Использовать домашнюю сеть так же просто, как ввести пароль и открыть приложение Netflix для просмотра фильма, но ваша сеть и все, что необходимо для ее бесперебойной работы, вероятно, являются самыми сложными и уникальными устройствами, которые у вас есть.
Домашние сети существуют для того, чтобы цифровые устройства могли общаться друг с другом и с другими устройствами по всему миру через глобальную сеть, называемую Интернетом. Хотя вам не обязательно точно понимать, как работает ваша домашняя сеть, чтобы ею пользоваться, проведя некоторое время под капотом, вы не только оцените эту технологию, но и облегчите устранение возникающих неполадок.
Ваша домашняя сеть — это мини-Интернет
Интернет — это сокращение от «Интерсеть», глобальная сеть связанных локальных сетей (локальных сетей), включающая веб-серверы, потоковые и облачные сервисы, игровые серверы и многое другое.
Ваша домашняя сеть — то же самое, но только меньшего размера и ограничена пределами вашего дома. Если вы хотите узнать больше о том, чем ваша домашняя сеть похожа на мини-Интернет, посетите Кому принадлежит Интернет? Объяснение веб-архитектуры для простого объяснения сложной машины, которой является Интернет.
Ваша домашняя сеть говорит на особом языке
Помимо физического сходства с Интернетом в целом, еще одним важным моментом, в котором ваша домашняя сеть и Интернет совпадают, является «язык», на котором они говорят. Сегодня универсальным сетевым протоколом является TCP/IP (Протокол управления передачей/Интернет-протокол), и он является ключом к тому, чтобы данные передавались туда, куда им нужно.
В сети TCP/IP все данные, отправляемые по сети, разбиваются на «пакеты». Представьте себе, что вы превращаете картинку в пазл из тысяч деталей. Затем возьмите каждый кусочек и положите его в конверт по отдельности. На конверте напишите адрес отправителя и получателя. Также включите в каждый конверт информацию, описывающую, куда идет каждый фрагмент для восстановления исходного изображения.
Теперь отправьте получателю тысячи конвертов, и они восстановят его на своей стороне. Не имеет значения, если конверты придут не в порядке, но если они пропадут, вы получите письма с просьбой предоставить новые копии недостающих частей.
Базовая топография домашней сети
.Ниже мы подробно объясним работу каждого сетевого компонента, но чтобы помочь вам сориентироваться, давайте нарисуем, как сегодня выглядит типичная домашняя сеть.
Ваша сеть состоит из нескольких ключевых компонентов:
Существует множество различных способов построения домашней сети, но большинство этих компонентов присутствуют в каждой домашней сети. Некоторые из них могут заменять другие компоненты. Например, если вы просто хотите объединить группу компьютеров в сеть, вы можете использовать коммутатор Ethernet или сетевой концентратор. Однако этот базовый эскиз охватывает 99 % всего, что есть.
Теперь, когда мы нарисовали приблизительные контуры домашней сети, мы углубимся в каждый основной компонент.
Модем позволяет общаться с Интернетом
До появления современного широкополосного доступа в Интернет доступ в Интернет осуществлялся через модем (модулятор/демодулятор), который отправлял и принимал аудиосигналы высокого или низкого тона по медным голосовым линиям, представляющие двоичный код.
Эти модемы с коммутируемым доступом уже практически устарели и не обеспечивают большой пропускной способности, хотя они все еще используются в нескольких редких случаях, когда ничего другого невозможно. В наши дни слово «модем» используется для обозначения практически любого устройства, которое преобразует один тип сетевого сигнала в другой, даже если оба сигнала на самом деле являются цифровыми.
Одним из примеров цифро-цифрового преобразования является обычный оптоволоконный модем, который принимает оптические сигналы и передает электрические импульсы по кабелям Ethernet. В модемах DSL используется тот же медный провод, что и в телефонных линиях, но используется другой диапазон частот, чем при голосовых вызовах, поэтому вы можете подключаться к Интернету и совершать звонки одновременно. Сотовые модемы подключаются к вышкам сотовой связи посредством радиоволн — спутниковые модемы передают информацию на орбиту и обратно и т. д..
