Omówienie routerów, przełączników i sprzętu sieciowego

Dzisiaj przyjrzymy się sprzętowi sieci domowej: co poszczególne elementy robimy, kiedy ich potrzebujesz i jak najlepiej je wdrożyć. Czytaj dalej, aby uzyskać bardziej przejrzysty obraz tego, co jest potrzebne do optymalizacji sieci domowej.

Kiedy potrzebujesz przełącznika? Koncentrator? Co dokładnie robi router? Czy potrzebujesz routera, jeśli masz jeden komputer? Technologia sieciowa może być dość tajemniczym obszarem badań, ale uzbrojona w odpowiednie warunki i ogólny przegląd działania urządzeń w sieci domowej, możesz wdrożyć swoją sieć z zaufaniem.

Opis sieci domowej za pośrednictwem diagramów sieciowych

Zamiast rozpoczynać od słowniczka terminów dotyczących sieci - a przy okazji wyrzucać cię terminami technicznymi bez łatwego punktu odniesienia - przyjrzyjmy się diagramom sieci. Oto najprostsza dostępna konfiguracja sieci: komputer podłączony bezpośrednio do modemu, który z kolei jest połączony za pośrednictwem linii telefonicznej / kablowej / światłowodowego łącza wysyłającego z dostawcą usług internetowych danej osoby..

Nie jest mniej skomplikowany niż ten układ, ale za ultra-prostotę konfiguracji jest cena. Ten użytkownik nie może uzyskać dostępu do Internetu za pomocą urządzenia Wi-Fi (a tym samym nie ma dostępu do smartfonów, tabletów lub innych urządzeń bezprzewodowych) i traci na korzyściach płynących z posiadania routera między swoim komputerem a większym internetem. Przedstawmy router i podkreślmy zalety korzystania z niego. Na poniższym diagramie wprowadziliśmy do sieci dwa elementy: router bezprzewodowy i laptop łączący się z siecią za pośrednictwem tego połączenia bezprzewodowego.

Kiedy należy korzystać z routera? Biorąc pod uwagę niski koszt routerów domowych i korzyści wynikające z instalacji ich w sieci zawsze powinieneś używać routera (który prawie zawsze zawiera funkcję zapory ogniowej).

Routery domowe są w rzeczywistości kombinacją trzech komponentów sieciowych: routera, zapory i przełącznika. W komercyjnym ustawieniu trzy elementy sprzętu są oddzielone, ale routery konsumenckie prawie zawsze stanowią połączenie zarówno elementów routingu, jak i przełączania, z zaporą ogniową dodaną w dokładnym teście. Najpierw przyjrzyjmy się funkcji routera.

Na najbardziej podstawowym poziomie router łączy dwie sieci, sieć w domu (niezależnie od wielkości i wielkości) i sieć poza domem (w tym przypadku Internet). Modem szerokopasmowy dostarczony przez usługodawcę internetowego jest przeznaczony tylko do łączenia jednego komputera z Internetem i zwykle nie zawiera żadnej funkcji routingu ani przełącznika. Router wykonuje następujące funkcje:

Udostępnianie IP: Twój dostawca usług internetowych przypisuje ci jeden adres IP. Jeśli masz komputer stacjonarny, laptop, urządzenie multimedialne na telewizorze i iPada, ten jeden adres IP wyraźnie go nie przerwie. Router zarządza tymi wieloma połączeniami i zapewnia, że odpowiednie pakiety informacji trafiają w odpowiednie miejsca. Bez tej funkcji nie byłoby możliwości, aby osoba na pulpicie i osoba na laptopie przeglądały sieć, ponieważ nie byłoby rozróżnienia pomiędzy tym, który komputer żądał.
Translacja adresów sieciowych (NAT): NAT, w połączeniu z funkcją dzielenia IP, modyfikuje nagłówki w pakietach informacji wchodzących do sieci i wychodzących z niej, tak aby były kierowane do właściwego urządzenia. Pomyśl o NAT jako bardzo pomocnym recepcjonistce wewnątrz routera, który dokładnie wie, gdzie powinien się znaleźć każdy przychodzący / wychodzący pakiet i odpowiednio na nim oddziału.
Konfiguracja dynamicznego hosta: Bez DHCP musiałbyś ręcznie skonfigurować i dodać wszystkie hosty do twojej sieci. Oznacza to, że za każdym razem, gdy nowy komputer wchodzi do sieci, musisz ręcznie przypisać mu adres w sieci. DHCP robi to automatycznie, aby po podłączeniu swojego XBOXa do routera Twój przyjaciel dostał się do twojej sieci bezprzewodowej lub dodajesz nowy komputer, przypisany jest adres bez interakcji z człowiekiem.
Zapora sieciowa: Routery działają na różne sposoby jako podstawowe zapory ogniowe, w tym automatycznie odrzucają przychodzące dane, które nie są częścią stałej wymiany między komputerem w sieci i światem zewnętrznym. Jeśli poprosisz np. O strumień muzyki z Pandory, twój router powie: "Oczekujemy ciebie, wejdź", a strumień danych jest kierowany do urządzenia, które wysłało żądanie. Z drugiej strony, jeśli nagły atak portu zostanie przeprowadzony z nieznanego adresu, router działa jak wykrywacz i odrzuca żądania, skutecznie maskując komputery. Nawet dla użytkownika posiadającego jeden komputer warto skorzystać z prostego routera o wartości 50 USD tylko dla funkcji zapory ogniowej.

Oprócz opisanej powyżej funkcjonalności sieci wewnętrznej do zewnętrznej routery domowe działają również jako przełącznik sieciowy. Przełącznik sieciowy to element sprzętowy, który ułatwia komunikację między komputerami w sieci wewnętrznej. Bez funkcji przełączania urządzenia mogłyby komunikować się przez router z większym internetem, ale nie nawzajem - coś tak prostego, jak kopiowanie MP3 z laptopa na pulpit przez sieć byłoby niemożliwe.

Większość ruterów ma cztery porty Ethernet, które umożliwiają podłączenie czterech urządzeń i umożliwiają komunikację za pośrednictwem funkcji przełącznika. Jeśli potrzebujesz więcej niż czterech połączeń Ethernet, musisz dokonać aktualizacji do routera z większym portem (raczej droga oferta, która zazwyczaj zwiększy tylko do ośmiu portów) lub możesz wybrać dedykowany przełącznik. Uwaga: Musisz tylko uaktualnić, jeśli Ci się nie uda fizyczny porty dla połączeń twardych. Jeśli masz tylko jeden komputer i jedną drukarkę sieciową podłączoną do routera z czterema portami (a wszystko inne w Twojej sieci jest oparte na Wi-Fi), nie ma potrzeby aktualizacji, aby uzyskać fizyczne porty. To powiedziawszy, rzućmy okiem na sieć z dedykowanym przełącznikiem.

Chociaż czteroportowy limit większości routerów domowych był dla większości użytkowników domowych wystarczający, ostatnie 10 lat przyniosło znaczny wzrost liczby urządzeń pracujących w sieci w domu. Nierzadko zdarza się, że mamy wiele komputerów, wiele konsol do gier, centrów multimedialnych, drukarek, serwerów plików i innych urządzeń, które łączą się z siecią Ethernet LAN (podczas gdy możesz pozbyć się swojego Wii w sieci Wi-Fi dla takich rzeczy jak dedykowane strumieniowanie wideo i dostęp do serwera medialnego znacznie lepiej jest mieć połączenie z twardą linią). Po osiągnięciu takiego poziomu nasycenia urządzenia konieczne jest dodanie przełącznika z ośmioma, 16 lub więcej portami, aby właściwie obsługiwać rosnącą sieć domową.

