Sử dụng mạng gia đình của bạn dễ dàng như nhập mật khẩu và mở ứng dụng Netflix của bạn 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 nói chuyện với nhau và với các thiết bị khác trên thế giới thông qua một mạng toàn cầu được gọi là internet. Mặc dù bạn không cần phải hiểu chính xác cách mạng gia đình của bạn hoạt động để tận hưởng nó, nhưng dành thời gian tìm hiểu kỹ sẽ giúp bạn đánh giá cao công nghệ và giúp việc khắc phục sự cố xảy ra dễ dàng hơn.
Nội dung bài viết
Mạng gia đình của bạn là một Internet mini
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 truyền 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 nhà của bạn. Nếu bạn muốn biết thêm về cách mạng gia đình của bạn giống như một mạng internet mini, hãy xem Ai sở hữu Internet? Kiến trúc web được giải thích để được giải thích đơn giản về cỗ máy phức tạp đó là Internet.
Mạng gia đình của bạn nói một ngôn ngữ đặc biệt
Ngoài việc giống internet về mặt vật lý, một cách quan trọng khác mà mạng gia đình của bạn và internet giống nhau là “ngôn ngữ” mà chúng nói. Ngày nay, giao thức mạng phổ biến là TCP / IP (Giao thức điều khiển truyền / Giao thức Internet), và đó là chìa khóa để làm cho dữ liệu đi đúng nơi cần thiết.
Trong mạng TCP / IP, tất cả dữ liệu được gửi qua mạng được chia thành “gói”. Hãy tưởng tượng biến một bức tranh thành một trò chơi ghép hình với hàng nghìn mảnh ghép. Sau đó lấy từng phần và cho vào phong bì riêng. Trên phong bì có ghi địa chỉ người gửi và người nhận. Cũng bao gồm thông tin trong mỗi phong bì mô tả nơi mỗi phần đi để tái tạo lại hình ảnh ban đầu.
Bây giờ, gửi hàng nghìn phong bì đến tay người nhận và họ sẽ xây dựng lại nó. Không có vấn đề gì nếu các phong bì đến không đúng thứ tự, nhưng nếu bất kỳ cái nào bị thiếu, bạn sẽ nhận được thư yêu cầu bản sao mới của các phần bị thiếu.
Địa 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 một mạng gia đình điển hình ngày nay trông như thế nào.
Mạng của bạn có một số thành phần chính:
- Modem kết nối bạn với mạng WAN (Internet)
- Bộ định tuyến quản lý lưu lượng giữa các thiết bị trong mạng LAN và giữa các thiết bị đó với mạng WAN.
- Các kết nối phần cứng mạng, thường là cáp ethernet hoặc bộ thu và phát sóng vô tuyến Wi-Fi.
- Thiết bị khách, như máy tính hoặc điện thoại thông minh Android và iOS.
- Thiết bị máy chủ, cũng có thể là thiết bị như máy tính và điện thoại thông minh.
- Bộ mở rộng mạng tùy chọn, giúp lan truyền dấu vết vật lý của mạng qua nhà bạn. Ví dụ bao gồm điểm truy cập không dây, bộ mở rộng đường dây điện và bộ lặp Wi-Fi.
Có nhiều cách khác nhau để xây dựng một mạng gia đình, nhưng hầu hết các thành phần này đều có mặt 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 trung tâm mạng. Tuy nhiên, bản phác thảo cơ bản này bao gồm 99% những gì bên ngoài.
Bây giờ chúng ta đã vẽ sơ lược 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, truy cập internet hoạt động thông qua một modem (bộ điều biến / giải điều chế) gửi và nhận các tín hiệu âm thanh cao hoặc thấp qua các đường dây thoại bằng đồng, đại diện cho mã nhị phân.
