Sử dụng mạng gia đình dễ dàng như nhập mật khẩu và mở ứng dụng Netflix để xem phim, nhưng mạng của bạn và mọi thứ cần thiết để mạng hoạt động liền mạch có lẽ là những thiết bị phức tạp và độc đáo nhất mà bạn sở hữu.
Mạng gia đình tồn tại để cho phép các thiết bị kỹ thuật số giao tiếp với nhau và với các thiết bị khác trên thế giới qua mạng toàn cầu được gọi là internet. Mặc dù bạn không cần phải hiểu chính xác cách thức hoạt động của mạng gia đình để tận hưởng nó, nhưng việc dành chút thời gian tìm hiểu kỹ càng sẽ giúp bạn đánh giá cao công nghệ này và giúp khắc phục sự cố dễ dàng hơn.
Mạng gia đình của bạn là Internet thu nhỏ
Internet là viết tắt của 'internetwork', một mạng toàn cầu gồm các mạng LAN được kết nối (Mạng cục bộ) bao gồm máy chủ web, dịch vụ phát trực tuyến và đám mây, máy chủ trò chơi, v.v.
Mạng gia đình của bạn cũng giống như vậy, nhưng nhỏ hơn và giới hạn trong phạm vi ngôi nhà của bạn. Nếu bạn muốn biết thêm về cách mạng gia đình của bạn giống như một Internet mini, hãy xem Ai sở hữu Internet? Giải thích về kiến trúc web để có lời giải thích đơn giản về cỗ máy phức tạp là Internet.
Mạng gia đình của bạn nói một ngôn ngữ đặc biệt
Ngoài việc trông giống Internet về mặt hình thức tổng thể, một điểm quan trọng khác là mạng gia đình và Internet giống nhau ở “ngôn ngữ” mà chúng sử dụng. Ngày nay, giao thức mạng phổ quát là TCP/IP (Giao thức kiểm soát truyền tải/Giao thức Internet) và đó là chìa khóa để đưa dữ liệu đi đến nơi cần đến.
Trong mạng TCP/IP, tất cả dữ liệu được gửi qua mạng được chia thành các “gói”. Hãy tưởng tượng biến một bức tranh thành một trò chơi ghép hình với hàng nghìn mảnh ghép. Sau đó lấy từng mảnh và cho vào một phong bì riêng. Trên phong bì ghi địa chỉ người gửi và người nhận. Ngoài ra, hãy bao gồm thông tin trong mỗi phong bì mô tả vị trí của từng mảnh để tái tạo lại hình ảnh gốc.
Bây giờ, hãy gửi hàng nghìn phong bì cho người nhận và họ sẽ tự mình tạo lại phong bì. Sẽ không có vấn đề gì nếu phong bì bị thất lạc, nhưng nếu bị mất, bạn sẽ nhận được thư yêu cầu gửi lại bản sao mới của những mảnh còn thiếu.
Cấu hình mạng gia đình cơ bản
.Chúng tôi sẽ giải thích chi tiết công việc của từng thành phần mạng bên dưới, nhưng để giúp bạn định hướng, hãy phác họa hình dáng của một mạng gia đình điển hình ngày nay.
Mạng của bạn có một số thành phần chính:
Có nhiều cách khác nhau để xây dựng mạng gia đình, nhưng hầu hết các thành phần này đều có trong mọi mạng gia đình. Các thành phần khác có thể thay thế cho một số trong số này. Ví dụ: nếu bạn chỉ muốn nối mạng một nhóm máy tính với nhau, bạn có thể sử dụng bộ chuyển mạch Ethernet hoặc hub mạng. Tuy nhiên, bản phác thảo cơ bản này bao gồm 99% những gì hiện có.
Bây giờ chúng ta đã phác thảo sơ bộ về mạng gia đình, chúng ta sẽ đi sâu hơn một chút vào từng thành phần chính.
Modem cho phép bạn nói chuyện với Internet
Trước khi có internet băng thông rộng hiện đại, việc truy cập Internet hoạt động thông qua một modem (bộ điều biến/giải điều chế) gửi và nhận tín hiệu âm thanh có cường độ cao hoặc thấp qua đường dây thoại bằng đồng, biểu thị mã nhị phân.
