Разбиране на рутерите, комутаторите и мрежовия хардуер

Днес ще разгледаме хардуера за домашната мрежа: какво правят отделните парчета, когато имате нужда от тях, и как най-добре да ги разположите. Прочетете, за да получите по-ясна картина на това, което трябва да оптимизирате домашната си мрежа.

Кога имате нужда от превключвател? Хъб? Какво точно прави един рутер? Имате ли нужда от рутер, ако имате един компютър? Мрежовата технология може да бъде доста тайнствена област на изследване, но въоръжена с правилните условия и общ преглед на функционирането на устройствата в домашната ви мрежа, с които можете да разгърнете мрежата си с увереност.

Разбиране на домашната мрежа чрез мрежови диаграми

Вместо да започнете с речник на термините за работа в мрежа - и в този процес ще ви удари с технически термини без никаква лесна точка на позоваване - нека да се потопим право в търсене на мрежови диаграми. Ето най-простата мрежова конфигурация: компютър, свързан директно към модем, който от своя страна е свързан чрез телефонна линия / кабелна / оптична връзка към доставчика на интернет услуги на отделния доставчик..

Това не става по-малко сложно от това споразумение, но има цена, която трябва да се плати за ултра-простотата на настройката. Този потребител няма достъп до интернет с Wi-Fi устройство (следователно няма достъп за смартфони, таблети или други безжични устройства) и те губят ползите от рутера между компютъра и по-големия интернет. Да въведем рутер и да подчертаем ползите от използването му. На диаграмата по-долу сме въвели два елемента в мрежата: безжичен рутер и лаптоп, свързващ се към мрежата чрез тази безжична връзка.

Кога трябва да използвате рутер? Като се има предвид ниската цена на домашните маршрутизатори и ползите от инсталирането в мрежата винаги трябва да използвате маршрутизатор (който почти винаги включва функция за защитна стена).

Домашните маршрутизатори всъщност представляват комбинация от три мрежови компонента: рутер, защитна стена и ключ. В една търговска настройка трите части хардуер се държат отделно, но потребителските маршрутизатори са почти винаги комбинация от компонентите за маршрутизация и комутация с добавена защитна стена за добра мярка. Първо нека разгледаме какво прави функцията на рутера.

На най-основно ниво рутерът свързва две мрежи заедно, мрежата във вашия дом (колкото и голяма или малка) и мрежата извън дома ви (в този случай, в интернет). Широколентовият модем, предоставен ви от вашия интернет доставчик, е подходящ само за свързване на един компютър с интернет и обикновено не включва никаква функционалност за маршрутизиране или превключване. Маршрутизаторът изпълнява следните функции:

• IP споделяне: Вашият ISP ви дава един IP адрес. Ако имате настолен компютър, лаптоп, мултимедийна кутия на вашия телевизор и iPad, един IP адрес очевидно няма да го отреже. Маршрутизаторът управлява тези множество връзки и гарантира, че правилните пакети от информация отиват на правилните места. Без тази функция не би имало начин човек на работния плот и човек на лаптопа да преглеждат уеб, тъй като няма да има разлика между кой компютър е искал какъв.
• Превод на мрежови адреси (NAT): Във връзка с функцията за споделяне на IP адреси, NAT модифицира заглавията в пакети с информация, влизащи и излизащи от вашата мрежа, така че те да бъдат насочени към правилното устройство. Помислете за NAT като много полезен рецепционист във вашия рутер, който знае точно къде трябва да отиде всеки входящ / изходящ пакет и съответно маркира отдела по тях..
• Динамична конфигурация на хоста: Без DHCP ще трябва ръчно да конфигурирате и добавите всички хостове във вашата мрежа. Това означава, че всеки път, когато нов компютър влезе в мрежата, трябва да му зададете адрес в мрежата. DHCP прави това автоматично за вас, така че когато включите вашия XBOX в маршрутизатора, вашият приятел се включва в безжичната ви мрежа или добавяте нов компютър, адресът се задава, без да се изисква човешко взаимодействие.
• Защитна стена: Маршрутизаторите действат като основни защитни стени по различни начини, включително автоматично отхвърляне на входящи данни, които не са част от постоянен обмен между компютър в мрежата ви и външния свят. Ако например поискате музикален поток от Pandora, вашият маршрутизатор казва: "Очакваме ви, влезте" и този поток от данни е насочен към устройството, което е направило заявката. От друга страна, ако внезапно избухване на пристанище пробване идва от неизвестен адрес вашия рутер действа като бияч и отхвърля искания, ефективно прикриване на вашите компютри. Дори и за потребител с един компютър един прост рутер с 50 долара си заслужава само функционалността на защитната стена.

