Grundlegendes zu Routern, Switches und Netzwerkhardware

Heute werfen wir einen Blick auf die Heimnetzwerk-Hardware: Was tun die einzelnen Komponenten, wann Sie sie brauchen und wie sie am besten eingesetzt werden können. Lesen Sie weiter, um ein klareres Bild davon zu erhalten, was Sie zur Optimierung Ihres Heimnetzwerks benötigen.

Wann brauchst du einen Schalter? Eine Nabe? Was genau macht ein Router? Benötigen Sie einen Router, wenn Sie nur einen Computer haben? Die Netzwerktechnologie kann ein recht geheimes Untersuchungsgebiet sein, aber mit den richtigen Begriffen und einem allgemeinen Überblick über die Funktionsweise von Geräten in Ihrem Heimnetzwerk können Sie Ihr Netzwerk zuverlässig einsetzen.

Grundlegendes zu Heimnetzwerken durch Netzwerkdiagramme

Anstatt mit einem Glossar von Networking-Begriffen zu beginnen - und dabei mit einem Fachbegriff ohne einfachen Bezugspunkt zu kämpfen - lassen Sie uns direkt in die Netzwerkdiagramme eintauchen. Hier ist die einfachste verfügbare Netzwerkkonfiguration: ein Computer, der direkt mit einem Modem verbunden ist, der wiederum über eine Telefonleitung / Kabel / Glasfaser-Uplink mit dem Internetdienstanbieter der jeweiligen Person verbunden ist.

Es ist nicht weniger kompliziert als diese Anordnung, aber es gibt einen Preis, der für die extrem einfache Einrichtung zu zahlen ist. Dieser Benutzer kann nicht mit einem Wi-Fi-Gerät auf das Internet zugreifen (also kein Zugriff für Smartphones, Tablets oder andere drahtlose Geräte), und die Vorteile eines Routers zwischen seinem Computer und dem größeren Internet gehen verloren. Lassen Sie uns einen Router vorstellen und die Vorteile seiner Verwendung hervorheben. In der folgenden Abbildung haben wir zwei Elemente in das Netzwerk eingeführt: einen WLAN-Router und einen Laptop, der über diese WLAN-Verbindung mit dem Netzwerk verbunden ist.

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

Heimrouter sind eigentlich eine Kombination aus drei Netzwerkkomponenten: einem Router, einer Firewall und einem Switch. In einer kommerziellen Umgebung werden die drei Hardwarekomponenten getrennt gehalten, aber Consumer-Router sind fast immer eine Kombination aus Routing- und Switching-Komponenten, wobei eine Firewall hinzugefügt wird. Zuerst schauen wir uns an, was die Router-Funktion bewirkt.

Grundsätzlich verbindet ein Router zwei Netzwerke miteinander, das Netzwerk in Ihrem Zuhause (egal wie groß oder klein) und das Netzwerk außerhalb Ihres Hauses (in diesem Fall das Internet). Das von Ihrem Internetdienstanbieter zur Verfügung gestellte Breitbandmodem ist nur für die Verbindung eines einzelnen Computers mit dem Internet geeignet und enthält normalerweise keine Routing- oder Switch-Funktionen. Ein Router führt die folgenden Funktionen aus:

• IP-Sharing: Ihr ISP weist Ihnen eine IP-Adresse zu. Wenn Sie einen Desktop, einen Laptop, eine Media-Box an Ihrem Fernseher und ein iPad haben, wird diese IP-Adresse diese Adresse eindeutig nicht beeinträchtigen. Ein Router verwaltet diese mehrfachen Verbindungen und sorgt dafür, dass die richtigen Informationspakete an die richtigen Stellen gelangen. Ohne diese Funktion gibt es für eine Person auf dem Desktop und eine Person auf dem Laptop keine Möglichkeit, beide im Internet zu surfen, da es keinen Unterschied gibt, welcher Computer nach was gefragt hat.
• Network Address Translation (NAT): In Bezug auf die IP-Sharing-Funktion ändert NAT die Header von Informationspaketen, die in Ihr Netzwerk ein- und ausgehen, so dass sie an das richtige Gerät weitergeleitet werden. Stellen Sie sich NAT als eine sehr hilfreiche Empfangsdame in Ihrem Router vor, die genau weiß, wohin jedes ankommende / ausgehende Paket gehen soll, und die Abteilung darauf abstempelt.
• Dynamische Hostkonfiguration: Ohne DHCP müssen Sie alle Hosts manuell konfigurieren und Ihrem Netzwerk hinzufügen. Dies bedeutet, dass jedes Mal, wenn ein neuer Computer in das Netzwerk eingedrungen ist, ihm manuell eine Adresse im Netzwerk zugewiesen werden muss. DHCP erledigt dies automatisch für Sie. Wenn Sie Ihre XBOX an Ihren Router anschließen, wird Ihr Freund in Ihr drahtloses Netzwerk aufgenommen oder Sie fügen einen neuen Computer hinzu. Eine Adresse wird ohne menschliche Interaktion zugewiesen.
• Firewall: Router fungieren auf verschiedene Weise als grundlegende Firewalls, einschließlich der automatischen Zurückweisung eingehender Daten, die nicht Bestandteil eines laufenden Austauschs zwischen einem Computer in Ihrem Netzwerk und der Außenwelt sind. Wenn Sie beispielsweise einen Musik-Stream von Pandora anfordern, sagt Ihr Router: „Wir erwarten Sie, kommen Sie herein“ und dieser Datenstrom wird an das Gerät geleitet, von dem die Anfrage stammt. Auf der anderen Seite, wenn ein plötzlicher Ausbruch von Port-Tests von einer unbekannten Adresse eintritt, fungiert Ihr Router als Türsteher und weist die Anfragen zurück, wodurch Ihre Computer effektiv getarnt werden. Selbst für einen Benutzer mit einem einzelnen Computer lohnt sich ein einfacher 50-Dollar-Router allein für die Firewall-Funktionalität.

Neben der oben umrissenen Funktionalität von innen nach außen fungieren Heimrouter auch als Netzwerkschalter. Ein Netzwerk-Switch ist eine Hardware, die die Kommunikation zwischen Computern in einem internen Netzwerk erleichtert. Ohne die Umschaltfunktion können die Geräte über den Router mit dem größeren Internet kommunizieren, jedoch nicht miteinander. Dies ist so einfach wie das Kopieren einer MP3-Datei von Ihrem Laptop auf Ihren Desktop über das Netzwerk.

Die meisten Router verfügen über vier Ethernet-Anschlüsse, über die Sie vier Geräte anschließen und über die Switch-Funktion kommunizieren können. Wenn Sie mehr als vier Ethernet-Verbindungen benötigen, müssen Sie ein Upgrade auf einen Router mit einer größeren Portbank durchführen (ein ziemlich teures Angebot, mit dem Sie normalerweise nur bis zu acht Ports aufstocken können) oder Sie können einen dedizierten Switch erwerben. Hinweis: Sie müssen nur ein Upgrade durchführen, wenn Ihnen die Zeit ausgeht körperlich Anschlüsse für Hardline-Verbindungen. Wenn Sie nur einen Computer und einen Netzwerkdrucker an Ihren Router mit vier Anschlüssen angeschlossen haben (und alles andere in Ihrem Netzwerk ist WLAN-basiert), müssen Sie kein Upgrade durchführen, um physische Anschlüsse zu erhalten. Schauen wir uns ein Netzwerk mit einem dedizierten Switch an.

Obwohl die Obergrenze von vier Ports für die überwiegende Mehrheit der Heimrouter für die meisten Heimanwender mehr als ausreichend war, hat die Anzahl der netzwerkfähigen Geräte in den letzten zehn Jahren erheblich zugenommen. Es ist nicht ungewöhnlich, dass mehrere Computer, mehrere Spielekonsolen, Media Center, Drucker, Dateiserver und mehr an das Ethernet-LAN ​​angeschlossen sind (während Sie Ihre Wii unter Umständen mit dem Wi-Fi-Netzwerk ausrüsten dediziertes Video-Streaming und Zugriff auf den Medienserver (eine feste Leitungsverbindung ist vorzuziehen). Wenn Sie diese Stufe der Gerätesättigung erreicht haben, müssen Sie einen Switch mit acht, 16 oder mehr Ports hinzufügen, um das wachsende Heimnetzwerk ordnungsgemäß zu unterstützen.

