Kratek vodnik o tem, kako deluje vaše domače omrežje

Uporaba domačega omrežja je tako enostavna kot vnos gesla in odpiranje aplikacije Netflix za ogled filma, vendar je vaše omrežje in vse, kar je potrebno za njegovo brezhibno delovanje, verjetno najbolj zapletena in edinstvena naprava, ki jo imate.

Domača omrežja obstajajo, da digitalnim napravam omogočajo komunikacijo med seboj in z drugimi napravami po svetu prek globalnega omrežja, imenovanega internet. Čeprav vam ni treba natančno razumeti, kako deluje vaše domače omrežje, da bi v njem uživali, boste, ko boste nekaj časa preživeli pod pokrovom, cenili tehnologijo in olajšali odpravljanje težav, ki se pojavijo.

Kazalo

• Vaše domače omrežje je mini internet
• Vaše domače omrežje govori poseben jezik
• Osnovna topografija domačega omrežja
• Modem vam omogoča, da se pogovarjate z internetom
• Usmerjevalnik je v središču vašega omrežja
• Vaši lokalni strežniki
• Omrežne zunanje naprave
• Omrežni odjemalci v vašem domu
• Računalniki, konzole in mobilne naprave
• Žične in brezžične povezave
• Naj vas žice ne prekrižajo: Ethernet
• Žice? Kamor gremo, ne potrebujemo žic: Wi-Fi
• Razširitev dosega vašega omrežja
• Wi-Fi repetitorji in podaljški
• PowerLine podaljški
• Ena velika omrežena družina

Vaše domače omrežje je mini internet

Internet je okrajšava za 'internetwork', globalno omrežje povezanih omrežij LAN (Local Area Networks), ki vključuje spletne strežnike, storitve pretakanja in storitve v oblaku, igralne strežnike in še veliko več.

Vaše domače omrežje je isto, le manjše in omejeno na vaš dom. Če želite izvedeti več o tem, kako je vaše domače omrežje kot mini internet, si oglejte Kdo je lastnik interneta? Pojasnjena spletna arhitektura za preprosto razlago kompleksnega stroja, ki je internet.

Vaše domače omrežje govori poseben jezik

Poleg tega, da sta fizično podobna internetu kot celoti, je še en kritičen način, na katerega sta vaše domače omrežje in internet enaka, "jezik", ki ga govorita. Danes je univerzalni omrežni protokol TCP/IP (protokol za nadzor prenosa/internetni protokol) in je ključen za to, da gredo podatki, kamor morajo.

V omrežju TCP/IP so vsi podatki, poslani prek omrežja, razdeljeni na »pakete«. Predstavljajte si, da sliko spremenite v sestavljanko s tisoči koščkov. Nato vzemite vsak kos in ga dajte v ovojnico posebej. Na ovojnico napišite naslov pošiljatelja in prejemnika. V vsako ovojnico vključite tudi podatke, ki opisujejo, kam gre vsak kos za rekonstrukcijo izvirne slike.

Zdaj pošljite na tisoče ovojnic prejemniku, oni pa jo na svojem koncu znova sestavijo. Ni pomembno, če ovojnice prispejo nepravilno, toda če katera izgine, boste prejeli nazaj pisma s prošnjo za nove izvode manjkajočih delov.

Osnovna topografija domačega omrežja

Spodaj bomo podrobno razložili nalogo vsake omrežne komponente, a da se boste lažje orientirali, si oglejmo, kako je danes videti tipično domače omrežje.

Vaše omrežje ima več ključnih komponent:

• Modem vas poveže z WAN (internet)
• Usmerjevalnik upravlja promet med napravami v LAN ter med temi napravami in WAN.
• Povezave omrežne strojne opreme, običajno ethernet kabli ali radijski oddajniki in sprejemniki Wi-Fi.
• Odjemalske naprave, kot so računalniki ali pametni telefoni Android in iOS. 
• Strežniške naprave, ki so lahko tudi oprema, kot so računalniki in pametni telefoni.
• Izbirni omrežni podaljški, ki pomagajo razširiti fizični odtis vašega omrežja po vašem domu. Primeri vključujejo brezžične dostopne točke, podaljške Powerline in repetitorje Wi-Fi.

