Die Nutzung Ihres Heimnetzwerks ist so einfach wie die Eingabe eines Passworts und das Öffnen Ihrer Netflix-App, um einen Film anzusehen, aber Ihr Netzwerk und alles, was für einen reibungslosen Betrieb erforderlich ist, sind wahrscheinlich die komplexesten und einzigartigsten Geräte, die Sie besitzen.
Heimnetzwerke dienen dazu, dass digitale Geräte über ein globales Netzwerk namens Internet miteinander und mit anderen Geräten auf der Welt kommunizieren können. Sie müssen zwar nicht genau verstehen, wie Ihr Heimnetzwerk funktioniert, um es zu genießen, aber wenn Sie etwas Zeit unter der Haube verbringen, lernen Sie die Technik kennen und können die Fehlerbehebung bei auftretenden Problemen erleichtern.
Ihr Heimnetzwerk ist ein Mini-Internet
Das Internet ist die Abkürzung für „Internet“, ein globales Netzwerk verbundener LANs (Local Area Networks), das Webserver, Streaming- und Cloud-Dienste, Spieleserver und vieles mehr umfasst.
Ihr Heimnetzwerk ist dasselbe, nur kleiner und auf Ihr Zuhause beschränkt. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Ihr Heimnetzwerk einem Mini-Internet ähnelt, schauen Sie sich Wem gehört das Internet? Web-Architektur erklärt anfür eine einfache Erklärung der komplexen Maschine, die das Internet ist.
Ihr Heimnetzwerk spricht eine besondere Sprache
Abgesehen davon, dass Ihr Heimnetzwerk und das Internet physisch dem Internet als Ganzes ähneln, ist die „Sprache“, die sie sprechen, ein weiterer wichtiger Punkt, an dem Ihr Heimnetzwerk und das Internet identisch sind. Heutzutage ist das universelle Netzwerkprotokoll TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) und es ist der Schlüssel dafür, dass Daten dorthin gelangen, wo sie hin sollen.
In einem TCP/IP-Netzwerk werden alle über das Netzwerk gesendeten Daten in „Pakete“ aufgeteilt. Stellen Sie sich vor, Sie verwandeln ein Bild in ein Puzzle mit Tausenden von Teilen. Nehmen Sie dann jedes Stück und stecken Sie es einzeln in einen Umschlag. Schreiben Sie auf den Umschlag die Adresse des Absenders und des Empfängers. Geben Sie in jedem Umschlag außerdem Informationen an, in denen beschrieben wird, wohin jedes Stück zur Rekonstruktion des Originalbilds geht.
Schicken Sie jetzt Tausende von Umschlägen an den Empfänger, und dieser stellt sie auf seiner Seite wieder zusammen. Es macht nichts, wenn die Umschläge nicht in der richtigen Reihenfolge ankommen, aber wenn welche verloren gehen, erhalten Sie Briefe zurück, in denen Sie um neue Kopien der fehlenden Teile gebeten werden.
Grundlegende Topographie des Heimnetzwerks
.Im Folgenden erläutern wir die Aufgabe der einzelnen Netzwerkkomponenten ausführlich. Um Ihnen die Orientierung zu erleichtern, skizzieren wir jedoch, wie ein typisches Heimnetzwerk heute aussieht.
Ihr Netzwerk besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten:
Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, ein Heimnetzwerk aufzubauen, aber die meisten dieser Komponenten sind in jedem Heimnetzwerk vorhanden. Einige davon können durch andere Komponenten ersetzt werden. Wenn Sie beispielsweise einfach eine Gruppe von Computern miteinander vernetzen möchten, können Sie einen Ethernet-Switch oder einen Netzwerk-Hub verwenden. Diese grundlegende Skizze deckt jedoch 99 % dessen ab, was da draußen ist.
Da wir nun die groben Umrisse eines Heimnetzwerks gezeichnet haben, werden wir uns etwas eingehender mit allen wichtigen Komponenten befassen.