Các modem “quay số” này đều đã lỗi thời và không cung cấp nhiều băng thông, mặc dù chúng vẫn được sử dụng trong một số trường hợp hiếm hoi mà không có gì khác có thể thực hiện được. Ngày nay, từ modem được sử dụng để chỉ về 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 là kỹ thuật số.
Một ví dụ về chuyển đổi kỹ thuật số sang kỹ thuật số là modem sợi quang phổ biến, lấy tín hiệu quang học và tạo ra các xung điện qua cáp Ethernet. Modem DSL sử dụng cùng một dây đồng như đường dây điện thoại nhưng sử dụng băng tần khác với các cuộc gọi thoại, vì vậy bạn có thể kết nối internet và thực hiện cuộc gọi đồng thời. Modem di động kết nối với tháp điện thoại di động 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 trong những mạng khác, nó được kết hợp với bộ định tuyến không dây của bạn, đây sẽ là điểm dừng tiếp theo của chúng tôi trong chuyến tham quan mạng gia đình này.
Bộ định tuyến nằm ở trung tâm của mạng của bạn
Bộ định tuyến là trung tâm của bất kỳ mạng gia đình nào và thực hiện một loạt các công việc thiết yếu:
- Định tuyến lưu lượng mạng giữa các thiết bị, giữa Ethernet và LAN, và giữa các mạng bên trong và bên ngoài.
- Định tuyến và phát hiện máy chủ DNS (Dịch vụ tên miền).
- Bên trong tương tự như một máy tính có CPU, RAM và hệ điều hành. Một số bộ định tuyến có thể chạy ứng dụng.
- Gán và quản lý địa chỉ IP trên mạng LAN bằng DHCP (Giao thức cấu hình máy chủ động).
Bộ định tuyến có nhiều chức năng hơn những chức năng cốt lõi này, nhưng đó là danh sách quan trọng của những thứ mà bộ định tuyến thực hiện. Định tuyến giữa các loại mạng khác nhau (WAN cáp quang, Ethernet, Wi-Fi, v.v.) là những gì làm cho bộ định tuyến trở thành bộ định tuyến, thiết lập nó ngoài các thiết bị chuyển mạch và trung tâm mạng.
Bộ định tuyến gán địa chỉ IP cho các thiết bị mạng nội bộ, đảm bảo rằng không có xung đột. Nó theo dõi thiết bị nào thực hiện yêu cầu của 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 phát trực tuyến. Ngay cả khi bộ định tuyến của bạn không có khả năng này, bạn 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
Một người phục vụ là một thiết bị trên mạng cung cấp một dịch vụ như nội dung hoặc các ứng dụng dựa trên mạng. Khi bạn truy cập một trang web hoặc tải xuống tệp từ internet, nội dung đó sẽ được lưu trữ trên máy chủ ở một nơi nào đó trên thế giới. Khi bạn sử dụng các ứng dụng đám mây như Google Documents, phần mềm và dữ liệu đó 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 một máy in Wi-Fi, đó cũng là một máy chủ in xử lý các yêu cầu in. Nhiều người có NAS (Thiết bị lưu trữ gắn liền với mạng) hoặc máy chủ phương tiện (chẳng hạn như Plex) đang chạy trên mạng của họ. Một số điều bạn có thể không nghĩ đến vì các máy chủ cũng đủ điều kiện. Camera IP của bạn cũng là một máy chủ. Đó là một máy chủ phát trực tuyến video!
Thiết bị ngoại vi nối mạng
Theo truyền thống, các thiết bị ngoại vi như máy quét và máy in được kết nối trực tiếp với một máy tính cụ thể. Tuy nhiên, trong một hộ gia đình hiện đại, việc 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 một máy in trên mạng cục bộ thay vì để mọi người sử dụng chung một máy tính bất cứ khi nào họ cần in thứ gì đó.
Sử dụng tính năng chia sẻ bản in trong hệ điều hành của máy tính giúp bạn có thể sử dụng một máy in thông thường được kết nối với máy tính như một 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 nó hoạt động như một tài nguyên được chia sẻ độc lập trên mạng.
