今天我们来看看家庭网络硬件：各个部分做什么，什么时候需要它们，以及如何最好地部署它们。请继续阅读，以更清楚地了解优化家庭网络所需的内容。

你什么时候需要开关？集线器？路由器到底做什么？如果你只有一台电脑，你需要路由器吗？网络技术可以是一个相当神秘的研究领域，但有了正确的术语和设备如何在家庭网络上运行的概述，您就可以放心地部署您的网络。

通过网络图了解家庭网络

与其从一个网络术语表开始，在这个过程中用一个没有简单参考点的技术术语来抨击你，不如让我们直接来看看网络图。这里是最简单的网络配置：一台计算机直接连接到一个调制解调器，调制解调器又通过电话线/电缆/光纤上行链路连接到个人的互联网服务提供商。

它不会变得比这种安排简单，但有一个超简单的设置付出代价。该用户无法使用Wi-Fi设备访问互联网（因此无法访问智能**、平板电脑或其他无线设备），他们失去了在计算机和更大的互联网之间使用路由器的好处。让我们介绍一个路由器，并强调使用它的好处。在下图中，我们为网络引入了两个元素：一个无线路由器和一台通过无线连接连接到网络的笔记本电脑。

你应该什么时候使用路由器？考虑到家庭路由器的低成本和在网络上安装路由器的好处，您应该始终使用路由器（它几乎总是包含防火墙功能）。

家庭路由器实际上是三个网络组件的组合：路由器、防火墙和交换机。在商业环境中，这三个硬件是分开的，但用户路由器几乎总是路由和交换组件的组合，并添加了防火墙。首先让我们看看路由器函数的作用。

在最基本的层面上，路由器将两个网络连接在一起，一个是你家里的网络（无论大小），另一个是你家外面的网络（在本例中，是互联网）。ISP提供给您的宽带调制解调器仅适用于将一台计算机连接到internet，通常不包括任何路由或交换机功能。路由器执行以下功能：

• IP共享：您的ISP为您分配一个IP地址。如果你有一台台式机，一台笔记本电脑，电视上的媒体盒，还有一台iPad，那么一个IP地址显然无法解决这个问题。路由器管理这些多个连接，并确保正确的信息包到达正确的位置。如果没有这个功能，台式机上的人和笔记本电脑上的人就无法同时浏览网页，因为无法区分哪台电脑正在请求什么。
• 网络地址转换（NAT）：与IP共享功能相关，NAT修改进出网络的信息包中的头，以便将它们路由到适当的设备。把NAT想象成路由器里一个非常有用的接待员，他知道每一个进出的包裹应该去哪里，并在上面贴上相应的部门印章。
• 动态主机配置：如果没有DHCP，您必须手动配置并将所有主机添加到您的网络中。这意味着每次新计算机进入网络时，您都必须在网络上手动为其分配一个地址。DHCP会自动为您这样做，这样当您将XBOX**路由器时，您的朋友会进入您的无线网络，或者您添加了一台新计算机，一个地址就被分配了，而不需要人工交互。
• 防火墙：路由器以多种方式充当基本防火墙，包括自动拒绝传入的数据，这些数据不是您网络中的计算机与外部世界之间正在进行的交换的一部分。例如，如果你从Pandora请求一个音乐流，你的路由器会说，“我们在等你，进来吧”，然后数据流会被定向到发出请求的设备。另一方面，如果端口探测突然从一个未知的地址传入，路由器就会充当一个保镖，拒绝请求，从而有效地隐藏计算机。即使对于一个只有一台电脑的用户来说，一个简单的50美元的路由器仅仅用于防火墙功能也是值得的。

除了上述内网到外网功能外，家庭路由器还充当网络交换机。网络交换机是一种硬件，它促进内部网络上计算机之间的通信。如果没有交换功能，这些设备可以通过路由器与更大的互联网通话，但不能相互通话——像通过网络将MP3从笔记本电脑复制到台式机这样简单的事情是不可能的。

大多数路由器有四个以太网端口，允许您**四个设备，并让它们通过交换机功能进行通信。如果你需要四个以上的以太网连接，你需要升级到一个具有更大端口组的路由器（这是一个相当昂贵的提议，通常只会增加你多达八个端口），或者你可以选择一个专用的交换机。注意：只有当硬线连接的物理端口用完时，才需要升级。如果只有一台计算机和一台联网打印机**四端口路由器（网络上的所有其他设备都基于Wi-Fi），则无需升级以获得物理端口。也就是说，让我们看一看带有专用交换机的网络。

尽管对大多数家庭路由器的四端口限制对大多数家庭用户来说已经足够了，但在过去的10年里，家庭中可联网设备的数量已经显著增加。有多台电脑、多个游戏机、媒体中心、打印机、文件服务器等都连接到以太网局域网的情况并不少见（尽管您可以将Wii放在Wi-Fi网络上，以实现专用视频流和媒体服务器访问，但最好是采用硬线连接）。一旦达到了设备饱和的程度，就需要添加一个具有8个、16个或更多端口的交换机，以正确支持不断增长的家庭网络。

