Розуміння маршрутизаторів, комутаторів та мережевого обладнання

Сьогодні ми розглядаємо апаратне забезпечення домашньої мережі: що роблять окремі фігури, коли вони потрібні, і як найкраще їх розгортати. Читайте далі, щоб отримати більш чітке уявлення про те, що потрібно для оптимізації домашньої мережі.

Коли вам потрібен перемикач? Центр? Що саме робить роутер? Вам потрібен маршрутизатор, якщо у вас є один комп'ютер? Мережева технологія може бути досить арканою областю вивчення, але озброєна правильними термінами і загальним оглядом того, як пристрої функціонують у вашій домашній мережі, ви можете впевнено розгортати свою мережу.

Розуміння домашньої мережі за допомогою мережевих діаграм

Замість того, щоб почати з глосарію термінів роботи в мережі, і в процесі цього процесу ви потрапили технічні терміни, не маючи простої точки відліку - давайте підемо прямо на перегляд мережевих діаграм. Ось найпростіша доступна мережева конфігурація: комп'ютер, підключений безпосередньо до модему, який, у свою чергу, пов'язаний через телефонну лінію / кабель / волоконно-оптичну лінію до інтернет-провайдера..

Це не стає менш складним, ніж ця домовленість, але є ціна, яку потрібно заплатити за надто простоту установки. Цей користувач не може отримати доступ до Інтернету за допомогою пристрою Wi-Fi (таким чином, немає доступу до смартфонів, планшетів або інших бездротових пристроїв), і вони втрачають переваги використання маршрутизатора між комп'ютером і великим Інтернетом. Давайте представимо маршрутизатор і виділимо переваги використання одного. На діаграмі нижче ми ввели два елементи в мережу: бездротовий маршрутизатор і ноутбук, що підключається до мережі через це бездротове з'єднання.

Коли потрібно використовувати маршрутизатор? Враховуючи низьку вартість домашніх маршрутизаторів і переваги, отримані від встановлення в мережі завжди слід використовувати маршрутизатор (який майже завжди містить функцію брандмауера).

Домашні маршрутизатори - це комбінація трьох мережевих компонентів: маршрутизатора, брандмауера і комутатора. У комерційній установці три частини апаратних засобів зберігаються окремо, але споживчі маршрутизатори майже завжди є комбінацією компонентів маршрутизації та комутації з брандмауером, доданим для хорошої міри. Спочатку давайте подивимося, що робить функція маршрутизатора.

На самому базовому рівні маршрутизатор з'єднує дві мережі разом, мережа у вашому домі (однак велика чи мала) і мережу за межами вашого будинку (в даному випадку - в Інтернеті). Широкосмуговий модем, наданий вашим провайдером, підходить лише для з'єднання одного комп'ютера з Інтернетом і зазвичай не включає будь-яку функцію маршрутизації або перемикання. Маршрутизатор виконує такі функції:

• Спільне використання IP-адрес: Ваш провайдер призначає вам одну IP-адресу. Якщо у вас є робочий стіл, ноутбук, медіа-коробка на телевізорі, а також iPad, одна IP-адреса явно не збирається її скорочувати. Маршрутизатор керує цими декількома з'єднаннями і гарантує, що потрібні пакети інформації йдуть у потрібні місця. Без цієї функції не було б можливості для людини на робочому столі і особи на ноутбуці переглядати веб-сторінки, оскільки не було б розрізнення між яким комп'ютером запитувати.
• Переклад мережевих адрес (NAT): Що стосується функції обміну IP, NAT змінює заголовки в пачках інформації, що надходять і виходять з вашої мережі, так що вони передаються на відповідний пристрій. Подумайте про NAT, як про дуже корисної приймальні у вашому маршрутизаторі, який точно знає, куди повинен йти кожен вхідний / вихідний пакет і відповідно відзначає відділ на них відповідно..
• Динамічна конфігурація хоста: Без DHCP вам доведеться вручну налаштувати і додати всі хости до вашої мережі. Це означає, що кожного разу, коли новий комп'ютер входить у мережу, вам доведеться вручну призначити йому адресу в мережі. DHCP робить це для вас автоматично, щоб при підключенні XBOX до маршрутизатора ваш друг отримував доступ до бездротової мережі або додавали новий комп'ютер, адреса призначається без необхідності взаємодії з людиною.
• Брандмауер: Маршрутизатори діють як основні брандмауери різними способами, включаючи автоматичне відхилення вхідних даних, які не є частиною постійного обміну між комп'ютером у вашій мережі та зовнішнім світом. Якщо ви запитуєте музичний потік з Pandora, наприклад, ваш маршрутизатор каже: "Ми очікуємо вас, ввійдіть", і що потік даних спрямовується до пристрою, який зробив запит. З іншого боку, якщо раптовий вибух зондування порту потрапляє з невідомої адреси, то ваш маршрутизатор виступає в якості викидача і відхиляє запити, ефективно приховуючи ваші комп'ютери. Навіть для користувача з одним комп'ютером простий маршрутизатор вартістю 50 доларів варто лише для функціональності брандмауера.

