Um guia rápido sobre como funciona sua rede doméstica

Usar sua rede doméstica é tão fácil quanto digitar uma senha e abrir seu aplicativo Netflix para assistir a um filme, mas sua rede e tudo o que é necessário para que ela funcione perfeitamente são provavelmente os dispositivos mais complexos e exclusivos que você possui.

As redes domésticas existem para permitir que os dispositivos digitais conversem entre si e com outros dispositivos no mundo por meio de uma rede global chamada Internet. Embora você não precise entender exatamente como sua rede doméstica funciona para aproveitá-la, passar algum tempo sob o capô lhe dará uma apreciação pela tecnologia e facilitará a solução de problemas que surgirem.

Sua rede doméstica é uma mini Internet

A internet é a abreviação de 'internetwork', uma rede global de LANs conectadas (redes locais) que inclui servidores da web, serviços de streaming e nuvem, servidores de jogos e muito mais.

Sua rede doméstica é a mesma coisa, mas apenas menor e confinada à sua casa . Arquitetura da Web explicada para uma explicação direta da máquina complexa que é a internet.

Sua rede doméstica fala um idioma especial

Além de se assemelhar fisicamente à Internet como um todo, outra maneira crítica pela qual sua rede doméstica e a Internet são iguais é o “idioma” que eles falam. Hoje, o protocolo de rede universal é o TCP/IP (Protocolo de Controle de Transmissão/Protocolo da Internet), e é a chave para fazer os dados irem para onde deveriam.

Em uma rede TCP/IP, todos os dados enviados pela rede são divididos em “pacotes”. Imagine transformar uma imagem em um quebra-cabeça com milhares de peças. Em seguida, pegue cada peça e coloque-a em um envelope individualmente. No envelope, escreva o endereço do remetente e do destinatário. Inclua também informações em cada envelope descrevendo onde cada peça vai para reconstruir a imagem original.

Agora, envie milhares de envelopes para o destinatário e eles o reconstruem. Não importa se os envelopes chegarem fora de ordem, mas se algum deles sumir, você receberá cartas de volta pedindo novas cópias dos pedaços que faltam.

Topografia de rede doméstica básica

Explicaremos o trabalho de cada componente de rede em detalhes abaixo, mas para ajudá-lo a se orientar, vamos esboçar como é uma rede doméstica típica hoje.

Sua rede tem vários componentes principais:

• O modem conecta você à WAN (Internet)
• O roteador gerencia o tráfego entre dispositivos na LAN e entre esses dispositivos e a WAN.
• As conexões de hardware de rede, geralmente cabos ethernet ou transmissores e receptores de rádio Wi-Fi.
• Dispositivos cliente, como computadores ou smartphones Android e iOS.
• Dispositivos de servidor, que também podem ser equipamentos como computadores e smartphones.
• Extensores de rede opcionais, que ajudam a espalhar a pegada física da sua rede em sua casa. Exemplos incluem pontos de acesso sem fio, extensores Powerline e repetidores Wi-Fi.

Há muitas maneiras diferentes de construir uma rede doméstica, mas a maioria desses componentes está presente em todas as redes domésticas. Outros componentes podem substituir alguns deles. Por exemplo, se você quiser simplesmente conectar em rede um grupo de computadores, poderá usar um switch Ethernet ou um hub de rede. No entanto, este esboço básico cobre 99% do que está por aí.

Agora que traçamos os esboços de uma rede doméstica, vamos nos aprofundar um pouco mais em cada componente principal.

O modem permite que você converse com a Internet

Antes da internet banda larga moderna, o acesso à internet funcionava por meio de um modem (modulador/demodulador) que enviava e recebia sinais de áudio de alta ou baixa frequência através de linhas de voz de cobre, representando código binário.

Esses modems “dial-up” estão praticamente obsoletos agora e não fornecem muita largura de banda, embora ainda sejam usados ​​em alguns casos raros em que nada mais é possível. Atualmente, a palavra modem é usada para se referir a praticamente qualquer dispositivo que converta um tipo de sinal de rede em outro, mesmo que ambos os sinais sejam, de fato, digitais.

Um exemplo de conversão digital para digital é o modem de fibra comum, que recebe sinais ópticos e emite pulsos elétricos por cabos Ethernet. Os modems DSL usam o mesmo fio de cobre que as linhas telefônicas, mas usam uma banda de frequência diferente das chamadas de voz, para que você possa se conectar à Internet e fazer chamadas simultaneamente. Os modems celulares se conectam às torres de telefonia celular por meio de ondas de rádio — os modems satélites transmitem informações de e para a órbita e assim por diante.

