Samstag, 7. April 2018

Mein Heimnetzwerk

In den letzten Jahren habe ich sukzessive an meinen eigenem Heimnetzwerk gearbeitet und ich muss gestehen, daß es mittlerweile ebenfalls zu einem meiner Hobbies geworden ist.

Der größte Fehler von mir war, dieses Thema während der Renovation unseres Hauses komplett zu ignorieren. Ganz cool antwortete ich auf die Heimnetzfrage: "Wozu gibts Wlan??"
Tja, das ist in gewisser Hinsicht auch richtig, wenn sich die Aktivitäten aufs reine
Internet surfen beschränken - und damals ging ich auch davon aus. Aber ich bin noch "Jung" also bald um die 40, und dieses Thema wird in Zukunft bestimmt immer wichtiger werden. Darum rate ich jeden, der vor dem Hausbau steht, bzw. renoviert, so wie wir, zumindest eine Leerverrohrung und einen Platz für einen Netzwerkschrank vorzusehen.

Es ist natürlich auch einiges an Wissen, was man sich aneignen muss, um das Netzwerk selbstständig planen zu können von Nöten.  Ich bin ja eigentlich Elektriker/Elektroniker und habe das Thema trotzdem komplett ignoriert. Zugegeben, wär es zur Zeit der Renovierung auch eine zusätzliche Herausforderung gewesen mich auch noch um das Heimnetz zu kümmern.... soll so eine kleine Ausrede sein. Noch dazu hätte eine damalige Lösung bestimmt anders ausgesehen als die Heutige, weil sich die Raumaufteilung im Keller doch ein wenig geändert hat, aber das ist eine andere Geschichte.

Wie alles begann

Wir nannten zwei Notebooks, zwei Tablets und zwei Smartphones unser Eigen. Der zentrale Speicher unserer Familie befand sich auch in einem der beiden Laptops. Hier wurden Fotos, Dokumente und auch Videos gespeichert. Zum einem war aufgrund der Datenvielfalt die Festplatte permanent voll und  es nervte immer den Laptop starten zu müssen, um Fotos oder Videos zu schauen.
Darum hatte ich die Idee mir eine Netzwerkfestplatte an zu schaffen. Mit dieser wär es dann möglich, die Daten zentral zu speichern und auf jedem Endgerät betrachten oder bearbeiten zu können. Ein großer Fortschritt wie ich meine.  Allerdings gibt es keine Netzwerkfestplatte die sich über WLAN verbinden lässt. Man muss diese via Netzwerkkabel mit einem Router verbinden, um dann die Daten auch via WLAN verbreiten zu können.
Gesagt-getan. Festplatte gekauft, angeschlossen und siehe da: die Daten waren überall verfügbar, auch unterwegs... Toll! Allerdings war diese minimalistische Lösung zum Einschlafen langsam. Ein Foto dauerte etwa 3 Sekunden Ladezeit bis man es betrachten konnte. Der Flaschenhals lag hier in der WLAN-Geschwindigkeit und der langsamen Netzwerkschnittstelle des von der Telekom zur Verfügung gestellten Modems. Man bekommt das Modem zwar gratis, mehr ist es aber auch nicht wert, wenn ihr mich fragt. Wenn man es aber nur als Modem verwende geht's zur Not aber....









Darum legte ich mir statt dem Modem eine Fritzbox zu und achtete darauf, dass diese zusätzlich zu dem Standard 2,4GHz Wlan auch ein 5GHz Wlan betreiben kann. Letzteres bietet zum einem mehr Übertagungskanäle und zum anderen höhere Datenraten. Auch wenn im 2,4GHz Netz Datenraten bis 300Mbit versprochen werden, werden diese nur selten erreicht, da auch das Endgerät die Geschwindigkeit erreichen muss. Noch dazu nimmt diese mit der Entfernung ab, was aber auch verschärft  für den 5GHz Bereich gilt. Hier gibt es eine recht gute Zusammenfassung davon.

