ID.nl logo
Netwerkprotocollen uitgelegd: verkeersregels voor netwerken
© The Little Hut - stock.adobe.com
Huis

Netwerkprotocollen uitgelegd: verkeersregels voor netwerken

Wanneer je met de auto naar een bestemming rijdt, volg je een reeks verkeersregels: je rijdt rechts, laat voetgangers oversteken, stopt voor een rood licht en gebruikt je richtingaanwijzers. Ook bij dataverkeer via een netwerk of internet zijn er regels en afspraken nodig om het verkeer veilig en goed te laten verlopen. Deze verkeersregels heten netwerkprotocollen.

In dit artikel leggen we de basis uit van datacommunicatie tussen je computer en andere apparaten: het netwerkprotocol.

  • We leggen uit wat een netwerkprotocol doet
  • We leggen uit waarom het belangrijk is en welke protocollen vaak gebruikt worden
  • We geven tips en gratis tools om het netwerkverkeer te analyseren en te monitoren

Lees ook dit artikel: Netwerkproblemen? Analyseer ze met Wireshark

Wat zijn netwerkprotocollen?

Netwerkprotocollen vormen de basis van datacommunicatie tussen computers en andere apparaten. Ze spelen een rol bij vrijwel elke online activiteit, van browsen en e-mailen tot streamen en bestanden delen.

Het gaat om een set van regels en procedures die precies bepalen hoe gegevens worden verzonden, ontvangen en verwerkt. Ze zorgen ervoor dat verschillende systemen, vaak met diverse hardware en software, probleemloos met elkaar kunnen communiceren.

OSI-lagenmodel

Netwerkverkeer is vrij complex. Voor een beter begrip wordt het communicatieproces vaak in lagen opgedeeld, zoals in het bekende OSI-model (Open Systems Interconnection). Zie dit als een conceptueel raamwerk, gezien deze lagen niet als fysieke of strikt gescheiden netwerkcomponenten bestaan.

Tijdens het verzenden worden deze lagen van boven naar beneden doorlopen. Je applicatie genereert de data en bepaalt welk protocol nodig is, zoals HTTPS voor webverkeer. De data worden eventueel versleuteld, gecomprimeerd of omgezet naar een geschikt formaat. Vervolgens start een sessie tussen de applicaties bij de verzender en de ontvanger. De datastroom wordt opgedeeld in zogeheten segmenten (of datagrammen), eventueel met foutcorrectie. Elk deel wordt nu in een datapakketje gestopt en krijgt een IP-adres om de bestemming aan te geven, zodat de router weet waar het verkeer naartoe gestuurd moet worden. Dit pakket wordt ingekapseld in een frame met het unieke MAC-adres van een netwerkkaart voor een fysieke transfer binnen hetzelfde netwerk. Deze frames worden ten slotte omgezet in elektrische, optische of radiogolfsignalen die over een fysiek (of draadloos) medium worden verstuurd.

Bij ontvangst worden de lagen van het OSI-model in omgekeerde volgorde, van beneden naar boven, doorlopen. Elke laag haalt de header-informatie van de vorige laag weg, verwerkt de relevante gegevens en geeft deze door aan de volgende laag.

Het bekende – uit zeven lagen bestaande – OSI-model, ontwikkeld door ISO (International Organization for Standardization).

TCP/IP

Zelfs wie nauwelijks met netwerken bezig is, heeft waarschijnlijk weleens van TCP/IP gehoord. Dit zijn eigenlijk twee netwerkprotocollen, elk uit een andere OSI-laag. Om te begrijpen waarom dit duo zo vaak wordt genoemd, moeten we meer dan veertig jaar terug in de tijd.

TCP en IP werden namelijk ontwikkeld voor ARPANet, de voorloper van het internet. Door het grote succes werd TCP/IP al snel de standaard voor netwerkcommunicatie tussen uiteenlopende systemen wereldwijd. Deze protocollen waren bovendien gebaseerd op open en publiek toegankelijke specificaties, zodat iedereen ze zonder licentiekosten kon gebruiken.