Obstaja veliko različnih načinov za izgradnjo domačega omrežja, vendar je večina teh komponent prisotna v vsakem domačem omrežju. Nekatere od teh lahko nadomestijo druge komponente. Če bi na primer preprosto želeli omrežiti skupino računalnikov, bi lahko uporabili stikalo Ethernet ali omrežno zvezdišče. Vendar pa ta osnovna skica pokriva 99 % tega, kar je zunaj.

Zdaj, ko smo narisali grobe obrise domačega omrežja, se bomo poglobili v vsako glavno komponento.

Modem vam omogoča, da se pogovarjate z internetom

Pred sodobnim širokopasovnim internetom je dostop do interneta deloval prek modema (modulator/demodulator), ki je pošiljal in sprejemal visoke ali nizke zvočne signale po bakrenih glasovnih linijah, ki predstavljajo binarno kodo.

Ti "klicni" modemi so skoraj zastareli in ne zagotavljajo veliko pasovne širine, čeprav se še vedno uporabljajo v nekaj redkih primerih, ko ni mogoče nič drugega. Dandanes se beseda modem uporablja za skoraj vse naprave, ki pretvarjajo eno vrsto omrežnega signala v drugo, tudi če sta oba signala dejansko digitalna.

En primer digitalno-digitalne pretvorbe je običajni optični modem, ki sprejema optične signale in oddaja električne impulze prek ethernetnih kablov. Modemi DSL uporabljajo isto bakreno žico kot telefonske linije, vendar uporabljajo drugačen frekvenčni pas kot glasovni klici, tako da se lahko povežete z internetom in hkrati kličete. Mobilni modemi se prek radijskih valov povezujejo s stolpi mobilne telefonije – satelitski modemi prenašajo informacije v orbito in iz nje itd.

V nekaterih omrežjih je modem ločena naprava, v drugih pa je združen z vašim brezžičnim usmerjevalnikom, kar je naša naslednja postaja na tem ogledu domačega omrežja.

Usmerjevalnik je v središču vašega omrežja

Usmerjevalnik je srce vsakega domačega omrežja in opravlja širok nabor osnovnih nalog:

• Usmerjanje omrežnega prometa med napravami, med Ethernetom in LAN ter med notranjimi in zunanjimi omrežji.
• Zaznavanje in usmerjanje strežnika DNS (Domain Name Service).
• Notranje je podoben računalniku s procesorjem, RAM-om in OS. Nekateri usmerjevalniki lahko izvajajo aplikacije.
• Dodeljuje in upravlja naslove IP v LAN z uporabo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

Usmerjevalniki vsebujejo več kot le te osnovne funkcije, vendar je to glavni seznam stvari, ki jih usmerjevalnik počne. Usmerjanje med različnimi vrstami omrežij (optični WAN, Ethernet, Wi-Fi itd.) je tisto, zaradi česar je usmerjevalnik usmerjevalnik, kar ga loči od omrežnih stikal in zvezdišč .

Usmerjevalnik dodeljuje naslove IP notranjim omrežnim napravam in tako poskrbi, da ni konfliktov. Spremlja, katera naprava naredi katero zahtevo za naprave v internetu v tabeli, imenovani NAT (Network Address Table), saj lahko strežniki v internetu vidijo le sam usmerjevalnik in njegov "javni" naslov IP.

Nekateri vrhunski usmerjevalniki lahko izvajajo aplikacije po meri, ki delujejo kot omrežni pomnilnik ali pretočni strežniki. Tudi če vaš usmerjevalnik nima te možnosti, boste morda imeli možnost namestitve vdelane programske opreme po meri tretjih oseb, da dodate te funkcije.

Vaši lokalni strežniki

Strežnik je naprava v omrežju, ki ponuja storitev, kot je vsebina ali omrežne aplikacije. Ko obiščete spletno stran ali prenesete datoteko iz interneta, ta vsebina gostuje na strežniškem računalniku nekje na svetu. Ko uporabljate aplikacije v oblaku, kot je Google Dokumenti, so ta programska oprema in podatki v strežniku.

