Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Жилой сети )
Перейти к навигации Перейти к поиску

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.

Истоки [ править ]

Создание такой сети часто необходимо для совместного использования домашнего доступа в Интернет для всех подключенных к сети устройств. [ необходима цитата ] 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 [1], 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 DNS-серверов.адреса. Как только клиент реализует эти настройки, хост может обмениваться данными в этом Интернете .

Устройства инфраструктуры [ править ]

Пример простой домашней сети

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:

  • Модем предоставляет интерфейс Ethernet для нативной телекоммуникационной инфраструктуры поставщика услуг. В домах они обычно бывают в виде модема DSL или кабельного модема .
  • Маршрутизатор управляет подключения сетевого уровня между WAN и ГАН. Он выполняет ключевую функцию трансляции сетевых адресов, позволяя нескольким устройствам совместно использовать один домашний адрес WAN. Большинство домашних сетей представляют собой особый класс небольших настольных устройств с пассивным охлаждением со встроенной точкой беспроводного доступа и 4-портовым коммутатором Ethernet . Эти устройства призваны сделать установку, настройку и управление домашней сетью как можно более автоматизированной, удобной для пользователя и по принципу «plug-and-play».
  • Сетевой коммутатор используется , чтобы позволить устройствам в домашней сети разговаривать друг с другом через Ethernet . Хотя потребности большинства домашних сетей удовлетворяются встроенными возможностями беспроводной связи и / или коммутации их маршрутизаторов, в некоторых ситуациях требуется добавление отдельного коммутатора с расширенными возможностями. Например:
    • Типичный домашний маршрутизатор имеет от 4 до 6 портов Ethernet LAN, поэтому коммутационная способность маршрутизатора может быть превышена.
    • Сетевому устройству может потребоваться нестандартная функция порта, такая как питание через Ethernet (PoE). ( IP-камеры и IP-телефоны )
  • Точка беспроводного доступа требуется для подключения беспроводных устройств к сети. Большинство домашних сетей полагаются на беспроводной маршрутизатор , который имеет встроенную точку беспроводного доступа для выполнения этой роли.
  • Домашняя автоматизация контроллер обеспечивает возможность беспроводной связи с низким энергопотреблением с простым, не большим объемом данные устройств , такие как смарт - лампы ( Philips Hue ) и смарт - замки ( августа дом ).
  • Сетевой мост соединяет две сети, часто для того , чтобы предоставить проводное-единственное устройство, например , Xbox , доступ к беспроводной сети среде.

Тройная игра [ править ]

Решение Triple Play от 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.

Физическая связь и протоколы [ править ]

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.

Беспроводная связь [ править ]

Беспроводная сеть [ править ]

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. [2] Wi-Fi Alliance протестировала совместимые продукты, и удостоверяет их для взаимодействия.

Беспроводной PAN [ править ]

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 считаются постоянными резидентами домашней сети.

Низкоскоростной беспроводной PAN [ править ]

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 продолжительных периодов времени. . ZigBee использует ячеистую сеть для преодоления ограничений по расстоянию, 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 .

Кабели витой пары [ править ]

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.

Волоконная оптика [ править ]

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.

Телефонные провода [ править ]

  • VDSL и VDSL2
  • Поддержка HomePNA до 160 Мбит / с

Коаксиальные кабели [ править ]

Следующие стандарты позволяют устройствам обмениваться данными по коаксиальным кабелям, которые часто устанавливаются для поддержки нескольких телевизоров по всему дому.

  • ДОКСИС
  • Стандарт Multimedia over Coax Alliance (MoCA) обеспечивает скорость до 270 Мбит / с.
  • CWave
  • Поддержка HomePNA до 320 Мбит / с

Линии электропередач [ править ]

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. [3] Недавно IEEE принял предложение P1901, которое обосновало стандарт на рынке для проводных продуктов, производимых и продаваемых компаниями, входящими в альянс HomePlug Alliance . [4] IEEE постоянно работает над тем, чтобы P1901 был полностью признан во всем мире в качестве единственного стандарта для всех будущих продуктов, производимых для домашних сетей.

  • HomePlug и HomePNA - связанные стандарты
  • Универсальная ассоциация Powerline

Конечные устройства и службы [ править ]

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 традиционно не подключенного к сети домашнего оборудования теперь включают новые варианты, способные управлять или удаленно контролировать через приложение на смартфоне. Как новые стартапы, так 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, относящиеся к этой линейке продуктов.

