Какое устройство отвечает за снабжение компьютерных узлов электроэнергией
Обновлено: 21.11.2024
Блок питания вашего ПК обеспечивает все напряжения, необходимые вашему компьютеру для правильной работы. См. другие изображения компьютерного оборудования.
Если есть какой-либо компонент, который абсолютно необходим для работы компьютера, так это блок питания. Без него компьютер — просто инертная коробка, наполненная пластиком и металлом. Блок питания преобразует линию переменного тока (AC) вашего дома в постоянный ток (DC), необходимый для персонального компьютера. В этой статье мы узнаем, как работают блоки питания для ПК и что означают номинальные мощности.
В персональном компьютере (ПК) блок питания представляет собой металлическую коробку, обычно расположенную в углу корпуса. Блок питания виден с задней стороны многих систем, поскольку в нем есть разъем для шнура питания и охлаждающий вентилятор.
Напряжения 3,3 и 5 В обычно используются в цифровых схемах, а напряжение 12 В — для двигателей дисковых накопителей и вентиляторов. Основная спецификация блока питания указана в ваттах. Ватт – это произведение напряжения в вольтах и силы тока в амперах или амперах. Если вы знакомы с ПК уже много лет, вы, вероятно, помните, что первые ПК имели большие красные тумблеры, которые имели приличный вес. Когда вы включали или выключали компьютер, вы знали, что делаете это. Эти переключатели фактически контролировали подачу напряжения 120 В к источнику питания.
Сегодня вы включаете питание с помощью маленькой кнопки, а выключаете машину с помощью пункта меню. Эти возможности были добавлены к стандартным блокам питания несколько лет назад. Операционная система может отправить сигнал блоку питания, чтобы он выключился. Кнопка посылает 5-вольтовый сигнал на блок питания, чтобы сообщить ему, когда включать. Блок питания также имеет схему, которая подает 5 вольт, называемую VSB для «напряжения в режиме ожидания», даже когда он официально «выключен», так что кнопка будет работать. Подробнее о технологии видеомикшера см. на следующей странице.
На этом фото вы можете видеть три маленьких трансформатора (желтые) в центре. Слева два цилиндрических конденсатора. Большие ребристые куски алюминия являются радиаторами. К левому радиатору прикреплены транзисторы. Это транзисторы, отвечающие за переключение — они обеспечивают высокочастотную мощность для трансформаторов. К правому радиатору прикреплены диоды, которые выпрямляют сигналы переменного тока и превращают их в сигналы постоянного тока.
Примерно до 1980 года блоки питания были тяжелыми и громоздкими. Они использовали большие, тяжелые трансформаторы и огромные конденсаторы (некоторые размером с банку из-под газировки) для преобразования линейного напряжения 120 В и 60 Гц в 5 В и 12 В постоянного тока.
Используемые сегодня импульсные блоки питания намного меньше и легче. Они преобразуют ток с частотой 60 Гц (Гц или циклов в секунду) в гораздо более высокую частоту, что означает большее количество циклов в секунду. Это преобразование позволяет небольшому легкому трансформатору в блоке питания выполнять фактическое понижение напряжения со 110 вольт (или 220 в некоторых странах) до напряжения, необходимого для конкретного компонента компьютера. Переменный ток более высокой частоты, обеспечиваемый источником питания коммутатора, также легче выпрямлять и фильтровать по сравнению с исходным сетевым напряжением переменного тока частотой 60 Гц, что снижает колебания напряжения для чувствительных электронных компонентов компьютера.
Источник питания коммутатора потребляет от сети переменного тока только необходимую ему мощность. Типичные значения напряжения и силы тока, обеспечиваемые блоком питания, указаны на этикетке блока питания.
Технология коммутаторов также используется для преобразования постоянного тока в переменный ток, как во многих автомобильных инверторах, используемых для питания устройств переменного тока в автомобиле, и в источниках бесперебойного питания. Технология Switcher в автомобильных инверторах преобразует постоянный ток от автомобильного аккумулятора в переменный ток. Трансформатор использует переменный ток, чтобы трансформатор в инверторе повышал напряжение до напряжения бытовых приборов (120 В переменного тока).
ZigBee определяет три разных типа устройств: координатор ZigBee (ZC), маршрутизатор ZigBee (ZR) и конечное устройство ZigBee (ZED). Эти три устройства играют разные роли в сети ZigBee, как показано на рис. 19.1.
Рисунок 19.1. Сеть ZigBee состоит из трех типов устройств: координатора ZigBee, который есть только один в каждой сети, маршрутизаторов ZigBee и конечных устройств ZigBee.
В сети ZigBee есть только одно устройство ZC. ZC координирует действия сети в целом и отвечает за загрузку сети. ZR строят между собой сеть, через которую происходит обмен пакетами. ZED логически связаны с ZR. ZED связываются только со своим ZR, но не могут связываться друг с другом.
Каждый тип устройств ZigBee предназначен для конкретного развертывания. ZC и ZR требуют более высокой мощности, чем ZED, и не могут работать от батареи. ZED потребляет меньше энергии и обеспечивает длительный срок службы батарей. Что касается IEEE 802.15.4, ZC и ZR являются полнофункциональными устройствами (FFD), а ZED — устройствами с ограниченными функциями (RFD).
