今天我們來看看家庭網(wǎng)絡(luò)硬件：各個(gè)部分的作用、何時(shí)需要它們以及如何最好地部署它們。繼續(xù)閱讀以更清楚地了解優(yōu)化家庭網(wǎng)絡(luò)所需的內(nèi)容。

什么時(shí)候需要開關(guān)?樞紐?路由器具體是做什么的?如果您只有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，是否需要路由器?網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可能是一個(gè)相當(dāng)晦澀的研究領(lǐng)域，但只要掌握正確的術(shù)語和設(shè)備如何在家庭網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的一般概述，您就可以放心地部署網(wǎng)絡(luò)。

通過網(wǎng)絡(luò)圖了解家庭網(wǎng)絡(luò)

與其從網(wǎng)絡(luò)術(shù)語的詞匯表開始，在這個(gè)過程中用沒有簡單參考點(diǎn)的技術(shù)術(shù)語來攻擊你，不如讓我們直接看網(wǎng)絡(luò)圖。這是可用的最簡單的網(wǎng)絡(luò)配置：直接連接到調(diào)制解調(diào)器的計(jì)算機(jī)，而調(diào)制解調(diào)器又通過電話線/電纜/光纖上行鏈路連接到個(gè)人的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商。

沒有比這種安排更簡單的了，但是這種超簡單的設(shè)置是有代價(jià)的。該用戶無法使用Wi-Fi設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)(因此無法使用智能手機(jī)、平板電腦或其他無線設(shè)備)，并且他們失去了在其計(jì)算機(jī)和更大的互聯(lián)網(wǎng)之間使用路由器的好處。我們來介紹一下路由器，并強(qiáng)調(diào)一下使用路由器的好處。在下圖中，我們向網(wǎng)絡(luò)引入了兩個(gè)元素:一個(gè)無線路由器和一臺(tái)通過無線連接連接到網(wǎng)絡(luò)的筆記本電腦。

什么時(shí)候應(yīng)該使用路由器?考慮到家用路由器的低成本和在你的網(wǎng)絡(luò)上安裝一個(gè)的好處，你應(yīng)該總是使用路由器(它幾乎總是包括防火墻功能)。

家用路由器實(shí)際上是三個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件的組合：路由器、防火墻和交換機(jī)。在商業(yè)環(huán)境中，這三個(gè)硬件是分開的，但是消費(fèi)者路由器幾乎總是路由和交換組件的組合，并且為了更好的措施還添加了防火墻。首先讓我們看看路由器功能是做什么的。

在最基本的層面上，路由器將兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，一個(gè)是您家中的網(wǎng)絡(luò)(無論大小)，另一個(gè)是您家外面的網(wǎng)絡(luò)(在這種情況下，是互聯(lián)網(wǎng))。ISP為您提供的寬帶調(diào)制解調(diào)器僅適用于將單臺(tái)計(jì)算機(jī)連接到互聯(lián)網(wǎng)，通常不包括任何路由或交換功能。路由器執(zhí)行以下功能:

IP共享：您的ISP為您分配一個(gè)IP地址。如果你有一臺(tái)臺(tái)式機(jī)、一臺(tái)筆記本電腦、一個(gè)電視媒體盒和一臺(tái)iPad，那么一個(gè)IP地址顯然不夠用。路由器管理這些多重連接，并確保正確的信息包到達(dá)正確的地方。如果沒有這個(gè)功能，臺(tái)式機(jī)上的人和筆記本電腦上的人就無法同時(shí)瀏覽網(wǎng)頁，因?yàn)闊o法區(qū)分哪臺(tái)計(jì)算機(jī)在請(qǐng)求什么。

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)：與IP共享功能相關(guān)，NAT修改進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的信息包中的報(bào)頭，以便將它們路由到正確的設(shè)備。可以把NAT想象成路由器中一個(gè)非常有用的接待員，它確切地知道每個(gè)傳入/傳出的包應(yīng)該去哪里，并相應(yīng)地給它們打上部門的標(biāo)記。

