ทำความเข้าใจกับเราเตอร์สวิตช์และฮาร์ดแวร์เครือข่าย

วันนี้เรากำลังดูฮาร์ดแวร์เครือข่ายในบ้าน: สิ่งที่แต่ละชิ้นทำเมื่อคุณต้องการและวิธีที่ดีที่สุดในการปรับใช้ อ่านต่อเพื่อให้ได้ภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่คุณต้องการเพื่อปรับเครือข่ายภายในบ้านให้เหมาะสม.

คุณต้องการสวิตช์เมื่อใด ฮับ เราเตอร์ทำอะไรกันแน่ คุณต้องการเราเตอร์หรือไม่ถ้าคุณมีคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว? เทคโนโลยีเครือข่ายอาจเป็นพื้นที่การศึกษาที่ค่อนข้างลึกลับ แต่มีข้อกำหนดที่เหมาะสมและภาพรวมทั่วไปของการทำงานของอุปกรณ์บนเครือข่ายในบ้านของคุณคุณสามารถปรับใช้เครือข่ายของคุณได้อย่างมั่นใจ.

การทำความเข้าใจระบบเครือข่ายภายในบ้านผ่านแผนภาพเครือข่าย

แทนที่จะเริ่มต้นด้วยอภิธานศัพท์ของข้อตกลงเครือข่าย - และในกระบวนการดังกล่าวคุณจะได้คำศัพท์ทางเทคนิคที่ไม่มีจุดอ้างอิงที่ง่าย - มาดำดิ่งลงไปดูไดอะแกรมเครือข่าย นี่คือการกำหนดค่าเครือข่ายที่ง่ายที่สุดที่มีอยู่: คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อโดยตรงกับโมเด็มซึ่งจะเชื่อมโยงผ่านสายโทรศัพท์ / เคเบิล / ไฟเบอร์ออปติกอัปลิงค์ไปยังผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตของแต่ละบุคคล.

มันไม่ได้ซับซ้อนน้อยกว่าการจัดเรียงนี้ แต่มีราคาที่จะจ่ายสำหรับการตั้งค่าที่เรียบง่ายเป็นพิเศษ ผู้ใช้รายนี้ไม่สามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตด้วยอุปกรณ์ Wi-Fi (ไม่สามารถเข้าถึงสมาร์ทโฟนแท็บเล็ตหรืออุปกรณ์ไร้สายอื่น ๆ ) และสูญเสียประโยชน์ของการมีเราเตอร์ระหว่างคอมพิวเตอร์และอินเทอร์เน็ตที่ใหญ่กว่า มาแนะนำเราเตอร์และเน้นประโยชน์ของการใช้ ในแผนภาพด้านล่างเราได้แนะนำสององค์ประกอบเข้ากับเครือข่าย: เราเตอร์ไร้สายและแล็ปท็อปที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายผ่านการเชื่อมต่อไร้สายนั้น.

คุณควรใช้เราเตอร์เมื่อใด ให้เราเตอร์ต้นทุนต่ำในบ้านและรับประโยชน์จากการติดตั้งบนเครือข่ายของคุณ คุณควรใช้เราเตอร์ (ซึ่งมักจะรวมถึงคุณสมบัติไฟร์วอลล์).

โฮมเราเตอร์นั้นเป็นการรวมกันของส่วนประกอบเครือข่ายสามอย่าง: เราเตอร์ไฟร์วอลล์และสวิตช์ ในการตั้งค่าเชิงพาณิชย์ฮาร์ดแวร์ทั้งสามชิ้นจะถูกเก็บไว้แยกจากกัน แต่เราเตอร์สำหรับผู้บริโภคมักจะเป็นการรวมกันของทั้งการกำหนดเส้นทางและส่วนประกอบการสลับกับไฟร์วอลล์ที่เพิ่มเข้ามาเพื่อการวัดที่ดี ก่อนอื่นเรามาดูสิ่งที่ฟังก์ชั่นเราเตอร์ทำ.