Mit dem Modem können Sie mit dem Internet kommunizieren
Vor dem modernen Breitband-Internet funktionierte der Internetzugang über ein Modem (Modulator/Demodulator), das über Kupfer-Sprachleitungen hohe oder tiefe Audiosignale sendete und empfing, die Binärcode darstellten.
Diese „DFÜ“-Modems sind mittlerweile nahezu veraltet und bieten nicht viel Bandbreite, werden jedoch in einigen seltenen Fällen immer noch verwendet, wenn nichts anderes möglich ist. Heutzutage wird das Wort „Modem“ für nahezu jedes Gerät verwendet, das ein Netzwerksignal in ein anderes umwandelt, auch wenn beide Signale tatsächlich digital sind.
Ein Beispiel für die Digital-Digital-Umwandlung ist das herkömmliche Glasfasermodem, das optische Signale empfängt und über Ethernet-Kabel elektrische Impulse aussendet. DSL-Modems verwenden dasselbe Kupferkabel wie Telefonleitungen, nutzen jedoch ein anderes Frequenzband als Sprachanrufe, sodass Sie gleichzeitig eine Verbindung zum Internet herstellen und Anrufe tätigen können. Mobilfunkmodems stellen über Funkwellen eine Verbindung zu Mobilfunkmasten her – Satellitenmodems übertragen Informationen in die Umlaufbahn und aus ihr heraus und so weiter..
In einigen Netzwerken ist das Modem ein separates Gerät, in anderen ist es mit Ihrem WLAN-Router kombiniert, was zufällig unsere nächste Station auf dieser Heimnetzwerk-Tour ist.
Der Router ist das Herzstück Ihres Netzwerks
Der Router ist das Herzstück jedes Heimnetzwerks und übernimmt eine Vielzahl wichtiger Aufgaben:
Router haben mehr zu bieten als nur diese Kernfunktionen, aber das ist die wichtigste Liste der Dinge, die ein Router leistet. Das Routing zwischen verschiedenen Netzwerktypen (Glasfaser-WAN, Ethernet, Wi-Fi usw.) macht einen Router zu einem Router und unterscheidet ihn von Netzwerk-Switches und Hubs.
Der Router weist internen Netzwerkgeräten IP-Adressen zu und stellt so sicher, dass es keine Konflikte gibt. Es verfolgt in einer Tabelle, die als NAT (Network Address Table) bezeichnet wird, welches Gerät welche Anfrage an Geräte im Internet stellt, da Server im Internet nur den Router selbst und seine „öffentliche“ IP-Adresse sehen können.
Einige High-End-Router können benutzerdefinierte Anwendungen ausführen, die als Netzwerkspeicher oder Streaming-Server fungieren. Auch wenn Ihr Router nicht über diese Funktion verfügt, haben Sie möglicherweise die Möglichkeit, benutzerdefinierte Firmware von Drittanbietern zu installieren, um diese Funktionen hinzuzufügen.
Ihre lokalen Server
Ein Serverist ein Gerät in einem Netzwerk, das einen Dienst wie Inhalte oder netzwerkbasierte Anwendungen anbietet. Wenn Sie eine Website besuchen oder eine Datei aus dem Internet herunterladen, wird dieser Inhalt auf einem Servercomputer irgendwo auf der Welt gehostet. Wenn Sie Cloud-Apps wie Google Docs verwenden, befinden sich diese Software und Daten auf einem Server.
Ihr lokales Netzwerk verfügt über mindestens einen Server, und das ist Ihr Router. Jeder Router verfügt über einen einfachen Webserver, der als Schnittstelle zum Ändern von Einstellungen fungiert. Wenn Sie mit dem Router verbunden sind und seine IP-Adresse in einen Browser eingeben, werden Sie zu einer Website weitergeleitet, die vom Router selbst gehostet wird..
Wenn Sie einen WLAN-Drucker haben, ist das auch ein Druckserver, der Druckanfragen verarbeitet. Viele Menschen haben NAS (Netzwerkspeicher Geräte) oder Medienserver (wie Plex) in ihrem Netzwerk ausgeführt. Einige Dinge, die Sie vielleicht nicht als Server betrachten, kommen ebenfalls in Frage. Ihre IP-Kamera ist auch ein Server. Es ist ein Video-Streaming-Server!
