Centralt innehåll

1. Datorkommunikation

Varje gång vi skickar ett meddelande, läser/skriver på sociala medier, streamar en video eller lagrar en fil i molnet använder vi datorkommunikation. Bakom kulisserna sker en snabb och exakt informationsöverföring mellan enheter, som datorer, mobiltelefoner och smarta prylar.

Datorkommunikation ligger till grund för det mesta vi idag tar för givet: internet, lokala nätverk (LAN) och molntjänster. Utan den skulle vi inte kunna använda e-post, sociala medier, spara filer online eller styra våra smarta hem. I dagens digitala samhälle är datorkommunikation en självklar och avgörande del av hur vi jobbar, kommunicerar och hanterar information.

2. Vad är datorkommunikation?

Datorkommunikation handlar om hur datorer och enheter pratar med varandra. För att det ska fungera behövs tre saker:
Det måste finnas någon förbindelse, dvs en koppling (nätverk).
Ett gemensamt språk (program).
För att datorerna ska kunna förstå varandra behövs regler för hur man pratar (protokoll).

För att enheterna ska förstå varandra används protokoll, som bestämmer hur information skickas, tas emot och bearbetas.
Protokollen fungerar som regler och styr hur kommunikationen ska gå till.

Att skapa förbindelse i datorsammanhang kallas att bygga nätverk, att komma överens om kommunikationssätt blir att ha ett gemensamt protokoll, och för att datorerna ska förstå varandra behövs gemensamma program.

3. Parallell och seriell kommunikation

Information i datorer består av ettor och nollor. Dessa kan skickas på två sätt:

Seriell kommunikation – bitarna skickas en i taget, i följd, på samma ledning.
Parallell kommunikation – 8 bitar (1 byte) skickas samtidigt i 8 olika ledningar.


Parallell kommunikation är snabb och används oftast inne i datorn, medan seriell kommunikation är vanligare mellan datorer eftersom den kräver färre ledningar.

4. Trådbunden och trådlös kommunikation

En förbindelse kan skapas via sladdar (trådbunden kommunikation) eller radiovågor (trådlös kommunikation).


Trådbunden kommunikation använder ofta nätverkskabel med RJ45-kontakt.



Ett modernare alternativ är fiberoptik, där ljusimpulser transporterar data genom supertunna glas- eller plastkablar med hjälp av totalreflektion. Det gör att information kan färdas extremt snabbt och på långa avstånd.



Trådlös kommunikation för korta avstånd används ofta Bluetooth, t.ex. mellan mobil och högtalare/hörlurar. För längre avstånd används Wi-Fi.

5. Paketförmedlande kommunikation

När vi skickar information över ett nätverk, till exempel när du kollar på en video på YouTube eller skickar ett meddelande på Snapchat, så skickas inte hela filmen eller hela meddelandet som en enda stor klump. I stället delas informationen upp i många små datapaket.

   
Enkelt förklarat: Tänk dig att du ska skicka ett stort pussel till en kompis. I stället för att skicka hela pusslet färdiglagt, plockar du isär det i bitar, lägger bitarna i kuvert och skickar iväg dem. När din kompis får kuverten kan hen lägga ihop pusselbitarna så att det blir hela bilden igen.
Det är precis så det funkar med datapaket:
Avsändaren (t.ex. din mobil) delar upp informationen i paket, som skickas genom nätverket, ibland olika vägar. Mottagaren (t.ex. en server eller en annan mobil) sätter ihop paketen igen i rätt ordning.

Varför gör man så här? Jo, för att det blir mycket effektivare.
Eftersom paketen kan ta olika vägar genom nätet utnyttjas kapaciteten bättre – alltså fler kan använda nätet samtidigt utan att det blir onödigt långsamt.

Sammanfattning
I trådlösa nätverk delas informationen upp i datapaket som sätts ihop igen hos mottagaren. Detta kallas paketförmedlande kommunikation.
Signalöverföringen genom att datapaket kan delas upp och därefter sättas samman innan de når mottagaren.
Då utnyttjas nätets hela kapacitet, vilket gör det mycket effektivt.

6. Nätverkstyper

Det finns olika typer av nätverk beroende på storlek, Anledningen till att man har olika benämningar som PAN, LAN, WLAN, MAN, WAN beror på storlek, räckvidd och användningsområde för nätverket. Det är ett sätt att snabbt beskriva vilken typ av nätverk det handlar om och vilka krav man kan förvänta sig på hastighet, utrustning och underhåll.