Các modem “quay số” này hiện đã lỗi thời và không cung cấp nhiều băng thông, mặc dù chúng vẫn được sử dụng trong một số trường hợp hiếm hoi khi không thể làm được điều gì khác. Ngày nay, từ modem được dùng để chỉ bất kỳ thiết bị nào chuyển đổi loại tín hiệu mạng này sang loại tín hiệu mạng khác, ngay cả khi cả hai tín hiệu trên thực tế đều là tín hiệu kỹ thuật số.
Một ví dụ về chuyển đổi kỹ thuật số sang kỹ thuật số là modem cáp quang thông thường, nhận tín hiệu quang và phát ra các xung điện qua cáp Ethernet. Modem DSL sử dụng cùng dây đồng như đường dây điện thoại nhưng sử dụng dải tần khác với cuộc gọi thoại, do đó bạn có thể kết nối Internet và thực hiện cuộc gọi cùng một lúc. Modem di động kết nối với tháp điện thoại di động thông qua sóng vô tuyến—modem vệ tinh truyền thông tin đến và đi từ quỹ đạo, v.v..
Trong một số mạng, modem là một thiết bị riêng biệt và ở các mạng khác, modem được kết hợp với bộ định tuyến không dây của bạn. Đây sẽ là điểm dừng tiếp theo của chúng ta trong chuyến tham quan mạng gia đình này.
Bộ định tuyến nằm ở trung tâm mạng của bạn
Bộ định tuyến là trung tâm của mọi mạng gia đình và thực hiện nhiều công việc thiết yếu:
Bộ định tuyến có nhiều chức năng cốt lõi hơn nhưng đó là danh sách chính những công việc mà bộ định tuyến thực hiện. Định tuyến giữa các loại mạng khác nhau (WAN cáp quang, Ethernet, Wi-Fi, v.v.) là yếu tố khiến bộ định tuyến trở thành bộ định tuyến, khiến nó trở nên khác biệt với thiết bị chuyển mạch và trung tâm mạng.
Bộ định tuyến gán địa chỉ IP cho các thiết bị mạng nội bộ, đảm bảo không có xung đột. Nó theo dõi thiết bị nào đưa ra yêu cầu nào đối với các thiết bị trên Internet trong một bảng được gọi là NAT (Bảng địa chỉ mạng), vì các máy chủ trên Internet chỉ có thể nhìn thấy chính bộ định tuyến và địa chỉ IP “công khai” của nó.
Một số bộ định tuyến cao cấp có thể chạy các ứng dụng tùy chỉnh để hoạt động như máy chủ lưu trữ mạng hoặc máy chủ phát trực tuyến. Ngay cả khi bộ định tuyến của bạn không có khả năng này, bạn vẫn có thể có tùy chọn cài đặt chương trình cơ sở tùy chỉnh của bên thứ ba để thêm các tính năng đó.
Máy chủ cục bộ của bạn
máy chủlà một thiết bị trên mạng cung cấp dịch vụ như nội dung hoặc ứng dụng dựa trên mạng. Khi bạn truy cập một trang web hoặc tải xuống một tệp từ internet, nội dung đó sẽ được lưu trữ trên một máy chủ ở đâu đó trên thế giới. Khi bạn sử dụng các ứng dụng đám mây như Google Tài liệu, phần mềm và dữ liệu đó sẽ trực tiếp trên máy chủ.
Mạng cục bộ của bạn có ít nhất một máy chủ và đó là bộ định tuyến của bạn. Mỗi bộ định tuyến đều có một máy chủ web cơ bản hoạt động như một giao diện để thay đổi cài đặt. Khi bạn kết nối với bộ định tuyến và nhập địa chỉ IP của nó vào trình duyệt, bạn sẽ được đưa đến một trang web do chính bộ định tuyến lưu trữ..