Vernetzte Peripheriegeräte
Traditionell werden Peripheriegeräte wie Scanner und Drucker direkt an einen bestimmten Computer angeschlossen. Allerdings ist es in einem modernen Haushalt weitaus üblicher, über viele verschiedene Computer zu verfügen, die Zugriff auf diese Art von Geräten benötigen. Sie können einen Drucker im lokalen Netzwerk gemeinsam nutzen, anstatt dass jeder denselben Computer verwendet, wann immer er etwas drucken muss.
Durch die Verwendung der Druckfreigabefunktion im Betriebssystem des Computers ist es möglich, einen normalen Drucker, der an einen Computer angeschlossen ist, als gemeinsam genutzten Drucker zu verwenden. Dennoch ist es heutzutage einfach, einfach einen Drucker, Scanner oder ein Multifunktionsgerät (MFD) mit WLAN oder Ethernet zu kaufen und es als eigenständige gemeinsame Ressource im Netzwerk fungieren zu lassen.
Netzwerk-Clients in Ihrem Zuhause
Abgesehen von den lokalen Servern in Ihrem Heimnetzwerk werden die anderen Geräte im Allgemeinen als Clients bezeichnet, die Informationen von entfernten und lokalen Servern abrufen. Beispiele für lokale Netzwerk-Clients sind:
Alles, was Daten von einem Servergerät empfängt, ist ein Client, obwohl jedes Gerät gleichzeitig beides sein kann.
Computer, Konsolen und mobile Geräte
Kabelgebundene und kabellose Verbindungen
Im Laufe der Jahre gab es einige unterschiedliche Verbindungsstandards für Netzwerke, aber heutzutage gibt es in fast jedem Heimnetzwerk nur zwei Verbindungsarten: Ethernet und Wi-Fi.
Lassen Sie Ihre Kabel nicht durcheinander geraten: Ethernet
Ethernet ist ein kabelgebundener Verbindungsstandard, der TCP/IP-Daten in Heimnetzwerken überträgt. Der Stecker (RJ45) sieht ein wenig aus wie eine vergrößerte Telefonleitungsverbindung (RJ11) und trägt mehrere Kupferdrähte, die je nach der Kategorie des verwendeten Ethernet-Netzwerkkabels variieren.
Ethernet-Kabel werden in verschiedene Kategorien eingeteilt, die unterschiedliche Höchstgeschwindigkeiten bieten. Beispielsweise sind Netzwerkkabel der Kategorie 6 für 10 Gbit/s ausgelegt, während Kabel der Kategorie 5e für Gigabit-Geschwindigkeiten ausgelegt sind. Es ist wichtig, dass Sie Ihre Kabeltypen an die Geschwindigkeit anpassen, für die Ihre LAN-Ports ausgelegt sind. Das Anschließen eines 1-Gbit/s-Kabels an einen 100-Mbit/s-Port schadet nicht, aber wenn Sie das Gegenteil tun, wird Ihre Geschwindigkeit auf das Maximum begrenzt, das das Kabel bewältigen kann!.
Vorausgesetzt, Sie haben sich für die richtigen Ethernet-Kabel, -Adapter und den richtigen Router entschieden, können Sie sich über hohe Netzwerkgeschwindigkeiten mit geringer Latenz und äußerst zuverlässiger Netzwerkgeschwindigkeit freuen, solange Sie den Aufwand für die durchgehende Installation von Ethernet-Verbindungen in Kauf nehmen Ihr Haus.
Drähte? Wohin wir gehen, brauchen wir keine Kabel: Wi-Fi
Obwohl Ethernet zweifellos der Goldstandard ist, wenn es um reine Netzwerkleistung geht, ist es nicht besonders praktisch. Wenn es um mobile Geräte geht, ist es geradezu unpraktisch! Aus diesem Grund verfügen wir über Wi-Fi (Wireless Fidelity), um drahtlosen Geräten die Möglichkeit zu geben, sich mit dem Netzwerk zu verbinden, ohne jedes Mal Löcher in Wände bohren oder sie anschließen zu müssen, wenn wir Netzwerkfunktionen benötigen.