PAN (Personal Area Network) – små personliga nätverk, t.ex. mellan mobil och hörlurar ihopkopplade med Bluetooth. Räckvidd: några meter.

LAN (Local Area Network) – lokala nätverk i hem, skolor eller kontor. Om de är trådlösa kallas det WLAN. Räckvidd: några hundra meter.

MAN (Metropolitan Area Network) – nätverk som täcker en hel stad. Räckvidd: upp till tiotals kilometer.

WAN (Wide Area Network) – mycket stora nätverk, t.ex. internet. Räckvidd: obegränsad.

Att nätverk kallas olika saker beroende på storlek beror på hur utsträckta de är geografiskt och hur många enheter de kopplar ihop.
Namnen beskriver nätverkets omfattning och användningsområde.

Storlek och räckvidd påverkar tekniken:
PAN använder Bluetooth,
LAN använder ofta Wi-Fi/Ethernet,
MAN använder ofta fiber,
WAN använder ofta fiber eller satellit.

Hastighet och kapacitet varierar: LAN kan vara extremt snabbt medan WAN ofta är långsammare p.g.a. avstånd.
Syfte och underhåll skiljer sig: PAN är enkelt att sätta upp, WAN kräver avancerad infrastruktur och administration.

7. Nätverksutrustning

För att kommunikationen i nätverk ska fungera krävs olika hårdvarukomponenter. Varje enhet har sin specifika roll:

👉 Nätverkskort

Uppgift: Gör att en dator kan anslutas till ett nätverk, antingen via kabel eller trådlöst.

• Omvandlar parallell kommunikation inne i datorn till seriell kommunikation mot nätverket. Gör samma sak åt andra hållet när data tas emot.
• Skickar och tar emot data. Packar in data i nätverkspaket när det ska skickas. Plockar upp rätt datapaket när information tas emot.
• Varje nätverkskort har en unik identitet, en MAC-adress, som används för att identifiera enheten i lokala nätverk.

👉 Switch

Uppgift: Kopplar ihop enheter (t.ex. datorer, mobiler, spelkonsoler, skrivare) i ett lokalt nätverk.

Funktion

• Ser till att datapaket skickas till rätt mottagare.
• Ofta inbyggd i routrar.

👉 Router

Uppgift: Kopplar ihop flera nätverk (som använder samma protokoll).

• Bestämmer den bästa vägen för datapaket att ta för att nå rätt mottagare.
• Ser till att datorn hittar vägen till rätt server på internet.

👉 Gateway

Uppgift: Kopplar ihop nätverk som använder olika protokoll ("språk").

• Översätter så att nätverken kan förstå varandra.
• Ofta inbyggd i routrar.

8. Adressering

8.1 IP-adress

För att hitta rätt i nätverk används IP-adresser. En IP-adress identifierar varje enhet unikt.
Alla enheter som är nätverksanslutna och behöver kommunicera i ett nätverk eller på internet får en IP-adress. Den gör att information hamnar hos rätt mottagare på nätverket eller internet.

Det finns två olika sätt att ange IP-adresser, IPV4 (det gamla sättet) och IPV6 (det nya sättet).

IPv4 består av fyra tal mellan 0–255 (t.ex. 192.168.0.1) och har totalt 32 bitar.
Det finns ca 4 miljarder adresser, men de räcker inte längre till.

IPv6 består av åtta grupper hexadecimala tal (t.ex. 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334) och har 128 bitar.
Det ger över 300 sextiljoner adresser, vilket räcker för framtidens internet där även smarta prylar behöver egna adresser.

8.2 DNS (Domain Name System)

Eftersom IP-adresser är svåra att komma ihåg används DNS (Domain Name System) som översätter domännamn, t.ex. http://www.google.com, till rätt IP-adress (142.250.72.206).

Enkelt förklarat: DNS är som internetets telefonbok.
När du skriver in en webbadress, till exempel www.google.com, kan datorer inte förstå texten direkt. De behöver en sifferadress, som kallas IP-adress (t.ex. 142.250.72.206). DNS översätter alltså webbadressen till rätt IP-adress så att din dator kan hitta rätt server på internet. Tänk dig att du vill ringa en kompis. Du vet inte deras telefonnummer utantill, men du har deras namn i en telefonbok. DNS fungerar på samma sätt – du skriver namnet (webbadressen), och DNS tar fram numret (IP-adressen).

9. Protokoll

För att datorer, mobiler och andra enheter ska kunna kommunicera och förstå varandra behövs protokoll. Ett protokoll kan jämföras med ett regler eller ett språk – det bestämmer hur informationen ska skickas, tas emot och förstås. Utan protokoll skulle enheterna inte förstå varandra.

👉 Bluetooth
Används för att koppla ihop enheter på korta avstånd, till exempel mobil och hörlurar.

👉 Ethernet
Används i lokala nätverk (LAN) och bestämmer hur data skickas i nätverkskablar. Ethernet styr till exempel hur datapaket ska packas in och skickas vidare i det lokala nätverket.

👉 Wi-Fi
Används i trådlösa nätverk (WLAN). Det är protokollet som gör att datorer och mobiler kan koppla upp sig trådlöst mot en router.

👉 TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)
Används för all kommunikation på internet. IP ser till att datapaket hittar rätt väg genom nätet.
TCP delar upp informationen i paket, skickar dem och ser till att allt sätts ihop i rätt ordning när det kommer fram.

👉 HTTP/HTTPS (Hypertext Transfer Protocol / Secure)
Används när vi surfar på webben. HTTP bestämmer hur webbsidor skickas mellan server och webbläsare.
HTTPS är samma protokoll men krypterat, vilket gör kommunikationen säker.

👉 DNS (Domain Name System)
Används för att översätta domännamn (t.ex. www.google.com) till IP-adresser som datorer förstår.

Protokoll är alltså regler för kommunikation mellan enheter. De ser till att informationen skickas på rätt sätt, till rätt mottagare och ofta också på ett säkert sätt. Olika protokoll används beroende på situation – i kabel (Ethernet), trådlöst (Wi-Fi, Bluetooth), på internet (TCP/IP, HTTP/HTTPS) eller för att hitta rätt adress (DNS).

10. Hur hänger allt ihop?

Låt oss följa vad som händer när du sitter hemma vid datorn och öppnar en webbsida på internet. Då samspelar nätverkskort, switch, router och gateway ungefär så här:

10.1 Enkelt diagram och beskrivning

• Nätverkskortet är dörren in/ut till nätverket.
• Switchen är kopplingscentralen i ett lokalt nätverk. Den ser till att datapaketen skickas till rätt enhet inom samma nätverk.
• Routern är vägvisaren (hittar rätt väg mot andra nätverk, t.ex. internet).
• Gatewayn är översättaren (när olika protokoll behöver förstå varandra).

10.2 Diagram med protokoll och beskrivning

1. Nätverkskortet (din dators dörr in/ut mot nätverket)
   När du skriver in en webbadress i webbläsaren skickar datorn iväg en förfrågan.
   Nätverkskortet ser till att signalen översätts till rätt format och skickas ut på lokala nätverket.
   Här används Ethernet om du är ansluten med kabel, eller Wi-Fi om du är trådlös.
   Den använder sin unika MAC-adress så att nätverket vet var datan kommer ifrån.


2. Switchen (kopplingscentralen i nätverket)
   Signalen går till switchen (ofta inbyggd i routern).
   Den använder Ethernet-protokollet för att läsa MAC-adresser och säkerställa att datapaketen når rätt mottagare.
   Switchen kollar vem förfrågan ska vidare till, i detta fall skickar den endast till routern.


3. Routern (vägvisaren)
   Routern tar emot signalen och förstår att den ska vidare ut mot internet.
   Den bestämmer den bästa vägen för datapaketet att ta på internet med hjälp av IP-protokollet (IPv4 eller IPv6).
   För att datapaketen ska komma fram i rätt ordning används också TCP-protokollet.
   


4. Gatewayn (översättaren)
   När datapaketet lämnar ditt lokala nätverk passerar det gatewayn (ofta samma fysiska enhet som routern).
   Gatewayn ser till att ditt lokala nätverk (LAN) kan prata med det enorma globala nätverket (internet) – även om olika protokoll används.
   Exempelvis kan gatewayn översätta mellan TCP/IP på ditt LAN och andra nätverk med andra protokoll.
   Utan gatewayn skulle ditt lokala nätverk inte kunna kommunicera med internet alls.


5. Tillbaka från internet
   Webbsidan du begärt skickar data tillbaka via samma väg.
   Gatewayn tar emot det, routern ser till att datapaketen hittar vägen hem till just din dator, switchen skickar det bara till rätt nätverkskort, som översätter signalerna så datorn kan visa sidan i din webbläsare.
   För webbsidor används HTTP/HTTPS-protokollet.

10.3 Routern har ofta inbyggd switch och gateway

Hemma fungerar routern oftast som switch och gateway mot internet, dvs oftast har routern inbyggd switch och gateway.

På företag eller avancerade nätverk kan separata switchar och gateways användas.

