Una guida rapida a come funziona la tua rete domestica

Usare la tua rete domestica è facile come digitare una password e aprire l'app Netflix per guardare un film, ma la tua rete e tutto ciò che serve per funzionare così perfettamente sono probabilmente i dispositivi più complessi e unici che possiedi.

Le reti domestiche esistono per consentire ai dispositivi digitali di parlare tra loro e con altri dispositivi nel mondo su una rete globale chiamata Internet. Anche se non hai bisogno di capire esattamente come funziona la tua rete domestica per godertela, passare un po' di tempo sotto il cofano ti farà apprezzare la tecnologia e semplificherà la risoluzione dei problemi che si presentano.

La tua rete domestica è una mini Internet

Internet è l'abbreviazione di "internetwork", una rete globale di LAN connesse (Local Area Network) che include server Web, servizi di streaming e cloud, server di gioco e molto altro.

La tua rete domestica è la stessa cosa, ma solo più piccola e confinata a casa tua. Se vuoi saperne di più su come la tua rete domestica è come una mini internet, dai un'occhiata a Chi possiede Internet? Spiegazione dell'architettura Web per una chiara spiegazione della complessa macchina che è Internet.

La tua rete domestica parla una lingua speciale

Oltre a somigliare fisicamente a Internet nel suo insieme, un altro modo fondamentale in cui la rete domestica e Internet sono uguali è la "lingua" che parlano. Oggi il protocollo di rete universale è TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), ed è la chiave per far sì che i dati vadano dove dovrebbero.

In una rete TCP/IP, tutti i dati inviati sulla rete vengono suddivisi in "pacchetti". Immagina di trasformare un'immagine in un puzzle con migliaia di pezzi. Quindi prendi ogni pezzo e mettilo in una busta singolarmente. Sulla busta, scrivi l'indirizzo del mittente e del destinatario. Includi anche informazioni in ogni busta che descrivono dove va ogni pezzo per ricostruire l'immagine originale.

Ora spedisci migliaia di buste al destinatario e lui le ricostruisce da capo. Non importa se le buste arrivano fuori servizio, ma se ne mancano, riceverai delle lettere che ti chiedono nuove copie dei pezzi mancanti.

Topografia di base della rete domestica

Spiegheremo in dettaglio il lavoro di ciascun componente di rete di seguito, ma per aiutarti a orientarti, abbozziamo l'aspetto di una tipica rete domestica oggi.

La tua rete ha diversi componenti chiave:

• Il modem ti connette alla WAN (Internet)
• Il router gestisce il traffico tra i dispositivi sulla LAN e tra questi dispositivi e la WAN.
• Le connessioni hardware di rete, solitamente cavi ethernet o trasmettitori e ricevitori radio Wi-Fi.
• Dispositivi client, come computer o smartphone Android e iOS.
• Dispositivi server, che possono essere anche apparecchiature come computer e smartphone.
• Estensori di rete opzionali, che aiutano a diffondere l'impronta fisica della rete in tutta la casa. Gli esempi includono punti di accesso wireless, estensori Powerline e ripetitori Wi-Fi.

Esistono molti modi diversi per costruire una rete domestica, ma la maggior parte di questi componenti è presente in ogni rete domestica. Altri componenti possono sostituire alcuni di questi. Ad esempio, se si desidera semplicemente collegare in rete un gruppo di computer, è possibile utilizzare uno switch Ethernet o un hub di rete. Tuttavia, questo schizzo di base copre il 99% di ciò che è là fuori.

Ora che abbiamo tracciato i contorni di una rete domestica, ci addentreremo un po' più a fondo in ogni componente principale.

Il modem ti consente di parlare con Internet

Prima della moderna Internet a banda larga, l'accesso a Internet funzionava tramite un modem (modulatore/demodulatore) che inviava e riceveva segnali audio a tono alto o basso su linee vocali in rame, che rappresentavano il codice binario.

Questi modem "dial-up" sono ormai quasi obsoleti e non forniscono molta larghezza di banda, sebbene siano ancora utilizzati in alcuni rari casi in cui nient'altro è possibile. Al giorno d'oggi la parola modem è usata per riferirsi a qualsiasi dispositivo che converte un tipo di segnale di rete in un altro, anche se entrambi i segnali sono, in effetti, digitali.

Un esempio di conversione da digitale a digitale è il comune modem a fibra, che riceve segnali ottici ed emette impulsi elettrici tramite cavi Ethernet. I modem DSL utilizzano lo stesso filo di rame delle linee telefoniche ma utilizzano una banda di frequenza diversa dalle chiamate vocali, quindi puoi connetterti a Internet ed effettuare chiamate contemporaneamente. I modem cellulari si connettono alle torri dei telefoni cellulari tramite onde radio: i modem satellitari trasmettono informazioni da e verso l'orbita e così via.

