Кіріспе

Компьютерлік желі түрі

Үй желісі немесе үй ішкі желісі (HAN) – үйдің жақын аумағындағы құрылғылар арасында байланысты қамтамасыз ететін компьютерлік желі түрі. Бұл желіге қосыла алатын құрылғылар, мысалы, желілік принтерлер және ұялы телефондар сияқты смарт құрылғылар, өзара іс-қимыл арқылы жаңа мүмкіндіктерге ие болады. Осы қосымша мүмкіндіктерді үй ішіндегі өмір сапасын жақсарту үшін түрлі жолдармен пайдалануға болады, мысалы, қайталанатын жұмыстарды автоматтандыру, жеке өнімділікті арттыру, үй қауіпсіздігін күшейту және ойын-сауыққа оңай қол жеткізу.

Шығу тегі

IPv4 адрестерінің таусылуы көптеген интернет-провайдерлерді әрбір үй шаруашылығына немесе кіші кеңсеге тек бір ғана WAN-ға қаратылған IP-адрес беруге мәжбүр етті. Үйдің ішіндегі немесе шағын кеңседегі бірнеше құрылғылар жеке желілер үшін резервтелген IP-адрестері бар жергілікті желі (LAN) құру арқылы интернетке қол жеткізуге ие болады. Желілік маршрутизаторы провайдердің WAN интерфейсіндегі IP-адресімен конфигурацияланады, ол желілік адрес аудармасы (NAT) арқылы LAN-дегі барлық құрылғылармен бөліседі.

Инфрақұрылымдық құрылғылар

Үй желісіндегі кейбір құрылғылар үй тұрғындары тікелей қарым-қатынаста болатын соңғы құрылғылардың түрлерінің байланысын іске қосуға немесе қолдауға бағытталған. Деректер орталығынан айырмашылығы, бұл "желілік" құрылғылар ықшам және пассивті салқындатылады, қолға тимеу және мүмкіндігінше көзге түспеуді мақсат етеді: Шлюз қызмет көрсетушінің жергілікті телекоммуникациялық инфрақұрылымы арқылы WAN-ға физикалық және деректер байланысы қабатының байланысын орнатады. Мұндай құрылғыларда әдетте Ethernet желілік интерфейс контроллеріне қосылған кабельдік, DSL немесе оптикалық модем болады. Қосымша ыңғайлылық үшін осы құрылғыларға көбінесе маршрутизаторлар қосылады. Маршрутизатор WAN және үй желісі арасындағы желілік қабатты байланыс орнатады. Ол сонымен қатар желілік мекенжай аудармасының маңызды функциясын орындайды, бұл бір үй желісі ішіндегі тәуелсіз мекенжайлармен жабдықталған құрылғыларға WAN-да бір ғана сыртқа бағытталған WAN IP-адресінен көлік қабатының байланыстарын орнатуға мүмкіндік береді. Бұл құрылғылар көбінесе кіріктірілген сымсыз қолжетімділік нүктесімен және 4 портты Ethernet коммутаторымен бірге келеді. Желілік коммутатор үй желісіндегі құрылғылардың бір-бірімен Ethernet арқылы байланысуына мүмкіндік береді. Үй желілерінің көпшілігінің қажеттіліктері маршрутизатордың кіріктірілген сымсыз және/немесе коммутациялық мүмкіндіктерімен қанағаттандырылса, кейбір жағдайларда кеңейтілген мүмкіндіктері бар жеке коммутаторды қосу қажет болуы мүмкін. Мысалы: Типикалық үй маршрутизаторының 4-6 Ethernet LAN порты бар, сондықтан маршрутизатордың коммутациялық сыйымдылығы шектелуі мүмкін. Желілік құрылғыға Ethernet арқылы қуат беру (PoE) сияқты стандартты емес порт мүмкіндігі қажет болуы мүмкін. (IP камералар мен IP телефондар) Сымсыз құрылғыларды желіге қосу үшін сымсыз қолжетімділік нүктесі қажет. Егер маршрутизаторда осы құрылғы болса, онда ол сымсыз маршрутизатор деп аталады. Үйді автоматтандыру немесе ақылды үй басқару құрылғысы шамдар мен құлыптар сияқты қарапайым, көп дерек қажет етпейтін құрылғылардың төмен қуатты сымсыз желілері үшін шлюз және маршрутизатор ретінде әрекет етеді. Желілік көпір екі түрлі желілік интерфейсті бір-бірімен байланыстырады, көбінесе сымдық құрылғыға сымсыз желілік ортаға қол жеткізуді қамтамасыз ету үшін.