ในระดับพื้นฐานที่สุดเราเตอร์จะเชื่อมโยงเครือข่ายสองเครือข่ายเข้าด้วยกันเครือข่ายภายในบ้านของคุณ (ไม่ว่าเล็กหรือใหญ่) และเครือข่ายนอกบ้าน (ในกรณีนี้คืออินเทอร์เน็ต) โมเด็มบรอดแบนด์ที่ ISP ของคุณให้ไว้นั้นเหมาะสำหรับการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวกับอินเทอร์เน็ตและโดยปกติแล้วจะไม่มีการกำหนดเส้นทางหรือการสลับการทำงานใด ๆ เราเตอร์ทำหน้าที่ดังต่อไปนี้:

• การแบ่งปัน IP: ISP ของคุณกำหนดที่อยู่ IP เดียวให้คุณ หากคุณมีเดสก์ท็อปแล็ปท็อปกล่องสื่อบนทีวีของคุณและ iPad ว่าที่อยู่ IP หนึ่งจะไม่ถูกตัดออก เราเตอร์จัดการการเชื่อมต่อที่หลากหลายเหล่านั้นและตรวจสอบให้แน่ใจว่าแพ็คเก็ตข้อมูลที่ถูกต้องไปยังสถานที่ที่เหมาะสม หากไม่มีฟังก์ชั่นนี้จะไม่มีทางที่บุคคลบนเดสก์ท็อปและบุคคลบนแล็ปท็อปจะเรียกดูทั้งเว็บเพราะจะไม่มีความแตกต่างระหว่างคอมพิวเตอร์เครื่องใดที่ขออะไร.
• การแปลที่อยู่เครือข่าย (NAT): ที่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชั่นการแบ่งปัน IP NAT จะแก้ไขส่วนหัวในแพ็คเก็ตของข้อมูลที่เข้าและออกจากเครือข่ายของคุณเพื่อให้พวกเขาได้รับการส่งไปยังอุปกรณ์ที่เหมาะสม คิดว่า NAT เป็นพนักงานต้อนรับที่มีประโยชน์มากภายในเราเตอร์ของคุณที่รู้ว่าทุกแพคเกจขาเข้า / ขาออกควรไปและประทับตราแผนกไว้.
• การกำหนดค่าโฮสต์แบบไดนามิก: หากไม่มี DHCP คุณจะต้องกำหนดค่าและเพิ่มโฮสต์ทั้งหมดในเครือข่ายของคุณด้วยตนเอง ซึ่งหมายความว่าทุกครั้งที่คอมพิวเตอร์เครื่องใหม่เข้าสู่เครือข่ายคุณจะต้องกำหนดที่อยู่บนเครือข่ายด้วยตนเอง DHCP ทำเพื่อคุณโดยอัตโนมัติเมื่อคุณเสียบ XBOX ของคุณกับเราเตอร์เพื่อนของคุณจะเข้าสู่เครือข่ายไร้สายหรือเพิ่มคอมพิวเตอร์ใหม่ที่อยู่จะถูกกำหนดโดยไม่ต้องมีการโต้ตอบกับคน.
• Firewall: เราเตอร์ทำหน้าที่เป็นไฟร์วอลล์พื้นฐานในหลากหลายวิธีรวมถึงการปฏิเสธข้อมูลที่เข้ามาโดยอัตโนมัติซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการแลกเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องระหว่างคอมพิวเตอร์ภายในเครือข่ายของคุณและโลกภายนอก ตัวอย่างเช่นหากคุณขอกระแสเพลงจาก Pandora เราเตอร์ของคุณจะพูดว่า“ เราคาดหวังว่าคุณจะเข้ามา” และกระแสข้อมูลนั้นจะถูกนำไปยังอุปกรณ์ที่ส่งคำขอ ในทางตรงกันข้ามหากพอร์ตการตรวจสอบพอร์ตที่ส่งมาจากที่อยู่ที่ไม่รู้จักเราเตอร์ของคุณทำหน้าที่เป็นคนโกหกและปฏิเสธคำร้องขอ แม้สำหรับผู้ใช้ที่มีคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวเราเตอร์ $ 50 แบบง่าย ๆ ก็คุ้มค่าสำหรับฟังก์ชั่นไฟร์วอลล์เพียงอย่างเดียว.

