Домашняя сеть или домашняя сеть ( HAN ) — это тип компьютерной сети , которая облегчает связь между устройствами, находящимися в непосредственной близости от дома . Устройства, способные участвовать в этой сети, например интеллектуальные устройства , такие как сетевые принтеры и портативные мобильные компьютеры, часто получают расширенные возможности благодаря своей способности взаимодействовать. Эти дополнительные возможности можно использовать для повышения качества жизни дома различными способами, например, для автоматизации повторяющихся задач, повышения личной продуктивности, повышения безопасности дома и облегчения доступа к развлечениям.
Исчерпание адресов IPv4 вынудило большинство интернет-провайдеров предоставлять только один IP-адрес с выходом в глобальную сеть для каждой домашней учетной записи. Множественным устройствам в доме или небольшом офисе предоставляется доступ в Интернет путем создания локальной сети (LAN) для локальных устройств с IP-адресами, зарезервированными для частных сетей . Сетевой маршрутизатор настроен с использованием IP-адреса провайдера на интерфейсе WAN, который используется всеми устройствами в локальной сети посредством преобразования сетевых адресов .
Определенные устройства в домашней сети в первую очередь предназначены для включения или поддержки связи с конечными устройствами, с которыми жители дома взаимодействуют напрямую. В отличие от своих аналогов в центрах обработки данных , эти «сетевые» устройства компактны и имеют пассивное охлаждение, поэтому их работа должна быть максимально незаметной и ненавязчивой:
Домашние сети могут использовать как проводные, так и беспроводные технологии для подключения конечных точек. Беспроводная связь является преобладающим вариантом в домах из-за простоты установки, отсутствия неприглядных кабелей и характеристик производительности сети, достаточных для жилых помещений.
Одним из наиболее распространенных способов создания домашней сети является использование технологии беспроводной радиосвязи; сеть 802.11, сертифицированная IEEE . Большинство бытовых устройств с поддержкой беспроводной связи работают на частоте 2,4 ГГц в соответствии со стандартами 802.11b и 802.11g или 5 ГГц в соответствии с 802.11a. Некоторые домашние сетевые устройства работают в обоих радиодиапазонах и соответствуют стандартам 802.11n или 802.11ac. Wi-Fi — это маркетинговая сертификация и сертификация соответствия технологиям IEEE 802.11. [1] Wi -Fi Alliance протестировал соответствующие продукты и сертифицировал их на совместимость.
Маломощная связь на близком расстоянии, основанная на стандарте IEEE 802.15, широко распространена в домах. Bluetooth по-прежнему остается предпочтительной технологией для большинства беспроводных аксессуаров, таких как клавиатуры, мыши, гарнитуры и игровые контроллеры. Эти соединения часто устанавливаются временным, разовым образом и не считаются постоянными резидентами домашней сети.
В основе Zigbee была использована «низкоскоростная» версия оригинального протокола WPAN . Несмотря на то, что изначально эта технология задумывалась как стандарт для межмашинной связи с низким энергопотреблением в промышленных условиях, оказалось, что эта технология хорошо подходит для интеграции во встроенные предложения «Умный дом», которые, как ожидается, будут работать от батареи в течение длительных периодов времени. . Zigbee использует ячеистую сеть , чтобы преодолеть ограничения расстояния, связанные с традиционной WPAN, и создать единую сеть адресных устройств, распределенных по всему зданию. Z-Wave — это дополнительный стандарт, также основанный на 802.15.4, который был разработан специально с учетом потребностей производителей устройств домашней автоматизации .
В большинстве инфраструктур проводных сетей в домах используются кабели витой пары категории 5 или 6 с разъемами, совместимыми с RJ45 . Эта среда обеспечивает физическую связь между интерфейсами Ethernet , присутствующими на большом количестве бытовых IP-устройств. В зависимости от марки кабеля и качества монтажа поддерживаются скорости до 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с или 10 Гбит/с.
В некоторых районах поддерживается прокладка оптоволоконных кабелей прямо в дома. Это позволяет поставщикам услуг предлагать интернет-услуги с гораздо более высокой пропускной способностью и/или меньшими характеристиками задержки, связанными со сквозной оптической передачей сигналов.
Следующие стандарты позволяют устройствам обмениваться данными по коаксиальным кабелям, которые часто устанавливаются для поддержки нескольких телевизоров по всему дому.
Стандарты ITU -T G.hn и IEEE Powerline , которые обеспечивают высокоскоростную (до 1 Гбит/с) локальную сеть через существующую домашнюю проводку, являются примерами технологии домашних сетей, разработанной специально для доставки IPTV. [2] Недавно IEEE принял предложение P1901 , которое заложило стандарт на рынке для проводной продукции, производимой и продаваемой компаниями, входящими в HomePlug Alliance . [3] IEEE постоянно работает над тем, чтобы P1901 был полностью признан во всем мире в качестве единственного стандарта для всех будущих продуктов, выпускаемых для домашних сетей.
Традиционно основным арендатором домашней сети было оборудование, ориентированное на обработку данных, такое как компьютеры и медиаплееры. Однако из-за снижения стоимости вычислений и повсеместного использования смартфонов многие категории домашнего оборудования, традиционно не подключаемого к сети, теперь включают новые варианты, способные управлять или удаленно контролировать через приложение на смартфоне. Как новые стартапы, так и признанные производители бытовой техники начали предлагать эти продукты как часть портфолио «Умный», «Интеллектуальный» или «Подключенный дом». Доступ к интерфейсам управления и/или мониторинга этих продуктов можно получить через собственные приложения для смартфонов, специфичные для этой линейки продуктов.