Nếu bạn có máy in wifi thì đó cũng là máy chủ in xử lý các yêu cầu in. Nhiều người có NAS (Lưu trữ gắn mạng thiết bị) hoặc máy chủ đa phương tiện (chẳng hạn như Plex) chạy trên mạng của họ. Một số thứ bạn có thể không nghĩ là máy chủ cũng đủ điều kiện. Camera IP của bạn cũng là một máy chủ. Đó là một máy chủ phát video trực tuyến!
Thiết bị ngoại vi được nối mạng
Các thiết bị ngoại vi truyền thống như máy quét và máy in được kết nối trực tiếp với một máy tính cụ thể. Tuy nhiên, việc một hộ gia đình hiện đại có nhiều máy tính khác nhau cần quyền truy cập vào các loại thiết bị này trở nên phổ biến hơn nhiều. Bạn có thể chia sẻ máy in trên mạng cục bộ thay vì để mọi người sử dụng cùng một máy tính bất cứ khi nào họ cần in thứ gì đó.
Việc sử dụng tính năng chia sẻ bản in trong hệ điều hành của máy tính giúp bạn có thể sử dụng máy in thông thường được kết nối với máy tính làm máy in dùng chung. Tuy nhiên, ngày nay thật dễ dàng để mua một máy in, máy quét hoặc thiết bị đa chức năng (MFD) có Wi-Fi hoặc Ethernet và để thiết bị này hoạt động như một tài nguyên chia sẻ độc lập trên mạng.
Mạng lưới khách hàng tại nhà của bạn
Ngoài các máy chủ cục bộ trên mạng gia đình của bạn, các thiết bị khác thường được gọi là máy khách, lấy thông tin từ các máy chủ cục bộ và từ xa. Ví dụ về các máy khách mạng cục bộ bao gồm:
Bất kỳ thứ gì nhận dữ liệu từ thiết bị máy chủ đều là máy khách, mặc dù mọi thiết bị đều có thể là cả hai cùng một lúc.
Máy tính, bảng điều khiển và thiết bị di động
Kết nối có dây và không dây
Đã có một số tiêu chuẩn kết nối khác nhau cho mạng trong những năm qua nhưng trong hầu hết mọi mạng gia đình hiện nay, bạn sẽ chỉ thấy hai loại kết nối: Ethernet và Wi-Fi.
Đừng để dây của bạn bị cắt chéo: Ethernet
Ethernet là chuẩn kết nối có dây mang dữ liệu TCP/IP trong mạng gia đình. Đầu nối (RJ45) trông hơi giống kết nối đường dây điện thoại cỡ lớn (RJ11) và mang theo một số dây đồng khác nhau tùy thuộc vào loại cáp mạng Ethernet mà bạn đang sử dụng.
Cáp Ethernet được phân thành nhiều loại khác nhau và cung cấp tốc độ tối đa khác nhau. Ví dụ: cáp mạng Loại 6 được xếp hạng 10Gbps, trong khi cáp Loại 5e được xếp hạng cho tốc độ gigabit. Điều quan trọng là phải kết hợp các loại cáp của bạn với tốc độ mà Cổng LAN của bạn được xếp hạng. Việc cắm cáp 1Gbps vào cổng 100 Mbps sẽ không gây hại gì nhưng làm ngược lại sẽ hạn chế tốc độ của bạn ở mức tối đa mà cáp có thể xử lý!.
Giả sử bạn đã chọn đúng cáp Ethernet, bộ điều hợp và bộ định tuyến, bạn sẽ tận hưởng tốc độ mạng tốc độ cao, độ trễ thấp, cực kỳ đáng tin cậy miễn là bạn không gặp rắc rối khi cài đặt kết nối ethernet xuyên suốt ngôi nhà của bạn.
Dây điện? Đi đâu chúng ta cũng không cần dây: Wi-Fi
Mặc dù Ethernet chắc chắn là tiêu chuẩn vàng khi nói đến hiệu suất mạng thuần túy nhưng nó không hoàn toàn thuận tiện. Khi nói đến thiết bị di động, điều đó hoàn toàn không thực tế! Đó là lý do tại sao chúng tôi có Wi-Fi (Độ trung thực không dây) để cho phép các thiết bị không dây kết nối với mạng mà không cần khoan lỗ trên tường hoặc cắm chúng vào mỗi khi chúng tôi cần các tính năng mạng.