Als Nebenbemerkung haben sich die Menschen in der Vergangenheit häufig auf Drehkreuze verlassen, weil sie so viel billiger waren als teure Schalter. Ein Hub ist ein einfaches Netzwerkgerät, das keinen Datenverkehr untersucht oder verwaltet. Es handelt sich hierbei um ein "dummes" Netzwerkgerät. Switches interagieren dagegen mit den Datenpaketen und leiten sie aktiv. Da Hubs keine Verwaltungskomponente haben, kommt es häufig zu Kollisionen zwischen Paketen, was insgesamt zu einer Leistungsminderung führt. Hubs leiden an einer Reihe technischer Mängel, über die Sie hier nachlesen können. Switches für Consumer-Grade-Netzwerke sind in den letzten 10 Jahren so stark gefallen, dass nur noch wenige Hubs mehr hergestellt werden (Netgear, einer der größten Hersteller von Consumer-Hubs, stellt sie nicht mehr her). Aufgrund der Mängel der Netzwerkhubs und der niedrigen Preise für hochwertige Netzwerk-Switches Die Verwendung eines Hubs kann nicht empfohlen werden. Wenn Sie einen absolut guten 8-Port-Hochgeschwindigkeits-Switch für 25 US-Dollar erhalten können, gibt es keinen Grund, einen veralteten Hub in einem Heimnetzwerk zu verwenden. Wenn Sie wissen möchten, warum ein Netzwerkadministrator jemals einen Hub einsetzen würde, können Sie ihn lesen Hier.

Zurück zum Thema Schalter: Switches sind eine hervorragende und kostengünstige Möglichkeit, Ihr Heimnetzwerk zu vergrößern. Wenn Sie aus der Bank mit vier Ports auf der Rückseite Ihres Routers herauswachsen, können Sie das Netzwerk am einfachsten erweitern, indem Sie einen Switch mit einer entsprechenden Anzahl von Ports erwerben. Trennen Sie die Geräte von Ihrem Router, stecken Sie alle Geräte in den Switch und stecken Sie den Switch in den Router. Hinweis: Switches haben absolut keine Routing-Funktionalität und kann nicht den Platz eines Routers einnehmen. In Ihrem Router ist wahrscheinlich ein Switch mit vier Ports integriert. Dies bedeutet jedoch nicht, dass der neue dedizierte Switch mit acht Ports Ihren Router ersetzen kann. Sie benötigen immer noch den Router, um zwischen Ihrem Modem und dem Switch zu vermitteln.

Dekodierung der Netzwerkgeschwindigkeitsbezeichnungen

Nachdem Sie jetzt ein klares Bild davon bekommen, wie genau Ihr Netzwerk physisch konfiguriert werden muss, sprechen wir über die Netzwerkgeschwindigkeit. Es gibt zwei Hauptbezeichnungen, an denen wir interessiert sind: Ethernet und Wi-Fi. Sehen wir uns zuerst das Ethernet an.

Ethernet-Verbindungsgeschwindigkeiten sind in 10BASE angegeben. Das ursprüngliche, 30 Jahre alte Ethernet-Protokoll arbeitete mit einer Geschwindigkeit von maximal 10 Mbit / s. Fast Ethernet, das 1995 eingeführt wurde, erhöhte die Geschwindigkeit auf 100 Mbit / s. Gigabit-Ethernet wurde kurz danach 1998 eingeführt, erlangte jedoch bis vor kurzem keine große Wirkung auf dem Verbrauchermarkt. Gigabit Ethernet ist, wie der Name schon sagt, 1000 Mbit / s fähig. Diese Bezeichnungen werden normalerweise auf dem Networking Equipment und dessen Verpackung mit 10/100 oder 10/100/1000 angegeben. Sie geben an, mit welcher Ethernet-Version das Gerät kompatibel ist.

Um die maximalen Geschwindigkeiten voll ausnutzen zu können, müssen sich alle Geräte in der Übertragungskette auf oder über der gewünschten Geschwindigkeitsstufe befinden. Angenommen, Sie haben einen Medienserver in Ihrem Keller mit einer installierten Gigabit-Ethernet-Karte und einer Medienkonsole in Ihrem Wohnzimmer mit einer Gigabit-Ethernet-Karte, aber Sie verbinden die beiden über einen 10/100-Switch. Beide Geräte werden durch die 100 Mbit / s-Decke des Switches begrenzt. In dieser Situation würde ein Upgrade des Switches Ihre Netzwerkleistung erheblich verbessern.

