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家庭网络

2023-03-20 12:56

目录

  1. 1 什么是家庭网络
  2. 2 基础设施设备
  3. 3 物理连接和协议
  4. ▪ 无线
  5. ▪ 无线局域网
  6. ▪ 无线PAN
  7. ▪ 低速率无线PAN
  1. ▪ 双绞线电缆
  2. ▪ 光纤
  3. ▪ 电话线
  4. ▪ 同轴电缆
  5. ▪ 电源线
  6. 4 端点设备和服务
  7. ▪ 通用
  1. ▪ 娱乐
  2. ▪ 照明
  3. ▪ 家庭安全和访问控制
  4. ▪ 环境监测与调节
  5. ▪ 云服务
  6. 5 网络管理
  7. ▪ 嵌入式设备
  1. ▪ 苹果生态系统设备
  2. ▪ 微软生态系统设备
  3. 6 常见问题和关注
  4. ▪ 无线信号丢失
  5. ▪ “漏水的” Wi-Fi 
  6. ▪ 电网噪声
  7. ▪ 管理

    什么是家庭网络

    家庭网络（HAN）是一种类型的计算机网络有利于一个的紧挨内的设备之间的通信的家。能够参与该网络的设备（例如，网络打印机和手持移动计算机之类的智能设备）通常会通过它们的交互能力获得增强的紧急功能。这些附加功能可以通过多种方式用于提高家庭生活质量，例如重复性任务的自动化、个人生产率的提高、家庭安全性的提高以及娱乐的获得。

    基础设施设备

    家庭网络通常依靠以下一种或多种设备在内部设备（也称为LAN）与LAN网络或WAN外部的外部设备之间建立物理层，数据链路层和网络层连接。以下是典型的LAN设备的示例：

    • 一个调制解调器公开了一个以太网接口，一个服务提供商的本地电信基础设施。在家庭中，这些通常以DSL调制解调器或电缆调制解调器的形式出现。
    • 甲路由器管理一个之间的网络层连通WAN和HAN。它执行网络地址转换的关键功能，使多个设备可以共享家庭的单个WAN地址。大多数家庭网络都具有一类特殊的小型被动冷却台式设备，该设备具有集成的无线接入点和4端口以太网交换机。这些设备旨在使家庭网络的安装，配置和管理尽可能自动化，用户友好并“即插即用”。
    • 一个网络交换机用于允许经由家庭网络来彼此对话，对设备的以太网。尽管大多数家庭网络的需求都通过其路由器的内置无线和/或交换功能来满足，但在某些情况下，还需要添加具有高级功能的独立交换机。例如：
      • 典型的家用路由器具有4至6个以太网LAN端口，因此可能会超出路由器的交换容量。
      • 网络设备可能需要非标准端口功能，例如以太网供电（PoE）。
    • 甲无线接入点所需的无线设备连接到网络。大多数家庭网络都依赖具有内置无线访问点的无线路由器来填补这一角色。
    • 一个家庭自动化控制器能够用简单的低功率无线通信，非数据密集型设备，如智能灯泡（飞利浦色调）和智能锁。
    • 甲网桥连接两个网络，常常为了授予有线xxx的设备，例如的Xbox，接入无线网络平台。

    物理连接和协议

    家庭网络可以使用有线或无线技术连接端点。由于易于安装，缺乏难看的电缆以及足以用于住宅活动的网络性能特征，无线是家庭中的主要选择。

    家庭网络

    无线

    无线局域网

    一个创建家庭网络的最常见的方式是通过使用无线无线电信号技术; 由IEEE认证的802.11网络。大多数具有无线功能的住宅设备在802.11b和802.11g下的工作频率为2.4 GHz，在802.11a下的工作频率为5 GHz。某些家庭联网设备可以同时在无线电频带信号中运行，并且符合802.11n或802.11ac标准。Wi-Fi是针对IEEE 802.11技术的市场营销和合规性认证。Wi-Fi联盟已经测试符合要求的产品，并证明他们的互操作性。