นอกเหนือจากฟังก์ชั่นเครือข่ายจากภายในสู่ภายนอกที่ระบุไว้ข้างต้นเราเตอร์ในบ้านยังทำหน้าที่เป็นสวิตช์เครือข่าย สวิตช์เครือข่ายเป็นชิ้นส่วนของฮาร์ดแวร์ที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายภายใน หากไม่มีฟังก์ชั่นการสลับอุปกรณ์จะสามารถพูดคุยผ่านเราเตอร์ไปยังอินเทอร์เน็ตที่ดีกว่า แต่ไม่ได้เชื่อมต่อซึ่งกันและกัน - เป็นเรื่องง่ายเหมือนการคัดลอก MP3 จากแล็ปท็อปของคุณไปยังเดสก์ท็อปของคุณผ่านเครือข่าย.

เราเตอร์ส่วนใหญ่มีพอร์ตอีเธอร์เน็ตสี่พอร์ตซึ่งอนุญาตให้คุณต่ออุปกรณ์สี่อุปกรณ์และให้พวกเขาสื่อสารผ่านฟังก์ชั่นสวิตช์ หากคุณต้องการการเชื่อมต่ออีเธอร์เน็ตมากกว่าสี่การเชื่อมต่อคุณจะต้องอัปเกรดเป็นเราเตอร์ด้วยพอร์ตธนาคารที่มีขนาดใหญ่กว่า (ข้อเสนอที่ค่อนข้างแพงซึ่งโดยปกติจะเพิ่มคุณสูงสุดแปดพอร์ต) หรือคุณสามารถเลือกสวิตช์เฉพาะ หมายเหตุ: คุณจะต้องอัปเกรดถ้าคุณหมด กายภาพ พอร์ตสำหรับการเชื่อมต่อสายแข็ง หากคุณมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวและเครื่องพิมพ์บนเครือข่ายหนึ่งเครื่องต่ออยู่กับเราเตอร์สี่พอร์ตของคุณ (และทุกอย่างในเครือข่ายของคุณใช้ Wi-Fi) ไม่จำเป็นต้องอัพเกรดเพื่อรับพอร์ตทางกายภาพ ที่กล่าวว่ามาดูเครือข่ายที่มีสวิตช์เฉพาะ.

แม้ว่าขีด จำกัด สี่พอร์ตสำหรับเราเตอร์ที่ใช้ในบ้านส่วนใหญ่นั้นมากเกินพอสำหรับผู้ใช้ตามบ้านส่วนใหญ่ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมาได้นำจำนวนอุปกรณ์เครือข่ายภายในบ้านเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะมีคอมพิวเตอร์หลายเครื่องคอนโซลเกมหลายแห่งมีเดียเซ็นเตอร์เครื่องพิมพ์ไฟล์เซิร์ฟเวอร์และอีกมากมายที่ทุกคนเชื่อมต่อกับ Ethernet LAN (ในขณะที่คุณอาจหลีกเลี่ยงการวาง Wii ไว้บนเครือข่าย Wi-Fi สำหรับสิ่งต่าง ๆ เช่น การสตรีมมิ่งวิดีโอโดยเฉพาะและการเข้าถึงเซิร์ฟเวอร์สื่อเป็นสิ่งที่ดีกว่ามากหากมีการเชื่อมต่อสายอย่างหนัก) เมื่อคุณถึงระดับความอิ่มตัวของอุปกรณ์นั้นแล้วคุณจำเป็นต้องเพิ่มสวิตช์ที่มีพอร์ตแปด, 16 หรือมากกว่าเพื่อรองรับเครือข่ายในบ้านที่กำลังเติบโตอย่างถูกต้อง.