Общего назначения [ править ]

  • Персональные компьютеры, такие как настольные компьютеры , ноутбуки , нетбуки и планшеты.
  • Сетевое устройство хранения данных (NAS) , устройство может быть легко доступны через CIFS или NFS протоколы для общего хранения или для резервного копирования целей.
  • Сервер печати может быть использован для совместного использования каких - либо непосредственно подключенных принтеров с другими компьютерами в сети.
  • IP-телефоны или смартфоны (при подключении через Wi-Fi ) с использованием технологий VoIP

Развлечения [ править ]

  • Умные колонки
  • Телевидение: некоторые новые телевизоры и видеорегистраторы имеют встроенное соединение Wi-Fi, которое позволяет пользователю получать доступ к таким сервисам, как Netflix и YouTube.
  • Домашнее аудио: цифровые аудиоплееры и стереосистемы с возможностью подключения к сети могут позволить пользователю легко получить доступ к своей музыкальной библиотеке, часто используя Bonjour для обнаружения и взаимодействия с экземпляром iTunes, запущенным на удаленном ПК.
  • Игры: игровые приставки полагаются на подключение к домашней сети, чтобы обеспечить значительную часть своих общих функций, таких как многопользовательский режим в играх, интеграция с социальной сетью, возможность покупать или демонстрировать новые игры и получать обновления программного обеспечения. Недавние консоли начали более агрессивно выполнять роль единственного развлекательного и медиацентра в доме.
  • DLNA - это общий протокол, используемый для взаимодействия между сетевыми мультимедийными устройствами в доме.

Некоторые старые развлекательные устройства могут не иметь соответствующих сетевых интерфейсов, необходимых для подключения к домашней сети. В некоторых случаях USB- ключи и карты сетевого интерфейса PCI доступны в качестве аксессуаров, которые обеспечивают эту функцию.

Освещение [ править ]

  • «Подключенные» лампочки, такие как Lifx , Philips Hue , Samsung Smart Bulb , GE Link
  • ZigBee Light Link - это протокол открытых стандартов, используемый в настоящее время основными поставщиками лампочек для подключения к сети.

Домашняя безопасность и контроль доступа [ править ]

  • Охранная сигнализация: iSmartAlarm
  • Гаражные ворота и открыватели ворот: Liftmaster MyQ , GoGogate

Экологический мониторинг и кондиционирование [ править ]

  • HVAC: обучающий термостат Nest
  • Детекторы дыма / CO: Nest Protect

Облачные сервисы [ править ]

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 домашних жителей через соединение WAN.

Управление сетью [ править ]

Встроенные устройства [ править ]

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 экосистемы Apple [ править ]

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.

Устройства экосистемы Microsoft [ править ]

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.чтобы упростить обмен файлами в жилых помещениях. Все пользователи (обычно все члены семьи), за исключением 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. [5]

Общие проблемы и проблемы [ править ]

Потеря беспроводного сигнала [ править ]

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 .

"Дырявый" Wi-Fi [ править ]

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. [6]

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.

Шум электрической сети [ править ]

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. [7]

Администрация [ править ]

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.

См. Также [ править ]

  • Контроль доступа
  • Программное обеспечение компьютерной безопасности
  • Резервное копирование данных
  • Шифрование
  • Брандмауэр (вычисления)
  • Домашняя автоматизация
  • Домашний сервер
  • Система позиционирования в помещении (IPS)
  • Выйти
  • Сетевая безопасность
  • Кодовая фраза
  • Умные, подключенные продукты
  • Обновление программного обеспечения
  • Угроза (компьютер)
  • Двухфакторная аутентификация
  • Виртуальный помощник

Ссылки [ править ]

  1. ^ Что такое DHCP? . whatismyip.com.
  2. ^ «Узнай и узнай», WiFi Alliance, http://www.wi-fi.org/discover_and_learn.php. Архивировано 4 июля 2010 г.на Wayback Machine (по состоянию на 30 июня 2010 г.).
  3. ^ Бергер, Ларс Т .; Швагер, Андреас; Пагани, Паскаль; Ван Ренсбург; Пит Жанс (февраль 2014 г.). «Введение в канал связи по линии электропередач и характеристики шума» . В Berger, Lars T .; Швагер, Андреас; Пагани, Паскаль; Шнайдер, Даниэль М (ред.). MIMO Power Line Communications: узкие и широкополосные стандарты, EMC и расширенная обработка . Устройства, схемы и системы. CRC Press. С. 3–38. ISBN 9781466557529.
  4. ^ Фор, Жан-Филипп. «IEEE P1901 Draft Standard for Broadband over Power Line Networks: Medium Access Control and Physical Layer Specifications», IEEE Standards Association, http://grouper.ieee.org/groups/1901/ (по состоянию на 22 июня 2010 г.).
  5. ^ Грег Холден, Лоуренс С. Миллер, Домашняя сеть «сделай сам» для чайников , Джон Вили и сыновья, 2011.
  6. ^ Wangerien, Брайан. «Проблемы Wi-Fi». Новости связи. Британская энциклопедия. Интернет http://www.britannica.com/bps/additionalcontent/18/21597846/The-challenges-of-WiFi .
  7. ^ «Часто задаваемые вопросы», HomePlug Powerline Alliance, http://www.homeplug.org/about/faqs/ Архивировано 31марта2014 г. в Wayback Machine (доступ осуществлен 22 июня 2010 г.).

Внешние ссылки [ править ]

  • Домашняя сеть для британского интеллектуального счетчика
  • WikiBooks: передача данных между стандартными модемами удаленного доступа
  • Рабочая группа по домашней сети IETF