ルータ、スイッチ、およびネットワークハードウェアについて

今日は、ホームネットワーキングハードウェアを見ています。個々の部分が何をするのか、いつ必要になるのか、そしてそれらをどのように展開するのが一番良いのか。ホームネットワークを最適化するために必要なものをより明確に把握するために読んでください.

いつスイッチが必要ですか。ハブ？ルーターは正確に何をしますか？コンピュータが1台の場合はルーターが必要ですか。ネットワーク技術はかなり難解な研究分野ですが、適切な用語と、ホームネットワーク上でデバイスがどのように機能するかについての一般的な概要を備えているので、自信を持ってネットワークを展開できます。.

ネットワーク図によるホームネットワーキングの理解

ネットワーク用語集の用語集から始めるのではなく、その過程で、簡単な参照ポイントのない技術用語であなたを奮い立たせましょう - ネットワークダイアグラムを見ることにすぐに飛び込んでみましょう。利用可能な最も簡単なネットワーク構成は次のとおりです。モデムが直接接続され、電話回線/ケーブル/光ファイバーのアップリンクを介して個人のインターネットサービスプロバイダに接続されているコンピュータ。.

この構成よりも複雑になることはありませんが、設定が非常に簡単なために代償を払う必要があります。このユーザーはWi-Fiデバイスでインターネットにアクセスすることはできず（したがって、スマートフォン、タブレット、またはその他のワイヤレスデバイスにはアクセスできません）、コンピュータとより大きなインターネットの間にルーターがあるという利点を失います。ルーターを紹介し、それを使用する利点を強調しましょう。以下の図では、2つの要素をネットワークに導入しました。ワイヤレスルーターと、そのワイヤレス接続を介してネットワークに接続するラップトップです。.

いつルーターを使うべきですか？低コストのホームルーターと、ネットワークにインストールすることで得られる利点を考えると あなたはいつもルーターを使うべきです（それはほとんどいつもファイアウォール機能を含んでいます）.

ホームルーターは、実際には3つのネットワークコンポーネント（ルーター、ファイアウォール、およびスイッチ）の組み合わせです。商業的な設定では、3つのハードウェアは別々に保たれていますが、コンシューマルータは、ルーティングとスイッチングコンポーネントの両方を組み合わせたもので、ファイアウォールが追加されています。まず、ルーター機能が何をするのか見てみましょう。.

最も基本的なレベルでは、ルーターは2つのネットワーク（家の中のネットワーク（ただし大小））と家の外のネットワーク（この場合はインターネット）をリンクします。 ISPから提供されているブロードバンドモデムは、1台のコンピュータをインターネットにリンクするのに適しているだけで、通常、ルーティングやスイッチ機能は含まれていません。ルータは次の機能を実行します。

IP共有 あなたのISPはあなたに一つのIPアドレスを割り当てます。デスクトップ、ラップトップ、テレビのメディアボックス、そしてiPadを持っているのであれば、その1つのIPアドレスでは明らかにうまくいかないでしょう。ルータはそれらの複数の接続を管理し、正しい情報パケットが正しい場所に送信されるようにします。この機能がなければ、デスクトップ上の人物とラップトップ上の人物の両方がWebをブラウズする方法はありません。.
ネットワークアドレス変換（NAT）：IP共有機能に関連して、NATはあなたのネットワークに出入りする情報のパケットのヘッダを修正して、それらが適切なデバイスにルーティングされるようにします。 NATはあなたのルーターの中のとても便利な受付係のように考えてください。それはすべての送受信パッケージがどこに行くべきなのかを正確に知っていて、それに応じて部門にスタンプを押します.
動的ホスト構成 DHCPがなければ、手動ですべてのホストを設定してネットワークに追加する必要があります。つまり、新しいコンピュータがネットワークに入るたびに、手動でネットワーク上のアドレスを割り当てる必要があります。あなたのXBOXをあなたのルーターに差し込むとき、あなたの友人があなたの無線ネットワークに乗るとき、あるいはあなたが新しいコンピュータを追加するとき、DHCPはあなたのために自動的にそれをする。.
ファイアウォール： ルーターは、ネットワーク内のコンピューターと外部との間で進行中のやり取りの一部ではない着信データを自動的に拒否するなど、さまざまな方法で基本的なファイアウォールとして機能します。たとえば、Pandoraに音楽ストリームを要求した場合、ルーターは「私たちはあなたを期待しています。入って来ます」と言って、そのデータストリームは要求を出したデバイスに送信されます。一方、未知のアドレスから突然のポートプロービングが発生した場合、ルーターは警備員の役割を果たし、要求を拒否して効果的にコンピューターを隠します。 1台のコンピューターを使用しているユーザーでも、ファイアウォール機能だけで50ドルの単純なルーターの価値があります。.