ในฐานะที่เป็นบันทึกด้านข้าง, คนในอดีตมักจะอาศัยอยู่ในฮับเพราะพวกเขาถูกกว่าสวิตช์ราคาแพงมาก ฮับเป็นอุปกรณ์เครือข่ายแบบง่าย ๆ ที่ไม่ตรวจสอบหรือจัดการการรับส่งข้อมูลใด ๆ ที่ผ่านมา - มันเป็นอุปกรณ์เครือข่ายที่ "โง่" โดยสวิตช์ความคมชัดจริง ๆ โต้ตอบกับแพ็คเก็ตข้อมูล เนื่องจากฮับไม่มีคอมโพเนนต์การจัดการจึงมีการชนกันบ่อยครั้งระหว่างแพ็คเก็ตซึ่งทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมลดลง ฮับประสบปัญหาข้อบกพร่องทางเทคนิคจำนวนหนึ่งซึ่งคุณสามารถอ่านได้ที่นี่ สวิตช์เครือข่ายระดับผู้บริโภคลดราคาลงอย่างมากในช่วง 10 ปีที่ผ่านมาซึ่งมีเพียงไม่กี่ฮับที่ผลิตได้อีกต่อไป (Netgear ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ผลิตฮับผู้บริโภครายใหญ่ที่สุด เนื่องจากข้อบกพร่องของฮับเครือข่ายและราคาสวิตช์เครือข่ายคุณภาพต่ำระดับผู้บริโภค เราไม่สามารถแนะนำให้ใช้ฮับ. เมื่อคุณสามารถเลือกสวิตช์ 8 พอร์ตความเร็วสูงที่ดีอย่างสมบูรณ์แบบในราคา $ 25 ไม่มีเหตุผลที่ดีที่จะใช้ฮับที่ล้าสมัยบนเครือข่ายในบ้านหากคุณสงสัยว่าทำไมผู้ดูแลระบบเครือข่ายจึงปรับใช้ฮับที่คุณสามารถอ่านได้ ที่นี่.

กลับไปที่หัวข้อสวิตช์: สวิตช์เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมและราคาไม่แพงในการเพิ่มขนาดของเครือข่ายในบ้านของคุณ. หากคุณเจริญเร็วกว่าพอร์ตสี่พอร์ตที่ด้านหลังของเราเตอร์สิ่งที่ง่ายที่สุดที่คุณสามารถทำได้เพื่อขยายเครือข่ายของคุณคือซื้อสวิตช์ด้วยจำนวนพอร์ตที่เหมาะสม ถอดปลั๊กอุปกรณ์จากเราเตอร์ของคุณเสียบอุปกรณ์ทั้งหมดเข้ากับสวิตช์แล้วเสียบสวิตช์เข้ากับเราเตอร์ หมายเหตุ: สวิตช์ไม่มีฟังก์ชันการกำหนดเส้นทางและ ไม่ได้ แทนที่เราเตอร์ เราเตอร์ของคุณมีสวิตช์สี่พอร์ตในตัว แต่ไม่ได้หมายความว่าสวิตช์เฉพาะแปดพอร์ตใหม่ของคุณสามารถแทนที่เราเตอร์ของคุณได้คุณยังต้องใช้เราเตอร์เพื่อเป็นสื่อกลางระหว่างโมเด็มและสวิตช์ของคุณ.

การถอดรหัสการกำหนดความเร็วเครือข่าย

ตอนนี้คุณมีภาพที่ชัดเจนว่าเครือข่ายของคุณควรได้รับการกำหนดค่าทางร่างกายอย่างไรลองมาพูดคุยเกี่ยวกับความเร็วเครือข่าย มีสองการกำหนดหลักที่เราสนใจคือ Ethernet และ Wi-Fi ลองดูที่อีเทอร์เน็ตก่อน.

ความเร็วการเชื่อมต่ออีเธอร์เน็ตถูกกำหนดไว้ใน 10BASE โปรโตคอลอีเธอร์เน็ตดั้งเดิมตอนนี้อายุ 30 ปีดำเนินการด้วยความเร็วสูงสุด 10 Mbit / s Fast Ethernet เปิดตัวในปี 1995 เพิ่มความเร็วเป็น 100 Mbit / s Gigabit Ethernet เปิดตัวหลังจากนั้นในปี 1998 แต่ไม่ได้รับแรงฉุดมากนักในตลาดผู้บริโภคจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ตามชื่อของมันแนะนำ Gigabit Ethernet สามารถรองรับ 1,000 Mbit / s โดยทั่วไปคุณจะเห็นการตั้งค่าเหล่านี้ระบุไว้ในอุปกรณ์เครือข่ายและบรรจุภัณฑ์ในรูปแบบ 10/100 หรือ 10/100/1000 เพื่อระบุว่าอุปกรณ์ Ethernet รุ่นใดที่เข้ากันได้กับ.