Em algumas redes, o modem é um dispositivo separado e, em outras, é combinado com seu roteador sem fio, que é nossa próxima parada neste tour de rede doméstica.

O roteador fica no coração da sua rede

O roteador está no centro de qualquer rede doméstica e executa uma ampla gama de tarefas essenciais:

• Roteamento de tráfego de rede entre dispositivos, entre Ethernet e LAN e entre redes internas e externas.
• Detecção e roteamento do servidor DNS (Domain Name Service).
• É internamente semelhante a um computador com CPU, RAM e SO. Alguns roteadores podem executar aplicativos.
• Atribui e gerencia endereços IP na LAN usando DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

Há mais nos roteadores do que essas funções principais, mas essa é a lista principal de coisas que um roteador faz. O roteamento entre diferentes tipos de redes (WAN de fibra, Ethernet, Wi-Fi, etc.) é o que torna um roteador um roteador, diferenciando-o dos switches e hubs de rede.

O roteador atribui endereços IP a dispositivos de rede internos, certificando-se de que não haja conflitos. Ele acompanha qual dispositivo faz qual solicitação de dispositivos na internet em uma tabela conhecida como NAT (Network Address Table), já que os servidores na internet só podem ver o próprio roteador e seu endereço IP “público”.

Alguns roteadores de última geração podem executar aplicativos personalizados para atuar como armazenamento de rede ou servidores de streaming. Mesmo que seu roteador não seja fornecido com essa capacidade, você pode ter a opção de instalar um firmware personalizado de terceiros para adicionar esses recursos.

Seus servidores locais

Um servidor é um dispositivo em uma rede que oferece um serviço como conteúdo ou aplicativos baseados em rede. Quando você visita um site ou baixa um arquivo da Internet, esse conteúdo é hospedado em um computador servidor em algum lugar do mundo. Quando você usa aplicativos de nuvem como o Google Docs, esse software e dados ficam em um servidor.

Sua rede local tem pelo menos um servidor, e esse é o seu roteador. Todo roteador tem um servidor web básico que atua como uma interface para alterar as configurações. Quando você está conectado ao roteador e digita seu endereço IP em um navegador, você é levado a um site hospedado pelo próprio roteador.

Se você tiver uma impressora Wi-Fi, também é um servidor de impressão que lida com solicitações de impressão. Muitas pessoas têm NAS (dispositivos de armazenamento conectados à rede) ou servidores de mídia (como o Plex) em execução em sua rede. Algumas coisas que você pode não considerar como servidores também se qualificam. Sua câmera IP também é um servidor. É um servidor de streaming de vídeo!

Periféricos em rede

Tradicionalmente, periféricos como scanners e impressoras são conectados diretamente a um computador específico. No entanto, é muito mais comum em uma casa moderna ter muitos computadores diferentes que precisam de acesso a esses tipos de dispositivos. Você pode compartilhar uma impressora na rede local em vez de fazer com que todos usem o mesmo computador sempre que precisarem imprimir algo.

O uso do recurso de compartilhamento de impressão no sistema operacional do computador possibilita o uso de uma impressora normal conectada a um computador como uma impressora compartilhada. Ainda assim, hoje em dia é fácil simplesmente comprar uma impressora, scanner ou dispositivo multifuncional (MFD) com Wi-Fi ou Ethernet e fazê-lo funcionar como um recurso compartilhado autônomo na rede.

Clientes de rede em sua casa

Além dos servidores locais em sua rede doméstica, os outros dispositivos são geralmente conhecidos como clientes, que extraem informações de servidores remotos e locais. Exemplos de clientes de rede local incluem:

• Computadores, consoles e dispositivos móveis.
• Dispositivos da Internet das Coisas (IoT), como geladeiras inteligentes e aspiradores de pó robô.

Qualquer coisa que receba dados de um dispositivo servidor é um cliente, embora qualquer dispositivo possa ser ambos ao mesmo tempo.

Computadores, consoles e dispositivos móveis

Conexões com e sem fio

Houve alguns padrões de conexão diferentes para redes ao longo dos anos, mas em quase todas as redes domésticas hoje, você encontrará apenas dois tipos de conexão: Ethernet e Wi-Fi.

Não cruze seus fios: Ethernet

Ethernet é um padrão de conexão com fio que transporta dados TCP/IP em redes domésticas. O conector (RJ45) se parece um pouco com uma conexão de linha telefônica aumentada (RJ11) e transporta vários fios de cobre que variam dependendo da categoria de cabo de rede Ethernet que você está usando.