AVM Fritzbox

Ich hätte mir nie im Leben eine Fritzbox gekauft, da man ja ohnehin ein Modem zur Verfügung gestellt bekommt. So können sich Meinungen ändern....
Es gibt allerdings eine Vielzahl von Fritzboxen und man sollte sich schon für eine Passende entscheiden.
FB 3xxx oder 7xxx: für Internet über Telefonleitung wobei die 7xxx eine Telefonanlage integriert haben.
FB 4xxx: kein Modem verbaut, sind nur Router
FB 6xxx: entweder Kabel- oder LTE (Funk) Modem

Ich habe mir eine gebrauchte 3490 gekauft, da damals der Internetanbieter noch nicht auf Internettelefonie (VoIP - Voice over IP) umgestellt hatte, was nur eine 7xxx beherrscht. Mittlerweile besitze ich auch eine 7490, da umgestellt wurde....
Beide Boxen beherrschen den AC 5Ghz Wlan Standard und bieten 4 Ethernet/LAN Ports (also Netzwerkbuchsen) welche mit 1GBit/s betrieben werden können. Mehr dazu später. Zusätzlich gibt es auch für Besucher ein Gäste-Wlan Netz, welches zwar einen Internetzugriff erlaubt, jedoch keinen Zugriff auf das Heimnetz gewährt. Warum das Ganze? Somit wird verhindert dass Gäste auch zB. auf die Netzwerkfestplatte zugreifen können. Ebenfalls kann ich jederzeit von der Ferne via Internet auf die Fritzbox zugreifen und Änderungen vornehmen. Das braucht man auch öfter als man denkt und habe ich bei dem Telekommodem sehr oft vermisst. Zudem läuft das AVM Modem sehr stabil und das auch ohne regelmäßigen Reset durch ziehen des Netzsteckers.
Darum kann ich den Fritz!Boxen von AVM nur ein positives Zeugnis ausstellen.


Meine aktuelle Konfiguration

Im Bild oben gibt es eine Trennlinie zwischen Erdgeschoß (EG) und Keller (K). Wie ersichtlich ist befindet sich der Großteil unsichtbar im Keller - denn Technik ist schön, aber noch schöner wenn man sie nicht sieht.
Wir hatten voriges Jahr den Keller ausgemalt und verfliest, darum habe ich die Chance genutzt und einen Netzwerkschrank montiert, Kabelkanäle gelegt und die Elektronik übersiedelt. Im Wohnbereich (EG) ist nur mehr die FRITZ!Box 3490 sichtbar welche das WLAN-Signal über den kompletten Wohnbereich samt Terrasse strahlt. Eigentlich würde hier die Version ohne Modem, also die FRITZ!Box 4040 reichen, aber dich hatte die 3490 und somit verwende ich diese, da sich das Modem auch deaktivieren lässt.










Aber fangen wir von vorne an. Die Telefonleitung wurde ebenfalls zum Netzwerkschrank gelegt, an der jetzt die 7490 hängt. An Diese ist auch dann das restliche Telefonnetz im Haus angeschlossen. Bei VoIP fürs Telefonieren mit dem Festnetz muss ein entsprechendes Modem zwischen Telefonleitung und Telefon geschalten werden. Ebenfalls hängt die Fritzbox an einem Switch (grüne Leitung). Dieser 16 Port Switch verbindet die  Netzwerkgeräte untereinander.

Funktion eines Netzwerks:

Die 7490 hat einen aktiven DHCP-Server, welcher die Netzwerkadressen vergibt. Was heißt das? Wird ein Netzwerkgerät angeschlossen, schreit dieses ins Netzwerk: "Hallo hier bin ich, ich bin Kurt!" Dann antwortet der DHCP Server: "Hallo Kurt, schön dass du da bist. Ich gebe dir die Nummer 12" . Der Switch weiß jetzt dass die Nummer 12 nun an seinen Port 3 zuhause ist, und leitet Anfragen (egal von wo kommend) an Nummer 12 an Port 3 weiter. Vereinfacht gesagt funktioniert so das Netzwerk, wobei Kurt der Gerätename bzw. die MAC Adresse ist und die Nummer 12 eigentlich die IP-Adresse des Geräts im Netzwerk ist (zB. 192.168.187.25). Die MAC Adresse ist auch eine Nummer die jedes Netzwerkgerät (egal ob WLAN oder LAN) einmalig und individuell beim Fertigungsprozess  programmiert bekommt. Es gibt keine MAC-Adresse zweimal auf der Welt.
Sind so wie bei mir zwei Router verbaut muss der DHCP Server der zweiten Fritzbox deaktiviert werden.

Switch /Aufbau des Netzwerks

Wie bereits erwähnt befindet sich im Schrank ein Switch mit 16 Eingängen. Zurzeit benötige ich nur 6 davon, allerdings wächst ja mein Netzwerk permanent. Da dies der wichtigste Switch im Haus ist, habe ich eine etwas bessere Variante im Metallgehäuse gewählt. Im Idealfall laufen hier alle Leitungen zusammen und werden an dem Switch angeschlossen, so dass dieser die zentrale Einheit im Netzwerk bildet und alle Geräte untereinander verbindet. Ein Netzwerk sollte also Sternförmig aufgebaut sein, wobei der Switch in der Mitte sitzt. Das ist leider nicht immer möglich und auch bei mir der Fall. Darum ist in der Zeichnung auch ein zweiter Switch (8Port) eingezeichnet, weil es  baulich einfach nicht anders möglich war/ist. Warum  sollte man das vermeiden? Die Leitung vom 8-Port zum 16-Port Switch (in Rot eingezeichnet) ist hier die Engstelle, weil hier der komplette Traffic von Geräten des einen Switch zu den Geräten des anderen Switch übertragen wird. Bei mir sind das 2x Mediacenter und eine Überwachungskamera, die in Summe nicht viel Datenrate haben. Lediglich die Netzwerksteckdose kann erhöhten Traffic verursachen (meist hängt ein PC dran), dieser wird aber durch den geringen Traffic vom Rest nicht stark ausgebremst. Jedenfalls ist das auch der Grund warum der Interne Switch der Fritzbox nicht verwendet wird, da sonst die Grüne Leitung ebenfalls eine Engstelle wäre.
Es ist im Übrigen kein Problem Geräte mit unterschiedlich schnellen Ethernet an einem Switch zu verbinden. Das restliche Netzwerk wird dadurch nicht in seiner Geschwindigkeit beschränkt.














Netzwerkschrank

Es gibt eigene Schränke die dafür gebaut werden um Netzwerkkomponenten zu beherbergen. Doch Sparsam wie ich bin, war mir diese Lösung zu teuer und ich hab mir vom Hornbach einen Hängeschrank um 35€ geholt und montiert. In die Seitenwand habe ich ein Patchpanel mit 12 Eingängen geschraubt und dient als Kabelübergabestelle. Kenner werden wissen, dass dieses Panel eigentlich falsch herum montiert ist. So sollten die ankommenden Kabel vom Rest des Hauses  am Patch Panel angeschlagen sein, so dass im Netzwerkschrank  normale Netzwerkkabel angesteckt werden können. Im Prinzip ist es egal in welche Richtung das Panel hängt.
Damit die Kabel nicht wirr durch die Gegend liegen, wurde ein Rundkanal verbaut. Der Kasten beherbergt z.Z. die Fritzbox 7490, den 16Port Switch, die Netzwerkfestplatte, Eine Telefondose und eine Steckerleiste für die Stromversorgung.




Kabel/Geschwindigkeiten

Welche Kabel sollen verwendet werden? Es gibt Verlegekabel und Patchkabel. Der Name verrät es schon: die Verlegekabel sind zum festen Verlegen im Haus gedacht. Sie haben meist steife Adern welche auch dicker als die eines Patchkabels sind. Das Kabel ist daher stabiler und weniger Anfälliger wenn beim Verlegen nicht vorsichtig umgegangen wird. Beim Neubau werden hauptsächlich diese Kabel verwendet.
Ich habe hauptsächlich Patchkabel verlegt, da diese dünner sind und in bestehende Schläuche dadurch eher rein passen. Allerdings dürfen die Netzwerkkabel nicht im selben Schlauch wie normale Stromleitungen eingezogen werden, da diese in der Regel eine Dünnere Isolierung aufweisen. Sind allerdings Mantelleitungen(Strom) verlegt, dürfen beide Kabel auch in einem Schlauch eingezogen werden. Eigentlich sind diese Patchpanele und Netzwerksteckdosen für Verlegekabel gebaut, die ja dickere Adern haben. Bei mir hat das Patchen aber auch mit den dünnen Patchkabeln funktioniert. Ab und zu musste allerdings ein wenig nachgeholfen werden.
Dann werden die Netzwerkkabel noch in Kategorien (Cat ..) unterschieden. Alles unter Cat 5e ist eigentlich Geschichte und nur mehr für 10 oder 100MBit/s (Fast Ethernet) zu verwenden. Ab Cat5e ist 1 GBit/s Übertragungsrate, das sogenannte Gigibit Ethernet, möglich. Ab Cat 6a sind dann 10GBit pro Sekunde möglich. Generell darf ein Netzwerkkabel nie länger als 100m sein. Wenn es doch Länger sein soll, muss ein Switch dazwischen geschalten werden.
Ich habe teilweise noch Cat 6 Leitungen liegen, die theoretisch nur bis 1GBit/s funktionieren. Wenn diese allerdings kürzer als 55m sind, sollen auch 10GBit möglich sein, was bei mir auch der Fall ist.
In einem Neubau würde ich aber mindestens Cat7 verlegen.
10GBit Komponenten (wie Switch,...) sind allerdings noch recht selten und teuer, so dass heute eher Gigabit Ethernet zum Einsatz kommt und auch mehr als ausreichend ist.


Werkzeug

Das benötigte Werkzeug ist echt überschaubar. Mit einem Werkzeugset um nicht mal 20€ ist man schon sehr gut aufgestellt. Mit dabei sind ist eine Crimpzange um Netzwerkstecker auf ein Patchkabel zu crimpen, ein LSA Werkzeug für die Montage eines Kabels auf ein Patchpanel, ein Kabeltester und 20 Crimpstecker. Letztere sind allerdings ungeschirmt und sollten daher nur für kurze Leitungen oder gar nur für den Notfall eingesetzt werden. Ich rate zur geschirmten Variante.

Wie ein Stecker montiert wird erfahrt ihr hier: LINK
Wie ein Patchpanel angeschlagen wird ist hier zu sehen: LINK
















Drucker

Wenn man schon ein Netzwerk hat, dann sollte man auch in dieses den Drucker integrieren. Ich hätte zwar eine Kabelverbindung bevorzugt, es ist dann aber doch eine WLAN Version geworden. Wir haben uns einen sehr günstigen Drucker besorgt, da wir relativ wenig drucken und diese Drucker eben keinen RJ45 (Netzwerkkabel) Anschluss haben. Geworden ist es ein HP Officejet der für den günstigen Preis sehr viel bietet. So ist ein Flachbettscanner verbaut, der auch einen Dokumenteneinzug integriert hat. Ebenfalls halten sich die Preise für die Patronen in Grenzen.
Was bringt ein Netzwerkdrucker für Vorteile? Man kann nicht nur vom PC sondern auch vom Handy oder Tablet aus drucken. Der Scanner kann allerdings nicht auf meine Netzwerkfestplatte speichern, was mich ein wenig nervt. So benötigt man ein Handy oder einen PC zum Scannen.


Netzwerkfestplatte (NAS)

Sowas kann ich nur jedem empfehlen, da alle Daten die darauf gespeichert wurden, einem jeden anderen Gerät im Netzwerk oder auch Weltweit (wenn man das möchte) zur Verfügung steht.
Nicht nur Fotos sondern auch DVD's sichere ich auf meiner Cloud (= Speicherplatz im Internet). Noch dazu hat jeder von unserer Familie einen abgetrennten Bereich mit seinen persönlichen Daten, auf die nur derjenige mit dem Passwort zugreifen kann. Der Videorecorder speichert seine Aufnahmen auf der NAS und einen DVD-Player habe ich schon lange nicht mehr, da entweder der Fernseher selbst oder ein günstiges Mediacenter auf die Platte zugreifen können, auf der ja die Filme gespeichert sind.
Synology ist bestimmt der bekannteste Hersteller solcher NAS-Systeme und ich habe auch noch nichts Schlechtes über diese Geräte gehört. Meist werden hier zwei Festplatten verbaut, wobei eine lediglich als Datensicherung der Anderen dient.
Aus Kostengründen habe ich mich allerdings für eine WD (Western Digital) MyCloud entschieden, welche mit nur einer Festplatte auskommt. Bei den Amazonkritiken kommt jetzt diese Version nicht so toll weg, ich bin aber voll und ganz damit zufrieden. Die Datensicherung mache ich selbst, in dem ich eine USB-Festplatte an die NAS anstecke und die Datensicherung im Menü starte.
Die aktuelle Version soll aber, lt. Kritiken, noch schlechter sein, warum ich daher zur Synology rate. Achtung: hier sind die Festplatten extra zu kaufen und es sollten welche sein die für NAS geeignet sind (wegen der häufigeren Benutzung).


Mediacenter

Jetzt hat man alle Daten auf der Netzwerkplatte liegen und muss sie nur noch auf einen Bildschirm/Fernseher bringen. Neue Fernseher haben das schon integriert bzw. ist der Amazon Fire Stick ein sehr bekannter Vertreter davon. Mein Techniker-Herz hat aber für einen Raspberry Pi geschlagen. Ich hatte ja schon mal so ein Smart-TV Projekt online gestellt, bin aber mittlerweile auf den Raspberry umgestiegen, da  hier Version 3B ebenfalls eine hervoragende Leistung bietet, aber aufgrund der höheren Stückzahl einen besseren Support erhält. Billiger ist er auch...
Ich verwende den Rechner mit seinen normalen Raspbian Betriebssystem und habe darauf Kodi Mediacenter Software installiert (alles Freeware). In Raspbian  kann man mit einem herkömmlichen Webbrowser Internet surfen und mit Kodi kann man Filme, Youtube, Serien und Fotos betrachten. Einzig Amazon Prime und Netflix sind nur über Umwege möglich.
Da der erste Raspberry, der bei mir ankam, ein Problem hatte und sich sehr oft aufhing, vermutete ich das Problem in der schlechten WLAN Anbindung und begann ein Netzwerkkabel zu legen (damit hat eigentlich alles begonnen...). Alles lief stabiler aber auch noch nicht zufriedenstellend. Darum spendierte ich noch ein Alugehäuse für die bessere Kühlung, was wiederum eine Verbesserung brachte. Aber irgendeinen Fehler hatte der Computer dann doch, warum ich ihn gegen einen Neuen austauschte. Seitdem läuft alles perfekt. Das zweite Mediacenter versorgt den Fernseher im Stüberl.


Satellitenreceiver

Die Politik des österreichischen Fernsehens nervt mich ein zugegebenermaßen ein wenig. So wurde innerhalb 5 Jahren 2x das Übertragungssystem für den terrestrischen Empfang gewechselt. Mein neuer Fernseher im Schlafzimmer, welcher die Zwischenlösung DVB-T beherrschte, hat jetzt über die Hausantenne keinen Empfang mehr, da seit einiger Zeit via DVB-T2, und dazu noch verschlüsselt, übertragen wird. Einfache DVB-T2 Empfänger scheiden daher aus. Da ich aber nur den Fernseher an der Wand hängen habe, und sonst nichts, kann ich mir schlecht eine DVB-T2 Set Top Box dazu stellen und ein neuer Fernseher ist mir zu teuer. Schlussendlich will ich auf Satellitenempfang umsteigen. Wenn dann noch dazu der Satellitenreceiver ins Netzwerk streamt, kann man auf jeden Handy, Tablet, PC oder auch Mediacenter im Haus fernsehen. In Zukunft werde ich daher alle älteren TV-Geräte via Raspberry hochrüsten, also genau diesen einen Fernseher um genau zu sein...die anderen haben ja schon einen ;-)
Da der Receiver zwei Satelliteneingänge hat, kann er auch gleichzeitig zwei Streams liefern. Für den Empfang des österreichischen Fernsehens ist dazu allerdings eine SAT-Karte notwendig, aber durch Card-Sharing funktioniert das auch für beide Empfangssignale. Einen Beitrag zum Receiver habe ich auch schon mal geschrieben.

Ausbau

Wie und wann das Netzwerk erweitert wird steht natürlich noch in den Wolken. Ich hätte vor einem Jahr auch noch nicht vermutet, dass es in einem Jahr so wachsen wird. Sollte der Dachboden mal ausgebaut werden, wird natürlich auch hier die Vernetzung einziehen. Aber auch das Kinderzimmer oder das Schlafzimmer wird früher oder später ebenfalls einen Netzwerkanschluss erhalten. Ich werde euch informieren :-)


Kommentare:

  1. Ein interessanter Beitrag, vielen Dank. Durch das Thema hangelt sich ja jeder Häuslebesitzer durch und kommt interessanterweise immer zu anderen Ergebnissen. Kleiner Hinweis: Für ältere Augen ist die kleine helle Schrift auf schwarzem Grund nicht besonders verträglich. Ich habe mir den Text woanders hin kopiert, um ihn besser lesen zu können. Weiter so!

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    1. Danke für den Hinweis...aber ob das der Designabteilung gefällt....?! ;-)

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