Локальная сеть LAN: устройства, топологии и типичные задачи

LAN, Local Area Network, охватывает небольшую территорию: квартиру, офис, этаж, здание. Устройства внутри неё связаны напрямую или через коммутатор и общаются на высокой скорости, не задействуя каналы провайдера. Скорость обмена между двумя компьютерами в одной квартире определяется вашим оборудованием и кабелем, а не заявленной провайдером скоростью.

Границы LAN проводятся не по километрам, а по логике: это сегмент с общим адресным пространством и единой административной ответственностью. Как правило, ей управляет один человек или организация.

Основа сети состоит из коммутатора, к которому подключены устройства по кабелю, и точки доступа для беспроводных клиентов. Роутер соединяет LAN с внешним миром и обычно выполняет роль DHCP-сервера, назначающего адреса. Клиенты это компьютеры, телефоны, телевизоры, принтеры, сетевые накопители, камеры и умные устройства.

Среда передачи бывает проводной, на витой паре с разъёмами RJ-45, и беспроводной, по Wi-Fi. Провод даёт стабильность и ровную скорость, а Wi-Fi удобство. Для устройств, где важна постоянная скорость, например накопитель или игровая консоль, кабель остаётся предпочтительным.

Топология описывает схему соединения. Самая распространённая сегодня звезда: все устройства подключены к одному центру, коммутатору. Отказ одного кабеля затрагивает только один узел. В старых сетях использовали общую шину, где все делили один кабель, и кольцо. Сложные сети применяют смешанные схемы, а в них резервные линии и иерархию из уровней доступа, распределения и ядра.

Mesh-системы Wi-Fi организуют звёздообразную или ячеистую топологию в радиоэфире, где точки пересылают трафик друг другу.

Основные сценарии: обмен файлами между компьютерами, общий доступ к принтеру, сетевое хранилище с резервными копиями, потоковое воспроизведение видео с домашнего сервера на телевизор, игры по локальной сети, управление умным домом без обращения к облаку. Часть таких функций опирается на широковещательные объявления служб, из-за чего устройства находят друг друга автоматически.

Внутри LAN обычно используют частные адреса, которые не маршрутизируются в интернете. Выход наружу происходит через трансляцию адресов на роутере.

WAN, то есть глобальная сеть, это внешняя сторона роутера, направленная к провайдеру. LAN это всё, что находится за его портами и Wi-Fi. Один и тот же роутер имеет оба интерфейса, отсюда и путаница в названиях портов на корпусе.

Чтобы увидеть свою локальную сеть, выполните ipconfig в Windows или ip a в Linux: адрес вида 192.168.x.x или 10.x.x.x говорит, что вы во внутренней сети. Утилиты сканирования сети или список клиентов в панели роутера покажут другие устройства. Сканируйте только собственную сеть.

Скорость передачи внутри локальной сети определяется самым медленным звеном. Кабель категории 5e держит гигабит на сто метров, порт на 100 мегабит ограничит канал в десять раз, а Wi-Fi зависит от расстояния и помех. Поэтому при копировании файла на сетевой накопитель скорость может оказаться существенно ниже ожидаемой, хотя интернет-канал здесь вообще ни при чём.

Чтобы найти узкое место, измерьте скорость между двумя проводными устройствами, затем повторите по Wi-Fi. Если разница большая, стоит переместить точку доступа, сменить канал или использовать проводное подключение для тяжёлых задач. Также полезно следить за нагрузкой на роутер: некоторые модели при большом числе одновременных подключений начинают терять стабильность, и перезагрузка временно возвращает скорость. Обновление прошивки часто решает такие проблемы.

Для порядка полезно вести список устройств: имя, назначение, адрес и место подключения. Когда сеть вырастает до нескольких десятков устройств, такой список экономит время и помогает быстро заметить неизвестного клиента в панели роутера.

Для защиты внутренней сети включайте современное шифрование Wi-Fi, отключайте неиспользуемые службы роутера и по возможности выделяйте гостевую сеть, чтобы посторонние устройства не видели ваши накопители и принтеры.

Проверьте на практике: откройте список подключённых клиентов в панели роутера и убедитесь, что узнаёте каждое устройство.