Η χρήση του οικιακού σας δικτύου είναι τόσο εύκολη όσο η πληκτρολόγηση ενός κωδικού πρόσβασης και το άνοιγμα της εφαρμογής Netflix για να παρακολουθήσετε μια ταινία, αλλά το δίκτυό σας και όλα όσα χρειάζονται για να λειτουργεί τόσο απρόσκοπτα είναι πιθανώς οι πιο περίπλοκες και μοναδικές συσκευές που διαθέτετε.
Τα οικιακά δίκτυα υπάρχουν για να επιτρέπουν στις ψηφιακές συσκευές να μιλούν μεταξύ τους και με άλλες συσκευές στον κόσμο μέσω ενός παγκόσμιου δικτύου που ονομάζεται Διαδίκτυο. Αν και δεν χρειάζεται να κατανοήσετε ακριβώς πώς λειτουργεί το οικιακό σας δίκτυο για να το απολαύσετε, το να περάσετε λίγο χρόνο κάτω από την κουκούλα θα σας δώσει μια εκτίμηση για την τεχνολογία και θα διευκολύνει την αντιμετώπιση προβλημάτων που εμφανίζονται.
Το οικιακό σας δίκτυο είναι ένα μίνι Διαδίκτυο
Το διαδίκτυο είναι συντομογραφία του «internetwork», ένα παγκόσμιο δίκτυο συνδεδεμένων LAN (Local Area Networks) που περιλαμβάνει διακομιστές ιστού, υπηρεσίες ροής και cloud, διακομιστές παιχνιδιών και πολλά άλλα.
Το οικιακό σας δίκτυο είναι το ίδιο πράγμα, αλλά απλώς μικρότερο και περιορίζεται στο σπίτι σας. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για το πώς το οικιακό σας δίκτυο είναι σαν ένα μίνι Διαδίκτυο, ρίξτε μια ματιά σε Ποιος κατέχει το Διαδίκτυο; Αρχιτεκτονική Ιστού Εξηγείται για μια απλή εξήγηση του πολύπλοκου μηχανήματος που είναι το Διαδίκτυο.
Το οικιακό σας δίκτυο μιλάει μια ειδική γλώσσα
Εκτός από το ότι μοιάζουν φυσικά με το διαδίκτυο στο σύνολό του, ένας άλλος κρίσιμος τρόπος με τον οποίο το οικιακό σας δίκτυο και το διαδίκτυο είναι το ίδιο είναι η «γλώσσα» που μιλούν. Σήμερα το καθολικό πρωτόκολλο δικτύου είναι το TCP/IP (Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης/Πρωτόκολλο Διαδικτύου) και είναι το κλειδί για να κάνουμε τα δεδομένα να πηγαίνουν εκεί που υποτίθεται.
Σε ένα δίκτυο TCP/IP, όλα τα δεδομένα που αποστέλλονται μέσω του δικτύου χωρίζονται σε “πακέτα”. Φανταστείτε να μετατρέψετε μια εικόνα σε παζλ με χιλιάδες κομμάτια. Στη συνέχεια, πάρτε κάθε κομμάτι και βάλτε το σε ένα φάκελο ξεχωριστά. Στο φάκελο, γράψτε τη διεύθυνση του αποστολέα και του παραλήπτη. Συμπεριλάβετε επίσης πληροφορίες σε κάθε φάκελο που περιγράφουν πού πηγαίνει κάθε κομμάτι για την ανακατασκευή της αρχικής εικόνας.
Τώρα, ταχυδρομήστε χιλιάδες φακέλους στον παραλήπτη και θα τον ξαναφτιάξουν στο τέλος τους. Δεν έχει σημασία αν οι φάκελοι φτάνουν εκτός σειράς, αλλά αν κάποιοι χαθούν, θα λάβετε επιστολές που θα ζητούν νέα αντίγραφα των κομματιών που λείπουν.