TCP (Transmission Control Protocol) biedt, dankzij een ingebouwde foutcorrectie, betrouwbare levering van data, wat belangrijk is voor applicaties als browsen en e-mailen. IP (Internet Protocol) dan weer zorgt voor het adresseren en routeren van datapakketten over verschillende netwerken.

TCP/IP is bovendien flexibel: het kan op verschillende soorten netwerken worden gebruikt, zoals ethernet en wifi, en kan worden geschaald van kleine thuisnetwerken tot het mondiale internet.

TCP/IP werd al snel de standaard netwerkprotocolstack van ARPANet en (dus) van internet.

Behoefte aan stabiliteit in huis?

Leg een netwerk van ethernetkabels aan

Andere protocollen

Wanneer men over TCP/IP spreekt, bedoelt men meestal niet alleen de protocollen TCP en IP, maar de hele protocolsuite, inclusief andere netwerkprotocollen. Er zijn er honderden, maar hier beperken we ons tot een korte voorstelling van een aantal bekende protocollen.

Eerst bekijken we enkele protocollen binnen de OSI-lagen applicatie, presentatie en sessie (of de applicatielaag binnen het wat oudere en eenvoudiger TCP/IP-model). Vervolgens kijken we naar protocollen op het niveau van transport en netwerk. Protocollen op de hogere lagen zijn meestal goed herkenbaar voor gebruikers en hebben ook duidelijke en tastbare toepassingen. De protocollen op de onderste twee lagen gaan meer over de fysieke dataoverdracht op het niveau van de netwerkinterface, en zijn derhalve complexer en technischer.

De term TCP/IP verwijst vaak naar de volledige netwerkprotocolsuite.

HTTP

Een van de meest gebruikte netwerkprotocollen op applicatieniveau is HTTP (HyperText Transfer Protocol). Het haalt webpagina’s op van een server naar een client, zoals een browser.

Om snel een idee te krijgen van welke informatie tijdens dit verkeer tussen je browser en de webserver wordt uitgewisseld, druk je in Chrome of Edge op F12 en houd je het tabblad Netwerk geopend.

De laatste jaren wint vooral HTTPS aan populariteit. De S staat voor secure, want HTTPS voegt een beveiligingslaag toe door de datatransfer tussen browser en server te versleutelen met behulp van SSL/TLS-certificaten. Hierdoor kunnen data onderweg niet worden onderschept of gemanipuleerd. Zo’n certificaat bevat informatie over de identiteit van de website, evenals de openbare sleutel die voor de encryptie wordt gebruikt.

Achter de schermen van een browser-webserverconnectie.

DNS-FTP

Een gelijkaardige vraag naar meer beveiliging kwam er ook voor DNS (Domain Name System). Het DNS stuurt standaard alle aanvragen voor het opzoeken van het IP-adres van een domeinnaam (wat je invoert op de adresregel van je browser) onversleuteld door naar een DNS-server, zoals die van je provider. Inmiddels zijn er veiligere alternatieven, zoals DoT (DNS over TLS), maar vooral DoH (DNS over HTTPS).

De meeste moderne browsers en ook Windows ondersteunen DoH. In Chrome bijvoorbeeld stel je dit in bij Instellingen / Privacy en beveiliging / Beveiliging, bij Beveiligde DNS gebruiken. In de afbeelding zie je de IP-adressen van de bekendste publieke DoH-servers.

De meeste browsers, waaronder Chrome, ondersteunen beveiligde DNS.

FTP (File Transfer Protocol) wordt gebruikt voor het overzetten van bestanden tussen computers in een netwerk. FTP verzendt gegevens, inclusief wachtwoorden, in platte tekst. Daarom zijn de veiligere, alternatieve protocollen als SFTP en FTPS populairder. SFTP gebruikt SSH (Secure Shell, met zowel een private als een publieke sleutel) of wachtwoordauthenticatie, waarna de data worden versleuteld. FTPS gebruikt, net als HTTPS, een (desnoods zelf-ondertekend) SSL/TLS-certificaat. Het gratis FileZilla bijvoorbeeld ondersteunt zowel SFTP als FTPS.

Dit zijn de bekendste publieke DoH-servers met bijbehorende IP-adressen.