ZC отвечает за загрузку сети. В процессе начальной загрузки ZC выбирает идентификатор персональной сети (PAN), который будет использоваться сетью, а также физический радиоканал, на котором будет работать сеть. После начальной загрузки ZC работает как обычное устройство ZR.
ZED большую часть времени отключены, поэтому они не могут получать трафик, отправленный на них. Вместо этого они периодически просыпаются и проверяют наличие сообщений в ZR, с которым они связаны. ZR буферизует данные, отправленные на их узлы ZED, и отправляет эти данные всякий раз, когда они получают запрос опроса от ZED. ZED передает данные на ZR в любое время, так как ZR всегда бодрствует. График пробуждения ZED определяется разработчиком приложения, а не спецификацией ZigBee. Количество ZED, связанных с ZR, ограничено. В спецификации ZigBee 2007 ZR может обрабатывать максимум 14 ZED.
Здравствуй, ZigBee
1.4 Hello Zigbee (первая сеть Zigbee)
Это не была бы книга по программированию без программы "Hello World". А в терминах ZigBee «Hello World» — это включение и выключение света и выключателя. В этом примере вы получите первый опыт работы с сетью ZigBee и первый быстрый взгляд на исходный код ZigBee.
Концепция этого примера очень проста: две платы совместно образуют сеть ZigBee, одна из которых является коммутатором, а другая — светом (см. рис. 1.10). Выключатель может дистанционно, без проводов, включать и выключать свет. Сеть формируется, и соединение между двумя устройствами устанавливается автоматически: просто включите их оба.
Рисунок 1.10. Привет ЗигБи
Посмотрите на этой странице «Комплекты для разработки оборудования», и вы попадете прямо туда. Я делаю предположение, конечно, что Freescale не изменила сайт существенно с тех пор, как я это написал. Но даже если и есть, найти комплект все равно не составит труда.
Первоначальная версия этой демонстрации была запущена в октябре 2006 г. во время разработки приложений домашней автоматизации Freescale ZigBee. Ради забавы, вместо того, чтобы включать и выключать светодиод, разработчики управляли зажженной тыквой (это было близко к Хэллоуину), и его прозвище было, конечно же, «Джек». Разработчик приложения, Далила, добросовестно создал макроконстанты C для этих команд. Был gCmdJackToggle_c для переключения света, gCmdJackOn_c для включения света и, конечно же, gCmdJackOff_c для выключения света. Правильное соглашение об именах или нет, но наши разработчики до сих пор не позволили Далиле пережить это.
Вы заметите, что на рисунке есть термины (ZED) и (ZC) в круглых скобках под двумя узлами. Это аббревиатуры ZigBee, которые обозначают ZigBee End-Device и ZigBee Coordinator. Конечные устройства ZigBee (ZED) разработаны как маломощные платы, способные годами работать от пары батареек типа АА. Настенный настенный выключатель — классический пример устройства такого типа. Координаторы ZigBee (ZC) — это единственный тип устройств ZigBee, который может образовывать сеть (а не присоединяться к ней). В этой небольшой сети из двух узлов свет, который, вероятно, питается от сети, является естественным выбором для координатора ZigBee.
Вы также заметите, что на рисунке есть термины HA OnOffSwitch и HA OnOffLight. Профиль приложения ZigBee Home Automation (HA) описывает большой набор стандартных устройств, которые должны быть беспроводными в доме, включая выключатели и источники света. Думайте о HA OnOffSwitch как о типе выключателя, который вы вставляете в стену для управления освещением или чем-либо еще, имеющим два состояния.
ZigBee, как правило, определяет беспроводные интерфейсы общего назначения. Этот же выключатель можно привязать (подключить) к потолочному вентилятору для охлаждения комнаты, или к водопроводу, чтобы перекрыть воду щелчком выключателя, или даже перевести весь дом в режим «отпуска»: отопление, выключив весь свет, кроме нескольких избранных, и включив систему безопасности. Подробнее об этом в Главе 6, «Библиотека кластеров ZigBee».
Итак, включите оба устройства, затем нажмите первый переключатель (SW1) на HA OnOffSwitch и наблюдайте, как загорается дистанционно управляемая тыква! Если у вас нет тыквы для освещения, LED2 на HA OnOffLight будет переключаться, когда вы нажимаете SW1 на HA OnOffSwitch.
Рисунок 1.11. Внешние контакты SRB
Что происходит с точки зрения ZigBee?
HA OnOffLight (ZC) образует сеть.
Коммутатор HA OnOffSwitch подключается к сети.
Переключатель HA OnOffSwitch находит источник света и привязывается к нему.
Переключатель HA OnOffSwitch может переключать свет с помощью SW1.
На первом этапе HA OnOffLight, который является координатором ZigBee, формирует сеть. В этом случае свет образует сеть на канале 25, одном из 16 каналов, доступных для радиостанций ZigBee 802.15.4 2,4 ГГц. Каналы пронумерованы от 11 до 26 в терминах ZigBee. Сеть имеет определенный идентификатор PAN, в данном случае 0x3bab.
