Verstehen von Routern, Switches und Netzwerkhardware

Heute werfen wir einen Blick auf die Heimvernetzungshardware: Was die einzelnen Teile tun, wann sie benötigt werden und wie sie am besten eingesetzt werden können. Lesen Sie weiter, um sich ein klareres Bild davon zu machen, was Sie zur Optimierung Ihres Heimnetzwerks benötigen.

Wann brauchen Sie einen Schalter? Ein Hub? Was genau macht ein Router? Benötigen Sie einen Router, wenn Sie einen einzigen Computer haben? Die Netzwerktechnologie kann ein recht undurchsichtiger Bereich des Studiums sein, aber mit den richtigen Begriffen und einem allgemeinen Überblick darüber ausgestattet, wie Geräte in Ihrem Heimnetzwerk funktionieren, können Sie Ihr Netzwerk mit Vertrauen einsetzen.

Verstehen der Heimvernetzung durch Netzwerkdiagramme

Anstatt mit einem Glossar der Netzwerkbegriffe anzufangen - und dabei mit einem technischen Begriff zu beginnen, der keinen einfachen Bezugspunkt bietet -, sollten wir uns die Netzwerkdiagramme ansehen. Hier ist die einfachste verfügbare Netzwerkkonfiguration: ein Computer, der direkt mit einem Modem verbunden ist, das seinerseits über eine Telefonleitung /cable/-Glasfaser-Uplink mit dem Internetdienstanbieter des Individuums verbunden ist.

Es wird nicht weniger kompliziert als diese Anordnung, aber es gibt einen Preis für die ultra-Einfachheit des Setups. Dieser Benutzer kann nicht mit einem Wi-Fi-Gerät auf das Internet zugreifen( also keinen Zugang für Smartphones, Tablets oder andere drahtlose Geräte) und er verliert die Vorteile eines Routers zwischen seinem Computer und dem größeren Internet. Lassen Sie uns einen Router vorstellen und die Vorteile eines solchen hervorheben. In der Abbildung unten haben wir zwei Elemente in das Netzwerk eingefügt: einen drahtlosen Router und einen Laptop, der über diese drahtlose Verbindung mit dem Netzwerk verbunden ist.

Wann sollten Sie einen Router verwenden? Angesichts der niedrigen Kosten für Heim-Router und der Vorteile, die sich aus der Installation eines solchen in Ihrem Netzwerk ergeben, sollten Sie immer einen Router verwenden( der fast immer eine Firewall-Funktion enthält).

Home-Router sind eigentlich eine Kombination aus drei Netzwerkkomponenten: einem Router, einer Firewall und einem Switch. In einer kommerziellen Umgebung werden die drei Hardwareteile getrennt gehalten, aber Consumer-Router sind fast immer eine Kombination aus Routing- und Switching-Komponenten mit einer hinzugefügten Firewall. Zuerst schauen wir uns an, was die Router-Funktion macht.

Auf der einfachsten Ebene verbindet ein Router zwei Netzwerke miteinander, das Netzwerk innerhalb Ihres Hauses( egal ob groß oder klein) und das Netzwerk außerhalb Ihres Hauses( in diesem Fall das Internet).Das von Ihrem ISP bereitgestellte Breitbandmodem eignet sich nur für die Verbindung eines einzelnen Computers mit dem Internet und enthält normalerweise keine Routing- oder Switch-Funktionen. Ein Router führt folgende Funktionen aus:

• IP Sharing: Ihr ISP weist Ihnen eine IP-Adresse zu. Wenn Sie einen Desktop, einen Laptop, eine Medienbox auf Ihrem Fernseher und ein iPad haben, wird diese eine IP-Adresse eindeutig nicht geschnitten. Ein Router verwaltet diese mehreren Verbindungen und stellt sicher, dass die richtigen Informationspakete an die richtigen Stellen gelangen. Ohne diese Funktion gäbe es keine Möglichkeit für eine Person auf dem Desktop und eine Person auf dem Laptop, beide im Internet zu surfen, da es keinen Unterschied geben würde, welcher Computer was anforderte.
• Netzwerkadressübersetzung( NAT) : Im Zusammenhang mit der IP-Freigabefunktion ändert NAT die Header in Informationspaketen, die in Ihr Netzwerk ein- und ausgehen, so dass sie an das richtige Gerät weitergeleitet werden. Stellen Sie sich NAT als eine sehr hilfsbereite Empfangsdame in Ihrem Router vor, die genau weiß, wo jedes ein- und ausgehende Paket hingehen soll, und die Abteilung entsprechend darauf abstempelt.
• Dynamische Hostkonfiguration: Ohne DHCP müssten Sie alle Hosts manuell konfigurieren und zu Ihrem Netzwerk hinzufügen. Dies bedeutet, dass jedes Mal, wenn ein neuer Computer das Netzwerk betritt, Sie ihm manuell eine Adresse im Netzwerk zuweisen müssen. DHCP macht das für Sie automatisch, so dass, wenn Sie Ihre XBOX in Ihren Router einstecken, Ihr Freund in Ihr drahtloses Netzwerk gelangt, oder Sie einen neuen Computer hinzufügen, eine Adresse zugewiesen wird, ohne dass eine menschliche Interaktion erforderlich ist.
• -Firewall: Router fungieren auf verschiedene Arten als Basis-Firewalls, einschließlich der automatischen Abweisung eingehender Daten, die nicht Teil eines fortlaufenden Austauschs zwischen einem Computer in Ihrem Netzwerk und der Außenwelt sind. Wenn Sie beispielsweise einen Musikstream von Pandora anfordern, sagt Ihr Router: "Wir erwarten Sie, kommen Sie rein", und dieser Datenstrom wird an das Gerät weitergeleitet, von dem die Anfrage stammt. Auf der anderen Seite, wenn ein plötzlicher Burst von Port-Probing von einer unbekannten Adresse kommt, fungiert Ihr Router als Türsteher und lehnt die Anfragen ab, wodurch Ihre Computer effektiv getarnt werden. Selbst für einen Benutzer mit einem einzigen Computer lohnt sich ein einfacher $ 50-Router allein für die Firewall-Funktionalität.

Zusätzlich zu der oben beschriebenen Innen-zu-Außen-Netzwerkfunktionalität fungieren Heim-Router auch als Netzwerk-Switch. Ein Netzwerk-Switch ist eine Hardware, die die Kommunikation zwischen Computern in einem internen Netzwerk erleichtert. Ohne die Switching-Funktion könnten die Geräte über den Router mit dem größeren Internet kommunizieren, aber nicht miteinander - etwas so Einfaches wie das Kopieren eines MP3 von Ihrem Laptop auf Ihren Desktop über das Netzwerk wäre unmöglich.

Die meisten Router verfügen über vier Ethernet-Ports, über die Sie vier Geräte anschließen und über die Switch-Funktion kommunizieren lassen können. Wenn Sie mehr als vier Ethernet-Verbindungen benötigen, müssen Sie ein Upgrade auf einen Router mit einer größeren Port-Bank durchführen( ein ziemlich teurer Vorschlag, der normalerweise nur bis zu acht Ports erhöht) oder Sie können einen dedizierten Switch verwenden. Hinweis: Sie müssen nur dann ein Upgrade durchführen, wenn Ihnen die physischen -Ports für feste Verbindungen ausgehen. Wenn Sie nur einen Computer und einen Netzwerkdrucker an Ihren Vier-Port-Router angeschlossen haben( und alles andere in Ihrem Netzwerk Wi-Fi-basiert ist), müssen Sie kein Upgrade durchführen, um physische Ports zu erhalten. Lassen Sie uns jedoch ein Netzwerk mit einem dedizierten Switch betrachten.

Obwohl das Vier-Port-Limit der meisten Heim-Router für die meisten Heimanwender mehr als ausreichend war, haben die letzten zehn Jahre die Anzahl der netzwerkfähigen Geräte im Heim deutlich erhöht. Es ist nicht ungewöhnlich, mehrere Computer, mehrere Spielkonsolen, Media Center, Drucker, Dateiserver und mehr, die alle mit dem Ethernet-LAN ​​verbinden( während Sie Ihre Wii auf das Wi-Fi-Netzwerk für Dinge wiededizierten Video-Streaming und Media-Server-Zugang ist es viel vorzuziehen, eine feste Verbindung zu haben).Sobald Sie diese Gerätesättigung erreicht haben, müssen Sie einen Switch mit acht, 16 oder mehr Ports hinzufügen, um Ihr wachsendes Heimnetzwerk richtig zu unterstützen.