Transport en netwerk

Over TCP en IP hebben we het al gehad, maar een ander veelgebruikt protocol binnen de transportlaag is UDP (User Datagram Protocol). In tegenstelling tot TCP, dat eerst een sessie opzet en onderhoudt, de volgorde van datapakketten controleert en indien nodig foutcorrectie toepast, werkt UDP zonder verbindingsbeheer of foutcorrectie. Het wordt vooral gebruikt voor toepassingen waarbij snelheid belangrijker is dan betrouwbaarheid, zoals bij gaming en mediastreaming. Een foutje in een video is immers minder erg dan in een databestand. Doordat er minder overhead is, is UDP sneller.

ICMP (Internet Control Message Protocol) is misschien minder bekend, maar waarschijnlijk gebruik je het zo nu en dan zelfs zelf. Het wordt namelijk vooral ingezet voor diagnostische doeleinden binnen netwerkverbindingen, bijvoorbeeld om te controleren of een specifiek netwerkapparaat bereikbaar is. Bekende commando’s die hiervan gebruikmaken zijn onder meer ping en tracert. Open maar eens de Opdrachtprompt en voer de volgende commando’s uit:

ping 1.1.1.1

(controleert of de DNS/DoH-server van Cloudflare bereikbaar is)

tracert www.id.nl

(geeft de netwerkpunten aan tussen je eigen apparaat en de webserver van www.id.nl).

Onder meer ping en tracert gebruiken het ICMP-protocol.

Netwerkanalyse

Voor een grondiger inzicht in de protocollen die door je netwerkadapter(s) worden gebruikt, kun je een protocol-analyzer inzetten. Dit kan complex zijn, maar een relatief eenvoudige tool is het gratis SmartSniff (er is ook een Nederlands taalbestand), dat zowel tcp- als udp-verkeer kan monitoren.

Voor meer functionaliteit, met een diepgaande inspectie van honderden protocollen, gebruik je het gratis, opensource Wireshark (voor Windows, macOS en Linux). Installeer de tool met de standaardinstellingen en inclusief Npcap, want dit is nodig om de netwerkpakketten te onderscheppen en analyseren. Start de tool op en dubbelklik op je actieve netwerkadapter. Het actuele netwerkverkeer wordt meteen afgevangen tot je het proces beëindigt met de rode stopknop.

Standaard geeft Wireshark de pakketten in drie panelen weer: bovenaan de pakketlijst, met een chronologische opsomming van elk pakket, inclusief tijdstempel, bron- en bestemmingsadres en het protocol. Daaronder het pakketinformatiepaneel, met gedetailleerde informatie over het geselecteerde pakket. En helemaal onderaan het bytespaneel, met de ruwe data van het pakket in hexadecimaal- en ASCII-formaat. Er zijn opname- en weergavefilters beschikbaar, zoals tcp en http, om alleen TCP- of HTTP-verkeer te tonen.

Wireshark is een uiterst krachtige netwerkprotocol-analyzer die een grondige inspectie toelaat.

Netwerkdetectie

Het eveneens gratis Advanced IP Scanner heeft een geheel andere functie. Deze tool detecteert apparaten met een IP-adres in je lokale netwerk. Het werkt eenvoudig: start de applicatie, vul het gewenste netwerkbereik in (bijvoorbeeld 192.168.0.1-254) en klik op Starten. Na afloop verschijnen alle gedetecteerde apparaten in het venster, met hun IP- en MAC-adres (het unieke fysieke adres van elke netwerkadapter). Wanneer je een item openvouwt, kunnen onder meer de bijbehorende gedeelde mappen en enkele services verschijnen. Vanuit het contextmenu, bij Instrumenten, kun je direct verbinding maken met het apparaat via protocollen als HTTP(S), FTP, SSH en RDP.

De tool gebruikt diverse netwerkprotocollen om de apparaten te vinden, zoals ARP (om MAC-adressen te vinden – voer maar eens het commando arp -a uit op de Opdrachtprompt), ICMP (om via pings te controleren of een apparaat reageert) en NetBIOS (voor extra informatie, zoals computernamen en gedeelde bronnen).