In alcune reti, il modem è un dispositivo separato e in altre è combinato con il tuo router wireless, che è la nostra prossima tappa di questo tour della rete domestica.

Il router è al centro della tua rete

Il router è il fulcro di qualsiasi rete domestica e svolge un'ampia gamma di lavori essenziali:

• Instradamento del traffico di rete tra dispositivi, tra Ethernet e LAN e tra reti interne ed esterne.
• Rilevamento e routing del server DNS (Domain Name Service).
• È internamente simile a un computer con CPU, RAM e sistema operativo. Alcuni router possono eseguire app.
• Assegna e gestisce gli indirizzi IP sulla LAN tramite DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

C'è di più nei router oltre a queste funzioni principali, ma questo è l'elenco chiave delle cose che fa un router. Il routing tra diversi tipi di reti (WAN in fibra, Ethernet, Wi-Fi, ecc.) è ciò che rende un router un router, distinguendolo dagli switch e dagli hub di rete.

Il router assegna gli indirizzi IP ai dispositivi di rete interni, assicurandosi che non vi siano conflitti. Tiene traccia di quale dispositivo effettua quale richiesta di dispositivi su Internet in una tabella nota come NAT (Network Address Table), poiché i server su Internet possono vedere solo il router stesso e il suo indirizzo IP "pubblico".

Alcuni router di fascia alta possono eseguire applicazioni personalizzate che fungono da server di archiviazione di rete o streaming. Anche se il tuo router non è dotato di questa funzionalità, potresti avere la possibilità di installare firmware di terze parti personalizzato per aggiungere tali funzionalità.

I tuoi server locali

Un server è un dispositivo su una rete che offre un servizio come contenuto o applicazioni basate sulla rete. Quando visiti un sito Web o scarichi un file da Internet, quel contenuto è ospitato su un computer server da qualche parte nel mondo. Quando utilizzi app cloud come Google Docs, il software e i dati risiedono su un server.

La tua rete locale ha almeno un server e quello è il tuo router. Ogni router dispone di un server Web di base che funge da interfaccia per modificare le impostazioni. Quando sei connesso al router e digiti il ​​suo indirizzo IP in un browser, vieni indirizzato a un sito Web ospitato dal router stesso.

Se hai una stampante Wi-Fi, è anche un server di stampa che gestisce le richieste di stampa. Molte persone hanno NAS (dispositivi di archiviazione collegati alla rete) o server multimediali (come Plex) in esecuzione sulla propria rete. Anche alcune cose che potresti non considerare come server si qualificano. La tua telecamera IP è anche un server. È un server di streaming video!

Periferiche in rete

Tradizionalmente le periferiche come scanner e stampanti sono collegate direttamente a un computer specifico. Tuttavia, è molto più comune in una famiglia moderna avere molti computer diversi che necessitano dell'accesso a questi tipi di dispositivi. Puoi condividere una stampante sulla rete locale invece di far utilizzare a tutti lo stesso computer ogni volta che devono stampare qualcosa.

L'utilizzo della funzione di condivisione della stampa nel sistema operativo del computer consente di utilizzare una normale stampante collegata a un computer come stampante condivisa. Tuttavia, al giorno d'oggi è facile acquistare semplicemente una stampante, uno scanner o un dispositivo multifunzione (MFD) con Wi-Fi o Ethernet e farlo funzionare come una risorsa condivisa autonoma sulla rete.

Clienti di rete a casa tua

A parte i server locali sulla rete domestica, gli altri dispositivi sono generalmente noti come client, che estraggono informazioni da server remoti e locali. Esempi di client di rete locale includono:

• Computer, console e dispositivi mobili.
• Dispositivi Internet of Things (IoT) come frigoriferi intelligenti e aspirapolvere robot.

Tutto ciò che riceve dati da un dispositivo server è un client, sebbene qualsiasi dispositivo possa essere entrambi contemporaneamente.

Computer, console e dispositivi mobili

Connessioni cablate e wireless

Ci sono stati alcuni standard di connessione diversi per le reti nel corso degli anni, ma in quasi tutte le reti domestiche oggi troverai solo due tipi di connessione: Ethernet e Wi-Fi.

Non farti incrociare i cavi: Ethernet

Ethernet è uno standard di connessione cablata che trasporta i dati TCP/IP nelle reti domestiche. Il connettore (RJ45) assomiglia un po' a una linea telefonica di grandi dimensioni (RJ11) e trasporta diversi fili di rame che variano a seconda della categoria del cavo di rete Ethernet in uso.