На втором этапе HA OnOffSwitch затем присоединяется к сети и получает короткий адрес (также называемый сетевым адресом) от HA OnOffLight при подключении. В данном случае это 0x796f. Вы узнаете почему, когда я буду обсуждать CSkip и маршрутизацию дерева ZigBee в Главе 7, «Сетевой уровень ZigBee».
На третьем этапе HA OnOffSwitch ищет источник света. В данном случае используется механизм ZigBee под названием Match Descriptor. Дескриптор сопоставления возвращает адрес индикатора ZigBee, которым может быть любое устройство в сети ZigBee с сотнями устройств.
Во время четвертого шага пользователь (вы) нажимает первый переключатель (SW1) на переключателе HA OnOffSwitch. Это приводит к тому, что сообщение ZigBee генерируется и отправляется по радиоканалу. Этот процесс называется APSDE-DATA.request или просто запросом данных.
Пакеты, сгенерированные по беспроводной сети, показаны на снимке экрана. Если вы посмотрите на порядковый номер пакета (Seq. No.) 5, вы увидите, что HA OnOffSwitch присоединяется к сети с запросом ассоциации. Нет строки, показывающей, что HA OnOffLight формирует сеть, поскольку ZigBee молчит, когда формирует сеть, за исключением выдачи запроса маяка, чтобы убедиться в отсутствии конфликтов.
Посмотрите на Seq. № 11, и вы увидите, что HA OnOffSwitch отправляет запрос дескриптора совпадения. Он получает ответ на Seq. №17, и теперь знает, где можно найти свет в сети. Конечно, это излишество для сети из двух устройств. ZigBee мог бы так же легко отправить прямо на узел 0x0000, свет, но этот код работает и в более общем случае с сетью любого размера.
Затем в сл. № 22 вы можете видеть, как команда HA OnOffToggle передается по радиоканалу для переключения удаленного HA OnOffLight. На самом деле, пакетов не очень много, учитывая, что ZigBee сформировал сеть из двух узлов, настроил устройства для связи друг с другом и управлял удаленным устройством:
| Seq No. | MAC Src | MAC Dest | Nwk Src | Nwk Адресат | Протокол | Тип пакета |
| 1 | 0xffff | IEEE 802.15 .4 | Команда: запрос маяка | |||
| 2 | 0xffff | IEEE 802.15.4 | Command: Beacon Request | |||
| 3 | 0xffff | IEEE 802.15.4 | Command : Запрос маяка | |||
| 4 | 0x0000 | IEEE 802.15.4 | Маяк: | |||
| 5 | 0x0050c211dc051801 | 0x0000 | IEEE 802.15.4 | Command:Association Request< /td> | ||
| 6 | IEEE 802.15.4 | Подтверждение | ||||
| 7 | 0x0050c211dc05180 | 0x0000 | IEEE 802.15.4 | Команда: запрос данных | ||
| 8 | IEEE 802.15.4 | Подтверждение | ||||
| 9 | 0x0050c210080c9c13 | 0x0050c211dc051801 | IEEE 802.15.4 | Команда d: Ответ ассоциации | ||
| 10 | IEEE 802.15.4 | Подтверждение | ||||
| 0x796f | 0x0000 | 0x796f | 0xfffd | Данные Zigbee APS | < td>ZDP:MatchDescReq||
| 12 | IEEE 802.15.4 | Подтверждение | ||||
| 13 | 0x0000 | 0xffff | 0x796f | 0xfffd | Данные Zigbee APS | ZDP:MatchDescReq |
| 14 | 0x0000 | 0xffff | 0x796f | < td>0xfffdДанные Zigbee APS | ZDP:MatchDescReq | |
| 15 | 0x796f | 0x0000 | IEEE 802.15.4 | Команда: запрос данных | ||
| 16 | IEEE 802.15 .4 | Подтверждение | ||||
| 17 | 0x0000 | 0x796f | 0x0000< /td> | 0x796f | Данные Zigbee APS | ZDP:MatchDescRsp |
| 18 | IEEE 802.15.4 | Подтверждение | ||||
| 19 | 0x0 000 | 0xffff | 0x796f | 0xfffd | Данные Zigbee APS | ZDP:MatchDescReq | < /tr>
| 20 | 0x796f | 0x0000 | IEEE 802.15.4 | Команда: запрос данных | ||
| 21 | IEEE 802.15.4 | Подтверждение | ||||
| 22 | 0x796f | 0x0000 | 0x796f | 0x0000 | Данные Zigbee APS | HA:On/ выкл |
| 23 | IEEE 802.15.4 | Подтверждение | ||||
| 24 | 0x796f | 0x0000 | IEEE 802.15. 4 | Команда: запрос данных | ||
| 25 | IEEE 802.15.4 | Подтверждение | ||||
| 26 | 0x796f | 0x0000 | 0x796f | 0x0000 | Данные Zigbee APS | HA:Вкл./Выкл. |
| 27 | IEEE 802.15.4 | Подтверждение< /td> | ||||
| 28 | 0x796f | 0x0000 | IEEE 802.15.4 | Команда: Запрос данных | ||
| 29 | IEEE 802.15.4 | Подтверждение | ||||
| 30 | 0x796f | 0x0000 | IEEE 802.15.4 | Команда: запрос данных | ||
| 31 | IEEE 802.15.4 | Подтверждение |
На снимке показано много других пакетов, и все они станут вам понятны к концу этой книги, но по одному. Во-первых, более подробно изучите команду toggle. Пакет имеет длину 30 октетов.