Geavanceerdere netwerkscanners, zoals PRTG Network Monitor (gratis versie is beperkt tot 100 sensoren/onderdelen die je wilt monitoren), gebruiken ook het SNMP-protocol (Simple Network Management Protocol) voor uitgebreidere informatie, mits je netwerkapparaten zoals servers, printers, routers en switches dit ondersteunen. Ondanks de ‘simple’ in SNMP blijkt dit protocol in de praktijk vaak aardig complex.

Een snelle scan geeft de aangesloten netwerkapparaten, met hun IP- en MAC-adressen, prijs.

Netwerkmonitoring

GlassWire begint eigenlijk waar Advanced IP Scanner ophoudt. Met dit programma kun je apparaten op het lokale netwerk detecteren en identificeren, en bovendien bevat het allerlei monitoring- en beveiligingsfuncties. GlassWire geeft een realtime overzicht van het netwerkverkeer, inclusief gegevens over welke processen verbinding maken met het internet. Je kunt tevens het actuele en historische bandbreedtegebruik per applicatie en netwerkadapter volgen. De applicatie integreert zich ook in Windows Firewall, zodat je eenvoudig applicaties kunt blokkeren. Daarnaast ontvang je beveiligingswaarschuwingen bij verdachte activiteiten, nieuwe netwerkverbindingen of wijzigingen in netwerkconfiguraties. GlassWire bedient zich hiervoor van diverse netwerkprotocollen, waaronder HTTP(S), DNS, NetBIOS, ICMP en ARP.

Nadat je het programma opgestart hebt, verschijnt in het hoofdvenster een grafiek met het actuele netwerkverkeer. Je kunt de tijdsperiode uitbreiden tot één maand. Klik op de grafiek om deze te pauzeren en om de achterliggende processen te zien. Voor meer details klik je op een procesnaam. Via Traffic Monitor bovenaan kun je het dataverbruik filteren op onder meer applicaties en verkeerstype (netwerkprotocollen). Selecteer hiervoor Usage of Traffic, waarbij je kunt kiezen of je al het verkeer, alleen het LAN- of WAN-verkeer, en binnenkomend of uitgaand verkeer wilt zien.

Het netwerkverkeer uitgesplitst op verkeerstype, alias netwerkprotocol.

▼ Volgende artikel
Wat is local dimming en waarom is het belangrijk?
© ER | ID.nl
Huis

Wat is local dimming en waarom is het belangrijk?

Het gebrek aan een rijk contrast is een van de grootste ergernissen bij lcd- en ledtelevisies. Fabrikanten hebben daarom een slimme techniek bedacht die het contrast aanzienlijk verbetert: local dimming. In dit artikel leggen we uit hoe deze techniek van jouw grijze nachtlucht weer een inktzwarte sterrenhemel maakt.

Het contrast van je televisie is misschien wel de belangrijkste eigenschap voor mooi beeld. We willen dat wit verblindend wit is en zwart echt inktzwart. Bij oledtelevisies is dat makkelijk, want daar geeft elke pixel zelf licht. Maar de meeste televisies in de Nederlandse huiskamers zijn nog steeds lcd- of ledschermen (inclusief QLED). Die werken met een lamp achter het scherm, de zogeheten backlight. Local dimming is de techniek die probeert de nadelen van die achtergrondverlichting op te lossen.

Om te begrijpen waarom local dimming nodig is, moet je eerst weten hoe een standaard led-tv werkt. Simpel gezegd is het een groot paneel met pixels die zelf geen licht geven, maar alleen van kleur veranderen. Achter die pixels brandt een grote lichtbak. Als het beeld zwart moet zijn, sluiten de pixels zich om het licht tegen te houden. Helaas lukt dat nooit voor de volle honderd procent; er lekt altijd wat licht langs de randjes. Hierdoor zien donkere scènes er vaak wat flets en grijzig uit. De achtergrondverlichting staat immers vol aan, ook als het beeld donker moet zijn.

Nooit meer te veel betalen? Check Kieskeurig.nl/prijsdalers!