Физикалық қосылым және протоколдар

Үй желілері соңғы құрылғыларды қосу үшін сымды немесе сымсыз технологияларды пайдалана алады. Сымсыз технология үй шаруашылығында орнатудың қарапайымдығы, көзге жағымсыз кабельдердің жоқтығы және тұрмыстық іс-әрекеттерге жеткілікті желілік өнімділік сипаттамаларының арқасында басым таңдау болып табылады.

Сымсыз желілік желі

Үйдегі желі құрудың ең көп таралған жолдарының бірі – сымсыз радиосигнал технологиясын қолдану, яғни IEEE сертификаттаған 802.11 желісі. Көптеген сымсыз мүмкіндігі бар тұрғын үй құрылғылары 802.11b және 802.11g стандарттары бойынша 2,4 ГГц немесе 802.11a стандарты бойынша 5 ГГц жиілікте жұмыс істейді. Кейбір үй желісі құрылғылары екі радиодиапазонды сигналдарда жұмыс істейді және 802.11n немесе 802.11ac стандарттарына сәйкес келеді. Wi-Fi – IEEE 802.11 технологиялары үшін маркетингтік және сәйкестік сертификаты. Wi-Fi Alliance серіктестігі сәйкес келетін өнімдерді сынап, олардың өзара үйлесімділігін сертификаттайды.

Сымсыз PAN

IEEE 802.15 стандарттарына негізделген, төмен қуатты, жақын қашықтықтағы байланыс үй шаруашылығында кең таралған. Bluetooth көптеген сымсыз құрылғылар үшін, мысалы пернетақталар, тышқандар, құлаққаптар және ойын контроллерлері үшін таңдаулы технология болып табылады. Мұндай қосылыстар көбінесе уақытша, арнайы түрде құрылады және үй желісінің тұрақты бөлігі ретінде қарастырылмайды.

Төмен жылдамдықты сымсыз PAN

Zigbee негізі ретінде WPAN протоколының "төмен деңгейлі" нұсқасы қолданылды. Бастапқыда өнеркәсіптік ортада машиналар арасындағы аз қуатты байланыс стандарты ретінде жоспарланғанына қарамастан, бұл технология ұзақ уақыт бойы батареямен жұмыс істейтін "Ақылды үй" жүйелеріне енгізуге өте ыңғайлы екені анықталды. Zigbee, дәстүрлі WPAN-мен байланысты қашықтық шектеулерін жою үшін торлы желілерді пайдаланады, соның арқасында бүкіл ғимарат бойынша орналасқан адрестелетін құрылғылардың бірыңғай желісі құрылады. Z Wave – тағы бір 802.15.4 стандартына негізделген стандарт, ол үйді автоматтандыру құрылғыларын жасаушылардың қажеттіліктерін ескере отырып әзірленді.

Бұралған жұп кәбілдер

Үйлерде кездесетін көптеген сымды желілік инфрақұрылымдар RJ45-ке үйлесімді ұштары бар 5-ші немесе 6-шы санаттағы бұрылған жұп кабельдерін қолданады. Бұл орташа құрал көптеген IP-қосылған құрылғылардағы Ethernet интерфейстері арасында физикалық байланысты қамтамасыз етеді. Кабельдің сапасы мен орнатудың дұрыстығына байланысты 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с немесе 10 Гбит/с жылдамдықтары қолдауға ие.