На додаток до наведених вище функцій мережі зсередини, зовнішні маршрутизатори також виступають мережевим комутатором. Мережевий комутатор - це частина обладнання, яка полегшує зв'язок між комп'ютерами у внутрішній мережі. Без функції перемикання пристрої можуть обговорювати через маршрутизатор більший інтернет, але не один до одного - щось таке просто, як копіювання MP3 з вашого ноутбука на робочий стіл через мережу було б неможливим.

Більшість маршрутизаторів мають чотири порти Ethernet, які дозволяють підключати чотири пристрої та спілкуватися за допомогою функції комутатора. Якщо вам потрібно більше чотирьох Ethernet-з'єднань, вам доведеться перейти на маршрутизатор з великим банком портів (досить дороге пропозицію, яке зазвичай лише збільшує до восьми портів) або ви можете підібрати спеціальний перемикач. Примітка: Вам потрібно лише оновити, якщо ви закінчилися фізичний портів для жорстких з'єднань. Якщо в ваш чотирьохпортовий маршрутизатор підключено лише один комп'ютер і один мережевий принтер (і все інше на вашій мережі базується на Wi-Fi), немає необхідності оновлення, щоб отримати фізичні порти. Проте, давайте розглянемо мережу з виділеним перемикачем.

Хоча ліміт на чотири порти на більшості домашніх маршрутизаторів був більш ніж достатнім для більшості домашніх користувачів, останні 10 років принесли значне збільшення кількості мережних пристроїв у будинку. Не рідко є кілька комп'ютерів, кілька ігрових консолей, медіа-центрів, принтерів, файлових серверів і багато іншого, які підключаються до локальної мережі Ethernet (у той час як ви можете передати Wii в мережу Wi-Fi для таких речей, як виділене потокове відео та доступ до медіа-серверів набагато краще, щоб мати жорстке лінійне з'єднання). Після досягнення цього рівня насиченості пристрою необхідно додати в комутатор вісім, 16 або більше портів для належної підтримки вашої зростаючої домашньої мережі.

Як зауваження, історично люди часто покладалися на вузли, тому що вони були набагато дешевше, ніж дорогі комутатори. Концентратор - це простий мережевий пристрій, який не розглядає або не керує будь-яким трафіком, що надходить через нього - це «німий» мережевий пристрій за контрастом, комутатори насправді взаємодіють з пакетами даних і активно направляють їх. Оскільки концентратори не мають компонента керування, існують часті зіткнення між пакетами, що призводить до загального зниження продуктивності. Хаби страждають від низки технічних недоліків, про які ви можете прочитати тут. Упродовж останніх 10 років комутатори мереж споживчого класу подешевшали так стрімко, що навіть декілька вузлів навіть виробляються (Netgear, один з найбільших виробників споживчих вузлів, більше не робить їх). Через недоліки мережевих вузлів і низькі ціни на якісні споживчі марки мережеві комутатори ми не можемо рекомендувати використовувати концентратор. Якщо ви можете підібрати ідеальний високошвидкісний 8-портовий комутатор за 25 доларів, немає жодних підстав використовувати застарілий концентратор у домашній мережі - якщо вам цікаво, чому адміністратор мережі міг би розгорнути концентратор, ви можете прочитати про нього тут.

Повернення до теми перемикачів: Перемикачі - це чудовий і недорогий спосіб збільшити розмір домашньої мережі. Якщо ви переростите банк з чотирьох портів на задній панелі вашого маршрутизатора, найпростіше, що ви можете зробити, щоб розширити мережу, це придбати комутатор з відповідною кількістю портів. Від'єднайте пристрої від маршрутизатора, підключіть усі пристрої до комутатора, а потім підключіть комутатор до маршрутизатора. Примітка: комутатори не мають абсолютно ніяких функцій маршрутизації не може замість маршрутизатора. Ваш маршрутизатор, ймовірно, має вбудований чотирьохпортовий комутатор, але це не означає, що ваш новий восьмипортовий спеціалізований комутатор може замінити маршрутизатор - вам все одно потрібен маршрутизатор для посередництва між вашим модемом і комутатором.

Декодування позначень швидкості мережі

Тепер, коли ви маєте чітке уявлення про те, як саме ваша мережа повинна бути фізично налаштована, давайте поговоримо про швидкості мережі. Є два основних позначення, які нас цікавлять: Ethernet і Wi-Fi. Давайте спочатку подивимося на Ethernet.

Швидкість з'єднання Ethernet позначена в 10BASE. Оригінальний протокол Ethernet, якому зараз 30 років, працював як максимальна швидкість 10 Мбіт / с. Fast Ethernet, впроваджений в 1995 році, збільшив швидкість до 100 Мбіт / с. Gigabit Ethernet був введений незабаром після цього в 1998 році, але до останнього часу на споживчому ринку не набув великого зусилля. Як випливає з назви, Gigabit Ethernet здатний до 1000 Мбіт / с. Ви часто бачите ці позначення, зазначені на мережевому обладнання та його упаковці як 10/100 або 10/100/1000, вказуючи, яка версія Ethernet пристрій сумісний з.