В допълнение към описаната по-горе мрежова функционалност отвътре-навън, домашните рутери също действат като мрежов комутатор. Мрежовият комутатор е хардуер, който улеснява комуникацията между компютрите във вътрешна мрежа. Без функцията за превключване устройствата могат да говорят чрез маршрутизатора към по-големия интернет, но не и един към друг - нещо толкова просто, колкото да се копира MP3 от вашия лаптоп на работния плот през мрежата ще бъде невъзможно.

Повечето рутери имат четири Ethernet порта, които ви позволяват да включите четири устройства и да ги комуникирате чрез функцията за превключване. Ако имате нужда от повече от четири Ethernet връзки, ще трябва да преминете към маршрутизатор с по-голяма пристанищна банка (доста скъпо предложение, което обикновено увеличава до осем пристанища) или можете да вземете специален превключвател. Забележка: Трябва само да надстроите, ако свършите физически портове за твърди връзки. Ако имате само един компютър и един мрежов принтер, включен в маршрутизатора с четири порта (и всичко останало в мрежата ви е базиран на Wi-Fi), няма нужда да надграждате, за да получите физически портове. Това каза, нека да разгледаме мрежата със специален превключвател.

Въпреки че четири-портовата граница на супер-голямата част от домашните маршрутизатори е повече от достатъчна за повечето домашни потребители, последните 10 години доведоха до значително увеличение на броя на мрежовите устройства в дома. Не е необичайно да имате няколко компютъра, няколко игрови конзоли, медийни центрове, принтери, файлови сървъри и други, които всички се свързват с Ethernet LAN (докато можете да се измъкнете с поставянето на Wii в Wi-Fi мрежата за неща като специализирано видео стрийминг и достъп до медийния сървър е много за предпочитане да имат твърда връзка с линията). След като достигнете това ниво на насищане на устройството, е необходимо да добавите в превключвател с осем, 16 или повече портове, за да поддържате правилно растящата си домашна мрежа.

Като странична бележка, исторически хората често разчитаха на хъбове, защото бяха много по-евтини от скъпите ключове. Концентраторът е просто мрежово устройство, което не разглежда или не управлява никой от трафика, който идва през него - това е „тъпо” мрежово устройство, което всъщност взаимодейства с пакетите с данни и активно ги насочва. Тъй като хъбовете нямат компонент за управление, има чести сблъсъци между пакети, което води до цялостно намаляване на производителността. Хъбовете страдат от редица технически недостатъци, за които можете да прочетете тук. Потребителските мрежови комутатори намаляха цените си толкова рязко през последните 10 години, че много малко центрове вече са произведени (Netgear, един от най-големите производители на потребителски хъбове, вече не ги прави дори). Поради недостатъците на мрежовите хъбове и ниските цени на качествени потребителски мрежови комутатори не можем да препоръчаме използването на хъб. Когато можете да вземете напълно добър високоскоростен 8-портов комутатор за $ 25, няма основателна причина да използвате остаряла концентратор в домашната мрежа - ако ви интересува защо мрежовият администратор някога ще разположи хъб, можете да прочетете за него тук.

Връщане към темата за комутаторите: Превключвателите са отличен и евтин начин да увеличите размера на вашата домашна мрежа. Ако надхвърлите банката от четири порта на гърба на вашия рутер, най-простото нещо, което можете да направите, за да разширите мрежата си, е да закупите превключвател с подходящ брой пристанища. Изключете устройствата от маршрутизатора, включете всички устройства в ключа и след това включете превключвателя в маршрутизатора. Забележка: ключовете нямат абсолютно никаква функционалност за маршрутизация и не мога замени маршрутизатора. Вашият маршрутизатор вероятно има вграден четири-порт ключ, но това не означава, че вашият нов осем-портови посветен превключвател може да замени рутера ви - все още се нуждаете от рутер, който да посредничи между вашия модем и комутатора..

Декодиране на обозначенията на мрежовата скорост

Сега, когато имате ясна представа за това как точно трябва да бъде конфигурирана вашата мрежа, нека говорим за скоростта на мрежата. Има две основни означения, които ни интересуват: Ethernet и Wi-Fi. Нека първо разгледаме Ethernet.

Скоростите на Ethernet връзката са обозначени в 10BASE. Оригиналният протокол Ethernet, вече на 30 години, работи с максимална скорост от 10 Mbit / s. Fast Ethernet, въведена през 1995 г., увеличава скоростта до 100 Mbit / s. Gigabit Ethernet беше въведена малко след това през 1998 г., но доскоро не успя да се сдобие с голяма сила на потребителския пазар. Както подсказва името му, Gigabit Ethernet е способен на 1000 Mbit / s. Обикновено ще виждате тези обозначения, отбелязани в мрежовото оборудване и опаковките му като 10/100 или 10/100/1000, показващи коя версия на Ethernet е съвместима с устройството.

