En snabbguide till hur ditt hemnätverk fungerar

Att använda ditt hemnätverk är lika enkelt som att skriva in ett lösenord och öppna din Netflix-app för att titta på en film, men ditt nätverk och allt som behövs för att det ska fungera så sömlöst är förmodligen de mest komplexa och unika enheterna du äger.

Hemnätverk finns för att låta digitala enheter prata med varandra och med andra enheter ute i världen över ett globalt nätverk som kallas internet. Även om du inte behöver förstå exakt hur ditt hemnätverk fungerar för att njuta av det, kommer att spendera lite tid under huven både ge dig en uppskattning för tekniken och göra felsökning av problem som uppstår lättare.

Innehållsförteckning

• Ditt hemnätverk är ett mini-internet
• Ditt hemnätverk talar ett speciellt språk
• Grundläggande hemnätverkstopografi
• Modemet låter dig prata med Internet
• Routern sitter i hjärtat av ditt nätverk
• Dina lokala servrar
• Nätverksanslutna kringutrustning
• Nätverksklienter i ditt hem
• Datorer, konsoler och mobila enheter
• Trådbundna och trådlösa anslutningar
• Korsas inte ledningarna: Ethernet
• Kablar? Dit vi ska, behöver vi inga kablar: Wi-Fi
• Utöka ditt nätverks räckvidd
• Wi-Fi Repeaters och Extenders
• PowerLine Extenders
• En stor nätverksfamilj

Ditt hemnätverk är ett mini-internet

Internet är en förkortning för "internetwork", ett globalt nätverk av uppkopplade LAN (Local Area Networks) som inkluderar webbservrar, streaming- och molntjänster, spelservrar och mycket mer.

Ditt hemnätverk är samma sak, men bara mindre och begränsat till ditt hem. Om du vill veta mer om hur ditt hemnätverk är som ett mini-internet, kolla in Vem äger internet? Webbarkitektur Förklarad för en enkel förklaring av den komplexa maskin som internet är.

Ditt hemnätverk talar ett speciellt språk

Förutom att fysiskt likna internet som helhet, är ett annat viktigt sätt att ditt hemnätverk och internet är samma "språk" de talar. Idag är det universella nätverksprotokollet TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), och det är nyckeln till att få data att gå dit den ska.

I ett TCP/IP-nätverk är all data som skickas över nätverket uppdelad i "paket". Föreställ dig att förvandla en bild till ett pussel med tusentals bitar. Ta sedan varje bit och lägg den i ett kuvert för sig. Skriv adressen till avsändaren och mottagaren på kuvertet. Inkludera även information i varje kuvert som beskriver var varje del går för att rekonstruera originalbilden.

Skicka nu tusentals kuvert till mottagaren, och de bygger om det på sin sida. Det spelar ingen roll om kuverten kommer ur funktion, men om några försvinner får du brev tillbaka där du ber om nya kopior av de saknade bitarna.

Grundläggande hemnätverkstopografi

Vi kommer att förklara jobbet för varje nätverkskomponent i detalj nedan, men för att hjälpa dig att bli orienterad, låt oss skissa på hur ett typiskt hemnätverk ser ut idag.

Ditt nätverk har flera nyckelkomponenter:

• Modemet ansluter dig till WAN (Internet)
• Routern hanterar trafik mellan enheter på LAN och mellan dessa enheter och WAN.
• Nätverkets hårdvaruanslutningar, vanligtvis Ethernet-kablar eller Wi-Fi-radiosändare och -mottagare.
• Klientenheter, som datorer eller Android- och iOS-smarttelefoner. 
• Serverenheter, som också kan vara utrustning som datorer och smartphones.
• Valfria nätverksförlängare, som hjälper till att sprida ditt nätverks fysiska fotavtryck genom ditt hem. Exempel inkluderar trådlösa åtkomstpunkter, Powerline-förlängare och Wi-Fi-repeater.

Det finns många olika sätt att bygga ett hemnätverk, men de flesta av dessa komponenter finns i varje hemnätverk. Andra komponenter kan stå-in för vissa av dessa. Om du till exempel bara vill koppla ihop en grupp datorer kan du använda en Ethernet-switch eller nätverkshubb. Men denna grundläggande skiss täcker 99% av vad som finns där ute.

Nu när vi har ritat de grova konturerna av ett hemnätverk, kommer vi att dyka lite djupare in i varje större komponent.

Modemet låter dig prata med Internet

Innan modernt bredbandsinternet fungerade internetåtkomst via ett modem (modulator/demodulator) som skickade och tog emot hög- eller lågtonsljudsignaler över kopparröstlinjer, som representerade binär kod.