Для того, щоб скористатися всіма перевагами максимальних швидкостей, всі пристрої в ланцюзі передачі повинні бути на рівні або вище зазначеної швидкості. Наприклад, припустимо, що у вашому підвалі встановлено медіа-сервер із встановленою Gigabit Ethernet-карткою та медіаконсолью у вашій вітальні з Gigabit Ethernet-карткою, але ви з'єднуєте їх разом із перемикачем 10/100. Обидва пристрої будуть обмежені потоком 100 Мбіт / с на комутаторі. У цій ситуації оновлення комутатора значно підвищить продуктивність мережі.

За межами передачі великих файлів та потокового відеовмісту у вашій домашній мережі практично немає необхідності виходити та модернізувати все обладнання на Gigabit. Якщо використання вашої основної комп'ютерної мережі передбачає перегляд веб-сторінок і перенесення світлих файлів, 10/100 є більш ніж задовільним.

Розуміння швидкості Wi-Fi

Швидкість Wi-Fi позначається літерою, а не номером. На відміну від простого перекладу для швидкості чисельності як мережевої швидкості, яку ми знаходимо з Ethernet, позначення Wi-Fi фактично посилаються на чернетки версій мережевого стандарту IEEE 802.11, що диктує параметри протоколу Wi-Fi.

802.11b була першою версією, широко прийнятою споживачами. Пристрої 802.11b працюють при максимальній передачі 11 Мбіт / с, але швидкість сильно залежить від потужності сигналу, а якість реально очікуваних користувачів - 1-5 Мбіт / с. Пристрої, що використовують 802.11b, страждають від перешкод від дитячих моніторів, пристроїв Bluetooth, бездротових телефонів та інших пристроїв діапазону 2,4 ГГц.

802.11g був наступним серйозним оновленням споживачів і збільшив максимальну передачу до 54 Мбіт / с (реально близько 22 Мбіт / с для корекції помилок і потужності сигналу). 802.11g страждає від того ж типу перешкод діапазону 2,4 ГГц, який робить 802.11b.

802.11n Значне оновлення стандарту Wi-Fi-пристрої використовує багато вхідні антени з декількома виходами (MIMO) для роботи як на частотах 2,4 ГГц, так і відносно порожніх смугах 5 ГГц. 802.11n має теоретичний максимум 300 Мбіт / с, але з урахуванням виправлення помилок і менш ідеальних умов можна очікувати швидкості в діапазоні 100-150 Мбіт / с.

802.11ac це величезне оновлення, яке приносить більш широкі канали (80 або 160 МГц у порівнянні з 40 МГц), більше просторових потоків (до восьми) і подібні передачі сигналів, які відправляють хвилі безпосередньо на ваш пристрій, а не підстрибують навколо. . Наскільки швидше? Є кілька моделей, які можуть робити один гігабіт в секунду. Це надзвичайно швидко.

Подібно до Ethernet, швидкість Wi-Fi обмежена найслабшою ланкою в прямої мережі. Якщо у вас є Wi-Fi маршрутизатор з підтримкою 802.11n, але у нетбука є тільки Wi-Fi-модуль з підтримкою 802.11g, ви будете мати максимум на швидкості 802.11g. На додаток до обмежень швидкості існує дуже гостра причина для відмови від найдавнішого популярного Wi-Fi протоколу 802.11b. ти обов'язково використовувати один і той самий рівень шифрування на кожному пристрої у вашій мережі, а схеми шифрування, доступні для пристроїв 802.11b, слабкі і скомпрометовані (шифрування WEP, наприклад, може бути порушено протягом декількох хвилин помірно кваліфікованим дитиною). Оновлення маршрутизатора Wi-Fi та бездротового обладнання дозволяє оновити шифрування бездротового зв'язку, а також підвищити швидкість. Якщо ви ще не зробили нічого, щоб захистити маршрутизатор, тепер настав час прочитати наш посібник із блокування мережі Wi-Fi від втручання.

Також, як Ethernet, модернізація до максимальної швидкості - у цьому випадку 802.11n - найкраще підходить для людей, що переміщують великі файли і потокове відео HD. Оновлення до 802.11n матиме незначний вплив на швидкість перегляду веб-сторінок, але матиме величезний вплив на можливість бездротового потокового відеовмісту навколо вашого будинку.

На цьому етапі ви зрозуміли, як потрібно викладати домашню мережу, і ви розумієте, що означають позначення швидкості мережі і як вони впливають на вас і вашу мережу. Настав час оновити комутатор, розгорнути нову пропускну здатність Wi-Fi і насолоджуватися оптимізованою домашньою мережею.