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^(Home) 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^(Network) doméstica é uma mini Internet

A internet é a abreviação de 'internetwork', uma rede global de LANs conectadas ( redes locais^{(Local Area Networks)} ) 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 . Web Architecture Explained^{(Who Owns the Internet? Web Architecture Explained)(Who Owns the Internet? Web Architecture Explained)} para uma explicação direta da máquina complexa que é a internet.

Sua rede doméstica fala^{(Home Network Speaks)} 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 ( Transmission Control Protocol/Internet Protocol ), e é a chave para fazer os dados irem para onde devem.

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^(Server) , que também podem ser equipamentos como computadores e smartphones.
• Extensores de rede opcionais^(Optional) , que ajudam a espalhar a pegada física da sua rede em sua casa. Exemplos^(Examples) 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. ^(Ethernet)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^{(Modem Lets)} 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^(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^{(Router Sits)} no coração^(Heart) da sua rede^{(Your Network)}

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.
• ^(DNS)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^(Assigns) 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^{(network switches and hubs)} .

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^{(server )} 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^{(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^{(Wi-Fi printer)} , também será um servidor de impressão que lida com solicitações de impressão. Muitas pessoas têm NAS ( dispositivos de armazenamento conectados à rede^{(Network-attached storage)} ) 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 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 de Internet^(Internet) das Coisas^(Things) ( 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^(Mobile)

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^{(Get Your)} 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 ampliada ( RJ11 ) e carrega 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^{(Category 6)} são classificados para 10 Gbps, enquanto os cabos da Categoria 5e^{(Category 5e)} são classificados para velocidades de gigabit. É importante combinar seus tipos de cabo com a velocidade para a qual suas portas ^(Ports)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 ,^(Going) 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 o Wi-Fi ( Wireless Fidelity ) para permitir que os 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^(Wi-Fi) usa ondas de rádio para enviar pulsos digitais de informações. Existem duas bandas de frequência usadas no Wi-Fi : 2.4Ghz e 5Ghz. 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^(Wi-Fi) 5Ghz de alta frequência é ultrarrápido, mas é facilmente bloqueado por objetos^{(blocked by objects)} 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^(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, tanto atuais quanto 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^{(Wi-Fi Repeaters and Extenders)}

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^(Think) 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.

A Quick Guide to How Your Home Network Works

Using your home network is as easy aѕ typing in a password and opening your Netflix app to watсh a movie, but your network and eνerything that’s needed for іt tо work so seаmlessly are рrobably the most cоmplex and unique devices you own.

Home networks exist to let digital devices talk to each other and to other devices out in the world over a global network called the internet. While you don’t need to understand precisely how your home network functions to enjoy it, spending some time under the hood will both give you an appreciation for the tech and make troubleshooting problems that come along easier.

Your Home Network Is a Mini Internet

The internet is short for ‘internetwork’, a global network of connected LANs (Local Area Networks) that includes web servers, streaming and cloud services, gaming servers, and much more.

Your home network is the same thing, but just smaller and confined to your home.If you want to know more about how your home network is like a mini internet, check out Who Owns the Internet? Web Architecture Explained for a straightforward explanation of the complex machine that is the internet.

Your Home Network Speaks a Special Language

Apart from physically resembling the internet as a whole, another critical way your home network and the internet are the same is the “language” they speak. Today the universal network protocol is TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), and it’s key to making data go where it’s supposed to.

In a TCP/IP network, all data sent over the network is broken up into “packets.” Imagine turning a picture into a jigsaw puzzle with thousands of pieces. Then take each piece and put it in an envelope individually. On the envelope, write the address of the sender and the receiver. Also include information in each envelope describing where each piece goes to reconstruct the original image.

Now, mail thousands of envelopes to the recipient, and they rebuild it on their end. It doesn’t matter if the envelopes arrive out of order, but if any go missing, you’ll get letters back asking for new copies of the missing pieces.

Basic Home Network Topography

We’ll explain the job of each network component in detail below, but to help you get oriented, let’s sketch out what a typical home network looks like today.

Your network has several key components:

• The modem connects you to the WAN (Internet)
• The router manages traffic between devices on the LAN and between those devices and the WAN.
• The network hardware connections, usually ethernet cables or Wi-Fi radio transmitters and receivers.
• Client devices, like computers or Android and iOS smartphones. 
• Server devices, which can also be equipment like computers and smartphones.
• Optional network extenders, which help spread your network’s physical footprint through your home. Examples include wireless access points, Powerline extenders, and Wi-Fi repeaters.

There are many different ways to build a home network, but most of these components are present in every home network. Other components can stand-in for some of these. For example, if you simply wanted to network a group of computers together, you could use an Ethernet switch or network hub. However, this basic sketch covers 99% of what’s out there.

Now that we’ve drawn the rough outlines of a home network, we’ll dive a little deeper into every major component.

The Modem Lets You Talk to the Internet

Before modern broadband internet, internet access worked through a modem (modulator/demodulator) which sent and received high- or low- pitched audio signals over copper voice lines, representing binary code.

These “dial-up” modems are all but obsolete now and do not provide much bandwidth, although they are still used in a few rare cases where nothing else is possible. These days the word modem is used to refer to just about any device that converts one kind of network signal to another, even if both signals are, in fact, digital.

One example of digital-to-digital conversion is the common fiber modem, which takes optical signals and puts out electrical pulses over Ethernet cables. DSL modems use the same copper wire as phone lines but use a different frequency band from voice calls, so you can connect to the internet and make calls simultaneously. Cellular modems connect to cell phone towers via radio waves—satellite modems beam information to and from orbit, and so on.

In some networks, the modem is a separate device, and in others, it’s combined with your wireless router, which happens to be our next stop on this home network tour.

The Router Sits at the Heart of Your Network

The router is at the heart of any home network and performs a wide range of essential jobs:

• Routing network traffic between devices, between Ethernet and LAN, and between internal and external networks.
• DNS (Domain Name Service) server detection and routing.
• Is internally similar to a computer with CPU, RAM, and OS. Some routers can run apps.
• Assigns and manages IP addresses on the LAN using DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

There’s more to routers than these core functions, but that’s the key list of things a router does. Routing between different types of networks (fiber WAN, Ethernet, Wi-Fi, etc.) is what makes a router a router, setting it apart from network switches and hubs.

The router assigns IP addresses to internal network devices, making sure that there are no conflicts. It keeps track of which device makes which request of devices on the internet in a table known as a NAT (Network Address Table), since servers on the internet can only see the router itself and its “public” IP address.

Some high-end routers can run custom applications to act as network storage or streaming servers. Even if your router doesn’t ship with this ability, you may have the option of installing custom third-party firmware to add those features.

Your Local Servers

A server is a device on a network that offers a service such as content or network-based applications. When you visit a website or download a file from the internet, that content is hosted on a server computer somewhere out in the world. When you use cloud apps like Google Docs, that software and data live on a server.

Your local network has at least one server, and that’s your router. Every router has a basic web server that acts as an interface to change settings. When you’re connected to the router and type in its IP address in a browser, you’re taken to a website that’s hosted by the router itself.

If you have a Wi-Fi printer, that’s also a print server that handles print requests. Many people have NAS (Network-attached storage devices) or media servers (such as Plex) running on their network. Some things you might not think of as servers also qualify. Your IP camera is also a server. It’s a video streaming server!

Networked Peripherals

Traditionally peripherals like scanners and printers are connected directly to a specific computer. However, it’s far more common in a modern household to have many different computers that need access to these types of devices. You can share a printer on the local network rather than having everyone use the same computer whenever they need to print something.

Using the print sharing feature in the computer’s operating system makes it possible to use a normal printer connected to a computer as a shared printer. Still, these days it’s easy to simply buy a printer, scanner, or multifunction device (MFD) with Wi-Fi or Ethernet and have it act as a standalone shared resource on the network.

Network Clients in Your Home

Apart from local servers on your home network, the other devices are generally known as clients, which pull information from remote and local servers. Examples of local network clients include:

• Computers, consoles, and mobile devices.
• Internet of Things (IoT) devices such as smart fridges and robot vacuum cleaners.

Anything that receives data from a server device is a client, although any device can be both at the same time.

Computers, Consoles, and Mobile Devices

Wired and Wireless Connections

There have been a few different connection standards for networks over the years, but in almost every home network today, you’ll find just two types of connection: Ethernet and Wi-Fi.

Don’t Get Your Wires Crossed: Ethernet

Ethernet is a wired connection standard that carries TCP/IP data in-home networks. The connector (RJ45) looks a little like an upsized telephone line connection (RJ11) and carries several copper wires that vary depending on the category of Ethernet network cable you’re using.

Ethernet cables are classed into different categories that offer different maximum speeds. For example, Category 6 network cables are rated 10Gbps, while Category 5e cables are rated for gigabit speeds. It’s important to match your cable types to the speed your LAN Ports are rated for. Plugging a 1Gbps cable into a 100 Mbps port won’t hurt, but doing the opposite will limit your speed to the maximum the cable can handle!

Assuming you’ve chosen the right Ethernet cables, adapters, and router, you’ll enjoy high-speed, low-latency, ultra-reliable network speeds as long as you’re okay with the hassle of installing ethernet connections throughout your house.

Wires? Where We’re Going, We Don’t Need Wires: Wi-Fi

While Ethernet is undoubtedly the gold standard when it comes to pure network performance, it’s not all that convenient. When it comes to mobile devices, it’s downright unpractical! That’s why we have Wi-Fi (Wireless Fidelity) to allow wireless devices a way to connect to the network without drilling holes in walls or plugging them in every time we need network features.

Wi-Fi uses radio waves to send digital pulses of information. There are two frequency bands used in Wi-Fi: 2.4Ghz and 5Ghz. The lower frequency band can’t send data at high speeds, but it’s got great range and wall-penetrating power. High-frequency 5Ghz Wi-Fi is ultra-fast but is easily blocked by objects like walls.

Most modern Wi-Fi routers are “dual-band,” which means they offer connections on both frequency bands. Wi-Fi is divided into generations. In the past, those generations would have numbered names reflecting the name of the communication standard for that generation of Wi-Fi. For example, 802.11g, 802.11n, and 802.11ac. These names have been changed to simple numbers to make things a little more user-friendly. So now 802.11ac is simply Wi-Fi 6, and the latest 802.11ax is Wi-Fi 6.

Older Wi-Fi devices may not connect to newer routers, especially if the device only supports 2.4Ghz Wi-Fi and the router in question only offers 5Ghz.

Extending Your Network’s Reach

With so many devices, both present and future-looking, for a way to connect to your home network, you probably want to make sure that network stretches to every corner of your home. That’s easier said than done with everything that can block a wireless signal or the expense and effort of laying Ethernet throughout a home.

The good news is that there are many products on the market to help you increase your network footprint so that there aren’t any spots in your home that can’t get connected.

Wi-Fi Repeaters and Extenders

A Wi-Fi repeater is a device that’s put onto the edge of an existing Wi-Fi network before the Wi-Fi signal starts to drop off. It listens to the packets coming to and from the core Wi-Fi network and then simply repeats them. This is a slow solution, but a simple way to extend WiFi to specific spots without modifying your network.

PowerLine Extenders

This system sends network signals through the existing electrical wiring in your home. It’s as easy as plugging in a PowerLine adapter near your router and in the room where you want to extend your network.

Rather than extend your regular router’s footprint, wireless mesh routers completely replace your existing router. Think of them as one big distributed router. A primary mesh unit is connected to your modem, and then each satellite unit has a dedicated wireless or wired connection to it. 

One Big Networked Family

The technology in your home network might be incredibly complex, but this technology has become smarter and much easier to use over time. No one knows what the future of home networking will be. Still, it might look very different thanks to the development of technologies like millimeter-wave 5G cellular networks, which blur the line between local and wide networks.

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