Dessa "uppringda" modem är nästan föråldrade nu och ger inte mycket bandbredd, även om de fortfarande används i ett fåtal sällsynta fall där inget annat är möjligt. Nuförtiden används ordet modem för att hänvisa till nästan vilken enhet som helst som omvandlar en sorts nätverkssignal till en annan, även om båda signalerna i själva verket är digitala.

Ett exempel på digital-till-digital konvertering är det vanliga fibermodemet, som tar optiska signaler och sänder ut elektriska pulser över Ethernet-kablar. DSL-modem använder samma koppartråd som telefonlinjer men använder ett annat frekvensband än röstsamtal, så att du kan ansluta till internet och ringa samtal samtidigt. Mobilmodem ansluter till mobiltelefontorn via radiovågor – satellitmodem strålar information till och från omloppsbana och så vidare.

I vissa nätverk är modemet en separat enhet, och i andra är det kombinerat med din trådlösa router, vilket råkar vara vårt nästa stopp på denna hemnätverkstur.

Routern sitter i hjärtat av ditt nätverk

Routern är hjärtat i alla hemnätverk och utför ett brett utbud av viktiga jobb:

• Dirigera nätverkstrafik mellan enheter, mellan Ethernet och LAN, och mellan interna och externa nätverk.
• DNS (Domain Name Service) serverdetektering och routing.
• Påminner internt om en dator med CPU, RAM och OS. Vissa routrar kan köra appar.
• Tilldelar och hanterar IP-adresser på LAN med DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

Det finns mer med routrar än dessa kärnfunktioner, men det är nyckellistan över saker som en router gör. Routing mellan olika typer av nätverk (fiber WAN, Ethernet, Wi-Fi, etc.) är det som gör en router till en router, som skiljer den från nätverksswitchar och hubbar .

Routern tilldelar IP-adresser till interna nätverksenheter och ser till att det inte finns några konflikter. Den håller reda på vilken enhet som gör vilken begäran av enheter på internet i en tabell som kallas NAT (Network Address Table), eftersom servrar på internet bara kan se själva routern och dess "offentliga" IP-adress.

Vissa avancerade routrar kan köra anpassade applikationer för att fungera som nätverkslagring eller streamingservrar. Även om din router inte levereras med den här förmågan kan du ha möjlighet att installera anpassad firmware från tredje part för att lägga till dessa funktioner.

Dina lokala servrar

En server är en enhet i ett nätverk som erbjuder en tjänst som innehåll eller nätverksbaserade applikationer. När du besöker en webbplats eller laddar ner en fil från internet finns det innehållet på en serverdator någonstans ute i världen. När du använder molnappar som Google Docs, finns den programvaran och data på en server.

Ditt lokala nätverk har minst en server, och det är din router. Varje router har en grundläggande webbserver som fungerar som ett gränssnitt för att ändra inställningar. När du är ansluten till routern och skriver in dess IP-adress i en webbläsare, kommer du till en webbplats som är värd för routern.

Om du har en Wi-Fi-skrivare är det också en skrivarserver som hanterar utskriftsförfrågningar. Många människor har NAS ( nätverksanslutna lagringsenheter ) eller mediaservrar (som Plex) igång på sitt nätverk. Vissa saker du kanske inte tänker på som servrar kvalificerar också. Din IP-kamera är också en server. Det är en server för videostreaming!

Nätverksanslutna kringutrustning

Traditionellt är kringutrustning som skannrar och skrivare anslutna direkt till en specifik dator. Det är dock mycket vanligare i ett modernt hushåll att ha många olika datorer som behöver tillgång till dessa typer av enheter. Du kan dela en skrivare på det lokala nätverket istället för att låta alla använda samma dator när de behöver skriva ut något.

Att använda funktionen för utskriftsdelning i datorns operativsystem gör det möjligt att använda en vanlig skrivare ansluten till en dator som en delad skrivare. Ändå är det idag enkelt att helt enkelt köpa en skrivare, skanner eller multifunktionsenhet (MFD) med Wi-Fi eller Ethernet och få den att fungera som en fristående delad resurs i nätverket.

Nätverksklienter i ditt hem

Bortsett från lokala servrar på ditt hemnätverk, är de andra enheterna allmänt kända som klienter, som hämtar information från fjärr- och lokala servrar. Exempel på lokala nätverksklienter inkluderar:

• Datorer, konsoler och mobila enheter.
• Internet of Things (IoT) enheter som smarta kylskåp och robotdammsugare.

Allt som tar emot data från en serverenhet är en klient, även om vilken enhet som helst kan vara båda samtidigt.

Datorer, konsoler och mobila enheter

Trådbundna och trådlösa anslutningar

Det har funnits några olika anslutningsstandarder för nätverk genom åren, men i nästan alla hemnätverk idag hittar du bara två typer av anslutning: Ethernet och Wi-Fi.