    无线PAN

    基于IEEE 802.15标准的低功耗近距离通信在家庭中占有重要地位。蓝牙仍然是大多数无线配件（例如键盘、鼠标、耳机和游戏控制器）的首选技术。这些连接通常以临时的临时方式建立，因此不被视为家庭网络的xxx居民。

    低速率无线PAN

    原始WPAN协议的“低速”版本用作ZigBee的基础。尽管最初被认为是工业环境中低功耗机器对机器通信的标准，但该技术非常适合集成到嵌入式“智能家居”产品中，这些产品预计将在电池上运行较长时间。ZigBee利用网状网络来克服与传统WPAN相关的距离限制，以便建立分布在整个建筑物中的可寻址设备的单一网络。Z-Wave是一种也基于802.15.4构建的附加标准，该标准是专门为家庭自动化设备制造商的需求而开发的。

    双绞线电缆

    家庭中使用的大多数有线网络基础设施都使用具有RJ45兼容终端的5类或6类 双绞线电缆。该介质提供了许多驻留在IP上的驻留IP的设备上存在的以太网接口之间的物理连接。根据电缆的等级和安装质量，支持的速度最高为10 Mbit / s，100 Mbit / s，1 Gbit / s或10Gbit / s。

    光纤

    较新的高档社区可以使用直接进入房屋的光纤电缆。这使服务提供商能够为Internet服务提供与端到端光信令相关的更高带宽和/或更低延迟特性。

    电话线

    • VDSL和VDSL2
    • HomePNA最高支持160 Mbit / s

    同轴电缆

    以下标准允许设备通过同轴电缆进行通信，该电缆经常安装以支持整个家庭中的多台电视机。

    • DOCSIS
    • 的同轴电缆多媒体联盟（MOCA）标准可以实现高达270兆比特/秒
    • 波浪
    • HomePNA支持高达320 Mbit / s

    电源线

    在ITU-T G.hn和IEEE 电力线标准，该标准（1 Gbit / s的向上）局域联网超过现有的家庭布线提供高速，是特别针对IPTV递送设计的家庭联网技术的例子。[3]最近，IEEE通过了提案P1901，该提案为HomePlug联盟旗下公司生产和销售的有线产品建立了市场标准。[4] IEEE一直在努力推动P1901在全球范围内被完全认可为将来为家庭网络生产的所有产品的xxx标准。

    • HomePlug和HomePNA是关联的标准
    • 通用电力线协会

    端点设备和服务

    传统上，以数据为中心的设备（例如计算机和媒体播放器）一直是家庭网络的主要租户。但是，由于计算成本的降低和智能手机的普及，许多传统的非联网家庭设备类别现在包括能够通过智能手机上的应用程序进行控制或远程监控的新变体。较新的初创公司和成熟的家庭设备制造商都已开始提供这些产品，作为“智能”或“智能”或“联网家庭”产品组合的一部分。可以通过特定于该产品线的专有智能手机应用程序来访问这些产品的控制和/或监视界面。

    通用

    • 台式机，笔记本电脑，上网本和平板电脑等个人计算机
    • 甲网络附接存储（NAS）设备可以通过很容易地访问CIFS或NFS协议一般存储或备份目的。
    • 甲打印服务器可用于共享与网络上的其他计算机的任何直接连接的打印机。
    • 使用VoIP技术的IP电话或智能手机（通过Wi-Fi连接时）

    娱乐

    • 智能音箱
    • 电视：一些新的电视和DVR包含集成的WiFi连接，该连接使用户可以访问Netflix等服务
    • 家庭音频：具有网络连接能力的数字音频播放器和立体声系统可以使用户轻松访问其音乐库，通常使用Bonjour发现并与远程PC 上运行的iTunes实例进行接口。
    • 游戏：视频游戏机依靠与家庭网络的连接来实现其整体功能的很大一部分，例如游戏中的多人游戏，社交网络集成，购买或演示新游戏的能力以及接收软件更新。最近的游戏机已经开始更加积极地追求家庭xxx的娱乐和媒体中心的作用。
    • DLNA是用于家庭网络媒体中心设备之间互操作性的通用协议

