Netwerken-0/Les2
Internettoepassingen
Het internet is niet meer weg te denken uit ons dagelijks leven: de meeste mensen, bedrijven en overheden gebruiken dagelijks vele toepassingen. In dit hoofdstuk proberen we een inzicht te krijgen in de internettoepassingen van dit moment en van de nabije toekomst. Van internet van computers tot internet of things
De eerste gebruikers van het internet waren universiteiten en onderzoeksinstellingen. Belangrijke toepassingen uit die periode zijn e-mail, file-transfer (ftp), remote login (telnet, nu ssh), en chat (IRC, internet relay chat). Deze periode zou je het "internet van computers" kunnen noemen: het internet werd vooral gebruikt om computers aan elkaar te verbinden, en bijvoorbeeld om op afstand toegang te hebben tot supercomputers.
In 1989/1990 vonden twee belangrijke ontwikkelingen plaats: het internet werd toegankelijk gemaakt voor commercieel gebruik; en Tim Berners-Lee maakte de eerste implementatie van het web, met als eerste browser "WorldWideWeb". In de periode 1990-2000 heeft dit geleid tot een revolutionaire ontwikkeling in het gebruik van het internet. Een volgende stap was de introductie van de smartphone: vooral de iPhone (2007) heeft de aanzet gegeven tot de smartphone als "persoonlijk internet apparaat". Dit leidt tot de opbloei van "sociale toepassingen" zoals Facebook en Twitter. Deze periode zou je het "internet van mensen" kunnen noemen: het internet verbindt niet alleen computers, maar ook mensen.
Een volgende stap in het internet is het "internet of things": door de ontwikkeling van de micro-elektronica is het mogelijk om zeer goedkope, kleine en draadloze internetverbindingen te maken. Hiermee kunnen allerlei "dingen" in het internet verbonden worden, ook als deze niet over een eigen stroomvoorziening beschikken. Het is nu mogelijk om computers, mensen en dingen via het internet aan elkaar te verbinden. Het aantal internetverbindingen neemt hierdoor explosief toe.
Veel gebruikte internettoepassingen
Veel internettoepassingen zijn gericht op communicatie, in verschillende vormen:
- file-transfer
- chat (van IRC tot WhatsApp)
- internet-telefonie (met beeld, tele-vergaderen, enz.)
Er zijn ook internettoepassingen die in eerste instantie een ander doel dienen: de communicatie vormt dan een middel, niet het doel. Een voorbeeld hiervan zijn de multiplayer-games: het doel is het spel, de communicatie met andere gebruikers het middel.
Door de beschikbaarheid van snelle verbindingen zijn ook streaming audio en video mogelijk. Deze vind je in realtime-toepassingen, zoals internet-radio en -televisie, die gebruikt worden naast de traditionele zenders ("broadcast"). Streaming via het internet maakt ook audio- en video-on-demand mogelijk, met diensten als Spotify en NetFlix.
<<opmerking over "apps": (i) gebruik van native code, en OS-toegang; (ii) gebruik van eigen protocollen>>
Het web en de toepassingen daarvan
Het web is de meest gebruikte internettoepassing. Voor veel mensen is het web het gezicht van het internet: bijna alle gebruik van het internet verloopt via de browser.
Het web is in eerste instantie gemaakt voor het maken en raadplegen van webdocumenten en websites via de browser. Door toevoeging van interactieve webpagina's (webformulieren) heeft telewinkelen en telebankieren mogelijk gemaakt. Dit vormt ook de basis voor de wiki-technologie waarmee Wikipedia mogelijk werd.
Tegenwoordig is het web daarnaast een platform voor toepassingen: webtoepassingen gebruiken de technologie van het web, in plaats van de technologie van het operating system, voor interactieve toepassingen van allerlei aard.
Voorbeelden van dergelijke webtoepassingen zijn:
- web-mail, bijvoorbeeld Google Mail
- documentverwerking "in the cloud", zoals Google Docs
Het gebruik van webtoepassingen "in the cloud" zorgt ervoor dat deze toepassingen overal toegankelijk zijn waar een browser beschikbaar is. Het maakt het ook mogelijk om samen te werken aan een gemeenschappelijk resultaat. (Zie bijvoorbeeld Google Docs en Wikipedia.)
Door verbeteringen in de webtechnologie, zowel in de protocollen als in de snelheid van de lokale verwerking (JavaScript, "Web Assembly"), zijn steeds meer internettoepassingen (ook) als webtoepassing beschikbaar.
Internet of things-toepassingen
In het internet of things worden sensoren die de eigenschappen van "dingen" en hun omgeving meten gekoppeld aan het internet. Aan de hand van de data die hierdoor beschikbaar komt kunnen betere beslissingen genomen worden. Enkele voorbeelden:
- door wissels van sensoren te voorzien kan de daadwerkelijke slijtage gemeten worden: door "just in time" onderhoud treden minder storingen op, en is ook minder preventief onderhoud nodig;
- sensoren in vuilcontainers meten hoe vol deze containers zijn: door de containers op tijd te legen worden gebruikers niet met (over)volle containers geconfronteerd;
- sensoren in parkeerplaatsen bepalen of deze bezet zijn: automobilisten kunnen rechtstreeks naar een vrije parkeerplaats geleid worden.
