2022 終極智慧家庭網路 - 網路硬體成本 - 完整指南
連接網繼網路的家庭/家庭辦公網路，由各種硬體和軟體組件組成。
在本教程中，我們將了解創建電腦網路，並將其連接到 Internet 所需的各種組件。
在本教程結束時，你應該了解創建家庭網路所需的設備，以及它們提供的功能。
你還應該了解連接和使用家庭網路和 Internet 所必需的 Internet 服務。
網路連接組件和功能
下圖顯示了典型的家庭或小型辦公室網路佈局。
DSL 調製解調器 –
這將數位訊號，轉換為適合透過電話線發送的類比訊號。它通常內置在Internet/寬頻路由器中，通常不作為單獨的組件購買。
DSL/寬頻濾波器
用於從電話訊號中，濾除 DSL 訊號，使你可以同時上網和使用電話。
防火牆和 NAT 路由器
防火牆的功能類似於路由器，只是它根據用戶配置的規則，阻止來自外部網路的流量。
防火牆保護你的家庭/小型企業網器電腦和設備免受 Internet 上的入侵者。
它有效地充當單向數位門，阻止從 Internet 上的設備訪問你的網路，但同時允許你網路上的設備連接到 Internet 上的設備。（下圖）
小型網路使用防火牆/NAT 路由器組合，其中單個設備充當 NAT 路由器和防火牆。
NAT有效地將你的家庭網路與 Internet 隔離開來。
請參閱端口轉發和內部和外部 IP 地址。
電腦防火牆 –
如果你使用的是 Windows XP（或更高版本），那麼你的電腦上也會有防火牆。
此防火牆不如路由器/集線器內置的防火牆安全，但在你的電腦上啟用它是正常的。
當你安裝 Skype 等應用時，你會發現它們會更改防火牆設置。
這是一個簡短的影片，解釋了電腦防火牆的工作原理。
ICS（網路連接共享）-
Internet 連接共享允許你與本地/家庭網路上的其他電腦機共享 Internet 連接。
它要求將一台電腦指定為共享電腦（具有 Internet 連接的電腦）。
這台電腦有效地用作 NAT 路由器，並且必須保持開啟，其他電腦才能訪問 Internet。
通常不再使用此配置。
通用網路實體組件和功能
集線器、網橋和交換機都是用於將乙太網上的電腦和其他設備連接在一起的設備。
網路集線器
集線器將兩台或多台電腦連接在一起（如上圖中的交換機）。
集線器實際上是多端口中繼器，並在物理層（第一級）運行。他們不檢查網路流量。他們今天被交換機取代。最小的通常是 4 個端口。
網橋
網橋將兩個網段連接在一起，是一個選擇性中繼器。它檢查它看到的流量的 MAC 地址，並了解哪些網段包含各種MAC 地址。
它使用此資訊來決定是否在網段上重複流量。
網橋在第 2 層（數據鏈路層）工作，並將傳輸廣播。
網橋也被交換機取代網路交換機
交換機 將兩台或多台電腦連接在一起並在今天優先使用集線器或橋接器。
就像網橋一樣，交換機了解連接到每個端口的 MAC 地址，並且只會在尋址到這些 MAC 地址的那個端口上發送數據。
交換機實際上是具有更多端口的網橋。
使用交換機通常可以加快網路速度，但這取決於網路配置。請參閱基本網路課程
有各種類型的產品被銷售為非管理型、管理型和智慧型。
基本的非管理型交換機需要零配置。你只需將其插入網路即可。
託管交換機使你可以完全控制交換機，並且通常開箱即用的行為就像非託管交換機。但是，你可以控制交換機、配置端口 等。由於複雜性和很少需要，這些類型通常不用於家庭網路。
智慧交換機介於託管和非託管之間，可在需要 VLAN 的家庭網路中找到。
PoE 交換機
許多現代交換機提供 POE 端口。這使你可以為設備供電，像攝影機。直接從開關中獲取，無需在攝影機上使用外部電源。請參閱為初學者解釋的 POE
無線接入點
無線接入點將無線設備連接到乙太網，並相互連接。它有效地完成與集線器/交換機相同的工作，但用於無線設備。
許多接入點可以使用 POE（乙太網供電）供電，這意味著它們可以放置在沒有電源連接的位置，使其非常靈活。請參閱為初學者解釋的 POE
PoE 路油器
這些用於將 PoE 終端設備連接到非 PoE 設備，例如傳統交換機。舊式開關無法提供電源，而路油器可以。
PoE 分路器- 將數據從電源中分出，用於將非 PoE 終端設備連接到 PoE 源。
分路器提取的功率通常用於使用單獨的電源輸入為設備供電。
所示的是用於為 Raspberry Pi 供電的DSLRKIT 有源 PoE 分路器。
家用路由器