Βασική Τοπογραφία Οικιακού Δικτύου
Θα εξηγήσουμε τη δουλειά κάθε στοιχείου δικτύου λεπτομερώς παρακάτω, αλλά για να σας βοηθήσουμε να προσανατολιστείτε, ας σκιαγραφήσουμε πώς μοιάζει σήμερα ένα τυπικό οικιακό δίκτυο.
Το δίκτυό σας έχει πολλά βασικά στοιχεία:
Το μόντεμ σας συνδέει στο WAN (Διαδίκτυο)
Ο δρομολογητής διαχειρίζεται την κυκλοφορία μεταξύ συσκευών στο LAN και μεταξύ αυτών των συσκευών και του WAN.
Οι συνδέσεις υλικού δικτύου, συνήθως καλώδια ethernet ή πομποί και δέκτες ραδιοφώνου Wi-Fi.
Συσκευές πελατών, όπως υπολογιστές ή smartphone Android και iOS.
Συσκευές διακομιστή, οι οποίες μπορούν επίσης να είναι εξοπλισμός όπως υπολογιστές και smartphone.
Προαιρετικές επεκτάσεις δικτύου, οι οποίες βοηθούν στη διάδοση του φυσικού αποτυπώματος του δικτύου σας στο σπίτι σας. Παραδείγματα περιλαμβάνουν σημεία ασύρματης πρόσβασης, επεκτάσεις Powerline και επαναλήπτες Wi-Fi.
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τρόποι για τη δημιουργία ενός οικιακού δικτύου, αλλά τα περισσότερα από αυτά τα στοιχεία υπάρχουν σε κάθε οικιακό δίκτυο. Άλλα εξαρτήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ορισμένα από αυτά. Για παράδειγμα, εάν θέλετε απλώς να δικτυώσετε μια ομάδα υπολογιστών μαζί, θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε έναν διακόπτη Ethernet ή έναν διανομέα δικτύου. Ωστόσο, αυτό το βασικό σκίτσο καλύπτει το 99% του τι υπάρχει εκεί έξω.
Τώρα που έχουμε σχεδιάσει τα πρόχειρα περιγράμματα ενός οικιακού δικτύου, θα βουτήξουμε λίγο βαθύτερα σε κάθε σημαντικό στοιχείο.
Το μόντεμ σας επιτρέπει να μιλάτε στο Διαδίκτυο
Πριν από το σύγχρονο ευρυζωνικό Διαδίκτυο, η πρόσβαση στο Διαδίκτυο λειτουργούσε μέσω ενός μόντεμ (διαμορφωτής/αποδιαμορφωτής) που έστελνε και λάμβανε σήματα ήχου υψηλής ή χαμηλής συχνότητας μέσω χάλκινων φωνητικών γραμμών, που αντιπροσώπευαν δυαδικό κώδικα.
Αυτά τα μόντεμ “dial-up” είναι πλέον απαρχαιωμένα και δεν παρέχουν μεγάλο εύρος ζώνης, αν και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε λίγες σπάνιες περιπτώσεις όπου τίποτα άλλο δεν είναι δυνατό. Σήμερα, η λέξη μόντεμ χρησιμοποιείται για να αναφέρεται σχεδόν σε οποιαδήποτε συσκευή που μετατρέπει ένα είδος σήματος δικτύου σε άλλο, ακόμα κι αν και τα δύο σήματα είναι, στην πραγματικότητα, ψηφιακά.
Ένα παράδειγμα μετατροπής ψηφιακού σε ψηφιακό είναι το κοινό μόντεμ ινών, το οποίο λαμβάνει οπτικά σήματα και εκπέμπει ηλεκτρικούς παλμούς μέσω καλωδίων Ethernet. Τα μόντεμ DSL χρησιμοποιούν το ίδιο χάλκινο καλώδιο με τις τηλεφωνικές γραμμές, αλλά χρησιμοποιούν διαφορετική ζώνη συχνοτήτων από τις φωνητικές κλήσεις, ώστε να μπορείτε να συνδεθείτε στο διαδίκτυο και να πραγματοποιείτε κλήσεις ταυτόχρονα. Τα κυψελωτά μόντεμ συνδέονται με πύργους κινητής τηλεφωνίας μέσω ραδιοκυμάτων—τα δορυφορικά μόντεμ εκπέμπουν πληροφορίες από και προς την τροχιά κ.λπ.