Некоторые старые развлекательные устройства могут не иметь соответствующих сетевых интерфейсов, необходимых для подключения к домашней сети. В некоторых ситуациях USB -ключи и сетевые интерфейсные карты PCI доступны в качестве аксессуаров, обеспечивающих эту функцию.
Удобство, доступность и надежность ресурсов облачных вычислений с внешним управлением по-прежнему становятся привлекательным выбором для многих домовладельцев, не интересующихся и не имеющих опыта работы в сфере ИТ. Для этих людей абонентская плата и/или риски конфиденциальности , связанные с такими услугами, часто воспринимаются как более низкие затраты, чем необходимость настройки и обслуживания аналогичных средств в домашней сети. В таких ситуациях локальные сервисы вместе с обслуживающими их устройствами заменяются услугами внешнего центра обработки данных и становятся доступными для вычислительных устройств жильцов через WAN-соединение.
DHCP используется для назначения внутренних IP-адресов членам домашней сети. DHCP-сервер обычно работает на маршрутизаторе [5] с конечными устройствами в качестве его клиентов. Сам маршрутизатор является клиентом внешних DHCP-серверов, принадлежащих интернет-провайдеру . Все DHCP-клиенты запрашивают параметры конфигурации с помощью протокола DHCP, чтобы получить свой IP-адрес , маршрут по умолчанию и один или несколько адресов DNS-серверов . Как только клиент внедрит эти настройки, он сможет общаться в этом Интернете . [6]
Небольшие автономные встроенные домашние сетевые устройства обычно требуют удаленной настройки с ПК в той же сети. Например, широкополосные модемы часто настраиваются через веб-браузер , работающий на ПК в той же сети. Эти устройства обычно используют минимальный дистрибутив Linux с легким HTTP-сервером, работающим в фоновом режиме, что позволяет пользователю удобно изменять системные переменные из графического интерфейса , отображаемого в браузере. На этих страницах широко используются HTML-формы и предпринимаются попытки предложить стилизованные, визуально привлекательные представления, которые также являются описательными и простыми в использовании.
Устройства Apple стремятся сделать сеть максимально скрытой и автоматической, используя сетевой протокол с нулевой конфигурацией под названием Bonjour, встроенный в линейку программных и аппаратных продуктов, которая в других отношениях является собственной собственностью.
Microsoft предлагает простые функции контроля доступа, встроенные в их операционную систему Windows. Домашняя группа — это функция, которая обеспечивает общий доступ к диску , общий доступ к принтеру и общий доступ к сканеру всем компьютерам и пользователям (обычно членам семьи) в доме аналогично тому, как это происходит в небольшой офисной рабочей группе , например, посредством распределенного однорангового доступа. одноранговая сеть (без центрального сервера). Кроме того, для увеличения функциональности можно добавить домашний сервер . Функция Windows HomeGroup была представлена в Microsoft Windows 7 для упрощения совместного использования файлов в жилых домах. Все пользователи (обычно все члены семьи), за исключением гостевых учетных записей, могут получить доступ к любой общей библиотеке на любом компьютере, подключенном к домашней группе. При входе в систему пароли от членов семьи не требуются. Вместо этого безопасный общий доступ к файлам возможен с помощью временного пароля, который используется при добавлении компьютера в домашнюю группу. [7]
Уровень беспроводного сигнала стандартного домашнего беспроводного маршрутизатора может быть недостаточно мощным, чтобы охватить весь дом, или может оказаться невозможным пройти на все этажи многоэтажных жилых домов. В таких ситуациях может потребоваться установка одного или нескольких беспроводных повторителей .
Wi-Fi часто выходит за пределы дома и может обеспечить покрытие там, где он меньше всего нужен, предлагая канал, через который нерезиденты могут скомпрометировать систему и получить личные данные. Чтобы предотвратить это, обычно достаточно принудительно использовать аутентификацию, шифрование или VPN , требующую пароль для сетевого подключения. [8]
Однако новые стандарты Wi-Fi, работающие на частоте 60 ГГц, такие как 802.11ad , дают уверенность в том, что локальная сеть не преодолеет физические барьеры, поскольку на таких частотах простая стена может значительно ослабить сигнал.
Для домашних сетей, использующих технологии связи по линиям электропередачи, самой большой проблемой остается борьба с электрическими помехами, вносимыми в систему стандартными бытовыми приборами. Всякий раз, когда какое-либо устройство включается или выключается, оно создает шум, который может нарушить передачу данных по проводке. Продукты IEEE, сертифицированные как совместимые с HomePlug 1.0, больше не создают помех и не воспринимают помехи от других устройств, подключенных к электрической сети того же дома. [9]
Администрирование растущего числа устройств и программного обеспечения в домашних сетях, а также растущий объем личных данных сами по себе быстро становятся проблемой. Сохранение обзора, безотлагательное применение обновлений программного обеспечения и исправлений безопасности, поддержание безопасного использования Интернета подростками, структурирование хранения и уровней доступа для личных файлов и других данных, резервное копирование данных , обнаружение и очистка любых инфекций, управление виртуальными частными сетями для легкого доступа. к ресурсам домашней сети во время отсутствия и т. д. Все эти вопросы требуют внимания и тщательной плановой работы, чтобы обеспечить безопасную, отказоустойчивую и стабильную домашнюю сеть, простую в использовании для всех членов семьи и их гостей.
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link)