Khách hàng mạng trong 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 từ xa và cục bộ. Ví dụ về các máy khách mạng cục bộ bao gồm:
- Máy tính, bảng điều khiển và thiết bị di động.
- Các thiết bị Internet of Things (IoT) như tủ lạnh thông minh và robot hút bụi.
Bất kỳ thứ gì nhận dữ liệu từ thiết bị máy chủ đều là máy khách, mặc dù bất kỳ thiết bị nào cũng 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 vài tiêu chuẩn kết nối khác nhau cho các mạng trong những năm qua, nhưng trong hầu hết các mạng gia đình ngày nay, bạn sẽ chỉ tìm thấy hai loại kết nối: Ethernet và Wi-Fi.
Đừng để dây của bạn bị cắt ngang: Ethernet
Ethernet là một tiêu 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 một số dây đồng khác nhau tùy thuộc vào loại cáp mạng Ethernet bạn đang sử dụng.
Cáp Ethernet được phân loại thành các loại khác nhau 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 khớp loại cáp của bạn với tốc độ mà Cổng LAN của bạn được đánh giá. Cắm cáp 1Gbps vào cổng 100 Mbps sẽ không ảnh hưởng gì, nhưng làm ngược lại sẽ giới hạn 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, siêu đáng tin cậy miễn là bạn không gặp rắc rối khi cài đặt kết nối ethernet trong toàn bộ ngôi nhà của mình.
Dây điện? Nơi chúng ta đang đi, chúng ta 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, nó hoàn toàn không thực tế! Đó là lý do tại sao chúng tôi có Wi-Fi (Wireless Fidelity) 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 ta 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 lớn và sức mạnh xuyên tường. Wi-Fi tần số cao 5Ghz cực nhanh nhưng dễ bị chặn bởi các vật thể như tường.
Hầu hết các bộ định tuyến Wi-Fi hiện đại là “băng tần kép”, có nghĩa là chúng cung cấp kết nối trên cả hai dải tần số. Wi-Fi được chia thành nhiều thế hệ. Trong quá khứ, những thế hệ đó sẽ được đánh số tên phản ánh tên của tiêu chuẩn giao tiếp cho thế hệ Wi-Fi đó. Ví dụ: 802.11g, 802.11n và 802.11ac. Những tên này đã được thay đổi thành các 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 các bộ định tuyến mới hơn, đặc biệt nếu thiết bị chỉ hỗ trợ Wi-Fi 2,4Ghz 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 của bạn, 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 nỗ lực đặt Ethernet khắp nhà.
Tin tốt là có rất nhiều sản phẩm trên thị trường giúp bạn tăng diện tích 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 đưa vào rìa của mạng Wi-Fi hiện có trước khi tín hiệu Wi-Fi bắt đầu ngắt. 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 một cách đơn giản để mở rộng WiFi đến các điểm cụ thể mà không cần sửa đổi mạng của bạn.
Bộ mở rộng PowerLine
Hệ thống này gửi tín hiệu mạng thông qua hệ thống dây điện hiện có trong nhà của bạn. Thật dễ dàng như cắm bộ điều hợp PowerLine gần bộ định tuyến của bạn 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 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, và sau đó mỗi thiết bị vệ tinh có một kết nối không dây hoặc có dây chuyên dụng với nó.
Một gia đình mạng lớn
Công nghệ trong mạng gia đình của bạn có thể vô cùng phức tạp, nhưng công nghệ này đã trở nên thông minh hơn và dễ sử dụng hơn nhiều theo thời gian. Không ai biết tương lai của mạng gia đình sẽ như thế nào. Tuy nhiên, nó có thể trông rất khác nhờ sự phát triển của các công nghệ như mạng di động 5G sóng milimet, làm mờ ranh giới giữa mạng cục bộ và mạng rộng.