Σε ορισμένα δίκτυα, το μόντεμ είναι μια ξεχωριστή συσκευή και σε άλλα, συνδυάζεται με τον ασύρματο δρομολογητή σας, ο οποίος τυχαίνει να είναι ο επόμενος σταθμός μας σε αυτήν την περιήγηση στο οικιακό δίκτυο.
Ο δρομολογητής βρίσκεται στην καρδιά του δικτύου σας
Ο δρομολογητής βρίσκεται στην καρδιά κάθε οικιακού δικτύου και εκτελεί ένα ευρύ φάσμα βασικών εργασιών:
Δρομολόγηση κίνησης δικτύου μεταξύ συσκευών, μεταξύ Ethernet και LAN και μεταξύ εσωτερικών και εξωτερικών δικτύων.
Ανίχνευση και δρομολόγηση διακομιστή DNS (Domain Name Service).
Είναι εσωτερικά παρόμοιος με έναν υπολογιστή με CPU, RAM και λειτουργικό σύστημα. Ορισμένοι δρομολογητές μπορούν να εκτελούν εφαρμογές.
Εκχωρεί και διαχειρίζεται διευθύνσεις IP στο LAN χρησιμοποιώντας DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).
Υπάρχουν περισσότερα στους δρομολογητές από αυτές τις βασικές λειτουργίες, αλλά αυτή είναι η βασική λίστα των πραγμάτων που κάνει ένας δρομολογητής. Η δρομολόγηση μεταξύ διαφορετικών τύπων δικτύων (fiber WAN, Ethernet, Wi-Fi, κ.λπ.) είναι αυτό που κάνει έναν δρομολογητή δρομολογητή, διαχωρίζοντάς τον από διακόπτες δικτύου και διανομείς.
Ο δρομολογητής εκχωρεί διευθύνσεις IP σε συσκευές εσωτερικού δικτύου, διασφαλίζοντας ότι δεν υπάρχουν διενέξεις. Παρακολουθεί ποια συσκευή κάνει ποιο αίτημα για συσκευές στο διαδίκτυο σε έναν πίνακα γνωστό ως NAT (Πίνακας Διευθύνσεων Δικτύου), καθώς οι διακομιστές στο Διαδίκτυο μπορούν να δουν μόνο τον ίδιο τον δρομολογητή και τη «δημόσια» διεύθυνση IP του.
Ορισμένοι δρομολογητές προηγμένης τεχνολογίας μπορούν να εκτελούν προσαρμοσμένες εφαρμογές για να λειτουργούν ως διακομιστές αποθήκευσης δικτύου ή ροής. Ακόμα κι αν ο δρομολογητής σας δεν αποστέλλεται με αυτήν τη δυνατότητα, μπορεί να έχετε την επιλογή να εγκαταστήσετε προσαρμοσμένο υλικολογισμικό τρίτων για να προσθέσετε αυτές τις δυνατότητες.
Οι Τοπικοί Διακομιστές σας
Ένας διακομιστής είναι μια συσκευή σε ένα δίκτυο που προσφέρει μια υπηρεσία όπως περιεχόμενο ή εφαρμογές που βασίζονται σε δίκτυο. Όταν επισκέπτεστε έναν ιστότοπο ή κάνετε λήψη ενός αρχείου από το Διαδίκτυο, αυτό το περιεχόμενο φιλοξενείται σε έναν υπολογιστή διακομιστή κάπου έξω στον κόσμο. Όταν χρησιμοποιείτε εφαρμογές cloud όπως τα Έγγραφα Google, αυτό το λογισμικό και τα δεδομένα βρίσκονται σε έναν διακομιστή.