Кадр 22 (Длина = 30 байт)
Отметка времени: 14:00:55.739
Длина кадра: 30 байт
Длина захвата: 30 байт
Индикация качества ссылки: 122
Мощность приема: -58 дБм
Контроль кадра: 0x8861
<р>. . . .001=Тип кадра: Данные (0x0001) <р>. . . 0. = Безопасность включена: отключено <р>. . . 0 . =Ожидание кадра: данных больше нет <р>. . ..1. . =Запрос подтверждения: требуется подтверждение <р>. . .1.. . =Intra PAN: Внутри PAN <р>. 10... . . = Режим адресации места назначения: поле адреса содержит 16-битный короткий адрес (0x0002)10.. . . . = Режим исходной адресации: поле адреса содержит 16-битный короткий адрес (0x0002)
Порядковый номер: 57
Идентификатор PAN назначения: 0x3bab
Адрес назначения: 0x0000
Исходный адрес: 0x796f
Последовательность проверки кадра: правильная
Контроль кадра: 0x0048
<р>. . . ..00=Тип кадра: данные NWK (0x00) <р>. . ..00 10..= Версия протокола (0x02) <р>. . 01.. . =Discover Route: включить обнаружение маршрута (0x01) <р>. ..0. . . = Безопасность: отключено <р>. .0.. . . =Исходный маршрут <р>. 0. . . = Адрес IEEE назначения: не включен <р>. 0 . . . =Исходный адрес IEEE: не включенАдрес назначения: 0x0000
Исходный адрес: 0x796f
Контроль кадров: 0x00
<р>. ..00=Тип кадра: Данные APS (0x00) <р>. 00..=Режим доставки: Обычная одноадресная доставка (0x00) <р>. 0 . =Режим непрямого адреса: игнорируется..0. . =Безопасность: Ложь
.0.. . =Подтверждение запроса: подтверждение не требуется
Конечная точка назначения: 0x08
Идентификатор кластера: вкл./выкл. (0x0006)
Идентификатор профиля: HA (0x0104)
Исходная конечная точка: 0x08
Контроль кадров: 0x01
<р>. ..01=Тип кадра: команда специфична для кластера (0x01) <р>. .0..=Зависит от производителя: Поле кода производителя не должно включаться в кадр ZCL. (0x00) <р>. 0. = Направление: со стороны клиента на сторону сервера. (0x00)0000 . = Зарезервировано: Зарезервировано (0x00)
Порядковый номер транзакции: 0x42
Идентификатор команды: Toggle (0x02)
Как это обычно бывает со многими командами уровня приложения ZigBee, в этом пакете четыре фрейма:
Кадр IEEE 802.15.4 (или MAC)
Фрейм сети ZigBee (NWK)
Фрейм приложения ZigBee (APS)
Фрейм ZigBee Cluster Library (ZCL)
Кадр MAC отвечает за идентификатор PAN и информацию о переходе. Кадр NWK отвечает за связь с несколькими переходами. Кадр APS отвечает за приложения, а фрейм ZCL содержит определенные команды приложений.
Обратите внимание, что идентификатор профиля (0x0104) в кадре ZigBee APS называется HA, что означает «Домашняя автоматизация». Это тот же профиль, который используется всеми устройствами в спецификации домашней автоматизации. Идентификатор кластера указывает, к какому набору команд относится данная конкретная команда, в данном случае к кластеру OnOff. Затем, заглянув во фрейм ZigBee Cluster Library (ZCL), вы увидите идентификатор команды: в данном случае toggle.
Следующий код представляет собой (сокращенный) исходный код ZigBee «Hello World» на стороне коммутатора. Обратите внимание, что он следует тому же набору шагов, что и в предыдущей схеме, используя автомат с малым состоянием. Он начинается с указания, что он хочет присоединиться к сети. Затем, как только сеть запущена, она переходит к поиску света. Затем он переходит в состояние готовности к приложению, чтобы можно было использовать SW1 для переключения удаленного освещения.
Что интересно, что поначалу не очевидно в ZigBee, так это то, что не имеет значения, какое устройство вы включаете первым. Если HA OnOffSwitch запускается первым, он будет пытаться присоединиться до тех пор, пока HA OnOffLight не сформирует сеть, после чего коммутатор присоединится к ней. Это поведение, конечно, настраивается под управлением приложения, но это разумная установка по умолчанию, типичная для систем ZigBee.Их можно комбинировать очень случайным образом, и они просто работают.