Na marginesie, historycznie ludzie często polegali na hubach, ponieważ były o wiele tańsze niż drogie przełączniki. Koncentrator to proste urządzenie sieciowe, które nie bada ani nie zarządza jakimkolwiek ruchem, który przez niego przechodzi - jest "niemym" urządzeniem sieciowym - przełączniki kontrastowe faktycznie wchodzą w interakcje z pakietami danych i aktywnie je kierują. Ponieważ koncentratory nie mają komponentu zarządzania, często występują kolizje między pakietami, co prowadzi do ogólnego spadku wydajności. Huby cierpią na szereg technicznych niedociągnięć, o których można przeczytać tutaj. Przełączniki sieciowe w sieciach konsumenckich spadły tak gwałtownie w ciągu ostatnich 10 lat, że nawet bardzo niewiele hubów jest już produkowanych (Netgear, jeden z największych producentów hubów konsumenckich, już ich nie produkuje). Z powodu niedoborów koncentratorów sieciowych i niskich cen wysokiej jakości przełączników sieciowych nie możemy polecić używania koncentratora. Kiedy możesz wybrać bardzo dobry, szybki 8-portowy przełącznik za 25 USD, nie ma powodu, by używać przestarzałego huba w domowej sieci - jeśli jesteś ciekawy, dlaczego administrator sieci kiedykolwiek zainstalował hub, możesz o tym przeczytać tutaj.

Wracając do tematu przełączników: Przełączniki są doskonałym i niedrogim sposobem na zwiększenie wielkości sieci domowej. Jeśli przerosniesz cztery porty z tyłu routera, najprostszą rzeczą, jaką możesz zrobić, aby rozbudować swoją sieć, jest zakup przełącznika z odpowiednią liczbą portów. Odłącz urządzenia od routera, podłącz wszystkie urządzenia do przełącznika, a następnie podłącz przełącznik do routera. Uwaga: przełączniki nie mają absolutnie żadnych funkcji routingu i nie może zajmij miejsce routera. Prawdopodobnie twój router ma wbudowany czteroportowy przełącznik, ale to nie znaczy, że twój nowy ośmioportowy dedykowany przełącznik może zastąpić twój router - nadal potrzebujesz routera do pośredniczenia między modemem a przełącznikiem.

Dekodowanie oznaczeń prędkości sieci

Teraz, gdy masz już jasny obraz tego, jak dokładnie sieć powinna być fizycznie skonfigurowana, porozmawiajmy o prędkościach sieci. Istnieją dwa podstawowe oznaczenia, którymi jesteśmy zainteresowani: Ethernet i Wi-Fi. Najpierw rzućmy okiem na Ethernet.

Szybkości połączeń Ethernet są określone w 10BASE. Oryginalny protokół Ethernet, obecnie 30-letni, działał jako maksymalna prędkość 10 Mbit / s. Fast Ethernet, wprowadzony w 1995 r., Zwiększył prędkość do 100 Mbit / s. Gigabit Ethernet został wprowadzony wkrótce po tym w 1998 r., Ale do niedawna nie zyskiwał dużej przyczepności na rynku konsumenckim. Jak sama nazwa wskazuje, Gigabit Ethernet jest w stanie 1000 Mbit / s. Powszechnie wiadomo, że oznaczenia te są widoczne na osprzęcie sieciowym i jego opakowaniu w postaci 10/100 lub 10/100/1000 wskazujących, która wersja Ethernetowa urządzenie jest kompatybilne.

Aby w pełni wykorzystać maksymalne prędkości, wszystkie urządzenia w łańcuchu przenoszenia muszą znajdować się na poziomie lub powyżej pożądanej prędkości. Na przykład, powiedzmy, że masz serwer mediów w swojej piwnicy z zainstalowaną kartą Gigabit Ethernet i konsolą multimedialną w salonie z kartą Gigabit Ethernet, ale łączysz te dwa elementy razem z przełącznikiem 10/100. Oba urządzenia będą ograniczone przez suwak 100 Mbit / s na przełączniku. W tej sytuacji uaktualnienie przełącznika znacznie poprawiłoby wydajność sieci.

Poza przesyłaniem dużych plików i przesyłaniem strumieniowym treści wideo HD przez sieć domową, nie ma potrzeby, aby wymieniać cały sprzęt na gigabit. Jeśli korzystanie z podstawowej sieci komputerowej wymaga przeglądania sieci i przesyłania plików świetlnych 10/100, jest więcej niż zadowalające.