Το τοπικό σας δίκτυο έχει τουλάχιστον έναν διακομιστή και αυτός είναι ο δρομολογητής σας. Κάθε δρομολογητής έχει έναν βασικό διακομιστή ιστού που λειτουργεί ως διεπαφή για την αλλαγή των ρυθμίσεων. Όταν είστε συνδεδεμένοι στο δρομολογητή και πληκτρολογείτε τη διεύθυνση IP του σε ένα πρόγραμμα περιήγησης, μεταφέρεστε σε έναν ιστότοπο που φιλοξενείται από τον ίδιο τον δρομολογητή.
Εάν διαθέτετε εκτυπωτή Wi-Fi, αυτός είναι επίσης ένας διακομιστής εκτύπωσης που χειρίζεται αιτήματα εκτύπωσης. Πολλοί άνθρωποι έχουν NAS (συσκευές αποθήκευσης συνδεδεμένες στο δίκτυο) ή διακομιστές πολυμέσων (όπως το Plex) που εκτελούνται στο δίκτυό τους. Ορισμένα πράγματα που μπορεί να μην σκεφτείτε ως διακομιστές πληρούν επίσης τις προϋποθέσεις. Η IP κάμερα σας είναι επίσης διακομιστής. Είναι ένας διακομιστής ροής βίντεο!
Δικτυωμένα περιφερειακά
Παραδοσιακά περιφερειακά όπως σαρωτές και εκτυπωτές συνδέονται απευθείας σε έναν συγκεκριμένο υπολογιστή. Ωστόσο, είναι πολύ πιο συνηθισμένο σε ένα σύγχρονο νοικοκυριό να υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί υπολογιστές που χρειάζονται πρόσβαση σε αυτούς τους τύπους συσκευών. Μπορείτε να κάνετε κοινή χρήση ενός εκτυπωτή στο τοπικό δίκτυο αντί να χρησιμοποιούν όλοι τον ίδιο υπολογιστή όποτε χρειάζεται να εκτυπώσουν κάτι.
Η χρήση της δυνατότητας κοινής χρήσης εκτύπωσης στο λειτουργικό σύστημα του υπολογιστή καθιστά δυνατή τη χρήση ενός κανονικού εκτυπωτή συνδεδεμένου σε υπολογιστή ως κοινόχρηστου εκτυπωτή. Ωστόσο, στις μέρες μας είναι εύκολο να αγοράσετε απλά έναν εκτυπωτή, σαρωτή ή συσκευή πολλαπλών λειτουργιών (MFD) με Wi-Fi ή Ethernet και να λειτουργήσει ως αυτόνομος κοινόχρηστος πόρος στο δίκτυο.
Πελάτες δικτύου στο σπίτι σας
Εκτός από τους τοπικούς διακομιστές στο οικιακό σας δίκτυο, οι άλλες συσκευές είναι γενικά γνωστές ως πελάτες, οι οποίοι αντλούν πληροφορίες από απομακρυσμένους και τοπικούς διακομιστές. Παραδείγματα πελατών τοπικού δικτύου περιλαμβάνουν:
Υπολογιστές, κονσόλες και κινητές συσκευές.
Συσκευές Internet of Things (IoT), όπως έξυπνα ψυγεία και ρομπότ ηλεκτρικές σκούπες.
Οτιδήποτε λαμβάνει δεδομένα από μια συσκευή διακομιστή είναι πελάτης, αν και οποιαδήποτε συσκευή μπορεί να είναι και τα δύο ταυτόχρονα.
Υπολογιστές, κονσόλες και φορητές συσκευές
Ενσύρματες και Ασύρματες Συνδέσεις
Υπήρχαν μερικά διαφορετικά πρότυπα σύνδεσης για δίκτυα όλα αυτά τα χρόνια, αλλά σχεδόν σε κάθε οικιακό δίκτυο σήμερα, θα βρείτε μόνο δύο τύπους σύνδεσης: Ethernet και Wi-Fi.