Примечание:
Это общепринятое определение узла. Некоторые люди могут называть узел
рабочей станцией, клиентом, хостом и т. д.
Уровень 6,
уровень представления
преобразует данные прикладного уровня в промежуточную форму, которую могут обрабатывать как клиент
, так и сервер. На этом уровне существуют шифрование, сжатие, наборы символов, мультимедийные
форматы, типы многоцелевых расширений почты Интернета (MIME) и кодеки
. На этом уровне работают прокси и брандмауэры.
Уровень 5, сеансовый
уровень
Устанавливает и контролирует обмен данными между приложениями, работающими
на двух разных устройствах, регулируя, когда каждое устройство может отправлять данные и сколько оно может отправлять
. Номера портов TCP и протокола пользовательских дейтаграмм (UDP)
существуют на этом уровне. Брандмауэры также работают на этом уровне.
Уровень 4, транспортный
уровень
Выполняет фактическое установление, обслуживание и разрыв
подключения. При необходимости можно разделить длинные сообщения на более мелкие сегменты,
включая распознавание и исправление ошибок, а также подтверждение получения данных.
На этом уровне существуют протоколы TCP и UDP. На этом уровне работают маршрутизаторы с фильтрацией пакетов, многоуровневые
коммутаторы и брандмауэры.
Уровень 3, сетевой
уровень
Добавляет логическую адресацию (сетевые адреса) и выбирает наилучший маршрут. На этом уровне существуют протокол IP,
протокол управляющих сообщений Интернета (ICMP) и протокол
управления группами Интернета (IGMP). На этом уровне работают маршрутизаторы, многоуровневые
коммутаторы и брандмауэры.
Уровень 2, Канальный уровень
уровень
Структурирует данные в формате, подходящем для среды передачи.
Добавляет физические адреса, такие как адреса управления доступом к среде (MAC) или
номера идентификаторов соединения канала передачи данных с ретрансляцией кадров (DLCI). Обычно включает
простую проверку ошибок. На этом уровне существуют все протоколы WAN и LAN,
включая Ethernet, Token Ring, Frame Relay, протокол двухточечной связи (PPP),
управление каналом передачи данных высокого уровня (HDLC), протоколы беспроводного доступа. , ATM и
X.25. (Некоторые из этих протоколов выходят за пределы уровня 2.) Коммутаторы и мосты
работают на этом уровне.
Уровень 1, физический
уровень
Передает биты (двоичные цифры) от одного устройства к другому и регулирует
поток передачи по кабелю (провод, оптоволокно или радиоволны). На этом уровне существуют все
электрические и механические аспекты передачи данных,
включая кабели, разъемы, антенны, приемопередатчики, модулирующую и широкополосную связь,
типы сигналов, напряжения, формы сигналов, модуляцию, частоты и часы
часы. На этом уровне работают сетевые карты, концентраторы и повторители.
Примечание.
Хотя ретранслятор, концентратор или карта сетевого интерфейса действительно
будет также работать с определенным протоколом уровня 2 (например,
Ethernet или Token Ring ), эти устройства обычно классифицируются как устройства уровня
1, поскольку их основное назначение — подключение, а не
решения о переадресации на основе адресов уровня 2.
Модель OSI — это превосходная концептуальная модель для понимания работы сети и сравнения
функциональности различных устройств и протоколов. Вы часто будете слышать, как опытные инженеры и
специалисты по устранению неполадок обсуждают проблему, ссылаясь на соответствующий уровень OSI. Примеры включают: «Я думаю, что
это проблема уровня 2, а не проблема уровня 3» или «Действительно ли нам нужно использовать адресацию уровня 3
для передачи данных по сотовой сети «точка-точка». позвонить?"
Домашняя/домашняя офисная сеть, подключенная к Интернету, состоит из множества аппаратных и программных компонентов.
В этом руководстве мы рассмотрим различные компоненты, необходимые для создания компьютерной сети и ее подключения к Интернету.
В конце руководства вы должны понять, какие устройства необходимы для создания домашней сети и какие функции они выполняют.
Вы также должны понимать службы Интернета, необходимые для подключения и использования домашней сети и Интернета.
Компоненты и функции подключения к Интернету
На приведенной ниже схеме показана типичная схема домашней или небольшой офисной сети.
DSL-модем–
Это преобразует цифровые сигналы в аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонной линии. Обычно он встроен в Интернет/широкополосный маршрутизатор и обычно не приобретается как отдельный компонент.
Фильтр DSL/широкополосного доступа
Используется для фильтрации сигналов DSL из телефонных сигналов, чтобы вы могли одновременно подключаться к Интернету и пользоваться телефоном.
Брандмауэр и маршрутизатор NAT
Брандмауэр работает как маршрутизатор, за исключением того, что он блокирует трафик из внешней сети в соответствии с правилами, настроенными пользователем.
Брандмауэр защищает компьютеры и устройства вашей домашней сети или сети малого бизнеса от злоумышленников в Интернете.