Wi-Fi nutzt Radiowellen, um digitale Informationsimpulse zu senden. Im WLAN werden zwei Frequenzbänder verwendet: 2,4 GHz und 5 GHz. Das untere Frequenzband kann keine Daten mit hoher Geschwindigkeit senden, verfügt aber über eine große Reichweite und durchdringt Wände. Hochfrequentes 5-GHz-WLAN ist ultraschnell, aber leicht durch Gegenstände blockiert wie Wände.
Die meisten modernen WLAN-Router sind „Dualband“, was bedeutet, dass sie Verbindungen auf beiden Frequenzbändern bieten. WLAN ist in Generationen unterteilt. In der Vergangenheit hatten diese Generationen nummerierte Namen, die den Namen des Kommunikationsstandards für diese WLAN-Generation widerspiegelten. Zum Beispiel 802.11g, 802.11n und 802.11ac. Um die Benutzerfreundlichkeit zu erhöhen, wurden diese Namen in einfache Zahlen geändert. Jetzt ist 802.11ac einfach Wi-Fi 6 und das neueste 802.11ax ist Wi-Fi 6.
Ältere WLAN-Geräte stellen möglicherweise keine Verbindung zu neueren Routern her, insbesondere wenn das Gerät nur 2,4-GHz-WLAN unterstützt und der betreffende Router nur 5 GHz bietet.
Erweitern Sie die Reichweite Ihres Netzwerks
Bei so vielen Geräten, sowohl aktuellen als auch zukünftigen, die eine Verbindung zu Ihrem Heimnetzwerk ermöglichen, möchten Sie wahrscheinlich sicherstellen, dass sich das Netzwerk bis in jeden Winkel Ihres Zuhauses erstreckt. Das ist leichter gesagt als getan, wenn es um alles geht, was ein drahtloses Signal blockieren kann, oder um die Kosten und den Aufwand, der mit der Verlegung von Ethernet im ganzen Haus verbunden ist.
Die gute Nachricht ist, dass es viele Produkte auf dem Markt gibt, die Ihnen helfen, Ihre Netzwerkpräsenz zu vergrößern, sodass es in Ihrem Zuhause keine Stellen mehr gibt, die nicht angeschlossen werden können..
WLAN-Repeater und -Extender
Ein WLAN-Repeater ist ein Gerät, das am Rand eines bestehenden WLAN-Netzwerks platziert wird, bevor das WLAN-Signal nachlässt. Es lauscht den Paketen, die zum und vom Kern-Wi-Fi-Netzwerk kommen, und wiederholt sie dann einfach. Dies ist eine langsame Lösung, aber eine einfache Möglichkeit, WLAN auf bestimmte Orte auszudehnen, ohne Ihr Netzwerk zu verändern.
PowerLine Extender
Dieses System sendet Netzwerksignale über die vorhandenen elektrischen Leitungen in Ihrem Zuhause. Es ist so einfach wie das Anschließen eines PowerLine-Adapters in der Nähe Ihres Routers und in dem Raum, in dem Sie Ihr Netzwerk erweitern möchten.
Anstatt die Stellfläche Ihres regulären Routers zu vergrößern, ersetzen drahtlose Mesh-Router Ihren vorhandenen Router vollständig. Betrachten Sie sie als einen großen verteilten Router. Eine primäre Mesh-Einheit wird an Ihr Modem angeschlossen, und dann verfügt jede Satelliteneinheit über eine dedizierte drahtlose oder kabelgebundene Verbindung.
Eine große, vernetzte Familie
Die Technologie in Ihrem Heimnetzwerk mag unglaublich komplex sein, aber diese Technologie ist im Laufe der Zeit intelligenter und viel benutzerfreundlicher geworden. Niemand weiß, wie die Zukunft der Heimvernetzung aussehen wird. Dennoch könnte es dank der Entwicklung von Technologien wie Millimeterwellen-5G-Mobilfunknetzen, die die Grenze zwischen lokalen und breiten Netzen verwischen, ganz anders aussehen.
.