動(dòng)態(tài)主機(jī)配置：如果沒有DHCP，您將不得不手動(dòng)配置并將所有主機(jī)添加到您的網(wǎng)絡(luò)中。這意味著每當(dāng)一臺(tái)新的計(jì)算機(jī)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，你必須手動(dòng)分配它一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址。DHCP會(huì)自動(dòng)為您完成這項(xiàng)工作，因此當(dāng)您將XBOX接入路由器、您的朋友接入您的無線網(wǎng)絡(luò)或者您添加一臺(tái)新電腦時(shí)，無需人工干預(yù)即可分配一個(gè)地址。

防火墻：路由器以多種方式充當(dāng)基本防火墻，包括自動(dòng)拒絕不屬于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)計(jì)算機(jī)與外部世界之間正在進(jìn)行的交換的傳入數(shù)據(jù)。例如，如果你從Pandora請(qǐng)求一個(gè)音樂流，你的路由器會(huì)說，“我們?cè)诘饶悖M(jìn)來吧”，數(shù)據(jù)流就會(huì)被定向到發(fā)出請(qǐng)求的設(shè)備。另一方面，如果突然爆發(fā)的端口探測(cè)來自一個(gè)未知的地址，你的路由器就像一個(gè)保鏢，拒絕請(qǐng)求，有效地偽裝你的計(jì)算機(jī)。即使對(duì)于一個(gè)只有一臺(tái)電腦的用戶來說，一個(gè)簡單的50美元的路由器僅僅是為了防火墻的功能也是值得的。

除了上面概述的內(nèi)部到外部網(wǎng)絡(luò)功能外，家庭路由器還充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)是一種硬件，可促進(jìn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上計(jì)算機(jī)之間的通信。如果沒有切換功能，設(shè)備可以通過路由器與更大的互聯(lián)網(wǎng)通信，但不能相互通信——通過網(wǎng)絡(luò)將 MP3 從筆記本電腦復(fù)制到臺(tái)式機(jī)這樣簡單的事情是不可能的。

大多數(shù)路由器都有四個(gè)以太網(wǎng)端口，允許您插入四個(gè)設(shè)備并讓它們通過開關(guān)功能進(jìn)行通信。如果您需要四個(gè)以上的以太網(wǎng)連接，則需要升級(jí)到具有更大端口組的路由器(這是一個(gè)相當(dāng)昂貴的提議，通常只會(huì)為您提供多達(dá)八個(gè)端口)，或者您可以選擇一個(gè)專用交換機(jī)。注意：僅當(dāng)硬線連接的物理端口用完時(shí)才需要升級(jí)。如果您只有一臺(tái)計(jì)算機(jī)和一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)打印機(jī)插入您的四端口路由器(并且網(wǎng)絡(luò)上的所有其他內(nèi)容都是基于 Wi-Fi)，則無需升級(jí)以獲得物理端口。也就是說，讓我們看一下具有專用交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)。

盡管絕大多數(shù)家庭路由器的四端口限制對(duì)于大多數(shù)家庭用戶來說已經(jīng)綽綽有余，但在過去的 10 年里，家庭中可聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量已經(jīng)顯著增加。將多臺(tái)計(jì)算機(jī)、多臺(tái)游戲機(jī)、媒體中心、打印機(jī)、文件服務(wù)器等都連接到以太網(wǎng) LAN 的情況并不少見(而您可能會(huì)將 Wii 放在 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)上，例如專用視頻流和媒體服務(wù)器訪問，最好有硬線連接)。一旦達(dá)到設(shè)備飽和度，就需要添加一個(gè)具有 8 個(gè)、16 個(gè)或更多端口的交換機(jī)，以正確支持您不斷增長的家庭網(wǎng)絡(luò)。