Opis szybkości Wi-Fi

Prędkości Wi-Fi oznaczone są literą, a nie numerem. W przeciwieństwie do łatwego do tłumaczenia oznaczenia liczby w sieci, które znajduje się w sieci Ethernet, oznaczenia Wi-Fi faktycznie odnoszą się do wersji roboczej standardu sieciowego IEEE 802.11, który określa parametry protokołu Wi-Fi.

802.11b była pierwszą wersją powszechnie przyjętą przez konsumentów. Urządzenia 802.11b pracują z maksymalną transmisją 11 Mbit / s, ale prędkość jest wysoce zależna od siły i jakości sygnału - realistycznie użytkownicy powinni oczekiwać 1-5 Mbit / s. Urządzenia korzystające z protokołu 802.11b są narażone na interferencje z urządzeń dziecięcych, urządzeń Bluetooth, telefonów bezprzewodowych i innych urządzeń z pasmami 2,4 GHz.

802.11g było następną główną aktualizacją konsumencką i zwiększyło maksymalną transmisję do 54 Mbit / s (realistycznie około 22 Mbit / s przy korekcji błędów i sile sygnału). 802.11g cierpi na ten sam rodzaj interferencji pasma 2,4 GHz, jaką ma 802.11b.

802.11n jest znaczącym ulepszeniem standardu Wi-Fi - urządzenia wykorzystują wielowątkowe anteny wielowyjściowe (MIMO) do pracy w pasmach 2,4 GHz i relatywnie pustych 5 GHz. 802.11n ma teoretyczne maksimum 300 Mbit / s, ale z uwzględnieniem korekcji błędów i warunków poniżej idealnych można oczekiwać prędkości w zakresie 100-150 Mbit / s.

802.11ac jest ogromnym ulepszeniem, które zapewnia szersze kanały (80 lub 160 MHz w porównaniu do 40 MHz), więcej strumieni przestrzennych (do ośmiu) i rzeczy takie jak formowanie wiązki, które przesyłają fale bezpośrednio do urządzenia zamiast podskakiwania dookoła, co znacznie przyspiesza . O ile szybciej? Istnieje kilka modeli, które mogą wykonać jeden gigabit na sekundę. Jest bardzo szybki.

Podobnie jak w przypadku sieci Ethernet, prędkości Wi-Fi są ograniczone przez najsłabsze łącze w sieci bezpośredniej. Jeśli posiadasz router Wi-Fi z obsługą standardu 802.11n, ale Twój netbook ma tylko moduł Wi-Fi z obsługą 802.11g, uzyskasz maksymalną prędkość 802.11g. Oprócz ograniczeń prędkości istnieje bardzo pilny powód do porzucenia najstarszego popularnego protokołu Wi-Fi 802.11b. ty musi używaj tego samego poziomu szyfrowania na każdym urządzeniu w sieci, a schematy szyfrowania dostępne dla urządzeń 802.11b są słabe i zostały naruszone (na przykład szyfrowanie WEP może zostać zaatakowane w ciągu kilku minut przez umiarkowanie utalentowane dziecko). Aktualizacja routera Wi-Fi i urządzeń bezprzewodowych umożliwia uaktualnienie szyfrowania bezprzewodowego, a także przyspieszenie. Jeśli nie zrobiłeś nic, aby zabezpieczyć router, byłby to dobry moment na przeczytanie naszego przewodnika na temat blokowania sieci Wi-Fi przed włamaniami.

Podobnie jak w przypadku Ethernet, uaktualnienie do maksymalnej prędkości - w tym przypadku 802.11n - najlepiej nadaje się do przenoszenia dużych plików i przesyłania strumieniowego wideo w jakości HD. Aktualizacja do wersji 802.11n będzie miała znikomy wpływ na szybkość przeglądania Internetu, ale będzie miała ogromny wpływ na zdolność bezprzewodowego przesyłania treści HD w domu.

W tym momencie masz pojęcie o tym, jak powinna wyglądać twoja domowa sieć i wiesz, co oznaczają oznaczenia prędkości sieci i jak wpływają one na ciebie i twoją sieć. Nadszedł czas, aby uaktualnić swój przełącznik, wprowadzić nową przepustowość Wi-Fi i cieszyć się lepiej zoptymalizowaną siecią domową.