路由器將網路連接在一起。路由器在 TCP/IP 協議棧的網路級別運行。在家庭網路中，路由器負責將家庭網路連接到 Internet，並提供一些重要的網路服務，例如：
- DHCP
- 域名系統
大多數家用路由器都提供 Wi-Fi 和乙太網連接。
家用路由器還提供 NAT（網路地址轉換）服務。
它們通常也被稱為集線器，但這實際上並沒有描述它們的網路角色。
家庭路由器網路連接類型
路由器將兩個網路連接在一起。
在家庭路由器的情況下，網路是網際網路和家庭網路，如下圖所示。
有四種主要的 Internet 連接類型正在使用中
- ADSL —— 舊
- VDSL —— 與光纖到機櫃連接 (FTTC) 一起使用
- 光纖 —— 與 FTTP 一起使用
- 電纜 —— 電纜網路
如果你購買自己的路由器，則需要確保它是適合你的 Internet 連接的類型。
路由器、調製解調器和過濾器
如果你查看上面的網路連接圖，你會看到一個寬頻濾波器。
此過濾器在 ADSL 和 VDSL 連接上是必需的，但現在通常包含在 ISP 套接字中。
但是，你需要檢查你的套接字類型以確定這一點。
沒有顯示的是調製解調器。
如果需要，調製解調器將放置在路由器和網路連接之間。
外部調製解調器通常在使用光纖連接的網路上找到，並且需要將來自路由器的電訊號轉換為光訊號，以透過光纖電纜發送。
VDSL 和 ADSL
使用電話線連接到 Internet 的 Internet 連接使用這些鏈接協議或技術。
ADSL（類比數位用戶線路）是較舊的技術，現在正被速度更快的 VDSL（超高速數位用戶線路）所取代。
VDSL不是光纖，但它與光纖一起用於所謂的光纖到路邊連接。
在這些連接中，光纖被提供到家庭附近的分配點，標準電話線使用 VDSL 提供到家庭的連接。
沒有網線的家用路由器
傳統上，網路連接需要陸線連接。
然而，越來越多的人使用的不是傳統的固定電話連接，而是行動電話。
市場上有許多支持 3G 和 4G 行動網路的家用路由器。
它們最初是為需要共享行動網路連接的行動工作人員或度假人士設計的。
通常，它們像傳統的家庭路由器一樣，提供 Wi-Fi 接入點和乙太網連接，但與 ISP 的連接是透過行動網路進行的，如下所示。
在購買家庭使用之前，你應該檢查你所在地區的網路可用性。
上傳和下載速度通常比路線慢，3G 提供 200kbps 和 7.2Mbps 之間。
4G 在英國提供 8-10 Mbits/s（報價速度），但公佈的速度要高得多，4G 的最大下載速度約為 160Mbits/s。
這是 EE 行動提供商的螢幕截圖。
雙路由器（VDSL/ADSL/光纖）+ 行動
許多路由器現在提供兩種用於冗餘目的的 Internet 訪問方法，並且隨著當前在家工作的趨勢越來越流行。
主要連接通常是 VDSL/ADSL 或光纖，但當失敗時，它會自動回退到移動連接。
使用標準家庭路由器和獨立的 3G/4G 路由器也可以在家中提供兩種網路連接方法，但在這種情況下，你需要對客戶端進行更改以使用 3G/4G 連接，因為它不是自動的。
Wi-Fi 範圍擴展器/中繼器
放置在現有無線網路的範圍內，它會從網路中獲取信號並重新廣播，從而增加網路的範圍。
現代的直接插入電源插座，不需要其他連接。
注意：請參閱下面的 Wi-Fi 家用插頭適配器。
Mi-Fi - 寬頻 Wi-FI 集線器
Mi-Fi Hub是一種相對較新的設備，可用於透過行動網路（3g 和 4G）將多個設備連接到 Internet。
你的設備使用 Wi-Fi 連接到集線器，集線器使用 3G/4G 連接到行動網路。
Mi-Fi 集線器成本低（大約 20 到 40 英鎊），而且許多集線器可以在不連接電源的情況下工作數小時。
你將需要一個 SIM 卡和一個行動數據計劃。
家用插頭適配器
這些是直接插入電源插座的乙太網卡，並使用電源線來傳輸乙太網信號，而不是使用 UTP 電纜。
它們成對出現，您至少需要 2 個適配器。
它們插入電源並有一個以太網插座，可用於連接計算機、交換機、路由器等。
你還可以獲得用作無線接入點的無線接入點，用於擴展網路以克服 Wi-Fi 的範圍限制。
這些看起來像普通的家用插頭適配器，但內置了無線接入點。
請參閱 Homeplug 適配器和電力線網路以及擴展家庭網路。
Wi-Fi 範圍擴展器/中繼器與 Wi-Fi Homeplug
Wi-Fi 範圍擴展器需要在現有 Wi-Fi 網路的範圍內才能工作。
需要使用電源將 Wi-Fi 家用插頭適配器，連接到另一個家用插頭適配器。
Wi-Fi 家用插頭適配器為你提供比範圍擴展器更好的性能。