Wi-Fi sử dụng sóng vô tuyến để gửi các xung thông tin kỹ thuật số. Có hai dải tần được sử dụng trong Wi-Fi: 2,4GHz và 5GHz. Dải tần số thấp hơn không thể gửi dữ liệu ở tốc độ cao, nhưng nó có phạm vi rộng và khả năng xuyên tường. Wi-Fi tần số cao 5GHz cực nhanh nhưng dễ dàng bị chặn bởi đồ vật như những bức tường.
Hầu hết các bộ định tuyến Wi-Fi hiện đại đều có “băng tần kép”, nghĩa là chúng cung cấp kết nối trên cả hai dải tần. Wi-Fi được chia thành các thế hệ. Trước đây, các thế hệ đó sẽ có tên được đánh số phản ánh tên của tiêu chuẩn liên lạc cho thế hệ Wi-Fi đó. Ví dụ: 802.11g, 802.11n và 802.11ac. Những tên này đã được thay đổi thành những con số đơn giản để làm cho mọi thứ trở nên thân thiện hơn với người dùng. Vì vậy, bây giờ 802.11ac chỉ đơn giản là Wi-Fi 6 và 802.11ax mới nhất là Wi-Fi 6.
Các thiết bị Wi-Fi cũ hơn có thể không kết nối với bộ định tuyến mới hơn, đặc biệt nếu thiết bị chỉ hỗ trợ Wi-Fi 2,4 GHz và bộ định tuyến được đề cập chỉ cung cấp 5GHz.
Mở rộng phạm vi tiếp cận mạng của bạn
Với rất nhiều thiết bị, cả hiện tại và tương lai, để tìm cách kết nối với mạng gia đình, bạn có thể muốn đảm bảo rằng mạng đó trải dài đến mọi ngóc ngách trong nhà bạn. Điều đó nói dễ hơn làm với mọi thứ có thể chặn tín hiệu không dây hoặc chi phí và công sức lắp đặt Ethernet khắp nhà.
Tin vui là trên thị trường có rất nhiều sản phẩm giúp bạn tăng phạm vi phủ sóng mạng để không có điểm nào trong nhà bạn không thể kết nối được..
Bộ lặp và bộ mở rộng Wi-Fi
Bộ lặp Wi-Fi là thiết bị được đặt ở rìa mạng Wi-Fi hiện có trước khi tín hiệu Wi-Fi bắt đầu mất. Nó lắng nghe các gói đến và đi từ mạng Wi-Fi lõi và sau đó chỉ cần lặp lại chúng. Đây là một giải pháp chậm nhưng là cách đơn giản để mở rộng WiFi đến các điểm cụ thể mà không cần sửa đổi mạng của bạn.
Bộ mở rộng đường dây điện
Hệ thống này gửi tín hiệu mạng thông qua hệ thống dây điện hiện có trong nhà bạn. Dễ dàng như cắm bộ chuyển đổi PowerLine gần bộ định tuyến và trong phòng nơi bạn muốn mở rộng mạng của mình.
Thay vì mở rộng phạm vi hoạt động của bộ định tuyến thông thường, bộ định tuyến lưới không dây sẽ thay thế hoàn toàn bộ định tuyến hiện tại của bạn. Hãy coi chúng như một bộ định tuyến phân tán lớn. Một thiết bị lưới chính được kết nối với modem của bạn, sau đó mỗi thiết bị vệ tinh có kết nối không dây hoặc có dây chuyên dụng với nó.
Một gia đình có mạng lưới lớn
Công nghệ trong mạng gia đình của bạn có thể cực kỳ phức tạp nhưng theo thời gian, công nghệ này ngày càng trở nên thông minh hơn và dễ sử dụng hơn nhiều. Không ai biết tương lai của mạng gia đình sẽ ra sao. Tuy nhiên, nó có thể trông rất khác nhờ sự phát triển của các công nghệ như mạng di động 5G bước sóng milimet, giúp xóa mờ ranh giới giữa mạng cục bộ và mạng rộng.
.