Als eine Randnotiz vertrauten die Leute in der Vergangenheit oft auf Hubs, weil sie so viel billiger waren als teure Switches. Ein Hub ist ein einfaches Netzwerkgerät, das den Datenverkehr nicht überprüft oder verwaltet - es ist ein "dummes" Netzwerkgerät - im Gegensatz dazu interagieren Switches tatsächlich mit den Datenpaketen und leiten sie aktiv weiter. Da Hubs über keine Managementkomponente verfügen, kommt es häufig zu Kollisionen zwischen Paketen, was zu einer allgemeinen Leistungsminderung führt. Hubs leiden unter einer Reihe von technischen Mängeln, die Sie hier lesen können. Consumer-Grade-Switches sind in den letzten 10 Jahren so stark gesunken, dass nur sehr wenige Hubs überhaupt hergestellt werden( Netgear, einer der größten Hersteller von Consumer-Hubs, produziert diese nicht mehr).Aufgrund der Unzulänglichkeiten der Netzwerk-Hubs und der niedrigen Preise für hochwertige Consumer-Netzwerk-Switches können wir die Verwendung eines Hub nicht empfehlen. Wenn Sie einen perfekten, schnellen 8-Port-Switch für $ 25 kaufen können, gibt es keinen Grund, einen veralteten Hub in einem Heimnetzwerk zu verwenden. Wenn Sie neugierig sind, warum ein Netzwerkadministrator jemals einen Hub bereitstellen würde, können Sie darüber lesenHier.

Zurück zum Thema Switches: -Switches sind eine hervorragende und kostengünstige Möglichkeit, die Größe Ihres Heimnetzwerks zu erhöhen. Wenn Sie die Bank von vier Ports auf der Rückseite Ihres Routers entwachsen haben, ist das einfachste, was Sie tun können, um Ihr Netzwerk zu erweitern, einen Switch mit einer entsprechenden Anzahl von Ports zu kaufen. Trennen Sie die Geräte von Ihrem Router, schließen Sie alle Geräte an den Switch an und schließen Sie den Switch dann an den Router an. Hinweis: Switches haben absolut keine Routing-Funktionalität und kann nicht an die Stelle eines Routers treten. In Ihrem Router ist wahrscheinlich ein Switch mit vier Ports eingebaut, aber das bedeutet nicht, dass Ihr dedizierter Switch mit acht Ports Ihren Router ersetzen kann - Sie benötigen den Router, um zwischen Ihrem Modem und Switch zu vermitteln.

Decoding Network Speed ​​Designation

Nachdem Sie nun ein klares Bild davon haben, wie Ihr Netzwerk physikalisch konfiguriert sein sollte, sprechen wir über die Netzwerkgeschwindigkeit. Es gibt zwei Hauptbezeichnungen, an denen wir interessiert sind: Ethernet und Wi-Fi. Werfen wir zuerst einen Blick auf Ethernet.

Ethernet-Verbindungsgeschwindigkeiten werden in 10BASE bezeichnet. Das ursprüngliche Ethernet-Protokoll, jetzt 30 Jahre alt, arbeitete mit einer maximalen Geschwindigkeit von 10 Mbit / s. Fast Ethernet, das 1995 eingeführt wurde, erhöhte die Geschwindigkeit auf 100 Mbit / s. Gigabit Ethernet wurde kurz darauf 1998 eingeführt, hat aber bis vor kurzem auf dem Verbrauchermarkt wenig an Bedeutung gewonnen. Wie der Name schon sagt, ist Gigabit-Ethernet in der Lage, 1000 Mbit / s zu übertragen. Diese Bezeichnungen werden häufig auf Netzwerkgeräten und deren Verpackung als 10/100 oder 10 /100/ 1000 angezeigt, die anzeigen, mit welcher Ethernet-Version das Gerät kompatibel ist.

Um die maximalen Geschwindigkeiten voll ausnutzen zu können, müssen alle Geräte in der Übertragungskette die von Ihnen gewünschte Geschwindigkeit erreichen. Angenommen, Sie haben einen Medienserver in Ihrem Keller mit einer Gigabit-Ethernet-Karte und eine Medienkonsole in Ihrem Wohnzimmer mit einer Gigabit-Ethernet-Karte, aber Sie verbinden die beiden zusammen mit einem 10/100-Switch. Beide Geräte werden durch die Obergrenze von 100 Mbit / s am Switch begrenzt. In dieser Situation würde ein Upgrade des Switches die Netzwerkleistung erheblich verbessern.

Abgesehen von der Übertragung großer Dateien und dem Streamen von HD-Videoinhalten über Ihr Heimnetzwerk ist es nicht erforderlich, alle Geräte auf Gigabit hochzurüsten. Wenn Ihr primäres Computernetzwerk das Browsen im Web und das leichte Übertragen von Dateien erfordert, ist 10/100 mehr als zufriedenstellend.