作為一個(gè)題外話，歷史上人們經(jīng)常依賴集線器，因?yàn)樗鼈儽劝嘿F的開關(guān)便宜得多。集線器是一種簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它不檢查或管理通過它的任何流量——它是一種“啞”網(wǎng)絡(luò)設(shè)備——相比之下，交換機(jī)實(shí)際上與數(shù)據(jù)包交互并主動(dòng)引導(dǎo)它們。由于集線器沒有管理組件，因此包之間經(jīng)常發(fā)生沖突，從而導(dǎo)致整體性能下降。集線器有許多技術(shù)上的缺點(diǎn)，你可以在這里讀到。在過去的10年里，消費(fèi)者級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的價(jià)格急劇下降，以至于很少有集線器被生產(chǎn)出來(最大的消費(fèi)者級(jí)集線器制造商之一Netgear甚至不再生產(chǎn)集線器了)。由于網(wǎng)絡(luò)集線器的缺點(diǎn)和高質(zhì)量的消費(fèi)級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的低價(jià)格，我們不建議使用集線器。當(dāng)你可以花25美元買到一個(gè)非常好的高速8端口交換機(jī)時(shí)，就沒有理由在家庭網(wǎng)絡(luò)上使用過時(shí)的集線器了——如果你好奇為什么網(wǎng)絡(luò)管理員會(huì)部署集線器，你可以在這里閱讀。

回到交換機(jī)的話題：交換機(jī)是增加家庭網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的一種極好的、廉價(jià)的方法。如果你的路由器后面的4個(gè)端口超出了你的容量，你能做的最簡單的事情就是購買一個(gè)端口數(shù)量適當(dāng)?shù)慕粨Q機(jī)來擴(kuò)展你的網(wǎng)絡(luò)。把設(shè)備從路由器上拔下來，把所有設(shè)備都插到交換機(jī)上，然后再把交換機(jī)插到路由器上。注意：交換機(jī)絕對(duì)沒有路由功能，不能代替路由器。你的路由器很可能內(nèi)置了一個(gè)四端口交換機(jī)，但這并不意味著你新的八端口專用交換機(jī)可以取代你的路由器——你仍然需要路由器在調(diào)制解調(diào)器和交換機(jī)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)。

解碼網(wǎng)絡(luò)速度標(biāo)志

現(xiàn)在您已經(jīng)清楚地了解了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該如何進(jìn)行物理配置，讓我們來談?wù)劸W(wǎng)絡(luò)速度。我們感興趣的主要有兩個(gè)名稱：以太網(wǎng)和 Wi-Fi。我們先來看看以太網(wǎng)。

以太網(wǎng)連接速度以10BASE為單位。最初的以太網(wǎng)協(xié)議現(xiàn)在已有30年的歷史，最大速度為10 Mbit/s。1995年推出的快速以太網(wǎng)將速度提高到100 Mbit/s。千兆以太網(wǎng)在1998年推出，但直到最近才在消費(fèi)者市場上獲得很大的吸引力。顧名思義，千兆位以太網(wǎng)能夠達(dá)到1000 Mbit/s。您通常會(huì)在networking gear及其包裝上看到這些名稱，如10/100或10/100/1000，表明該設(shè)備與哪個(gè)以太網(wǎng)版本兼容。

為了充分利用最大速度，傳輸鏈中的所有設(shè)備都需要達(dá)到或超過您想要的額定速度。例如，假設(shè)您在地下室有一臺(tái)安裝了千兆以太網(wǎng)卡的媒體服務(wù)器，在客廳有一臺(tái)安裝了千兆以太網(wǎng)卡的媒體控制臺(tái)，但您使用10/100交換機(jī)將這兩臺(tái)設(shè)備連接在一起。這兩種設(shè)備都將受到交換機(jī)上100 Mbit/s上限的限制。在這種情況下，升級(jí)交換機(jī)將大大提高您的網(wǎng)絡(luò)性能。

除了通過家庭網(wǎng)絡(luò)傳輸大文件和流式高清視頻內(nèi)容之外，幾乎沒有必要外出將所有設(shè)備升級(jí)到千兆位。如果您的主要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用包括瀏覽網(wǎng)頁和輕型文件傳輸10/100是非常令人滿意的。