上記で概説した内部から外部へのネットワーク機能に加えて、ホームルーターはネットワークスイッチとしても機能します。ネットワークスイッチは、内部ネットワーク上のコンピュータ間の通信を容易にするハードウェアの一部です。スイッチング機能がなければ、デバイスはルーターを介してより大きなインターネットと話すことができますが、お互いとは話すことができません - ラップトップからデスクトップにネットワーク経由でMP3をコピーするのと同じくらい簡単なことは不可能です。.

ほとんどのルータには4つのイーサネットポートがあり、4つのデバイスを接続してスイッチ機能を介して通信させることができます。 4つ以上のイーサネット接続が必要な場合は、より大きなポートバンクを持つルーターにアップグレードする必要があります（通常、最大8ポートまでしか増やすことができないかなり高価な提案）か、専用のスイッチを選ぶことができます。注：あなたが不足している場合は、アップグレードする必要があります 物理的 ハードライン接続用のポート。 1台のコンピュータと1台のネットワークプリンタのみを4ポートルータに接続している場合（およびネットワーク上のその他すべてがWi-Fiベースの場合）、物理ポートを取得するためにアップグレードする必要はありません。そうは言っても、専用スイッチを備えたネットワークを見てみましょう。.

大多数のホームルーターの4ポート制限は、ほとんどのホームユーザーにとって十分すぎるほどでしたが、この10年間で、自宅内のネットワーク対応デバイスの数が大幅に増加しました。複数のコンピュータ、複数のゲーム機、メディアセンター、プリンタ、ファイルサーバなどがすべてイーサネットLANに接続されているのは珍しいことではありません（ただし、WiiをWi-Fiネットワークに接続することで問題が解決する場合もあります）。専用のビデオストリーミングとメディアサーバーへのアクセスは、ハードライン接続を使用することをお勧めします。その程度のデバイス飽和状態に達したら、成長しているホームネットワークを適切にサポートするために8、16、またはそれ以上のポートを持つスイッチを追加する必要があります。.

付記として、歴史的に人々は高価なスイッチよりもずっと安かったのでハブに頼っていました。ハブは、それを通過するトラフィックを調べたり管理したりすることのない単純なネットワークデバイスです。それに対して、スイッチは実際にはデータパケットとやり取りし、それらを積極的に転送します。ハブには管理コンポーネントがないため、パケット間で頻繁に衝突が発生し、パフォーマンスが全体的に低下します。ハブはあなたがここで読むことができるいくつかの技術的な欠点を抱えています。コンシューマグレードのネットワークスイッチの価格が過去10年間で急激に下落したため、製造されるハブはほとんどなくなりました（Netgear、コンシューマハブの最大の製造業者の1つであっても製造できなくなりました）。ネットワークハブの欠点と高品質のコンシューマグレードネットワークスイッチの低価格のため ハブの使用はお勧めできません. あなたが25ドルで完全に良い高速8ポートスイッチを手に入れることができるとき、ホームネットワークで時代遅れのハブを使う理由はありません - あなたがそれについて読むことができるネットワーク管理者が今までハブを展開する理由ここに.

スイッチの話題に戻ると： スイッチは、ホームネットワークの規模を拡大するための優れた安価な方法です。. ルーターの背面にある4つのポートのバンクを超えて成長した場合、ネットワークを拡張するためにできる最も簡単な方法は、適切な数のポートを備えたスイッチを購入することです。ルータからデバイスを取り外し、すべてのデバイスをスイッチに接続してから、スイッチをルータに接続します。注：スイッチにはルーティング機能がまったくありません。 できない ルーターの代わりになります。お使いのルーターにはおそらく4ポートスイッチが組み込まれていますが、それはあなたの新しい8ポート専用スイッチがあなたのルーターに取って代わることができるという意味ではありません。.

ネットワーク速度指定のデコード

ネットワークの物理的な構成方法が明確になったので、ネットワークの速度について説明しましょう。私達が興味を持っている2つの主要な指定があります：イーサネットとWi-Fi。最初にイーサネットを見てみましょう.

イーサネット接続速度は10BASEで指定されています。現在30年前のオリジナルのイーサネットプロトコルは、最大速度10 Mbit / sで動作していました。 1995年に発表されたFast Ethernetは、速度を100 Mbit / sに向上させました。ギガビットイーサネットは1998年にその直後に導入されましたが、最近までコンシューマ市場で大きな注目を集めることはありませんでした。その名前が示すように、ギガビットイーサネットは1000 Mbit / sの能力があります。一般的に、これらの名称はネットワーキング機器およびそのパッケージに10/100または10/100/1000と表示され、どのイーサネットバージョンがデバイスと互換性があるかを示します。.