เพื่อที่จะใช้ประโยชน์จากความเร็วสูงสุดอย่างเต็มที่อุปกรณ์ทั้งหมดในห่วงโซ่การถ่ายโอนจำเป็นต้องมีระดับหรือสูงกว่าระดับความเร็วที่คุณต้องการ ตัวอย่างเช่นสมมติว่าคุณมีเซิร์ฟเวอร์สื่อในห้องใต้ดินที่ติดตั้งการ์ด Gigabit Ethernet และคอนโซลสื่อในห้องนั่งเล่นของคุณด้วยการ์ด Gigabit Ethernet แต่คุณเชื่อมต่อทั้งสองเข้าด้วยกันด้วยสวิตช์ 10/100 อุปกรณ์ทั้งสองจะถูก จำกัด ด้วยเพดาน 100 Mbit / s บนสวิตช์ ในสถานการณ์นี้การอัพเกรดสวิตช์จะเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่ายของคุณอย่างมาก.

นอกเหนือจากการถ่ายโอนไฟล์ขนาดใหญ่และการสตรีมเนื้อหาวิดีโอความละเอียดสูงผ่านเครือข่ายภายในบ้านของคุณคุณไม่จำเป็นต้องออกไปข้างนอกและอัปเกรดอุปกรณ์ทั้งหมดเป็น Gigabit หากการใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์หลักของคุณเกี่ยวข้องกับการท่องเว็บและการถ่ายโอนไฟล์แสง 10/100 นั้นดีกว่าน่าพอใจ.

ทำความเข้าใจกับความเร็วของ Wi-Fi

ความเร็วของ Wi-Fi กำหนดโดยตัวอักษรไม่ใช่ตามจำนวน ซึ่งแตกต่างจากความง่ายในการแปลการกำหนดหมายเลขตามเครือข่ายความเร็วที่เราค้นหาด้วยอีเธอร์เน็ตการกำหนด Wi-Fi จริง ๆ แล้วอ้างอิงถึงร่างมาตรฐานมาตรฐาน IEEE 802.11 ระบบเครือข่ายที่กำหนดพารามิเตอร์ของโปรโตคอล Wi-Fi.

802.11b เป็นรุ่นแรกที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากผู้บริโภค อุปกรณ์ 802.11b ทำงานที่การส่งข้อมูลสูงสุดที่ 11 Mbit / s แต่ความเร็วนั้นขึ้นอยู่กับความแรงของสัญญาณและผู้ใช้ที่มีคุณภาพตามความเป็นจริงควรคาดหวังที่ 1-5 Mbit / s อุปกรณ์ที่ใช้ 802.11b ประสบกับสัญญาณรบกวนจากอุปกรณ์เฝ้าดูเด็กอุปกรณ์บลูทู ธ โทรศัพท์ไร้สายและอุปกรณ์แบนด์ 2.4GHz อื่น ๆ.

802.11g เป็นการอัพเกรดผู้บริโภครายใหญ่ครั้งต่อไปและเพิ่มการส่งสูงสุดถึง 54 Mbit / s (สมจริงประมาณ 22 Mbit / s บัญชีสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดและความแรงของสัญญาณ) 802.11g ได้รับผลกระทบจากคลื่นรบกวนย่านความถี่ 2.4GHz แบบเดียวกับที่ 802.11b ทำ.