UTP（非屏蔽雙絞線）電纜
用於將乙太網設備連接在一起的通用電纜。範圍從CAT5 到 CAT6。
較舊的安裝將使用 CAT5 和較新的 CAT6，專為更高的速度而設計。
這是一個很好的影像，涵蓋了 UTP 和 STP、直接與交叉以及不同類別之間的差異。
乙太網交叉電纜
用於將兩台電腦連接在一起而無需集線器/交換機。
它還用於級聯連接較舊的集線器/交換機。今天通常不需要，因為較新的集線器/交換機使用自動檢測，並且可以切換模式。
請參閱有關乙太網交叉電纜和媒介相關接口的 Wiki
電纜耦合器/延長器和分路器
成本低，對於將乙太網電纜連接在一起非常有用。
只需將乙太網電纜插入每個插座。
你還可以使用乙太網分路器來延長電纜，並提供更多的乙太網插座，
連接器為 RJ45
有用的資源：
如何連接你自己的家庭網路 PCworld 教程和此影片。
網路和網路服務
第一步是讓電腦透過 WI-FI 或乙太網連接在一起。為了交換他們需要的資訊，並使用多種網路服務和協議。
主要有：
IP 協議
所有現代網路都使用 IP 網路協議，並且要在網路上工作，所有設備都需要 IP 地址。
當前運行的 IP 協議有兩個版本。
IPv4 是原始版本，佈署在所有家庭和辦公網路以及 Internet 上。
IPv6 正在推出，許多新網路和網路設備都支持它，但它並未用作默認協議。
DHCP（動態主機配置協議）
DHCP 是一種自動向電腦請求和分配 IP 地址的服務和協議。
所有現代電腦、平板電腦和智會手機都能夠使用 DHCP，並且默認配置為使用它。
對於家庭和小型辦公室路，DHCP 服務內置於連接到 Internet 的路由器中。
對於較大的辦公網路，此服務在網路伺服器上配置。
如果沒有可用的 DHCP 服務，客戶端將自動分配自己的 IP 地址（稱為本地地址），或者你可以手動分配它們（稱為靜態地址）。
DNS（域名服務）
域名系統是網路的核心。它負責將域名解析為 IP 地址。
如果沒有 DNS，你將不得不記住你訪問的每個網站的 IP 地址。
所有網路客戶端（PC、平板電腦、電話）都充當DNS 客戶端，並內置了必要的軟體，以便它們可以使用 DNS。
DNS 伺服器儲存數據，主要位於網際網路上，例如你的 ISP（網路服務提供商、Google 等）。
大公司將在本地使用自己的 DNS 伺服器。
要使用 DNS，客戶端需要知道 DNS 伺服器的地址。這通常由 DHCP 伺服器分配。
請參閱了解 DNS
搜索引擎
- 使用搜索引擎搜索，例如谷歌
- 單擊所需的鏈接。
- Web 瀏覽器使用 DNS來定位網站的 IP 地址。（用戶不可見）
- 瀏覽器顯示來自網站的內容。
DNS 對 Internet 非常重要，而搜索引擎對 Web 非常重要。
對於大多數人來說，過程是這樣的
常用網路術語和首字母縮略詞
MAC 地址– 分配給 Wi_fi 適配器或 NIC 的設備的 64 位物理地址。通常無法更改。
NIC——網路接口卡。在電腦中發現的以太網卡
UTP-（非屏蔽雙絞線）- 用於連接網路設備的通用電纜。
RJ45- 用於連接乙太網設備的連接器。
RJ11- 美國用於連接電話、調製解調器等的連接器，其他國家採用。
Gateway —— Gateway在 TCP/IP 協議棧的應用層工作並進行轉換。例如發往傳真 Gateway 的電子郵件。
在早期的網路和早期的網路課程中，路由器被稱為 Gateway，在設置網路客戶端時仍然使用該術語。
在此上下文中，術語 Gateway 是指到外部網路（即網際網路）的 Gateway。
單播消息– 從一個設備發送到另一個設備的消息。
多播消息- 從一個設備發送到其他幾個設備的消息。
廣播消息- 發送到網路上所有節點的消息。
快速測驗
Q1 – 哪些設備不需要連接到 Internet 連接？
- 路由器
- 調製解調器
- 轉變
Q2-家庭網路不需要以下哪些組件？
- 路由器
- 轉變
- 無線接入點
- 乙太網交叉電纜
Q3 - 什麼硬體對於創建家庭 Wi-Fi 網路極為重要？
- 路由器
- 轉變
- 無線接入點
- 乙太網交叉電纜
Q4 - Gateway 是一種常見的網路硬體組件，它有什麼作用？
- 將多台電腦連接在一起。
- 將名稱解析為 IP 地址
- 分配 IP 地址
- 將網路連接到 Internet。
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