1. När du skriver in en webbadress i webbläsaren skickar datorn iväg en förfrågan.
2. Nätverkskortet ser till att signalen översätts till rätt format och skickas ut på det lokala nätverket.
3. Den använder sin unika MAC-adress så att nätverket vet var datan kommer ifrån.
4. Signalen går till switchen (inbyggd i routern).
5. Den läser MAC-adresser och säkerställa att datapaketen når rätt mottagare.
6. Routern tar emot signalen och förstår att den ska vidare ut mot internet.
7. Den bestämmer den bästa vägen för datapaketet att ta på internet.
8. När datapaketet lämnar ditt lokala nätverk passerar det gatewayn (inbyggd i routern).
9. Gatewayn ser till att ditt lokala nätverk (LAN) kan prata med nätverket (internet) – även om olika protokoll används.

11. Slutord

Datorkommunikation är grunden för hur vi använder digital teknik i vardagen. Genom trådbunden och trådlös kommunikation, styrd av protokoll och adresser, kan datorer och andra enheter skicka och ta emot information snabbt och säkert. Tack vare detta fungerar internet, smarta hem och alla de tjänster vi idag tar för givna.

Begrepp

Nätverk: en förbindelse/koppling.

Protokoll: regler som styr hur kommunikationen ska gå till.

Seriell kommunikation: bitarna skickas en i taget, i följd, på samma ledning.

Parallell kommunikation: 8 bitar (1 byte) skickas samtidigt i 8 olika ledningar.

Fiberoptik: ljusimpulser transporterar data genom supertunna glas- eller plastkablar med hjälp av totalreflektion.

Paketförmedlande kommunikation: informationen som skickas delas upp i datapaket som sätts ihop igen hos mottagaren.

PAN (Personal Area Network): små personliga nätverk.

LAN (Local Area Network): lokala nätverk.

WLAN (Wireless Local Area Network): trådlöst lokala nätverk.

MAN (Metropolitan Area Network): nätverk som täcker en hel stad.

WAN (Wide Area Network): mycket stora nätverk, t.ex. internet.

Nätverkskort: gör att en dator kan anslutas till ett nätverk, antingen via kabel eller trådlöst.

MAC-adress: en inbyggd identitet nätverkskort har för att skicka datapaket till rätt enhet.

Switch: kopplar ihop enheter i ett lokalt nätverk.

Router: kopplar ihop nätverk.

Gateway: kopplar ihop nätverk som använder olika protokoll.

IP-adress: en IP-adress identifierar varje enhet unikt.

IPV4: gamla sättet att ange IP-adresser. Består av fyra tal mellan 0–255 (t.ex. 192.168.0.1) och har totalt 32 bitar.

IPV6: nya sättet att ange IP-adresser. består av åtta grupper hexadecimala tal (t.ex. 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334) och har 128 bitar.

DNS (Domain Nama System): översätter domännamn till rätt IP-adress.

Länkar

Presentationen

Quiz

Öva på quizen för att träna till provet. Du måste göra den flera gånger för att få godkänt.

Inlogg till quizen är din e-post (skolmejlen).
Passord: är ditt 6-siffriga personnr, t.ex. 090217 om du är född den 17:nde februari 2009. Vill du byta passord kan du klicka på "glömt passordet" vid inloggning.

login     logout    

Svara på quizen

Instuderingsfrågor

1. Vad menas med datorkommunikation?

2. Vilka tre saker krävs för att datorkommunikation ska fungera?

3. Vad är ett protokoll i datorkommunikation?

4. Vad är skillnaden mellan seriell och parallell kommunikation?

5. Var används seriell respektive parallell kommunikation oftast?

6. Ge två exempel på trådbundna kommunikationsmedier?

7. Hur transporteras data i en fiberoptisk kabel?

8. Vilken trådlös teknik används oftast för korta respektive längre avstånd?

9. Vad menas med paketförmedlande kommunikation?

10. Varför är paketförmedlande kommunikation effektiv?

11. Ordna dessa nätverkstyper från minsta till största: LAN, WAN, MAN, PAN?

12. Ge exempel på var man hittar ett PAN och ett MAN?

13. Vilken är nätverkskortets huvudsakliga funktion?

14. Vad gör en switch i ett nätverk?

15. Vilken uppgift har en router?

16. När används en gateway?

17. Vad är en IP-adress och vad används den till?

18. Vad är skillnaden mellan IPv4 och IPv6?

19. Vad är DNS och varför används det?

20. Vilka steg passerar en förfrågan när du öppnar en webbsida hemma?

Facit till instuderingfrågorna