В некоторых сетях модем представляет собой отдельное устройство, а в других он объединен с беспроводным маршрутизатором, который станет нашей следующей остановкой в этом туре по домашней сети.
Маршрутизатор — сердце вашей сети
Маршрутизатор является сердцем любой домашней сети и выполняет широкий спектр важных задач:
Маршрутизаторы — это нечто большее, чем эти основные функции, но это основной список того, что делает маршрутизатор. Маршрутизация между различными типами сетей (оптоволоконная WAN, Ethernet, Wi-Fi и т. д.) – это то, что делает маршрутизатор маршрутизатором и отличает его от сетевые коммутаторы и концентраторы.
Маршрутизатор назначает IP-адреса устройствам внутренней сети, проверяя отсутствие конфликтов. Он отслеживает, какое устройство выполняет какой запрос к устройствам в Интернете, в таблице, известной как NAT (таблица сетевых адресов), поскольку серверы в Интернете могут видеть только сам маршрутизатор и его «публичный» IP-адрес.
Некоторые высокопроизводительные маршрутизаторы могут запускать специальные приложения, выполняющие функции сетевого хранилища или серверов потоковой передачи. Даже если ваш маршрутизатор не поддерживает эту возможность, у вас может быть возможность установить стороннюю прошивку, чтобы добавить эти функции.
Ваши локальные серверы
Сервер — это устройство в сети, предлагающее такие услуги, как контент или сетевые приложения. Когда вы посещаете веб-сайт или загружаете файл из Интернета, этот контент размещается на серверном компьютере где-то в мире. Когда вы используете облачные приложения, такие как Google Docs, это программное обеспечение и данные хранятся на сервере.
В вашей локальной сети есть хотя бы один сервер — ваш маршрутизатор. Каждый маршрутизатор имеет базовый веб-сервер, который действует как интерфейс для изменения настроек. Когда вы подключаетесь к маршрутизатору и вводите его IP-адрес в браузере, вы попадаете на веб-сайт, размещенный на самом маршрутизаторе..
Если у вас есть Wi-Fi-принтер, это также сервер печати, который обрабатывает запросы на печать. У многих людей в сети работают NAS (устройства Network Attached Storage ) или медиасерверы (например, Plex). Некоторые вещи, которые вы, возможно, не считаете серверами, также подходят. Ваша IP-камера также является сервером. Это сервер потокового видео!
Сетевые периферийные устройства
Традиционно периферийные устройства, такие как сканеры и принтеры, подключаются непосредственно к конкретному компьютеру. Однако в современном доме гораздо чаще встречается множество разных компьютеров, которым требуется доступ к этим типам устройств. Вы можете использовать принтер в локальной сети совместно, вместо того чтобы заставлять всех использовать один и тот же компьютер, когда им нужно что-то распечатать.
Использование функции общего доступа к печати в операционной системе компьютера позволяет использовать обычный принтер, подключенный к компьютеру, в качестве общего принтера. Тем не менее, в наши дни легко просто купить принтер, сканер или многофункциональное устройство (МФУ) с Wi-Fi или Ethernet и использовать его в качестве автономного общего ресурса в сети.
Сетевые клиенты у вас дома
Помимо локальных серверов в вашей домашней сети, другие устройства обычно называются клиентами, которые получают информацию с удаленных и локальных серверов. Примеры клиентов локальной сети:
Все, что получает данные от серверного устройства, является клиентом, хотя любое устройство может быть и тем, и другим одновременно.
Компьютеры, консоли и мобильные устройства
Проводные и беспроводные подключения
На протяжении многих лет существовало несколько различных стандартов подключения к сетям, но сегодня почти в каждой домашней сети вы найдете только два типа подключения: Ethernet и Wi-Fi.
Не перепутайте провода: Ethernet
Ethernet — это стандарт проводного соединения, который передает данные TCP/IP в домашних сетях. Разъем (RJ45) немного похож на увеличенный разъем телефонной линии (RJ11) и содержит несколько медных проводов, которые различаются в зависимости от категории используемого сетевого кабеля Ethernet.