I cavi Ethernet sono classificati in diverse categorie che offrono velocità massime diverse. Ad esempio, i cavi di rete di categoria 6 sono classificati a 10 Gbps, mentre i cavi di categoria 5e sono classificati per velocità gigabit. È importante abbinare i tipi di cavo alla velocità per cui sono classificate le porte LAN. Collegare un cavo da 1 Gbps a una porta da 100 Mbps non farà male, ma fare il contrario limiterà la tua velocità al massimo che il cavo può gestire!

Supponendo che tu abbia scelto i cavi Ethernet, gli adattatori e il router giusti, godrai di velocità di rete ad alta velocità, bassa latenza e ultra-affidabili fintanto che sei d'accordo con la seccatura di installare connessioni Ethernet in tutta la casa.

Fili? Dove stiamo andando, non abbiamo bisogno di cavi: Wi-Fi

Sebbene Ethernet sia senza dubbio il gold standard quando si tratta di prestazioni di rete pure, non è poi così conveniente. Quando si tratta di dispositivi mobili, non è assolutamente pratico! Ecco perché abbiamo Wi-Fi (Wireless Fidelity) per consentire ai dispositivi wireless di connettersi alla rete senza praticare buchi nei muri o collegarli ogni volta che abbiamo bisogno di funzionalità di rete.

Il Wi-Fi utilizza le onde radio per inviare impulsi digitali di informazioni. Ci sono due bande di frequenza utilizzate nel Wi-Fi: 2,4 Ghz e 5 Ghz. La banda di frequenza più bassa non può inviare dati ad alta velocità, ma ha un'ampia gamma e una potenza di penetrazione nella parete. Il Wi-Fi ad alta frequenza da 5 Ghz è ultraveloce ma è facilmente bloccato da oggetti come i muri.

La maggior parte dei moderni router Wi-Fi sono "dual-band", il che significa che offrono connessioni su entrambe le bande di frequenza. Il Wi-Fi è diviso in generazioni. In passato, quelle generazioni avrebbero numerato nomi che riflettevano il nome dello standard di comunicazione per quella generazione di Wi-Fi. Ad esempio, 802.11g, 802.11n e 802.11ac. Questi nomi sono stati cambiati in numeri semplici per rendere le cose un po' più facili da usare. Quindi ora 802.11ac è semplicemente Wi-Fi 6 e l'ultimo 802.11ax è Wi-Fi 6.

I dispositivi Wi-Fi meno recenti potrebbero non connettersi ai router più recenti, soprattutto se il dispositivo supporta solo Wi-Fi a 2,4 Ghz e il router in questione offre solo 5 Ghz.

Estendere la portata della tua rete

Con così tanti dispositivi, sia presenti che futuri, per un modo per connettersi alla rete domestica, probabilmente vorrai assicurarti che la rete si estenda a ogni angolo della tua casa. È più facile a dirsi che a farsi con tutto ciò che può bloccare un segnale wireless o il costo e lo sforzo di posare Ethernet in tutta la casa.

La buona notizia è che ci sono molti prodotti sul mercato che ti aiutano ad aumentare la tua impronta di rete in modo che non ci siano punti in casa che non possono essere collegati.

Ripetitori ed estensori Wi-Fi

Un ripetitore Wi-Fi è un dispositivo che viene inserito al limite di una rete Wi-Fi esistente prima che il segnale Wi-Fi inizi a diminuire. Ascolta i pacchetti in arrivo da e verso la rete Wi-Fi principale e poi li ripete semplicemente. Questa è una soluzione lenta, ma un modo semplice per estendere il WiFi a punti specifici senza modificare la rete.

Estensori PowerLine

Questo sistema invia segnali di rete attraverso il cablaggio elettrico esistente nella tua casa. È facile come collegare un adattatore PowerLine vicino al router e nella stanza in cui desideri estendere la tua rete.

Piuttosto che estendere l'ingombro del tuo normale router, i router mesh wireless sostituiscono completamente il tuo router esistente. Pensa a loro come a un grande router distribuito. Un'unità mesh primaria è collegata al modem, quindi ogni unità satellitare dispone di una connessione wireless o cablata dedicata.

Una grande famiglia in rete

La tecnologia nella tua rete domestica potrebbe essere incredibilmente complessa, ma questa tecnologia è diventata più intelligente e molto più facile da usare nel tempo. Nessuno sa quale sarà il futuro della rete domestica. Tuttavia, potrebbe sembrare molto diverso grazie allo sviluppo di tecnologie come le reti cellulari 5G a onde millimetriche, che offuscano il confine tra reti locali e ampie.