Os cabos Ethernet são classificados em diferentes categorias que oferecem diferentes velocidades máximas. Por exemplo, os cabos de rede da Categoria 6 são classificados para 10 Gbps, enquanto os cabos da Categoria 5e são classificados para velocidades de gigabit. É importante combinar seus tipos de cabo com a velocidade para a qual suas portas LAN são classificadas. Conectar um cabo de 1 Gbps em uma porta de 100 Mbps não fará mal, mas fazer o contrário limitará sua velocidade ao máximo que o cabo pode suportar!

Supondo que você tenha escolhido os cabos, adaptadores e roteador Ethernet corretos, você desfrutará de velocidades de rede ultraconfiáveis, de alta velocidade e baixa latência, desde que não se preocupe com o incômodo de instalar conexões Ethernet em toda a sua casa.

Fios? Para onde vamos, não precisamos de fios: Wi-Fi

Embora a Ethernet seja, sem dúvida, o padrão ouro quando se trata de desempenho de rede puro, não é tão conveniente. Quando se trata de dispositivos móveis, é totalmente impraticável! É por isso que temos Wi-Fi (Wireless Fidelity) para permitir que dispositivos sem fio se conectem à rede sem fazer furos nas paredes ou conectá-los sempre que precisarmos de recursos de rede.

O Wi-Fi usa ondas de rádio para enviar pulsos digitais de informações. Existem duas bandas de frequência usadas no Wi-Fi: 2,4 Ghz e 5 Ghz. A banda de frequência mais baixa não pode enviar dados em altas velocidades, mas tem grande alcance e poder de penetração na parede. O Wi-Fi de 5Ghz de alta frequência é ultrarrápido, mas é facilmente bloqueado por objetos como paredes.

A maioria dos roteadores Wi-Fi modernos são “dual-band”, o que significa que eles oferecem conexões em ambas as bandas de frequência. O Wi-Fi é dividido em gerações. No passado, essas gerações teriam nomes numerados refletindo o nome do padrão de comunicação para essa geração de Wi-Fi. Por exemplo, 802.11g, 802.11n e 802.11ac. Esses nomes foram alterados para números simples para tornar as coisas um pouco mais fáceis de usar. Então agora 802.11ac é simplesmente Wi-Fi 6, e o mais recente 802.11ax é Wi-Fi 6.

Dispositivos Wi-Fi mais antigos podem não se conectar a roteadores mais novos, especialmente se o dispositivo suportar apenas Wi-Fi de 2,4 Ghz e o roteador em questão oferecer apenas 5 Ghz.

Ampliando o alcance da sua rede

Com tantos dispositivos, presentes e futuros, para uma maneira de se conectar à sua rede doméstica, você provavelmente deseja garantir que a rede se estenda a todos os cantos da sua casa. É mais fácil falar do que fazer com tudo o que pode bloquear um sinal sem fio ou as despesas e o esforço de instalar Ethernet em uma casa.

A boa notícia é que existem muitos produtos no mercado para ajudá-lo a aumentar sua presença de rede para que não haja pontos em sua casa que não possam ser conectados.

Repetidores e Extensores Wi-Fi

Um repetidor Wi-Fi é um dispositivo que é colocado na borda de uma rede Wi-Fi existente antes que o sinal Wi-Fi comece a cair. Ele ouve os pacotes que chegam e saem da rede Wi-Fi central e, em seguida, simplesmente os repete. Esta é uma solução lenta, mas uma maneira simples de estender o WiFi a pontos específicos sem modificar sua rede.

Extensores PowerLine

Este sistema envia sinais de rede através da fiação elétrica existente em sua casa. É tão fácil quanto conectar um adaptador PowerLine próximo ao seu roteador e na sala onde você deseja estender sua rede.

Em vez de estender a pegada do seu roteador regular, os roteadores mesh sem fio substituem completamente o roteador existente. Pense neles como um grande roteador distribuído. Uma unidade de malha primária é conectada ao seu modem e, em seguida, cada unidade satélite possui uma conexão sem fio ou com fio dedicada a ela.

Uma grande família em rede

A tecnologia em sua rede doméstica pode ser incrivelmente complexa, mas essa tecnologia se tornou mais inteligente e muito mais fácil de usar ao longo do tempo. Ninguém sabe qual será o futuro da rede doméstica. Ainda assim, pode parecer muito diferente graças ao desenvolvimento de tecnologias como redes celulares 5G de ondas milimétricas, que borram a linha entre redes locais e amplas.