De lampen dimmen waar het donker is

Local dimming pakt dit probleem bij de bron aan. In plaats van één grote lichtbak die altijd aan staat, verdeelt deze techniek de achtergrondverlichting in honderden (en bij duurdere tv's soms duizenden) kleine zones. De televisie analyseert de beelden die je kijkt continu. Ziet de processor dat er linksboven in beeld een donkere schaduw is, terwijl rechtsonder een felle explosie te zien is? Dan worden de lampjes in de zone linksboven gedimd of zelfs helemaal uitgeschakeld, terwijl de lampjes rechtsonder juist fel gaan branden.

Het resultaat is direct zichtbaar. Zwart wordt weer echt zwart, simpelweg omdat er geen licht meer achter dat deel van het scherm brandt. Tegelijkertijd blijven de lichte delen van het scherm helder. Dat zorgt voor een veel groter contrast en geeft het beeld meer diepte. Vooral bij het kijken van HDR-films en -series is dat van belang. Zonder local dimming kan een led-tv eigenlijk geen goed HDR-beeld weergeven, omdat het verschil tussen licht en donker dan te klein blijft.

©ER | ID.nl

Niet alle local dimming is hetzelfde

Het klinkt als een wonderoplossing, maar de uitvoering verschilt enorm per televisie. Het grote toverwoord hierbij is het aantal zones. Hoe meer zones de tv onafhankelijk van elkaar kan aansturen, hoe preciezer het licht kan worden geregeld. Goedkopere televisies gebruiken vaak edge lit local dimming. Hierbij zitten de lampjes alleen in de rand van de tv. Dat werkt redelijk, maar is niet heel nauwkeurig. Je ziet dan soms dat een hele verticale strook van het beeld lichter wordt, terwijl er eigenlijk maar één klein object moest worden verlicht.

De betere variant heet full array local dimming. Hierbij zitten de lampjes over de hele achterkant van het scherm verspreid. De allernieuwste en beste vorm hiervan is miniLED. Daarbij zijn de lampjes zo klein geworden dat er duizenden in een scherm passen, wat de precisie van oled begint te benaderen. Als er te weinig zones zijn, kun je last krijgen van zogenaamde 'blooming'. Dat zie je bijvoorbeeld bij witte ondertiteling op een zwarte achtergrond: er ontstaat dan een soort wazige lichtwolk rondom de letters, omdat de zone groter is dan de tekst zelf.

Welke merken gebruiken local dimming?

Bijna elke grote televisiefabrikant past deze techniek inmiddels toe, maar ze doen dat voornamelijk in hun middenklasse en topmodellen. Samsung is een van de voorlopers, zeker met hun QLED- en Neo QLED-televisies, waarbij ze in de duurdere series gebruikmaken van geavanceerde miniLED-techniek voor zeer precieze dimming. Ook Sony staat bekend om een uitstekende implementatie van full array local dimming, die vaak geprezen wordt om de natuurlijke weergave zonder overdreven effecten. Philips past het eveneens toe in hun (mini)ledmodellen, vaak in combinatie met hun bekende Ambilight-systeem voor een extra contrastrijk effect.

Ga voor de full monty!

Local dimming is dus geen loze marketingkreet, maar een dankbare techniek voor iedereen die graag films of series kijkt op een led- of QLED-televisie. Het maakt het verschil tussen een flets, grijs plaatje en een beeld dat van het scherm spat met diepe zwartwaarden. Ben je in de markt voor een nieuwe tv? Vraag dan niet alleen óf er local dimming op zit, maar vooral of het gaat om full array dimming. Je ogen zullen je dankbaar zijn tijdens de volgende filmavond!

Vijf fijne televisies die full array local dimming ondersteunen

▼ Volgende artikel
Waar voor je geld: 5 robotstofzuigers voor een extra schone vloer
© ID.nl
Huis

Waar voor je geld: 5 robotstofzuigers voor een extra schone vloer

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt of die zijn voorzien van bijzondere eigenschappen. Met een robotstofzuiger wordt de vloer schoongehouden, terwijl je er niet bij hoeft te zijn. En stofzuigen is dan wel het minste dat ze kunnen, want ook dweilen is voor veel modellen geen proleem. We vonden vijf geavanceerde exemplaren.

Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01

De Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01 is ontworpen om grote ruimtes aan te kunnen. Het apparaat heeft een stofzak van 3 liter en een werktijd tot 180 minuten in de laagste stand. In tegenstelling tot veel kleinere robots is deze HomeRun uitgerust met een stille motor; de opgave van 66 dB maakt hem relatief stil.

Er zit een dweilfunctie in zodat je de robot na het stofzuigen ook direct kunt laten dweilen. Via de app kies je voor een van de modi of plan je een schoonmaakprogramma in. De robot kan zichzelf navigeren, obstakels omzeilen en keert na gebruik terug naar het laadstation. Omdat de opvangbak groot is hoef je niet vaak te legen en dankzij de Li‑ion‑accu is hij geschikt voor grotere woningen. Het apparaat is van recente datum en daarom nog volop verkrijgbaar.

Dreame L10s Pro Ultra Heat

Deze robot combineert een groot stofreservoir van 3,2 liter met een lange werktijd van ongeveer 220 minuten. Dankzij de geïntegreerde dweilfunctie verwijdert hij niet alleen stof maar kan hij ook nat reinigen. De L10s Pro Ultra Heat gebruikt een zak in het basisstation, waardoor je het reservoir minder vaak hoeft te legen.

De Dreame is voorzien van een Li‑ion‑batterij aanwezig en de robot keert automatisch terug naar het station voor opladen en legen. De sensortechnologie helpt bij het vermijden van obstakels en het nauwkeurig schoonmaken van zowel harde vloeren als tapijt. Dankzij de meegeleverde app stuur je de schoonmaak aan, stel je no‑go‑zones in of plan je een dweilrondje.

Philips HomeRun 3000 Series Aqua XU3100/01

Deze Philips‑robot is bedoeld voor wie minder vaak handmatig wil schoonmaken. Hij beschikt over een gecombineerde stofzuig‑ en dweilfunctie en kan zichzelf legen via het automatische station. Met een gebruiksduur tot 200 minuten in de laagste stand en een geluidsniveau van 66 dB kan hij urenlang zijn werk doen zonder al te veel herrie. De stofcontainer van 35 cl is kleiner dan bij de HomeRun 7000, maar door het automatische leegmechanisme is dat geen probleem.

Je bedient het apparaat via de app en kunt daar zowel een schema programmeren als zones instellen. De Aqua XU3100/01 is een model uit de recente 3000‑serie en doordat hij een mop‑pad heeft kan hij zowel droog als nat reinigen, wat handig is voor harde vloeren zoals tegels en laminaat.

iRobot Roomba Combo j9+

De Roomba Combo j9+ is een model dat je vloeren zowel kan stofzuigen als dweilen. De Combo j9 beschikt over een opvangbak van 31 cl en hij kan zelf zijn inhoud legen in het automatische basisstation dat bij de set hoort. De Li‑ion‑accu zorgt voor een lange gebruiksduur en de robot maakt een routeplanning zodat elke ruimte efficiënt wordt schoongemaakt.

Via de app kun je zones instellen waar de robot niet mag komen en het dweilelement in‑ of uitschakelen. In de basis maakt de Combo j9+ zelfstandig een kaart van je woning en keert terug naar het station wanneer de accu moet opladen of de stofcontainer vol is. De robot is bedoeld voor huishoudens die gemak belangrijk vinden en biedt naast stofzuigen ook een dweilfunctie voor hardere vloeren.

MOVA Tech P50 Ultra

De MOVA Tech P50 Ultra is een forse robotstofzuiger met een basisstation. Het apparaat heeft een stofreservoir van 30 cl en wordt geleverd met een basisstation waarin je het stof eenvoudig kunt verwijderen. De robot produceert een geluidsniveau van 74 dB, iets hoger dan de Philips‑modellen, en weegt inclusief station ruim 13 kg.

Hij kan uiteraard ook automatisch terugkeren naar het station om op te laden of te legen. In de specificaties staat dat de MOVA is voorzien van een Li‑ion‑batterij en dat hij zowel kan stofzuigen als dweilen. De meegeleverde app maakt het mogelijk om routes in te stellen en zones te blokkeren. Met een vermogen van 700 W is hij krachtig genoeg voor tapijten en harde vloeren. Het is geschikt voor mensen die een uitgebreid station met automatische functies willen.