Vaše lokalno omrežje ima vsaj en strežnik, in to je vaš usmerjevalnik. Vsak usmerjevalnik ima osnovni spletni strežnik, ki deluje kot vmesnik za spreminjanje nastavitev. Ko ste povezani z usmerjevalnikom in v brskalnik vnesete njegov naslov IP, ste preusmerjeni na spletno mesto, ki ga gosti sam usmerjevalnik.

Če imate tiskalnik Wi-Fi , je to tudi tiskalni strežnik, ki obravnava zahteve za tiskanje. Veliko ljudi ima NAS ( omrežne naprave za shranjevanje) ali medijske strežnike (kot je Plex), ki delujejo v njihovem omrežju. Nekatere stvari, za katere morda ne mislite, da so strežniki, prav tako izpolnjujejo pogoje. Vaša IP kamera je tudi strežnik. To je strežnik za pretakanje videa!

Omrežne zunanje naprave

Običajno so zunanje naprave, kot so optični bralniki in tiskalniki, priključene neposredno na določen računalnik. Vendar pa je v sodobnem gospodinjstvu veliko bolj običajno, da imamo veliko različnih računalnikov, ki potrebujejo dostop do tovrstnih naprav. Tiskalnik lahko delite v lokalnem omrežju, namesto da bi vsi uporabljali isti računalnik, ko morajo nekaj natisniti.

Uporaba funkcije skupne rabe tiskanja v operacijskem sistemu računalnika omogoča uporabo običajnega tiskalnika, povezanega z računalnikom, kot skupnega tiskalnika. Kljub temu je dandanes preprosto preprosto kupiti tiskalnik, optični bralnik ali večfunkcijsko napravo (MFD) z Wi-Fi ali Ethernetom in pustiti, da deluje kot samostojen skupni vir v omrežju.

Omrežni odjemalci v vašem domu

Poleg lokalnih strežnikov v vašem domačem omrežju so druge naprave na splošno znane kot odjemalci, ki črpajo informacije iz oddaljenih in lokalnih strežnikov. Primeri odjemalcev lokalnega omrežja vključujejo:

• Računalniki, konzole in mobilne naprave.
• Naprave interneta stvari (IoT), kot so pametni hladilniki in robotski sesalniki.

Vse, kar prejme podatke od strežniške naprave, je odjemalec, čeprav je katera koli naprava lahko oboje hkrati.

Računalniki, konzole in mobilne naprave

Žične in brezžične povezave

V preteklih letih je bilo nekaj različnih povezovalnih standardov za omrežja, vendar boste danes v skoraj vsakem domačem omrežju našli samo dve vrsti povezave: Ethernet in Wi-Fi.

Naj vas žice ne prekrižajo: Ethernet

Ethernet je standard žične povezave, ki prenaša podatke TCP/IP v domačih omrežjih. Priključek (RJ45) je nekoliko podoben povečani povezavi telefonske linije (RJ11) in nosi več bakrenih žic, ki se razlikujejo glede na kategorijo omrežnega kabla Ethernet, ki ga uporabljate.

Ethernetni kabli so razvrščeni v različne kategorije, ki ponujajo različne največje hitrosti. Na primer, omrežni kabli kategorije 6 so ocenjeni za 10 Gbps, medtem ko so kabli kategorije 5e ocenjeni za gigabitne hitrosti. Pomembno je, da vrste kablov uskladite s hitrostjo, za katero so ocenjena vaša vrata LAN. Priključitev kabla 1 Gb/s v vrata 100 Mb/s ne bo škodila, če pa storite nasprotno, boste omejili svojo hitrost na največjo možno zmogljivost kabla!

Ob predpostavki, da ste izbrali prave ethernetne kable, adapterje in usmerjevalnik, boste uživali v visoki hitrosti, nizki zakasnitvi in ​​izjemno zanesljivih omrežnih hitrostih, dokler se ne boste spopadli s težavami pri namestitvi ethernetnih povezav po vsej hiši.