Он эффективно действует как односторонний цифровой шлюз, блокирующий доступ к вашей сети с устройств в Интернете, но в то же время позволяя устройствам в вашей сети подключаться к устройствам в Интернете. (схема ниже)
В небольших сетях используется комбинация брандмауэра и NAT-маршрутизатора, в которой одно устройство действует как NAT-маршрутизатор и брандмауэр.
NAT эффективно изолирует вашу домашнюю сеть от Интернета.
Компьютерные брандмауэры —
Если вы используете Windows XP (или более позднюю версию), на вашем компьютере также будет установлен брандмауэр.
Этот брандмауэр менее безопасен, чем тот, который встроен в ваш маршрутизатор/концентратор, но нормально оставлять его включенным на ваших компьютерах.
При установке приложений, например. Skype вы обнаружите, что они меняют настройки брандмауэра.
Вот короткое видео, объясняющее, как работает компьютерный брандмауэр.
ICS (совместное использование подключения к Интернету)-
Совместное использование подключения к Интернету позволяет вам совместно использовать подключение к Интернету с другими компьютерами в локальной/домашней сети.
Требуется, чтобы один компьютер был назначен компьютером для совместного использования (компьютер с подключением к Интернету).
Этот компьютер эффективно работает как NAT-маршрутизатор, и его необходимо оставить включенным, чтобы другие компьютеры могли получить доступ к Интернету.
Эта конфигурация обычно больше не используется.
Общие сетевые физические компоненты и функции
Концентраторы, мосты и коммутаторы — это устройства, используемые для соединения компьютеров и других устройств в сети Ethernet.
Сетевой концентратор
Концентратор соединяет два или более компьютеров вместе (например, коммутатор на схеме выше).
Концентраторы фактически являются повторителями с несколькими портами и работают на физическом уровне (уровень один). Они не исследуют сетевой трафик. Сегодня их заменяют переключателями. Наименьший, как правило, 4 порта.
Сетевой мост
Мост соединяет два сегмента сети вместе и является селективным повторителем. Он проверяет MAC-адреса трафика, который он видит, и узнает, какие сегменты сети содержат различные MAC-адреса.
Эта информация используется для принятия решения о том, следует ли повторять трафик в сегменте сети.
Мост работает на уровне 2 (уровень канала передачи данных) и будет передавать широковещательные сообщения.
Мосты также заменяются переключателями
Сетевой коммутатор
Коммутатор соединяет два или более компьютеров вместе и в настоящее время используется вместо концентратора или моста.
Как и мост, коммутатор узнает о MAC-адресе, подключенном к каждому порту, и будет отправлять данные только на тот порт, который адресован этим MAC-адресам.
Коммутатор фактически представляет собой мост с большим количеством портов.
Использование коммутаторов обычно ускоряет работу сети, но это зависит от конфигурации сети. См. базовый курс по работе с сетями
Существуют различные типы, которые продаются как неуправляемые, управляемые и интеллектуальные.
Базовый неуправляемый коммутатор не требует настройки. Вы просто вставляете его в сеть.
Управляемый коммутатор дает вам полный контроль над коммутатором и обычно ведет себя как неуправляемый коммутатор. Однако вы можете управлять коммутатором, настраивать порты и т. д. Эти типы обычно не используются в домашних сетях из-за сложности и необходимости в них.
Интеллектуальный коммутатор находится где-то посередине между управляемым и неуправляемым и используется в домашних сетях, для которых требуются виртуальные локальные сети.
Переключатель POE
Многие современные коммутаторы оснащены портами POE. Это позволяет питать устройства. как камеры. непосредственно от коммутатора без необходимости внешнего источника питания на камере. См. объяснение POE для начинающих
Беспроводная точка доступа
Точка беспроводного доступа соединяет беспроводные устройства с сетью Ethernet и друг с другом. Она фактически выполняет ту же работу, что и концентратор/коммутатор, но для беспроводных устройств.
Многие точки доступа могут питаться с помощью POE (Power over Ethernet), что означает, что их можно размещать в местах, где нет подключения к сети, что делает их очень гибкими.См. объяснение POE для начинающих
Инжектор PoE
Они используются для подключения конечного устройства PoE к устройству без PoE, например к устаревшему коммутатору. Устаревший коммутатор не может обеспечить питание, в отличие от инжектора.
Разделитель PoE — отделяет данные от питания и используется для подключения конечного устройства без PoE к источнику PoE.
Энергия, извлекаемая сплиттером, часто используется для питания устройства с помощью отдельного источника питания.
Показан активный сплиттер PoE DSLRKIT, используемый для питания Raspberry Pi.
Домашние маршрутизаторы
Маршрутизатор соединяет сети. Маршрутизаторы работают на сетевом уровне стека протоколов TCP/IP.
В домашних сетях маршрутизатор отвечает за подключение домашней сети к Интернету и предоставляет несколько важных сетевых услуг, таких как:
Большинство домашних маршрутизаторов обеспечивают подключение как по Wi-Fi, так и по Ethernet.
Домашние маршрутизаторы также предоставляют услуги NAT (трансляции сетевых адресов).
Они также широко известны как концентраторы, но на самом деле это не описывает их сетевую роль.