了解Wi-Fi速度

Wi-Fi速度是用字母而不是數(shù)字來表示的。與我們?cè)谝蕴W(wǎng)中發(fā)現(xiàn)的將數(shù)字轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)速度的簡單方法不同，Wi-Fi名稱實(shí)際上是指IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的草案版本，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了Wi-Fi協(xié)議的參數(shù)。

802.11b 是第一個(gè)被消費(fèi)者廣泛采用的版本。 802.11b 設(shè)備的最大傳輸速度為 11 Mbit/s，但速度很大程度上取決于信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量——實(shí)際上用戶應(yīng)該期望 1-5 Mbit/s。使用 802.11b 的設(shè)備會(huì)受到嬰兒監(jiān)視器、藍(lán)牙設(shè)備、無繩電話和其他 2.4GHz 頻段設(shè)備的干擾。

802.11g 是下一個(gè)主要的消費(fèi)升級(jí)，將最大傳輸速度提高到 54 Mbit/s(考慮到糾錯(cuò)和信號(hào)強(qiáng)度，實(shí)際上約為 22 Mbit/s)。 802.11g 遭受與 802.11b 相同的 2.4GHz 頻段干擾。

802.11n 是對(duì) Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)的重大升級(jí)——設(shè)備使用多輸入多輸出天線 (MIMO) 在 2.4GHz 和相對(duì)空閑的 5GHz 頻段上運(yùn)行。 802.11n 的理論最大值為 300 Mbit/s，但考慮到糾錯(cuò)和不太理想的條件，您可以預(yù)期 100-150 Mbit/s 范圍內(nèi)的速度。

802.11ac 是一個(gè)巨大的升級(jí)，它帶來了更寬的頻道(80 或 160 MHz 與 40 MHz)、更多的空間流(最多 8 個(gè))和諸如波束成形之類的東西，它可以將波直接發(fā)送到您的設(shè)備，而不是四處彈跳，使事情變得快多了。快多少?有一些模型可以每秒處理 1 GB。它非常快。

與以太網(wǎng)一樣，Wi-Fi 速度受到直接網(wǎng)絡(luò)中最薄弱的鏈路的限制。如果您有一個(gè)支持 802.11n 的 Wi-Fi 路由器，但您的上網(wǎng)本只有一個(gè)支持 802.11g 的 Wi-Fi 模塊，那么您將在 802.11g 速度下達(dá)到最高速度。除了速度限制之外，還有一個(gè)非常緊迫的原因要放棄最古老的流行 Wi-Fi 協(xié)議 802.11b。您必須在網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)設(shè)備上使用相同級(jí)別的加密，并且 802.11b 設(shè)備可用的加密方案很弱并且已被破壞(例如，WEP 加密可能會(huì)在幾分鐘內(nèi)被技術(shù)中等的孩子破壞) .升級(jí)您的 Wi-Fi 路由器和無線設(shè)備可讓您升級(jí)無線加密并享受更快的速度。如果您現(xiàn)在還沒有采取任何措施來保護(hù)您的路由器，那么現(xiàn)在是閱讀我們的指南以鎖定您的 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)以防入侵的好時(shí)機(jī)。

與以太網(wǎng)一樣，升級(jí)到最高速度(在本例中為 802.11n)最適合人們移動(dòng)大文件和流式傳輸高清視頻。升級(jí)到 802.11n 對(duì)您的網(wǎng)絡(luò)瀏覽速度的影響可以忽略不計(jì)，但會(huì)對(duì)您在家中無線傳輸高清內(nèi)容的能力產(chǎn)生巨大影響。

至此，您已經(jīng)掌握了家庭網(wǎng)絡(luò)的布局方式，并且了解了網(wǎng)絡(luò)速度的含義以及它們對(duì)您和您的網(wǎng)絡(luò)的影響。是時(shí)候升級(jí)您的交換機(jī)，推出一些新的Wi-Fi帶寬，并享受更優(yōu)化的家庭網(wǎng)絡(luò)了。