Žice? Kamor gremo, ne potrebujemo žic: Wi-Fi

Čeprav je Ethernet nedvomno zlati standard, ko gre za čisto zmogljivost omrežja, ni tako priročen. Ko gre za mobilne naprave, je naravnost nepraktično! Zato imamo Wi-Fi (Wireless Fidelity), ki brezžičnim napravam omogoča povezavo z omrežjem, ne da bi vrtali luknje v stene ali jih priključili vsakič, ko potrebujemo omrežne funkcije.

Wi-Fi uporablja radijske valove za pošiljanje digitalnih impulzov informacij. V Wi-Fi se uporabljata dva frekvenčna pasova: 2,4 Ghz in 5 Ghz. Nižji frekvenčni pas ne more pošiljati podatkov pri visokih hitrostih, vendar ima velik doseg in moč prodora skozi steno. Visokofrekvenčni 5 Ghz Wi-Fi je izjemno hiter, vendar ga zlahka blokirajo predmeti , kot so zidovi.

Večina sodobnih usmerjevalnikov Wi-Fi je "dvopasovnih", kar pomeni, da ponujajo povezave na obeh frekvenčnih pasovih. Wi-Fi je razdeljen na generacije. V preteklosti bi imele te generacije oštevilčena imena, ki odražajo ime komunikacijskega standarda za to generacijo Wi-Fi. Na primer 802.11g, 802.11n in 802.11ac. Ta imena so bila spremenjena v preproste številke, da bi bile stvari malce bolj uporabniku prijazne. Zdaj je 802.11ac preprosto Wi-Fi 6, najnovejši 802.11ax pa Wi-Fi 6 .

Starejše naprave Wi-Fi se morda ne bodo povezale z novejšimi usmerjevalniki, zlasti če naprava podpira samo 2,4 Ghz Wi-Fi in zadevni usmerjevalnik ponuja le 5 Ghz.

Razširitev dosega vašega omrežja

S toliko napravami, tako sedanjostjo kot prihodnostjo, za način povezovanja z domačim omrežjem, boste verjetno želeli zagotoviti, da se omrežje razteza v vsak kotiček vašega doma. To je lažje reči kot storiti z vsem, kar lahko blokira brezžični signal, ali s stroški in naporom polaganja Etherneta po celotnem domu.

Dobra novica je, da je na trgu veliko izdelkov, ki vam pomagajo povečati vaš omrežni odtis, tako da v vašem domu ni nobenih mest, ki se ne morejo povezati.

Wi-Fi repetitorji in podaljški

Repetitor Wi-Fi je naprava, ki se postavi na rob obstoječega omrežja Wi-Fi, preden signal Wi-Fi začne popuščati. Posluša pakete, ki prihajajo v in iz osrednjega omrežja Wi-Fi, nato pa jih preprosto ponovi. To je počasna rešitev, a preprost način za razširitev WiFi na določene točke brez spreminjanja omrežja.

PowerLine podaljški

Ta sistem pošilja omrežne signale prek obstoječe električne napeljave v vašem domu. To je tako preprosto, kot da priključite adapter PowerLine blizu vašega usmerjevalnika in v prostoru, kjer želite razširiti svoje omrežje.

Namesto da bi razširili odtis običajnega usmerjevalnika, brezžični mrežni usmerjevalniki popolnoma nadomestijo vaš obstoječi usmerjevalnik. Predstavljajte si jih kot en velik porazdeljen usmerjevalnik. Primarna mrežna enota je povezana z vašim modemom, nato pa ima vsaka satelitska enota namensko brezžično ali žično povezavo z njo. 

Ena velika omrežena družina

Tehnologija v vašem domačem omrežju je morda neverjetno zapletena, vendar je sčasoma postala pametnejša in veliko lažja za uporabo. Nihče ne ve, kakšna bo prihodnost domačega omrežja. Kljub temu bi lahko izgledalo zelo drugače zaradi razvoja tehnologij, kot so mobilna omrežja 5G z milimetrskimi valovi, ki brišejo mejo med lokalnimi in širokimi omrežji.