Кабели Ethernet подразделяются на разные категории, которые предлагают разную максимальную скорость. Например, сетевые кабели категории 6 рассчитаны на скорость 10 Гбит/с, а кабели категории 5e рассчитаны на гигабитные скорости. Важно, чтобы типы кабелей соответствовали скорости, на которую рассчитаны порты локальной сети. Подключение кабеля 1 Гбит/с к порту 100 Мбит/с не повредит, но если сделать наоборот, скорость будет ограничена максимальной, которую может выдержать кабель!.
Предполагая, что вы выбрали правильные кабели Ethernet, адаптеры и маршрутизатор, вы будете наслаждаться высокоскоростной сетью с малой задержкой и сверхнадежной скоростью, если вас устраивают хлопоты по установке Ethernet-соединений повсюду. твой дом.
Провода? Куда мы идем, нам не нужны провода: Wi-Fi
Хотя Ethernet, несомненно, является золотым стандартом, когда речь идет о чистой производительности сети, он не так уж и удобен. Когда дело доходит до мобильных устройств, это совершенно непрактично! Вот почему у нас есть Wi-Fi (Wireless Fidelity), позволяющий беспроводным устройствам подключаться к сети без сверления отверстий в стенах или подключения их каждый раз, когда нам нужны сетевые функции.
Wi-Fi использует радиоволны для передачи цифровых импульсов информации. В Wi-Fi используются два диапазона частот: 2,4 ГГц и 5 ГГц. Нижний частотный диапазон не может передавать данные на высоких скоростях, но у него большой радиус действия и проникающая способность. Высокочастотный Wi-Fi 5 ГГц очень быстрый, но заблокирован объектами его легко использовать, как стены.
Большинство современных маршрутизаторов Wi-Fi являются «двухдиапазонными», что означает, что они обеспечивают соединение в обоих диапазонах частот. Wi-Fi делится на поколения. В прошлом эти поколения имели нумерованные имена, отражающие название стандарта связи для этого поколения Wi-Fi. Например, 802.11g, 802.11n и 802.11ac. Эти имена были изменены на простые числа, чтобы сделать их более удобными для пользователя. Итак, теперь 802.11ac — это просто Wi-Fi 6, а последняя версия 802.11ax — это Wi-Fi 6.
Старые устройства Wi-Fi могут не подключаться к новым маршрутизаторам, особенно если устройство поддерживает только Wi-Fi 2,4 ГГц, а рассматриваемый маршрутизатор — только 5 ГГц.
Расширение охвата вашей сети
При таком большом количестве устройств, как нынешних, так и перспективных, для подключения к домашней сети вы, вероятно, захотите убедиться, что сеть простирается на каждый уголок вашего дома. Это легче сказать, чем сделать, учитывая все, что может блокировать беспроводной сигнал, или затраты и усилия на прокладку Ethernet по всему дому.
Хорошей новостью является то, что на рынке существует множество продуктов, которые помогут вам увеличить зону покрытия сети, чтобы в вашем доме не было мест, к которым невозможно подключиться..
Повторители и удлинители Wi-Fi
Репитер Wi-Fi – это устройство, которое подключается к границе существующей сети Wi-Fi до того, как сигнал Wi-Fi начнет пропадать. Он прослушивает пакеты, входящие и исходящие из базовой сети Wi-Fi, а затем просто повторяет их. Это медленное решение, но простой способ распространить Wi-Fi на определенные точки без изменения сети.
Удлинители PowerLine
Эта система передает сетевые сигналы через существующую электропроводку в вашем доме. Это так же просто, как подключить адаптер PowerLine рядом с маршрутизатором и в комнате, где вы хотите расширить сеть.
Вместо того, чтобы расширять зону действия вашего обычного маршрутизатора, беспроводные ячеистые маршрутизаторы полностью заменяют существующий маршрутизатор. Думайте о них как об одном большом распределенном маршрутизаторе. К вашему модему подключается основной ячеистый блок, а затем каждый спутниковый блок имеет к нему выделенное беспроводное или проводное соединение.
Одна большая сетевая семья
Технология вашей домашней сети может быть невероятно сложной, но со временем эта технология стала умнее и намного проще в использовании. Никто не знает, каким будет будущее домашних сетей. Тем не менее, все может выглядеть совсем иначе благодаря развитию таких технологий, как сотовые сети 5G миллиметрового диапазона, которые стирают грань между локальными и глобальными сетями.
.