802.11n เป็นการอัพเกรดครั้งสำคัญสำหรับอุปกรณ์มาตรฐาน Wi-Fi ที่ใช้เสาอากาศหลายช่องสัญญาณ (MIMO) แบบหลายอินพุตเพื่อใช้งานได้ทั้งในย่านความถี่ 2.4GHz และย่านความถี่ 5GHz ที่ค่อนข้างว่างเปล่า 802.11n มีค่าสูงสุดทางทฤษฎีที่ 300 Mbit / s แต่การบัญชีสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดและน้อยกว่าเงื่อนไขในอุดมคติที่คุณสามารถคาดหวังความเร็วในช่วง 100-150 Mbit / s.

802.11ac เป็นการอัปเกรดขนาดใหญ่ที่นำช่องสัญญาณที่กว้างขึ้น (80 หรือ 160 MHz เทียบกับ 40 MHz), ช่องว่างที่มากขึ้น (มากถึงแปด) และสิ่งต่าง ๆ เช่น beamforming ซึ่ง sorta ส่งคลื่นไปยังอุปกรณ์ของคุณโดยตรง . เร็วเท่าไหร่ มีบางรุ่นที่สามารถทำได้หนึ่งกิกะบิตต่อวินาที มันเร็วมาก.

เช่นเดียวกับอีเธอร์เน็ตความเร็วของ Wi-Fi ถูก จำกัด โดยจุดอ่อนที่สุดในเครือข่ายโดยตรง หากคุณมีเราเตอร์ Wi-Fi ที่รองรับ 802.11n แต่เน็ตบุ๊กของคุณมีเฉพาะโมดูล Wi-Fi ที่ใช้ 802.11g คุณจะได้ความเร็วสูงสุดที่ 802.11g นอกเหนือจากข้อ จำกัด ความเร็วแล้วยังมีเหตุผลที่เร่งด่วนมากสำหรับการละทิ้งโปรโตคอล Wi-Fi ยอดนิยมที่เก่าแก่ที่สุด 802.11b คุณ ต้อง ใช้การเข้ารหัสระดับเดียวกันบนทุกอุปกรณ์ในเครือข่ายของคุณและรูปแบบการเข้ารหัสที่มีอยู่ในอุปกรณ์ 802.11b นั้นอ่อนแอและไม่ปลอดภัย (การเข้ารหัส WEP เช่นสามารถถูกบุกรุกในเวลาไม่กี่นาทีโดยเด็กที่มีทักษะระดับปานกลาง) การอัปเกรดเราเตอร์ Wi-Fi และอุปกรณ์ไร้สายของคุณช่วยให้คุณสามารถอัพเกรดการเข้ารหัสแบบไร้สายรวมทั้งเพลิดเพลินไปกับความเร็วที่เร็วขึ้น หากคุณยังไม่ได้ทำอะไรเพื่อรักษาความปลอดภัยให้กับเราเตอร์ของคุณตอนนี้จะเป็นเวลาที่เหมาะสมในการอ่านคำแนะนำของเราเพื่อล็อคเครือข่าย Wi-Fi ของคุณจากการบุกรุก.

เช่นเดียวกับอีเธอร์เน็ตการอัพเกรดเป็นความเร็วสูงสุดในกรณีนี้ 802.11n เหมาะที่สุดสำหรับผู้ที่กำลังย้ายไฟล์ขนาดใหญ่และการสตรีมวิดีโอ HD การอัปเกรดเป็น 802.11n จะมีผลกระทบเล็กน้อยต่อความเร็วในการท่องเว็บของคุณ แต่จะมีผลกระทบอย่างมากต่อความสามารถในการสตรีมเนื้อหา HD แบบไร้สายรอบ ๆ บ้านของคุณ.

ณ จุดนี้คุณจะได้ทราบว่าเครือข่ายในบ้านของคุณจะต้องมีการวางโครงสร้างอย่างไรและคุณมีความเข้าใจในการกำหนดความเร็วเครือข่ายและความหมายของเครือข่ายที่มีผลต่อคุณและเครือข่ายของคุณ ถึงเวลาที่จะอัพเกรดสวิตช์ของคุณแผ่แบนด์วิดท์ Wi-Fi ใหม่และเพลิดเพลินกับเครือข่ายภายในบ้านที่ดีขึ้น.