ホームネットワークの仕組み:ルーター、スイッチ、イーサネット、WiFi

私たちのコンピューターやスマートフォンにインターネットを提供するホームネットワークインフラストラクチャとして、私たちが自宅に持っているものの概要を見てみましょう。個々の要素が何をするのか、それらを整理して使用する最良の方法を理解しましょう。
したがって、私たちはすべてのルーターについて話しますが 、必要に応じて家の中に存在する場合と存在しない場合もあるスイッチ、wifi、ケーブルについても話します。
ネットワークテクノロジーは簡単なテーマではありませんが、用語と意味を最小限に抑えれば、適切な調査を行い、問題が発生したときに何をすべきかを理解しやすくなります。
シンプルでクラシックなネットワーク構成は次のとおりです。インターネット接続を提供する電話会社の電話線に電話ツイストペアを介して接続されたケーブルでモデムに直接接続されたコンピューター。
これほど複雑なものはありませんが、物事が単純すぎる場合、強い制限があります。
このシナリオでは、ユーザーはWi-Fiデバイス(スマートフォン、タブレット、またはその他のワイヤレスデバイス)でインターネットにアクセスできず、コンピューターとネットワークプロバイダーの間にルーターがあるという利点を失います。
このスキームでは、ラップトップなどのデバイスがケーブルを使用せずにネットワークに接続できるようにするワイヤレスルーターを挿入する必要があります。

ルーターを使用する必要がある場合は(>どのWifiルーターを購入するか)、そしてそれがもたらす利点は、常にルーターを使用する必要があります。
ホームルーターは、実際にはルーター、ファイアウォール、スイッチの3つのネットワークコンポーネントの組み合わせです。
ルーターは、ホームネットワーク(大または小)とホームネットワーク(この場合はインターネット)の2つのネットワークを接続します。
電話会社またはインターネットプロバイダーが提供するブロードバンドモデムは、1台のコンピューターをインターネットに接続するのにのみ適しており、通常、ルーティング機能は一切含まれていません。
他の場合では、wifiで複数のデバイスを接続するために使用できるが、ユーザーがアクセスできないモデム/ルーターを提供しますが、カスタム構成を行うことはできません。
ルーター( ルーターの操作ガイドで説明済み)は、次の機能を実行します。
-IPおよびNAT共有 :同じ回線を使用してインターネットにアクセスするすべてのコンピューターは、ネットワークプロバイダーが提供するIPを共有します。
ルーターは複数の接続を管理し、適切な情報パケットが適切なデバイスで受信されるようにします。
NATは、ネットワークを通過するパケットの受信に似ているため、ルーターは各着信/発信パケットがどこに行くべきかを正確に把握しています。
- 動的ホスト構成 :DHCPを使用しない場合、すべてのネットワークホストにIPアドレスを割り当てて手動で構成する必要があります。
DHCPはこれを自動的に行うため、たとえばXBOXをルーターに接続すると、手動での介入なしにIPアドレスが割り当てられます。
- ファイアウォール :ルーターは、外部ネットワークの侵入から内部ネットワークを保護するファイアウォールとしても機能します。
ネットワーク内のコンピューターと外部との継続的な交換の一部ではない着信データを自動的に拒否します。
たとえば、Youtubeからのビデオの視聴をリクエストすると、ルーターはYoutubeに「You can enter」と言います。
ファイアウォール機能は、自宅に1台のPCしかなく、ルーターを必要としないユーザーにとっても非常に重要です。
ルーターはネットワークスイッチでもあるため、インターネットを切り替えることなく、内部ネットワークに接続されたホームコンピューター間でデータを交換できます。
ほとんどのルーターには4つのイーサネットポートがあり、ほとんどのユーザーにとって十分な4つの有線デバイスを接続できます。
さらに多くのコンピューターをケーブルでルーターに接続したい場合は 、他のポートを備えた新しいスイッチを購入する必要があります(スイッチであり、ルーターでさえない)
ただし、wifiでは、ケーブルやワイヤを使用せずに他の多くのデバイスをネットワークに接続できることに注意してください。
昔々、 ハブも販売されていました。ネットワークデバイスは、パケットを受け取って誰にでも送信しますが、区別することはできません。これはあまり効率的ではないため、スイッチに置き換えられました。
スイッチは、ケーブルを介してホームネットワークのサイズを拡大するための優れた安価な方法です。
既に述べたように、ネットワーク接続に戻ると、 イーサネットケーブル経由の接続とWi-Fiワイヤレス接続の 2つの可能性があります
イーサネットの最大速度は10または100メガビット/秒です。
1000 Mbit / sのイーサネット接続もありますが、それらが広く普及していなくてもです。
転送チェーン内のすべてのデバイスの最大速度を最大限に活用するには、すべてが同じイーサネットインターフェイスを備えている必要があります。
たとえば、1000 Mbitイーサネットカードを備えたメディアサーバーがある場合、または10/100スイッチに接続されている場合、それは制限されます。
通常、今日のすべてのイーサネットポートは100メガビット/秒をサポートしているため、問題はありません。
Wi-Fi速度は、代わりにIEEE 802.11ネットワーク標準のバージョンで示されており、単純な数字では示されていません。
Wifiには、いくつかのネットワーク標準があります。
-802.11bは、最大速度が11メガビット/秒の最初のバージョンでした(ただし、WiFi速度は信号強度に大きく依存するため、1〜5メガビット/秒に低下します)。
802.11bを使用するデバイスは、ベビーモニター、Bluetoothデバイス、コードレス電話、および2.4GHz帯域のその他のデバイスからの干渉を受けます。
802.11gの最大伝送速度は54メガビット/秒(現実的には22メガビット/秒)です。
802.11gは2.4GHz帯域で同じタイプの干渉を受けます
-802.11nは現在最も多く使用されている標準で、2.4 GHzと5 GHzの両方の周波数で動作できます。
802.11nの理論上の最大値は300メガビット/秒で、現実的には100-150メガビット/秒になります。
802.11acは最新の更新で、最速で、1秒間に最大1ギガビットです。
イーサネットと同様に、Wi-Fiの速度は通信のインターフェイスの異なる速度によって制限されます。
実際には、802.11n Wi-Fiルーターはあるが、ネットブックに802.11g wifiネットワークカードがある場合、伝送速度は最も弱い部分である802.11gの速度になります。
各WiFiコンポーネントを802.11n標準にアップグレードすると、速度が向上するだけでなく、セキュリティと侵入からの保護も強化されます。
ただし、802.11nへのアップグレードはWebブラウジング速度にほとんど影響を与えませんが、マルチメディアコンテンツをワイヤレスでストリーミングできるという利点があります。
Wifiの問題は信号強度です。ケーブルのスイッチとして機能するリピーターを購入すると、家の中で信号がほとんどまたはまったく届かないエリアで信号のカバー範囲を広げることができます。
WiFi信号増幅する方法についてはすでに説明しました。
Wifiのもう1つの問題は、すでに書かれているように、Wifiが私たちと子供にとって危険ではない場合でも、放射線です。
この記事をサポートするために、インターネットおよびネットワーク用のコンピューター辞書主な用語の意味で読んでください。
また読む: ワイヤレスルーターを構成して、自宅に安全なwifiネットワークをインストールする

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