Wi-Fi-Geschwindigkeiten verstehen

Wi-Fi-Geschwindigkeiten werden durch Buchstaben und nicht durch Nummern angegeben. Anders als die einfach zu übersetzende Nummer-als-Netzwerk-Geschwindigkeit-Bezeichnung, die wir bei Ethernet finden, beziehen sich die Wi-Fi-Bezeichnungen tatsächlich auf die Entwurfsversionen des Netzwerkstandards IEEE 802.11, der die Parameter des Wi-Fi-Protokolls diktiert.

802.11b war die erste Version, die von den Verbrauchern weitgehend übernommen wurde.802.11b-Geräte arbeiten mit einer maximalen Übertragungsrate von 11 Mbit / s, aber die Geschwindigkeit hängt stark von der Signalstärke und der Qualität ab - realistischerweise sollten Anwender mit 1-5 Mbit / s rechnen. Geräte, die 802.11b verwenden, leiden unter Interferenzen von Babyphones, Bluetooth-Geräten, schnurlosen Telefonen und anderen 2,4-GHz-Bandgeräten.

802.11g war der nächste große Verbraucher-Upgrade und erhöhte die maximale Übertragung auf 54 Mbit / s( realistisch etwa 22 Mbit / s für Fehlerkorrektur und Signalstärke).802.11g leidet unter der gleichen Art von 2,4-GHz-Bandinterferenz wie 802.11b.

802.11n ist eine wesentliche Verbesserung der Wi-Fi-Standards - Geräte verwenden Multiple-Input-Multiple-Output-Antennen( MIMO), um sowohl mit 2,4 GHz als auch mit relativ leeren 5 GHz-Bändern zu arbeiten.802.11n hat ein theoretisches Maximum von 300 Mbit / s, aber unter Berücksichtigung von Fehlerkorrektur und weniger als idealen Bedingungen können Sie Geschwindigkeiten im Bereich von 100-150 Mbit / s erwarten.

802.11ac ist ein riesiges Upgrade, das breitere Kanäle( 80 oder 160 MHz im Vergleich zu 40 MHz), mehr räumliche Streams( bis zu acht) und Dinge wie Beamforming bietet, die die Wellen direkt an Ihr Gerät senden, anstatt herumzuprallen, Dinge viel schneller machen. Wie viel schneller? Es gibt einige Modelle, die ein Gigabit pro Sekunde ausführen können. Es ist extrem schnell.

Wie bei Ethernet sind Wi-Fi-Geschwindigkeiten durch das schwächste Glied im direkten Netzwerk begrenzt. Wenn Sie einen 802.11n-fähigen Wi-Fi-Router haben, Ihr Netbook jedoch nur über ein 802.11g-fähiges Wi-Fi-Modul verfügt, erreichen Sie die 802.11g-Geschwindigkeit. Neben den Geschwindigkeitsbegrenzungen gibt es einen dringenden Grund, auf das älteste populäre Wi-Fi-Protokoll 802.11b zu verzichten. Ihr muss für jedes Gerät in Ihrem Netzwerk dieselbe Verschlüsselungsstufe verwenden, und die für 802.11b-Geräte verfügbaren Verschlüsselungsschemata sind schwach und wurden kompromittiert( z. B. kann WEP-Verschlüsselung innerhalb von Minuten von einem mäßig qualifizierten Benutzer kompromittiert werden)Kind).Durch die Aktualisierung Ihres WLAN-Routers und Ihrer Wireless-Geräte können Sie die drahtlose Verschlüsselung verbessern und höhere Geschwindigkeiten genießen. Wenn Sie noch nichts getan haben, um Ihren Router zu sichern, sollten Sie unseren Leitfaden zum Sperren Ihres WLAN-Netzwerks gegen unbefugte Zugriffe lesen.

Ähnlich wie bei Ethernet eignet sich das Upgrade auf die maximale Geschwindigkeit - in diesem Fall 802.11n - am besten für Personen, die große Dateien verschieben und HD-Videos streamen. Das Upgrade auf 802.11n hat zwar nur einen geringen Einfluss auf die Geschwindigkeit Ihres Internet-Browsing, hat aber einen enormen Einfluss auf Ihre Fähigkeit, HD-Inhalte kabellos zu Hause zu streamen.

An diesem Punkt haben Sie einen Überblick darüber, wie Ihr Heimnetzwerk aufgebaut werden muss und Sie verstehen, was die Netzwerkgeschwindigkeitsbezeichnungen bedeuten und wie sie Sie und Ihr Netzwerk beeinflussen. Es ist Zeit, Ihren Switch zu aktualisieren, eine neue WLAN-Bandbreite bereitzustellen und ein besser optimiertes Heimnetzwerk zu nutzen.