    某些较早的娱乐设备可能未提供家庭网络连接所需的适当网络接口。在某些情况下，可以使用USB 软件狗和PCI 网络接口卡作为附件来启用此功能。

    照明

    • “连接”灯泡，例如Lifx，Philips Hue，Samsung Smart Bulb，GE Link
    • ZigBee Light Link是当前主要的“已连接”灯泡供应商使用的开放标准协议

    家庭安全和访问控制

    • 安全警报：iSmartAlarm
    • 车库门开启器：Liftmaster MyQ，GoGogate

    环境监测与调节

    • 暖通空调：Nest Learning Thermostat
    • 烟雾/二氧化碳探测器：Nest Protect

    云服务

    外部管理的云计算资源的便利性，可用性和可靠性继续成为许多对IT毫无兴趣或经验的家庭的理想选择。对于这些人来说，与必须在家庭网络中配置和维护类似设施相比，与此类服务相关的订阅费和/或隐私风险通常被认为是较低的成本。在这种情况下，本地服务以及维护它们的设备将被外部数据中心中的服务所取代，并通过WAN连接可供居家计算设备访问。

    网络管理

    嵌入式设备

    小型独立嵌入式家庭网络设备通常需要从同一网络上的PC进行远程配置。例如，宽带调制解调器通常通过运行在同一网络中PC上的Web浏览器进行配置。这些设备通常使用最小的Linux发行版，并在后台运行轻型HTTP服务器，以允许用户方便地从浏览器中呈现的GUI修改系统变量。这些页面广泛使用HTML表单，并尝试提供样式化，视觉上吸引人的视图，这些视图也具有描述性且易于使用。

    苹果生态系统设备

    苹果设备旨在利用一种称为Bonjour的零配置网络协议，将它们隐藏在它们本来专有的软件和硬件产品线中，以使其尽可能隐藏和自动进行。

    微软生态系统设备

    Microsoft提供了Windows操作系统中内置的简单访问控制功能。家庭组功能允许家庭中所有计算机和用户（通常是家庭成员）之间共享磁盘访问，共享打印机访问和共享扫描仪访问，其方式类似于小型办公室工作组，例如，通过分布式对等对等网络（没有中央服务器）。另外，可以添加家庭服务器以增加功能。在的Windows家庭组功能与微软推出的Windows 7为了简化住所中的文件共享。除来宾帐户外，所有用户（通常是所有家庭成员）都可以访问连接到家庭组的任何计算机上的任何共享库。登录期间不需要家庭成员提供密码。而是可以通过将计算机添加到HomeGroup时使用的临时密码来实现安全文件共享。

    常见问题和关注

    无线信号丢失

    标准住宅无线路由器的无线信号强度可能不足以覆盖整个房屋，或者可能无法直达多层住宅的所有楼层。在这种情况下，可能需要安装一个或多个无线中继器。

    “漏水的” Wi-Fi 

    Wi-Fi通常超出了家庭的范围，可以在最不想要的地方建立覆盖范围，从而为非居民提供了一个可以入侵系统并检索个人数据的渠道。为了防止这种情况，通常只需使用身份验证，加密或需要网络连接密码的VPN即可。

    但是，工作在60 GHz的新Wi-Fi标准（例如802.11ad）使人们确信LAN不会越过物理障碍，因为在这样的频率下，一堵简单的墙会xxx衰减信号。

    电网噪声

    对于依赖电力线通信技术的家庭网络，如何处理从标准家用电器注入系统的电噪声仍然是xxx的挑战。每当打开或关闭任何设备时，它都会产生噪声，可能会干扰通过布线的数据传输。经过认证符合HomePlug 1.0规范的IEEE产品经过精心设计，不会再与插入同一家庭电网的其他设备发生干扰或受到干扰。

    管理

    家庭网络中激增的设备和软件的管理以及越来越多的私有数据本身正迅速成为一个问题。保持概览，不加延迟地应用软件更新和安全补丁，将初级互联网使用保持在安全范围内，为私有文件和其他数据构建存储和访问级别、数据备份、检测和清除任何感染，操作虚拟专用网络以便于访问这些问题都是需要注意并需要计划周密的工作的所有问题，以便为所有家庭成员及其访客提供易于使用的安全、有弹性和稳定的家庭网络。


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