Типы интернет-подключения домашнего маршрутизатора
Маршрутизатор соединяет две сети вместе.
В случае домашнего маршрутизатора сетями являются Интернет и домашняя сеть, как показано на схеме ниже.
Используется четыре основных типа подключения к Интернету
- ADSL – старый
- VDSL — используется с подключением оптоволокна к шкафу (FTTC).
- Fibre — используется с FTTP
- Кабель — Кабельные сети
Если вы покупаете собственный маршрутизатор, убедитесь, что он подходит для вашего подключения к Интернету.
Маршрутизаторы, модемы и фильтры
Если вы посмотрите на схему подключения к Интернету выше, вы увидите широкополосный фильтр.
Этот фильтр необходим для подключений ADSL и VDSL, но теперь он обычно включается в сокет интернет-провайдера.
Однако вам нужно будет проверить тип вашего сокета, чтобы определить это.
Не показан модем.
Модем, если требуется, размещается между маршрутизатором и интернет-соединением.
Внешние модемы обычно используются в сетях с оптоволоконным подключением и необходимы для преобразования электрических сигналов от маршрутизатора в световые сигналы для отправки по оптоволоконному кабелю.
VDSL и ADSL
Подключения к Интернету, использующие телефонные кабели для подключения к Интернету, используют эти протоколы или технологии связи.
ADSL (аналоговая цифровая абонентская линия) — более старая технология, и сейчас ее заменяет VDSL (очень высокоскоростная цифровая абонентская линия), которая работает быстрее.
VDSL – это не оптоволокно, но оно используется в сочетании с оптоволоконным кабелем в так называемых соединениях "оптоволокно – бордюр".
В этих соединениях оптоволокно доводится до распределительной точки рядом с домом, а стандартные телефонные линии обеспечивают подключение к дому с помощью VDSL.
Домашние маршрутизаторы без наземной линии связи
Традиционно для подключения к Интернету требовалось подключение к стационарной линии связи.
Однако все больше и больше людей пользуются не традиционными стационарными телефонами, а мобильными телефонами.
На рынке представлено множество домашних маршрутизаторов, поддерживающих мобильные сети 3G и 4G.
Изначально они были предназначены для мобильных сотрудников или отдыхающих, которым требовалось совместное мобильное подключение к Интернету.
Обычно они предоставляют точку доступа Wi-Fi и Ethernet-соединения, как и традиционный домашний маршрутизатор, но подключение к интернет-провайдеру осуществляется через мобильную сеть, как показано ниже.
Прежде чем купить устройство для домашнего использования, проверьте доступность сети в вашем регионе.
Скорость загрузки и выгрузки, как правило, ниже, чем у наземной линии связи, поскольку 3G обеспечивает скорость от 200 кбит/с до 7,2 Мбит/с.
Вот снимок экрана от оператора мобильной связи ee.
Двойной маршрутизатор (VDSL/ADSL/оптоволокно) + мобильная связь
Многие маршрутизаторы в настоящее время поддерживают два метода доступа в Интернет в целях резервирования и становятся все более популярными в связи с текущей тенденцией работы на дому.
Основным соединением обычно является VDSL/ADSL или оптоволокно, но при сбое оно автоматически переключается на мобильное соединение.
Предоставление двух методов подключения к Интернету в доме также возможно с использованием стандартного домашнего маршрутизатора и автономного маршрутизатора 3G/4G, но в этом случае вам потребуется внести изменения в свой клиент, чтобы использовать соединение 3G/4G, поскольку это не будет быть автоматическим.
Расширитель/ретранслятор Wi-Fi
Поместите в зону действия существующей беспроводной сети, и она будет принимать сигнал из сети и ретранслировать его, тем самым увеличивая зону действия сети.
Современные подключаются непосредственно к сетевой розетке и не требуют дополнительных подключений.
Примечание. См. ниже домашние адаптеры Wi-Fi.
Mi-Fi — широкополосный Wi-Fi-концентратор
Концентратор Mi-Fi — это относительно новое устройство, которое можно использовать для подключения нескольких устройств к Интернету через мобильную сеть (3G и 4G).
Ваши устройства подключаются к концентратору с помощью Wi-Fi, а концентратор подключается к мобильной сети с помощью 3G/4G .
Концентраторы Mi-Fi недороги (от 20 до 40 фунтов стерлингов), и многие из них могут работать несколько часов без подключения к сети.
Вам понадобится сим и мобильный тарифный план.
Адаптер Homeplug
Это карты Ethernet, которые подключаются непосредственно к сетевой розетке и используют сетевую проводку для передачи сигнала Ethernet вместо использования кабеля UTP.
Они поставляются парами, и вам потребуется как минимум 2 адаптера.
Они подключаются к сети и имеют разъем Ethernet, который можно использовать для подключения к компьютеру, коммутатору, маршрутизатору и т. д.
Вы также можете приобрести устройства, которые функционируют как точки беспроводного доступа, которые используются для расширения сети, чтобы преодолеть ограничения диапазона Wi-Fi.
Они выглядят как обычные домашние адаптеры, но имеют встроенную точку беспроводного доступа.