Abgesehen von der Übertragung großer Dateien und dem Streamen von HD-Videoinhalten über Ihr Heimnetzwerk müssen Sie nicht all Ihre Geräte auf Gigabit aufrüsten. Wenn Ihr primäres Computernetzwerk das Surfen im Web beinhaltet, ist die Übertragung von Dateien 10 und 100 bei Light File mehr als zufriedenstellend.

Wi-Fi-Geschwindigkeiten verstehen

Wi-Fi-Geschwindigkeiten werden mit Buchstaben bezeichnet, nicht mit der Nummer. Im Gegensatz zu den einfach zu übersetzenden Nummern mit Netzwerkgeschwindigkeitsbezeichnung, die wir bei Ethernet finden, beziehen sich die Wi-Fi-Bezeichnungen tatsächlich auf die Entwurfsversionen des IEEE 802.11-Netzwerkstandards, der die Parameter des Wi-Fi-Protokolls vorgibt.

802.11b war die erste von den Verbrauchern weit verbreitete Version. 802.11b-Geräte arbeiten mit einer maximalen Übertragung 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 durch Babyphone, Bluetooth-Geräte, schnurlose Telefone und andere 2,4-GHz-Bandgeräte.

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

802.11n ist eine bedeutende Erweiterung der Wi-Fi-Standards-Geräte mit MIMO (Multiple-Input-Antennen) für den Betrieb sowohl im 2,4-GHz-Band als auch im relativ leeren 5-GHz-Band. 802.11n hat ein theoretisches Maximum von 300 Mbit / s, aber unter Berücksichtigung der Fehlerkorrektur und unter 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 gegenüber 40 MHz), mehr räumliche Streams (bis zu acht) und Dinge wie das Beamforming bietet, die die Wellen direkt an Ihr Gerät senden, statt herumzuspringen . Wie viel schneller? Es gibt einige Modelle, die ein Gigabit pro Sekunde erreichen können. Es ist extrem schnell.

Wie bei Ethernet sind die WLAN-Geschwindigkeiten durch die schwächste Verbindung im direkten Netzwerk begrenzt. Wenn Sie über einen 802.11n-fähigen WLAN-Router verfügen, Ihr Netbook jedoch nur über ein 802.11g-fähiges WLAN-Modul verfügt, können Sie die 802.11g-Geschwindigkeit voll ausschöpfen. Neben den Geschwindigkeitsbeschränkungen gibt es einen sehr dringenden Grund, das älteste WLAN-Protokoll 802.11b aufzugeben. Sie Muss Verwenden Sie auf jedem Gerät in Ihrem Netzwerk die gleiche Verschlüsselungsstufe, und die für 802.11b-Geräte verfügbaren Verschlüsselungsverfahren sind schwach und wurden beeinträchtigt (beispielsweise kann die WEP-Verschlüsselung von einem mäßig qualifizierten Kind innerhalb weniger Minuten beeinträchtigt werden). Durch die Aktualisierung Ihres WLAN-Routers und Ihrer WLAN-Ausrüstung können Sie die WLAN-Verschlüsselung verbessern und schnellere Geschwindigkeiten nutzen. Wenn Sie jetzt noch nichts unternommen haben, um Ihren Router abzusichern, sollten Sie unseren Leitfaden zum Sperren Ihres WLAN-Netzwerks gegen Eindringlinge lesen.

Wie bei Ethernet ist auch ein Upgrade auf die maximale Geschwindigkeit - in diesem Fall 802.11n - am besten für Benutzer geeignet, die große Dateien verschieben und HD-Videos streamen. Ein Upgrade auf 802.11n hat einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Geschwindigkeit Ihres Webbrowsers, hat jedoch enorme Auswirkungen auf Ihre Fähigkeit, HD-Inhalte drahtlos in Ihrer Wohnung zu streamen.

An diesem Punkt haben Sie die Kontrolle darüber, wie Ihr Heimnetzwerk aufgebaut werden muss, und Sie wissen, was die Netzwerkgeschwindigkeitsangaben bedeuten und wie sich diese auf Sie und Ihr Netzwerk auswirken. Es ist an der Zeit, Ihren Switch aufzurüsten, neue WLAN-Bandbreite bereitzustellen und ein besseres Heimnetzwerk zu nutzen.