- door in een ziekenhuis de locatie van essentiële onderdelen zoals infuuspompen on-line beschikbaar te hebben, wordt bespaard op zoektijd en op overbodige reserve-onderdelen;
- sensoren in de straatverlichting bepalen of er fietsen en voetgangers in de omgeving zijn: de straatverlichting kan verminderd worden als die er niet zijn.
- sensoren in kantoren bepalen of er mensen in de buurt zijn: als die er niet zijn, kan de verlichting (en eventueel de verwarming) aangepast worden.
Er zijn veel toepassingen waarbij het Internet of Things de efficiëntie kan verbeteren. Enkele veel voorkomende patronen:
- aanpassen van vraag en aanbod: als er sprake is van een sterk fluctuerende vraag en/of van een sterk fluctuerend aanbod (voorbeeld: zonne- en windenergie), dan wordt het aanbod vaak overgedimensioneerd om steeds aan de vraag te kunnen voldoen. Dit leidt tot verspilling als het aanbod groter is dan de daadwerkelijke vraag. Door middel van het IoT kan de vraag (en soms het aanbod) beter bepaald en voorspeld worden; soms is enige sturing in de vraag mogelijk.
- "just in time" onderhoud: het gebruikelijke preventieve onderhoud vindt plaats op basis van statistische aannames van het gebruik en de slijtage van onderdelen. Door middel van het IoT kan het daadwerkelijke gebruik en de slijtage gemeten worden: door "just in time" onderhoud worden storingen voorkomen, en wordt overbodig preventief onderhoud uitgespaard.
- localisatie: door middel van het IoT kan de positie van "dingen" bepaald worden, waardoor er op zoektijd bespaard kan worden, en vaak ook op reservecapaciteit.
Enkele voorbeelden van IoT-toepassingen in de thuisomgeving:
- slimme thermostaat: deze geeft inzicht in het energieverbruik en helpt bij het minimaliseren van het energieverbruik; ook besturing op afstand is mogelijk;
- slimme lampen: lampen die op afstand bestuurd kunnen worden, en die door middel van sensoren aan- en uitgeschakeld kunnen worden, of van kleur kunnen veranderen;
- de "slimme meter" geeft vooral het energiebedrijf een beter inzicht in het actuele verbruik, waardoor dit betere beslissingen kan nemen. In de toekomst is het wellicht mogelijk om het verbruik beter op het energie-aanbod af te stemmen.
Client-server toepassingen
Veel toepassingen in het internet hebben een client-server structuur: een deel van de toepassing draait als "client" op een computer - vaak een computer van een enkele gebruiker. Een ander deel van de toepassing draait op een "server": deze wordt door alle gebruikers gedeeld. Voorbeelden van client-server toepassingen zijn:
- e-mail: hierbij heb je te maken met twee soorten servers, voor de inkomende post (POP, IMAP) en voor de uitgaande post; de client is een mail-programma op je laptop of op je smartphone..
- web: de browser is de client: deze haalt een webpagina met een bepaalde URL (webadres) op van de webserver die bij die URL hoort.
Een server kan een zeer krachtige computer zijn, die veel gebruikers tegelijk kan bedienen. Maar een server kan ook ingebouwd zijn in een kleine computer in een apparaat. Zo hebben printers tegenwoordig ingebouwde webservers waarmee je de printer op afstand kunt bedienen. Een server kan ook een programma op je eigen computer zijn.
Bij de interactie tussen de client en de server ligt het initiatief bij de client: deze stuurt een verzoek (request) naar de server, en krijgt een antwoord terug (response). Voorbeeld: een browser stuurt een GET-request met de URL van een webpagina; de server stuurt een response met het bijbehorende HTML-document terug.
Een voordeel van de client-server architectuur voor een internet-toepassing is dat de clients niet altijd in het internet verbonden hoeven te zijn, en dat deze niet altijd hetzelfde internetadres (IP-adres) hoeven te hebben. Omdat een server voor alle gebruikers goed bereikbaar moet zijn, is deze altijd in het publieke internet verbonden, met hetzelfde IP-adres.
Peer-to-peer toepassingen
De client-server architectuur is niet de enige mogelijkheid in het internet: in principe zijn alle computers (hosts) voor het internet gelijk, er is geen fundamenteel verschil tussen een client-host en een server-host. Elke computer kan in principe de rollen van client en van server vervullen.
Een webserver kan gebruik maken van de diensten van een andere computer: in dat geval treedt de webserver op als client en de andere computer als server.
Bij peer-to-peer toepassingen maak je geen (principieel) onderscheid tussen client en server: elke computer kan beide zijn. Een voorbeeld van een peer-to-peer toepassing is BitTorrent.
Toetsvragen