Korsas inte ledningarna: Ethernet

Ethernet är en trådbunden anslutningsstandard som bär TCP/IP-data i hemnätverk. Kontakten (RJ45) ser lite ut som en förstorad telefonlinjeanslutning (RJ11) och bär flera koppartrådar som varierar beroende på vilken kategori av Ethernet-nätverkskabel du använder.

Ethernet-kablar klassificeras i olika kategorier som erbjuder olika maxhastigheter. Till exempel är kategori 6-nätverkskablar klassade 10 Gbps, medan Kategori 5e-kablar är klassade för gigabithastigheter. Det är viktigt att matcha dina kabeltyper med hastigheten som dina LAN-portar är klassade för. Att koppla in en 1Gbps-kabel till en 100 Mbps-port skadar inte, men om du gör tvärtom begränsar du din hastighet till det maximala som kabeln klarar av!

Förutsatt att du har valt rätt Ethernet-kablar, adaptrar och router, kommer du att njuta av höghastighets, låg latens, ultratillförlitliga nätverkshastigheter så länge du är okej med besväret med att installera Ethernet-anslutningar i hela ditt hus.

Kablar? Dit vi ska, behöver vi inga kablar: Wi-Fi

Även om Ethernet utan tvekan är guldstandarden när det kommer till ren nätverksprestanda, är det inte så bekvämt. När det kommer till mobila enheter är det rent av opraktiskt! Det är därför vi har Wi-Fi (Wireless Fidelity) för att möjliggöra för trådlösa enheter att ansluta till nätverket utan att borra hål i väggar eller koppla in dem varje gång vi behöver nätverksfunktioner.

Wi-Fi använder radiovågor för att skicka digitala pulser av information. Det finns två frekvensband som används i Wi-Fi: 2,4Ghz och 5Ghz. Det lägre frekvensbandet kan inte skicka data i höga hastigheter, men det har stor räckvidd och väggpenetrerande kraft. Högfrekvent 5Ghz Wi-Fi är ultrasnabbt men blockeras lätt av föremål som väggar.

De flesta moderna Wi-Fi-routrar är "dual-band", vilket innebär att de erbjuder anslutningar på båda frekvensbanden. Wi-Fi är indelat i generationer. Tidigare skulle dessa generationer ha numrerade namn som återspeglar namnet på kommunikationsstandarden för den generationen av Wi-Fi. Till exempel 802.11g, 802.11n och 802.11ac. Dessa namn har ändrats till enkla siffror för att göra saker lite mer användarvänliga. Så nu är 802.11ac helt enkelt Wi-Fi 6, och den senaste 802.11ax är Wi-Fi 6 .

Äldre Wi-Fi-enheter kanske inte ansluter till nyare routrar, särskilt om enheten bara stöder 2,4Ghz Wi-Fi och routern i fråga bara erbjuder 5Ghz.

Utöka ditt nätverks räckvidd

Med så många enheter, både nuvarande och framtida, för ett sätt att ansluta till ditt hemnätverk, vill du förmodligen se till att nätverket sträcker sig till varje hörn av ditt hem. Det är lättare sagt än gjort med allt som kan blockera en trådlös signal eller kostnaden och ansträngningen för att lägga Ethernet i hela hemmet.

Den goda nyheten är att det finns många produkter på marknaden som hjälper dig att öka ditt nätverksfotavtryck så att det inte finns några platser i ditt hem som inte kan anslutas.

Wi-Fi Repeaters och Extenders

En Wi-Fi-repeater är en enhet som sätts på kanten av ett befintligt Wi-Fi-nätverk innan Wi-Fi-signalen börjar släppa. Den lyssnar på paketen som kommer till och från det centrala Wi-Fi-nätverket och upprepar dem sedan helt enkelt. Detta är en långsam lösning, men ett enkelt sätt att utöka WiFi till specifika platser utan att ändra ditt nätverk.

PowerLine Extenders

Detta system skickar nätverkssignaler genom befintliga elektriska ledningar i ditt hem. Det är lika enkelt som att koppla in en PowerLine-adapter nära din router och i rummet där du vill utöka ditt nätverk.

Istället för att utöka din vanliga routers fotavtryck, ersätter trådlösa mesh-routrar helt din befintliga router. Se dem som en stor distribuerad router. En primär nätenhet är ansluten till ditt modem, och sedan har varje satellitenhet en dedikerad trådlös eller trådbunden anslutning till den. 

En stor nätverksfamilj

Tekniken i ditt hemnätverk kan vara otroligt komplex, men denna teknik har blivit smartare och mycket enklare att använda med tiden. Ingen vet hur framtiden för hemnätverk kommer att bli. Ändå kan det se väldigt annorlunda ut tack vare utvecklingen av tekniker som millimetervåg 5G-mobilnätverk, som suddar ut gränsen mellan lokala och breda nätverk.