За да се възползвате максимално от максималните скорости, всички устройства в трансферната верига трябва да бъдат на или над желаната скорост. Например, да кажем, че имате медиен сървър в мазето си с инсталирана Gigabit Ethernet карта и медийна конзола във вашата всекидневна с Gigabit Ethernet карта, но вие свързвате двете заедно с превключвател 10/100. И двете устройства ще бъдат ограничени от тавана на 100 Mbit / s на ключа. В тази ситуация модернизирането на комутатора би увеличило значително производителността на вашата мрежа.

Извън прехвърлянето на големи файлове и поточно HD видео съдържание във вашата домашна мрежа, няма голяма нужда да излизате и да надграждате цялото оборудване до Gigabit. Ако използването на основната ви компютърна мрежа включва сърфиране в интернет и прехвърлянето на леки файлове 10/100 е повече от задоволително.

Разбиране на скоростите на Wi-Fi

Скоростите на Wi-Fi се обозначават с буква, а не по номер. За разлика от лесния за превеждане номер на мрежова скорост, който намираме с Ethernet, обозначенията за Wi-Fi действително се отнасят до проектните версии на мрежовия стандарт IEEE 802.11, който диктува параметрите на Wi-Fi протокола.

802.11b е първата версия, широко приета от потребителите. Устройствата 802.11b работят при максимално предаване от 11 Mbit / s, но скоростта е силно зависима от силата на сигнала и качеството на реалистично потребителите би трябвало да очакват 1-5 Mbit / s. Устройствата, които използват 802.11b, страдат от смущения от бебешки монитори, Bluetooth устройства, безжични телефони и други устройства с честотна лента 2.4GHz.

802,11 грама беше следващият голям потребителски ъпгрейд и повиши максималната скорост на предаване до 54 Mbit / s (реално около 22 Mbit / s отчитане за корекция на грешки и сила на сигнала). 802.11g страда от същия вид смущения от 2,4 GHz, които 802.11b прави.

802.11n Това е значителен ъпгрейд на Wi-Fi стандартите устройства, които използват многовходни антени с множествен изход (MIMO), за да работят както на 2.4GHz, така и на относително празни 5GHz ленти. 802.11n има теоретичен максимум от 300 Mbit / s, но с отчитане на корекцията на грешки и по-малко от идеални условия можете да очаквате скорости в диапазона 100-150 Mbit / s.

802.11ac е огромен ъпгрейд, който носи по-широки канали (80 или 160 MHz в сравнение с 40 MHz), повече пространствени потоци (до осем) и неща като формообразуване, които изпращат вълните директно към вашето устройство, вместо да скачат навсякъде, правейки нещата по-бързи , Колко по-бързо? Има някои модели, които могат да направят по един гигабит в секунда. Това е изключително бързо.

Подобно на Ethernet, Wi-Fi скоростите са ограничени от най-слабата връзка в директната мрежа. Ако имате Wi-Fi маршрутизатор с възможност за 802.11n, но вашият нетбук разполага само с Wi-Fi модул с 802.11g възможност, вие ще постигнете максимална скорост от 802.11g. В допълнение към ограниченията на скоростта има много належаща причина за изоставяне на най-стария популярен Wi-Fi протокол 802.11b. Ти трябва да използването на едно и също ниво на криптиране за всяко устройство във вашата мрежа и схемите за шифроване, достъпни за устройствата 802.11b, са слаби и са компрометирани (WEP криптиране, например, може да бъде компрометирано в рамките на няколко минути от умерено квалифицирано дете). Надстройването на Wi-Fi рутера и безжичното оборудване ви позволява да надстроите безжичното си криптиране, както и да се насладите на по-бързи скорости. Ако не сте направили нищо, за да защитите маршрутизатора си, сега е подходящо време да прочетете нашето ръководство за заключване на вашата Wi-Fi мрежа срещу проникване.

Също като Ethernet, обновявайки се до максималната скорост - в този случай 802.11n-е най-подходящ за хора, движещи се големи файлове и поточно HD видео. Надграждането до 802.11n ще окаже незначително влияние върху скоростта на сърфиране в мрежата, но ще окаже огромно влияние върху способността ви да предавате по безжичен път HD съдържание около дома ви.

В този момент вие се справяте как трябва да бъде уредена вашата домашна мрежа и имате разбиране за това какво означават обозначенията за скорост на мрежата и как те въздействат на вас и вашата мрежа. Време е да надстроите превключвателя, да пуснете нова Wi-Fi лента и да се насладите на по-добре оптимизирана домашна мрежа.