Don’t Get Your Wires Crossed: Ethernet
Το Ethernet είναι ένα πρότυπο ενσύρματης σύνδεσης που μεταφέρει δεδομένα TCP/IP σε οικιακά δίκτυα. Ο σύνδεσμος (RJ45) μοιάζει λίγο με σύνδεση τηλεφωνικής γραμμής (RJ11) και φέρει πολλά χάλκινα καλώδια που ποικίλλουν ανάλογα με την κατηγορία του καλωδίου δικτύου Ethernet που χρησιμοποιείτε.
Τα καλώδια Ethernet ταξινομούνται σε διαφορετικές κατηγορίες που προσφέρουν διαφορετικές μέγιστες ταχύτητες. Για παράδειγμα, τα καλώδια δικτύου της κατηγορίας 6 έχουν ονομαστική ταχύτητα 10 Gbps, ενώ τα καλώδια κατηγορίας 5e βαθμολογούνται για ταχύτητες gigabit. Είναι σημαντικό να ταιριάζετε τους τύπους των καλωδίων σας με την ταχύτητα για την οποία αξιολογούνται οι θύρες LAN. Η σύνδεση ενός καλωδίου 1 Gbps σε μια θύρα 100 Mbps δεν θα βλάψει, αλλά αν κάνετε το αντίθετο θα περιορίσετε την ταχύτητά σας στο μέγιστο που μπορεί να αντέξει το καλώδιο!
Υποθέτοντας ότι έχετε επιλέξει τα σωστά καλώδια Ethernet, προσαρμογείς και δρομολογητή, θα απολαύσετε υψηλής ταχύτητας, χαμηλής καθυστέρησης, εξαιρετικά αξιόπιστες ταχύτητες δικτύου, αρκεί να είστε εντάξει με την ταλαιπωρία της εγκατάστασης συνδέσεων ethernet σε όλο το σπίτι σας.
Σύρματα; Όπου πάμε, δεν χρειαζόμαστε καλώδια: Wi-Fi
Ενώ το Ethernet είναι αναμφίβολα το χρυσό πρότυπο όσον αφορά την καθαρή απόδοση δικτύου, δεν είναι και τόσο βολικό. Όταν πρόκειται για κινητές συσκευές, είναι εντελώς μη πρακτικό! Γι’ αυτό έχουμε το Wi-Fi (Wireless Fidelity) για να επιτρέψουμε στις ασύρματες συσκευές να συνδεθούν στο δίκτυο χωρίς να ανοίγουν τρύπες στους τοίχους ή να τους συνδέουν κάθε φορά που χρειαζόμαστε λειτουργίες δικτύου.
Το Wi-Fi χρησιμοποιεί ραδιοκύματα για να στείλει ψηφιακούς παλμούς πληροφοριών. Υπάρχουν δύο ζώνες συχνοτήτων που χρησιμοποιούνται στο Wi-Fi: 2,4 Ghz και 5 Ghz. Η ζώνη χαμηλότερης συχνότητας δεν μπορεί να στείλει δεδομένα σε υψηλές ταχύτητες, αλλά έχει μεγάλη εμβέλεια και ισχύ διείσδυσης στον τοίχο. Το Wi-Fi υψηλής συχνότητας 5 Ghz είναι εξαιρετικά γρήγορο, αλλά μπλοκάρεται εύκολα από αντικείμενα όπως τοίχους.
Οι περισσότεροι σύγχρονοι δρομολογητές Wi-Fi είναι “διπλής ζώνης”, πράγμα που σημαίνει ότι προσφέρουν συνδέσεις και στις δύο ζώνες συχνοτήτων. Το Wi-Fi χωρίζεται σε γενιές. Στο παρελθόν, αυτές οι γενιές θα είχαν αριθμημένα ονόματα που αντικατοπτρίζουν το όνομα του προτύπου επικοινωνίας για αυτήν τη γενιά Wi-Fi. Για παράδειγμα, 802.11g, 802.11n και 802.11ac. Αυτά τα ονόματα έχουν αλλάξει σε απλούς αριθμούς για να γίνουν τα πράγματα λίγο πιο εύχρηστα. Έτσι τώρα το 802.11ac είναι απλώς Wi-Fi 6 και το πιο πρόσφατο 802.11ax είναι το Wi-Fi 6.