另一方面，历史上人们经常依赖集线器，因为集线器比昂贵的交换机便宜得多。集线器是一种简单的网络设备，它不检查或管理任何通过它的流量。相比之下，它是一种“哑”网络设备交换机实际上与数据包交互并主动引导它们。因为集线器没有管理组件，所以数据包之间经常发生冲突，从而导致整体性能下降。集线器有许多技术缺陷，您可以在这里阅读。消费级网络交换机的价格在过去10年中急剧下降，以至于很少有集线器生产了（Netgear，最大的消费级集线器**商之一，甚至不再生产集线器）。由于网络集线器的缺点以及高质量消费级网络交换机的低价格，我们不建议使用集线器。当你花25美元就能买到一个非常好的高速8端**换机时，如果你想知道为什么网络管理员会部署一个集线器，那么就没有理由在家庭网络上使用过时的集线器了。

回到交换机的话题：交换机是增加家庭网络规模的一种既好又便宜的方法。如果你的路由器后面的四个端口都不够用，那么要扩展你的网络，最简单的办法就是购买一个端口数合适的交换机。将设备从路由器上拔下，将所有设备**交换机，然后将交换机**路由器。注意：交换机完全没有路由功能，不能代替路由器。您的路由器可能内置了一个四端**换机，但这并不意味着您的新的八端口专用交换机可以取代您的路由器您仍然需要路由器在调制解调器和交换机之间进行调解。

解码网络速度指定

现在您已经清楚地了解了网络的物理配置方式，让我们来讨论一下网络速度。有两个我们感兴趣的主要名称：以太网和Wi-Fi。我们先来看看以太网。

以太网连接速度以10BASE为单位。最初的以太网协议，现在已经有30年的历史了，最高运行速度为10 Mbit/s。1995年引入的快速以太网将速度提高到100 Mbit/s。1998年引入千兆以太网不久，但直到最近才在消费市场上获得太大的吸引力。顾名思义，千兆以太网的传输速率为1000 Mbit/s。您通常会在网络设备及其包装上看到这些名称，即10/100或10/100/1000，表示设备与哪个以太网版本兼容。

为了充分利用最大速度，传输链中的所有设备都需要达到或高于您想要的额定速度。例如，假设您的地下室有一台安装了千兆以太网卡的媒体服务器，客厅有一台安装了千兆以太网卡的媒体控制台，但您正在使用10/100交换机将两者连接在一起。两个设备都将受到交换机上100 Mbit/s上限的限制。在这种情况下，升级交换机将大大提高网络性能。

除了通过家庭网络传输大文件和流式高清视频内容外，几乎不需要外出将所有设备升级到千兆位。如果您的主要计算机网络使用涉及浏览网页和光文件传输10/100是比较令人满意的。

了解wi-fi速度

Wi-Fi速度由字母指定，而不是数字。与易于翻译的数字作为网络速度标识不同，我们发现在以太网中，Wi-Fi标识实际上是指IEEE 802.11网络标准的草案版本，该标准规定了Wi-Fi协议的参数。

802.11b是第一个被消费者广泛采用的版本。802.11b设备的最大传输速率为11 Mbit/s，但速度在很大程度上取决于信号强度和质量实际用户应期望1-5 Mbit/s。使用802.11b的设备会受到婴儿监视器、蓝牙设备、无绳电话和其他2.4GHz频段设备的干扰。

802.11g是下一个主要的消费升级，将最大传输速率提高到54mbit/s（考虑到纠错和信号强度，实际传输速率约为22mbit/s）。802.11g遭受着与802.11b相同的2.4GHz频段干扰。

802.11n是对Wi-Fi标准的重大升级，设备使用多输入多输出天线（MIMO）在2.4GHz和相对空的5GHz频段上工作。802.11n的理论最大值为300 Mbit/s，但考虑到纠错和不太理想的情况，您可以预期速度在100-150 Mbit/s范围内。

802.11ac是一个巨大的升级，它带来了更宽的通道（80或160兆赫与40兆赫相比）、更多的空间流（最多8个）和波束形成之类的东西，这种技术可以直接将波发送到你的设备，而不是四处反弹，使事情变得更快。要快多少？有些型号每秒可以达到1千兆比特。非常快。

与以太网一样，Wi-Fi速度也受到直接网络中最薄弱环节的限制。如果您有一个支持802.11n的Wi-Fi路由器，但您的上网本只有一个支持802.11g的Wi-Fi模块，那么您将以802.11g的速度最大化。除了速度限制之外，还有一个非常迫切的理由要放弃最早流行的Wi-Fi协议802.11b。您必须在网络中的每个设备上使用相同级别的加密，并且802.11b设备可用的加密方案很弱，并且已经受到损害（例如，WEP加密，可能在几分钟内被一个中等技能的孩子所折中）。升级您的Wi-Fi路由器和无线设备可以让您升级您的无线加密以及享受更快的速度。如果你还没有采取任何措施来保护你的路由器现在将是一个很好的时间来阅读我们的指南锁定你的Wi-Fi网络免受入侵。

与以太网一样，升级到最高速度（本例中为802.11n）最适合移动大文件和流式高清视频的用户。升级到802.11n将对您的网页浏览速度产生微不足道的影响，但将对您在家中无线传输高清内容的能力产生巨大影响。

在这一点上，您已经掌握了家庭网络需要如何布局，并且您已经了解了网络速度指定的含义以及它们如何影响您和您的网络。现在是时候升级你的交换机，推出一些新的Wi-Fi带宽，享受更好的优化家庭网络。