最大速度を最大限に活用するには、トランスファーチェーン内のすべてのデバイスが必要な速度定格以上である必要があります。たとえば、地下にギガビットイーサネットカードが取り付けられたメディアサーバーと、リビングルームにギガビットイーサネットカードが取り付けられたメディアコンソールがあり、2つを10/100スイッチで接続しているとします。どちらの装置も、スイッチの上限100 Mbit / sによって制限されます。このような状況では、スイッチをアップグレードするとネットワークパフォーマンスが大幅に向上します。.

大容量のファイルを転送したり、ホームネットワークでHDビデオコンテンツをストリーミングしたりする以外に、すべての機器をギガビットにアップグレードする必要はほとんどありません。あなたの主なコンピュータネットワーク使用がウェブと軽いファイル転送を拾い読みすることを含むならば、10/100は申し分ない以上です.

Wi-Fi速度について

Wi-Fiの速度は、数字ではなく文字で指定されています。イーサネットで私たちが見いだす翻訳が簡単なネットワーク速度の指定とは異なり、Wi-Fiの指定は実際にはWi-Fiプロトコルのパラメータを規定するIEEE 802.11ネットワーク規格のドラフト版を指しています。.

802.11b 消費者によって広く採用された最初のバージョンでした。 802.11bデバイスは最大伝送速度11 Mbit / sで動作しますが、速度は信号強度に大きく依存し、現実的にはユーザーは1〜5 Mbit / sを期待する必要があります。 802.11bを使用するデバイスは、ベビーモニター、Bluetoothデバイス、コードレス電話、およびその他の2.4GHz帯デバイスからの干渉を受けます。.

802.11g これは次の主要なコンシューマのアップグレードであり、最大伝送量を54 Mbit / s（実際には約22 Mbit / sがエラー訂正と信号強度の原因となるため）に押し上げました。 802.11gは、802.11bと同じ種類の2.4GHz帯域の干渉を受けます。.

802.11n Wi-Fi規格への大幅なアップグレード - デバイスは、2.4GHz帯と比較的空の5GHz帯の両方で動作するために多入力多出力アンテナ（MIMO）を使用します。 802.11nの理論上の最大値は300 Mbit / sですが、エラー訂正を考慮しているため、100〜150 Mbit / sの範囲の速度が期待できる理想的な条件には及ばない.

802.11ac より広いチャンネル（80または160 MHz対40 MHz）、より多くの空間ストリーム（最大8つ）、ビームフォーミングのようなものをもたらす巨大なアップグレードです。。どれくらい早く？毎秒1ギガビットを実行できるモデルがいくつかあります。とても速い.

イーサネットと同様に、Wi-Fiの速度は直接ネットワーク内の最も弱いリンクによって制限されます。 802.11n対応のWi-Fiルーターを使用していても、ネットブックに802.11g対応のWi-Fiモジュールしかない場合は、802.11gの速度で限界を超えることになります。速度の制限に加えて、最も古いポピュラーなWi-Fiプロトコル802.11bを放棄するための非常に差し迫った理由があります。君は しなければならない ネットワーク内のすべてのデバイスで同じレベルの暗号化を使用すると、802.11bデバイスで使用可能な暗号化方式が弱くなり、妥協されています（たとえば、WEP暗号化は、中程度のスキルを持つ子供によってわずか数分で侵害されます）。 Wi-Fiルーターとワイヤレス機器をアップグレードすると、ワイヤレス暗号化をアップグレードしたり、より高速にすることができます。ルーターを保護するために何もしていない場合は、侵入からWi-Fiネットワークをロックダウンするためのガイドを読むのがよいでしょう。.

イーサネットと同様に、最大速度（この場合は802.11n）にアップグレードすると、大容量のファイルを移動したりHDビデオをストリーミングしたりする人に最適です。 802.11nにアップグレードしてもWebブラウジング速度にはほとんど影響がありませんが、自宅の周りでHDコンテンツをワイヤレスでストリーミングする能力には大きな影響があります。.

この時点で、ホームネットワークをどのようにレイアウトする必要があるのかを把握しており、ネットワーク速度の指定が何を意味するのか、またそれらがあなたとあなたのネットワークに与える影響を理解しています。スイッチをアップグレードし、新しいWi-Fi帯域幅をいくつか展開し、さらに最適化されたホームネットワークを楽しむ時が来ました.