Оптика талшықтары

Кейбір аудандарда үйлерге тікелей оптикалық талшықты кабельдер жүргізу қолдау көрсетіледі. Бұл қызмет провайдерлеріне бағытталған оптикалық сигналдаумен байланысты әлдеқайда жоғары өткізу қабілетіне және/немесе төменгі жауап уақытына ие интернет-қызметтерін ұсынуға мүмкіндік береді.

Соңғы нүкте құрылғылары мен қызметтері

Дәстүрлі түрде, компьютерлер және медиаплеерлер сияқты деректерге бағытталған құрылғылар үй желісінің негізгі бөлігін құрады. Бірақ, есептеу құрылғыларының бағасының төмендеуі және смартфондардың кең таралғандығының арқасында, бұрын желіге қосылмаған үй шаруалық заттарының көптеген түрлері енді смартфондағы қосымша арқылы басқаруға немесе қашықтан бақылауға мүмкіндік беретін жаңа нұсқаларды қамтиды. Жаңа стартаптар да, беделді үй шаруалық заттарын өндірушілер де осы өнімдерді "Ақылды", "Нақтылы" немесе "Қосылған үй" портфолиосының бір бөлігі ретінде ұсынып келеді. Осы өнімдерді басқару және/немесе бақылау интерфейстеріне осы өнімдер желісіне арналған смартфонның жеке қосымшалары арқылы қол жеткізуге болады.

Бұлт қызметтер

Сыртқы басқарудағы бұлтты есептеу ресурстарының қолайлылығы, қолжетімділігі және сенімділігі, IT саласында тәжірибесі немесе қызығушылығы жоқ көптеген үй тұрғындары үшін ұсынысқа ие таңдау болып табылады. Осындай адамдар үшін мұндай қызметтерге байланысты төлемдер және/немесе жеке құпиялық қаупі, үй желісінде осыған ұқсас мүмкіндіктерді орнату мен күтуге қарағанда арзан деп есептеледі. Мұндай жағдайларда, жергілікті қызметтер мен оларды қолдайтын құрылғылар сыртқы деректер орталығындағылармен алмастырылады және үй тұрғындарының есептеу құрылғыларына WAN қосылысы арқылы қолжетімді болады.

Желі қабатының конфигурациясы

DHCP үй желісінің құрылғыларына ішкі IP-адрестерді тағайындау үшін қолданылады. DHCP сервері әдетте маршрутизаторда орналасқан болып, оның клиенттері – соңғы құрылғылар. Маршрутизатордың өзі интернет-провайдерге тиесілі сыртқы DHCP серверлерінің клиенті болып табылады. Барлық DHCP клиенттері IP-адрес, әдепкі маршрут және бір немесе бірнеше DNS серверінің адрестерін алу үшін DHCP протоколын пайдаланып конфигурациялық параметрлерді сұрайды. Клиент бұл параметрлерді қолданғаннан кейін, ол сол интернетте байланыс орната алады.

Тігілген құрылғылар

Шағын, дербес кіріктірілген үй желісі құрылғылары көбінесе сол желідегі компьютерден қашықтан конфигурациялауды қажет етеді. Мысалы, кең жолақты модемдер жиі сол желідегі компьютерде іске қосылған веб-браузер арқылы конфигурацияланады. Мұндай құрылғылар әдетте минималды Linux дистрибутивін пайдаланады, ал фонында жеңіл HTTP сервері жұмыс істейді, бұл пайдаланушыға браузерде көрсетілген GUI арқылы жүйелік айнымалыларды ыңғайлы түрде өзгертуге мүмкіндік береді. Бұл беттерде HTML формалары кеңінен қолданылады және стильді, көз тартатын интерфейстерді ұсынуға тырысады, сонымен қатар олар түсінікті және пайдалануға оңай болады.

Apple экожүйесі құрылғылары

Apple құрылғылары желі құруды мүмкіндігінше жасырып, автоматтандыруға бағытталған, осы мақсатта олардың өзгеше бағдарламалық және аппараттық өнімдеріне Bonjour деп аталатын нөлдік конфигурациялы желілік протокол енгізілген.

Microsoft экожүйелік құрылғылары

Microsoft Windows операциялық жүйесі кіруді басқарудың қарапайым мүмкіндіктерін ұсынады. Үй тобы – үйдегі барлық компьютерлер мен пайдаланушылар (әдетте отбасы мүшелері) арасында ортақ дискіге, ортақ принтерге және ортақ сканерге қол жеткізуге мүмкіндік беретін мүмкіндік. Бұл кіші кеңсе жұмыс тобындағыдай, мысалы, таратылған теңдестірілген желі арқылы (орталық серверсіз) жұмыс істейді. Функционалдықты арттыру үшін үй серверін қосуға болады. Windows HomeGroup мүмкіндігі Microsoft Windows 7 жүйесімен бірге енгізілді, үй шаруашылығында файлдарды ортақ пайдалануды жеңілдету мақсатында. Қонақ тіркелгіштерінен басқа барлық пайдаланушылар (әдетте, барлық отбасы мүшелері) үй тобына қосылған кез келген компьютердегі кез келген ортақ кітапханаға қол жеткізе алады. Отбасы мүшелері жүйеге кіргенде парольді енгізудің қажеті жоқ. Оның орнына, компьютерді Үй тобына қосу кезінде қолданылатын уақытша пароль арқылы файлдарды қауіпсіз ортақтастыру мүмкін.

Сымсыз сигнал жоғалуы

Стандартты тұрғын үйге арналған сымсыз маршрутизатордың сымсыз сигнал күші бүкіл үйді қамтуға жеткіліксіз болуы мүмкін, сондай-ақ көп қабатты үйлердің барлық қабаттарына жетпеуі де мүмкін. Мұндай жағдайларда бір немесе бірнеше сымсыз қайталайтын құрылғыны орнату қажет болуы мүмкін.

"Сығатын" Wi-Fi

Wi-Fi көбінесе үйдің шекарасынан тысқары қарай кеңейіп, қажет емес жерлерде де таралу аймағын құруы мүмкін, бұл жүйеге сырттан кіріп, жеке деректерді ұрлауға мүмкіндік береді. Мұны болдырмау үшін, әдетте аутентификацияны, шифрлауды немесе желіге қосылу үшін парольді талап ететін VPN-ді қолдану жеткілікті. Дегенмен, 60 ГГц жиілігінде жұмыс істейтін 802.11ad сияқты жаңа Wi-Fi стандарттары, LAN-ның физикалық кедергілерден өтуіне жол бермейтініне сенімділік береді, себебі мұндай жиіліктерде тіпті қарапайым қабырға да сигналды күрт әлсіретеді.

Электр желісінің шуы

Электр желісі арқылы байланыс технологиясын пайдаланатын үй желілері үшін жүйеге стандартты тұрмыстық техникадан таралатын электр шуын қалай басқару мәселесі ең үлкен қиындық болып табылады. Кез келген құрылғыны қосу немесе өшіру кезінде сым арқылы деректерді беруге бөгет болатын шу туындауы мүмкін. HomePlug 1.0 стандартына сәйкес сертификатталған IEEE өнімдері басқа құрылғылардың үйдің электр желісіне қосылғанда бұзылуына немесе олардан бұзылуына жол бермейді.

Әкімшілік

Үйдегі желілерде көбейіп келе жатқан құрылғылар мен бағдарламалық жасақтамаларды басқару, сондай-ақ жеке деректердің артқан көлемі дербес мәселеге айналуда. Осының бәрін қадағалау, бағдарламалық жасақтаманы және қауіпсіздік жаңартуларын кешіктірмей орнату, балалардың интернет қолдануын қауіпсіз шектеу, жеке файлдар мен басқа деректерді сақтау және қол жеткізу құқықтарын реттеу, деректерді сақтық көшірмелеу, жұқтыруларды анықтау және жою, үйден тыс жерде үй желісіндегі ресурстарға оңай қол жеткізу үшін жеке виртуалды желілерді пайдалану және тағы басқалары – бәрі де үйдің барлық мүшелері мен қонақтары үшін қауіпсіз, сенімді және тұрақты желіні қамтамасыз ету үшін назар қажетті, жоспарланған және сақтықпен атқарылатын жұмыстар.