Расширитель/ретранслятор Wi-Fi и Wi-Fi Homeplug
Для работы расширитель диапазона Wi-Fi должен находиться в зоне действия существующей сети Wi-Fi.
Домашний адаптер Wi-Fi необходимо подключить к другому домашнему адаптеру с помощью электросети.
Домашние адаптеры Wi-Fi обеспечивают гораздо большую производительность, чем расширители диапазона.
Кабели UTP (неэкранированная витая пара)
Общий кабель для соединения Ethernet-устройств. Диапазоны от CAT5 до CAT6.
Старые установки будут использовать CAT5, а более новые CAT6, предназначенные для более высоких скоростей.
Вот хорошее видео, в котором рассказывается о различиях между UTP и STP, прямых и перекрестных соединениях, а также о различных категориях.
Перекрестный кабель Ethernet
Используется для соединения двух компьютеров без концентратора/коммутатора.
Он также используется для каскадного подключения старых концентраторов/коммутаторов. Сегодня это обычно не требуется, так как новые концентраторы/коммутаторы используют автоматическое определение и могут переключать режимы.
Кабельный соединитель/удлинитель и разветвитель
Недорогой и очень удобный для соединения кабелей Ethernet.
Просто подключите кабель Ethernet к каждой розетке.
Вы также можете использовать разветвитель Ethernet, чтобы удлинить кабель и предоставить больше разъемов Ethernet,
Полезные ресурсы:
Как подключить собственную домашнюю сеть. Руководство PCworld и это видео .
Сетевые и интернет-службы
Первым шагом будет просто соединение компьютеров через WI-FI или Ethernet. Для обмена информацией им необходимо иметь и использовать несколько сетевых служб и протоколов.
IP-протокол
Все современные сети используют сетевой протокол IP, а для работы в сети всем устройствам требуется IP-адрес.
В настоящее время используются две версии IP-протокола.
Исходная версия IPv4 используется во всех домашних и офисных сетях, а также в Интернете.
IPv6 внедряется, и многие новые сети и сетевые устройства поддерживают его, но он не используется в качестве протокола по умолчанию.
DHCP (протокол динамической конфигурации хоста)
DHCP – это служба и протокол, который автоматически запрашивает и назначает IP-адреса компьютерам.
Все современные компьютеры, планшеты и смартфоны могут использовать DHCP и настроены на его использование по умолчанию.
Для домашних и небольших офисных сетей служба DHCP встроена в маршрутизатор, который подключается к Интернету.
Для больших офисных сетей эта служба настраивается на сетевом сервере.
Если служба DHCP недоступна, клиенты автоматически назначат свой собственный IP-адрес (известный как локальный адрес), или вы можете назначить их вручную (так называемые статические адреса).
DNS (служба доменных имен)
Система доменных имен — это сердце Интернета. Он отвечает за преобразование доменных имен в IP-адреса.
Без DNS вам пришлось бы запоминать IP-адрес каждого веб-сайта, который вы посещали.
Все сетевые клиенты (ПК, планшеты, телефоны) функционируют как DNS-клиенты и имеют встроенное необходимое программное обеспечение, позволяющее использовать DNS.
DNS-серверы хранят данные и в основном расположены в Интернете, т.е. вашего интернет-провайдера (интернет-провайдера, Google и т. д.).
Крупные компании будут использовать свои собственные DNS-серверы локально.
Для использования DNS клиенту необходимо знать адрес DNS-сервера. Обычно это назначается сервером DHCP.
Поисковые системы
DNS имеет решающее значение для Интернета, а поисковые системы имеют решающее значение для Интернета.
Для большинства людей процесс выглядит следующим образом
- Используйте поисковую систему, например Google.
- Нажмите на нужную ссылку.
- Веб-браузер использует DNS для определения IP-адреса веб-сайта. (не видно пользователю)
- В браузере отображается контент с веб-сайта.
Общие сетевые термины и сокращения
MAC-адрес — 64-битный физический адрес устройства, назначенный адаптеру Wi_fi или сетевой карте. Обычно изменить нельзя.
NIC– карта сетевого интерфейса. Карта Ethernet обнаружена в компьютерах
UTP- (неэкранированная витая пара)- общий кабель для подключения сетевых устройств.
RJ45 – разъем, используемый для подключения устройств Ethernet.
RJ11 — разъем, используемый для подключения телефонов, модемов и т. д. в США и принятый в других странах.
Шлюз. Шлюз работает на уровне приложений стека протоколов TCP/IP и выполняет трансляцию. Примеры: электронная почта на шлюзы FAX.
В более ранних сетях и на более ранних сетевых курсах маршрутизаторы назывались шлюзами, и этот термин до сих пор используется при настройке сетевых клиентов.
В этом контексте термин шлюз относится к шлюзу во внешнюю сеть, т. е. в Интернет.
Одноадресное сообщение — сообщение, отправленное с одного устройства на другое.
Многоадресное сообщение — сообщение, отправленное с одного устройства на несколько других.
Широковещательное сообщение. Сообщение отправляется всем узлам в сети.
Читайте также: