Типы компьютерных сетей по пространственному размеру |
---|
|
Домашняя сеть или домашние вычислительная сеть ( HAN) представляет собой тип компьютерной сети, который обеспечивает связь между устройствами в пределах непосредственной близости от в домашних условиях. Устройства, способные участвовать в этой сети, например интеллектуальные устройства, такие как сетевые принтеры и карманные мобильные компьютеры, часто получают расширенные возможности экстренной помощи благодаря своей способности взаимодействовать. Эти дополнительные возможности можно использовать для повышения качества жизни внутри дома различными способами, такими как автоматизация повторяющихся задач, повышение личной продуктивности, усиление безопасности дома и более легкий доступ к развлечениям.
Создание такой сети часто необходимо для совместного использования домашнего доступа в Интернет для всех подключенных к сети устройств. Основываясь на методах уменьшения нехватки IPv4-адресов, большинство интернет-провайдеров предоставляют только один IP-адрес, обращенный к глобальной сети, для каждого домашнего клиента. Следовательно, такие сети требуют трансляции сетевых адресов в сетевом маршрутизаторе.
DHCP используется в типичной личной домашней локальной сети (LAN) для назначения IP-адресов в домашней подсети. DHCP-сервер - это маршрутизатор, а клиенты - это хосты (например, персональные компьютеры, смартфоны, принтеры и т. Д.). Маршрутизатор получает информацию о конфигурации через модем от интернет-провайдера, который также управляет DHCP-серверами с этим маршрутизатором в качестве одного из клиентов. Клиенты запрашивают параметры конфигурации с использованием протокола DHCP, такие как IP-адрес, маршрут по умолчанию и один или несколько адресов DNS-серверов. Как только клиент реализует эти настройки, хост может обмениваться данными в этом Интернете.
Домашняя сеть обычно использует одно или несколько из следующих устройств для установления физического уровня, уровня канала передачи данных и подключения сетевого уровня между внутренними устройствами, также известными как LAN, и внешними устройствами за пределами сетей LAN или WAN. Ниже приведены примеры типичных устройств LAN:
Решение Triple Play поставщика услуг включает в себя арендованное комбинированное устройство модем / беспроводной маршрутизатор, такое как Arris SURFboard SBG6580, для которого требуется только установка пароля для завершения установки и настройки. В большинстве случаев отпадает необходимость в приобретении дополнительных устройств инфраструктуры или даже в том, чтобы пользователь обладал передовыми техническими знаниями для успешного распределения доступа в Интернет по всему дому.
Распространенное имя | Стандарт IEEE |
---|---|
HomePlug HD-ПЛК | 1901 г. |
Вай фай | 802.11a |
802.11b | |
802,11 г | |
802.11n | |
802.11ac | |
Распространенное имя | МСЭ-Т Рекомендация |
HomePNA 2.0 | G.9951–3 |
HomePNA 3.1 / HomeGrid | G.9954 |
G.hn / HomeGrid | G.9960 (PHY) |
G.hn / HomeGrid | G.9961 (DLL / MAC) |
G.hn / HomeGrid | G.9962 (плоскость управления) |
Г.н-мимо | G.9963 |
G.hn / HomeGrid | G.9964 (Управление PSD) |
G.hnta | G.9970 |
G.cx | G.9972 |
|
Домашние сети могут использовать проводные или беспроводные технологии для подключения конечных точек. Беспроводная связь является преобладающим вариантом в домах из-за простоты установки, отсутствия неприглядных кабелей и характеристик сети, достаточных для работы в жилых помещениях.
Один из наиболее распространенных способов создания домашней сети - использование технологии беспроводной радиосвязи; сеть 802.11 сертифицирована IEEE. Большинство домашних устройств с возможностью беспроводной связи работают на частоте 2,4 ГГц в соответствии с 802.11b и 802.11g или 5 ГГц в соответствии с 802.11a. Некоторые домашние сетевые устройства работают в обоих радиодиапазонах и подпадают под стандарты 802.11n или 802.11ac. Wi-Fi - это маркетинговый сертификат и сертификат соответствия для технологий IEEE 802.11. Wi-Fi Alliance протестировала совместимые продукты, и удостоверяет их взаимодействия.
Низкое энергопотребление и связь на близком расстоянии, основанная на стандартах IEEE 802.15, широко используется в домашних условиях. Bluetooth по- прежнему является предпочтительной технологией для большинства беспроводных аксессуаров, таких как клавиатуры, мыши, гарнитуры и игровые контроллеры. Эти соединения часто устанавливаются временным, разовым образом и не рассматриваются как постоянные жители домашней сети.
В основе ZigBee была использована «низкоскоростная» версия исходного протокола WPAN. Несмотря на то, что изначально эта технология задумывалась как стандарт маломощной межмашинной связи в промышленных условиях, было обнаружено, что эта технология хорошо подходит для интеграции во встроенные предложения «Умный дом», которые, как ожидается, будут работать от батареи в течение длительных периодов времени.. ZigBee использует ячеистую сеть для преодоления ограничений расстояния, связанных с традиционным WPAN, с целью создания единой сети адресуемых устройств, распределенных по всему зданию. Z-Wave - это дополнительный стандарт, также основанный на 802.15.4, который был разработан специально с учетом потребностей производителей устройств домашней автоматизации.
В большинстве проводных сетевых инфраструктур в домах используется витая пара категории 5 или 6 с разъемами, совместимыми с разъемами RJ45. Эта среда обеспечивает физическое соединение между интерфейсами Ethernet, присутствующими на большом количестве домашних IP-устройств. В зависимости от марки кабеля и качества установки поддерживаются скорости до 10 Мбит / с, 100 Мбит / с, 1 Гбит / с или 10 Гбит / с.
Более новые высококлассные районы могут иметь оптоволоконные кабели, идущие прямо в дома. Это позволяет поставщикам услуг предлагать интернет-услуги с гораздо более высокой пропускной способностью и / или более низкими характеристиками задержки, связанными со сквозной оптической сигнализацией.
Следующие стандарты позволяют устройствам обмениваться данными по коаксиальным кабелям, которые часто устанавливаются для поддержки нескольких телевизоров по всему дому.
Стандарт ITU-T G.hn и IEEE Powerline, которые обеспечивают высокоскоростную (до 1 Гбит / с) локальную сеть по существующей домашней проводке, являются примерами домашних сетевых технологий, разработанных специально для доставки IPTV. Недавно IEEE принял предложение P1901, которое обосновало стандарт на рынке для проводных продуктов, производимых и продаваемых компаниями, входящими в альянс HomePlug Alliance. IEEE постоянно работает над тем, чтобы P1901 был полностью признан во всем мире как единственный стандарт для всех будущих продуктов, производимых для домашних сетей.
Традиционно оборудование, ориентированное на данные, такое как компьютеры и медиаплееры, было основными арендаторами домашней сети. Однако из-за снижения стоимости вычислений и повсеместного использования смартфонов многие категории домашнего оборудования, традиционно не подключенного к сети, теперь включают новые варианты, способные управлять или удаленно контролировать через приложение на смартфоне. Новые стартапы и известные производители домашнего оборудования начали предлагать эти продукты как часть портфолио «Умный», «Интеллектуальный» или «Подключенный дом». Доступ к интерфейсам управления и / или мониторинга для этих продуктов можно получить через проприетарные приложения для смартфонов, специфичные для этой линейки продуктов.
Некоторые старые развлекательные устройства могут не иметь соответствующих сетевых интерфейсов, необходимых для подключения к домашней сети. В некоторых случаях USB- ключи и сетевые интерфейсные карты PCI доступны в качестве аксессуаров, которые обеспечивают эту функцию.
Удобство, доступность и надежность облачных вычислительных ресурсов с внешним управлением по- прежнему становятся привлекательным выбором для многих домашних жителей, не заинтересованных или не имеющих опыта в ИТ. Для этих лиц плата за подписку и / или риски конфиденциальности, связанные с такими услугами, часто воспринимаются как более низкие затраты, чем необходимость настройки и обслуживания аналогичных средств в домашней сети. В таких ситуациях локальные службы вместе с устройствами, обслуживающими их, заменяются службами во внешнем центре обработки данных и становятся доступными для вычислительных устройств жителей дома через соединение WAN.
Небольшие автономные встроенные домашние сетевые устройства обычно требуют удаленной настройки с ПК в той же сети. Например, широкополосные модемы часто настраиваются через веб-браузер, работающий на ПК в той же сети. Эти устройства обычно используют минимальный дистрибутив Linux с легким HTTP-сервером, работающим в фоновом режиме, чтобы пользователь мог удобно изменять системные переменные из графического интерфейса пользователя, отображаемого в его браузере. Эти страницы широко используют HTML-формы и пытаются предложить стилизованные, визуально привлекательные представления, которые также являются описательными и простыми в использовании.
Устройства Apple стремятся сделать сеть как можно более скрытой и автоматической, используя сетевой протокол с нулевой конфигурацией под названием Bonjour, встроенный в их проприетарную линейку программных и аппаратных продуктов.
Microsoft предлагает простые функции контроля доступа, встроенные в их операционную систему Windows. Домашняя группа - это функция, которая обеспечивает общий доступ к диску, общий доступ к принтеру и общий доступ к сканеру для всех компьютеров и пользователей (обычно членов семьи) в доме аналогично тому, как в небольшой офисной рабочей группе, например, посредством распределенных одноранговых сетей. одноранговая сеть (без центрального сервера). Кроме того, для увеличения функциональности может быть добавлен домашний сервер. Функция Windows HomeGroup была представлена в Microsoft Windows 7 для упрощения совместного использования файлов в жилых домах. Все пользователи (обычно все члены семьи), кроме гостевых учетных записей, могут получить доступ к любой общей библиотеке на любом компьютере, который подключен к домашней группе. При входе в систему пароли от членов семьи не требуются. Вместо этого возможен безопасный обмен файлами с помощью временного пароля, который используется при добавлении компьютера в домашнюю группу.
Уровень беспроводного сигнала стандартного домашнего беспроводного маршрутизатора может быть недостаточно мощным, чтобы охватить весь дом, или может не пройти на все этажи многоэтажных жилых домов. В таких ситуациях может потребоваться установка одного или нескольких беспроводных ретрансляторов.
Wi-Fi часто выходит за пределы дома и может создавать покрытие там, где это меньше всего нужно, предлагая канал, через который нерезиденты могут взломать систему и получить личные данные. Чтобы предотвратить это, обычно достаточно принудительно использовать аутентификацию, шифрование или VPN, для которых требуется пароль для подключения к сети.
Однако новые стандарты Wi-Fi, работающие на частоте 60 ГГц, такие как 802.11ad, дают уверенность в том, что локальная сеть не преодолеет физические барьеры, поскольку на таких частотах простая стена может значительно ослабить сигнал.
Для домашних сетей, использующих технологию связи по линиям электропередач, наибольшей проблемой остается устранение электрических шумов, вносимых в систему стандартными бытовыми приборами. Всякий раз, когда какое-либо устройство включается или выключается, оно создает шум, который может нарушить передачу данных по проводке. Продукты IEEE, сертифицированные как совместимые с HomePlug 1.0, больше не создают помех и не принимают помехи от других устройств, подключенных к электрической сети того же дома.
Администрирование быстро распространяющихся устройств и программного обеспечения в домашних сетях, а также растущий объем частных данных быстро становится проблемой. Осуществление обзора, безотлагательное применение обновлений ПО и исправлений безопасности, ограничение использования Интернета детьми в безопасных пределах, структурирование хранилищ и уровней доступа для личных файлов и других данных, резервное копирование данных, обнаружение и очистка любых инфекций, управление виртуальными частными сетями для легкого доступа к ресурсам в домашней сети, когда они отсутствуют, и т. д. Подобные вещи требуют внимания и спланированной тщательной работы, чтобы обеспечить безопасную, отказоустойчивую и стабильную домашнюю сеть, удобную для использования всеми членами семьи и их гостями.