster står radrubrikerna ”IPv4-adress” och under den ”Nätmask”. Det finns fyra kolumner med färgade rutor för decimalvärdena (överst) och grå rutor för binärvärdena (nederst), åtskilda av små svarta punkter mellan kolumnerna. I raden ”IPv4-adress” står överst: gula rutor ”141”, ”17”, ”5” och en blå ruta ”18”. Under dem i grå rutor binärvärdena: ”10001101”, ”00010001”, ”00000101”, ”00010010”. I raden ”Nätmask” står överst: gula rutor ”255”, ”255”, ”255” och en blå ruta ”0”. Under dem i grå rutor binärvärdena: ”11111111”, ”11111111”, ”11111111”, ”00000000”. Mellan tredje och fjärde kolumnen löper en röd, vertikal, prickad skiljelinje. Under de tre vänstra kolumnerna står med rött ”Nätverksdel”, under den högra kolumnen med rött ”Värddel”.
Figur UPPGRADERING-12.6.1: IPv4-adress och nätmask i decimal och binär skrivning
Den här alternativtexten har ännu inte granskats.
Kort sammanfattning: Nätverksblockdiagram med två routersymboler märkta ”Router”, områdena ”Servernät”, ”internt nät” och ”Internetanslutning”, en bärbar dator och flera orange/blå sifferblock vid förbindelserna.
Detaljerad beskrivning:
- Överst i mitten finns ett moln märkt ”Servernät”. Till vänster och höger leder en horisontell ledning till en rund routersymbol (cirkel med fyra pilar uppåt, åt höger, nedåt, åt vänster), båda med textmärkningen ”Router”.
- Nere till vänster finns ett moln märkt ”internt nät”, som via en lodrät ledning är förbundet med den vänstra routern. Till höger om detta moln står en bärbar dator, förbunden med molnet via en kort horisontell linje.
- Nere till höger står texten ”Internetanslutning”, från vilken en lodrät ledning leder uppåt till den högra routern.
Sifferblock (vardera två rader med fyra små rutor; orange och blå):
- På den övre ledningen mellan vänstra routern och ”Servernät”:
  - övre raden: orange ”141”, orange ”17”, orange ”5”, blå ”18”
  - nedre raden: orange ”255”, orange ”255”, orange ”255”, blå ”0”
- På den lodräta ledningen mellan vänstra routern och ”internt nät”:
  - övre raden: orange ”10”, orange ”33”, orange ”0”, blå ”1”
  - nedre raden: orange ”255”, orange ”255”, orange ”0”, blå ”0”
- Bredvid den bärbara datorn (vid förbindelsen till ”internt nät”):
  - övre raden: orange ”10”, orange ”33”, orange ”0”, blå ”100”
  - nedre raden: orange ”255”, orange ”255”, orange ”0”, blå ”0”
- På den övre ledningen mellan högra routern och ”Servernät”:
  - övre raden: orange ”141”, orange ”17”, orange ”5”, blå ”1”
  - nedre raden: orange ”255”, orange ”255”, orange ”255”, blå ”0”
- På den lodräta ledningen mellan högra routern och ”Internetanslutning”:
  - övre raden: orange ”46”, orange ”142”, orange ”171”, blå ”229”
  - nedre raden: orange ”255”, orange ”255”, orange ”255”, blå ”0”
Figur UPPGRADERING-12.6.2: Utsnitt ur en nätverksinfrastruktur

Alla deltagare i ett nätverk ska kunna använda routern nästan samtidigt. Därför kopplas inga fasta ledningar i IP-nät. I stället delar datorerna upp alla dataströmmar i paket, alltså korta avsnitt. Vidarebefordran av dessa enskilda paket kallas paketförmedling.


Fortsätt till nästa avsnitt: Dataöverföringshastighet och bandbredd