本文作者是 Ubiquiti 上海公司無(wú)線網(wǎng)絡(luò)工程師，擁有思科 CCIE R&S 方向認(rèn)證。她在工作中發(fā)現(xiàn)，大家都受到過(guò)網(wǎng)絡(luò)的困擾，但是并不是所有人都能夠通過(guò)有效的方法快速定位問(wèn)題所在。相信對(duì)于絕大多數(shù)非計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的人來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)還是一個(gè)比較神秘的存在。市面上講網(wǎng)絡(luò)的書(shū)籍大多枯燥或者是需要長(zhǎng)時(shí)間系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)。于是結(jié)合這些年的工作經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)的知識(shí)，查閱了多方資料，才寫(xiě)下了這個(gè)系列的文章，在這個(gè)系列的文章里，她會(huì)向大家介紹網(wǎng)絡(luò)是什么，當(dāng)你發(fā)消息的時(shí)候發(fā)生了什么，生活中見(jiàn)到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在這個(gè)過(guò)程中充當(dāng)著什么角色，最后會(huì)帶大家搭建一個(gè)常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)——旨在幫助大家了解網(wǎng)絡(luò)，敲響網(wǎng)絡(luò)世界的大門(mén)。

「網(wǎng)」是什么？

在今天這個(gè)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)和我們息息相關(guān)，別說(shuō)斷網(wǎng)了，網(wǎng)絡(luò)卡頓一會(huì)兒都會(huì)影響我們的生活，這時(shí)候大家會(huì)不會(huì)很想知道網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題的原因是什么呢？是不是很想了解一下網(wǎng)絡(luò)呢？其實(shí)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有個(gè)名字叫做計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，顧名思義就是計(jì)算機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)。下圖就是一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洹?/span>

可以看到圖中有交換機(jī)、路由器、AP 這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，還有電腦、手機(jī)這些終端。其中交換機(jī)、路由器、AP 是我們計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信線路的組成部分，計(jì)算機(jī)相信就不需要我多說(shuō)了，大家都知道，簡(jiǎn)單和大家說(shuō)說(shuō)交換機(jī)、路由器和 AP 分別是什么——這三個(gè)設(shè)備都是幫助大家將計(jì)算機(jī)連接在一起的設(shè)備，當(dāng)然還有網(wǎng)線、光纖這種的通信線纜——而關(guān)于路由器、交換機(jī)和 AP 到底是不是計(jì)算機(jī)尚有爭(zhēng)議，我們可以認(rèn)為它們是嵌入式計(jì)算機(jī)的一種。

家里是如何上網(wǎng)的？

以咱們家里的網(wǎng)絡(luò)為例，路由器用來(lái)將家里所有設(shè)備的訪問(wèn)需求送到運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)上去，接入到互聯(lián)網(wǎng)，最終送達(dá)目的地。如果家里設(shè)備多那路由器的口就不太夠了，全部都接路由器上，走線也不是很方便，我們就可以用一臺(tái)交換機(jī)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，有線已經(jīng)不能夠滿足我們的需求，這時(shí)候 AP 和無(wú)線終端就出現(xiàn)了，AP 本質(zhì)上是無(wú)線側(cè)的交換機(jī)，它同交換機(jī)一樣幫我們把無(wú)線終端接入到網(wǎng)絡(luò)中，以電磁波為媒介。這里注意區(qū)分家用無(wú)線路由器和我們所說(shuō)的商用路由器，家用無(wú)線路由器其實(shí)是一個(gè)集路由器、交換機(jī)、AP 與一體的設(shè)備，一般長(zhǎng)這樣：

普通家用無(wú)線路由器（圖片來(lái)自與網(wǎng)絡(luò)）

上面有幾對(duì)天線，一個(gè) WAN 口，多個(gè) LAN 口，WAN 用來(lái)接光貓，LAN 口用來(lái)連有線終端，天線用來(lái)連無(wú)線終端。這種設(shè)備對(duì)家庭用戶或者小白用戶來(lái)說(shuō)十分友好，按照上面的提示一步步設(shè)置就可以上網(wǎng)啦，但是對(duì)商用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)就不太夠了，商用場(chǎng)景需要設(shè)備性能更強(qiáng)大，可以自定義的東西更多，所以我們會(huì)有家庭無(wú)線路由器和商用路由器之分。

LAN、MAN、WAN 是什么意思？

最開(kāi)始的網(wǎng)絡(luò)就是將許多終端連在一起（嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)最開(kāi)始只能算作聯(lián)機(jī)），然后逐步壯大，并且這些終端也發(fā)展的更加智能，功能更大多樣化，形成了今天的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）。生活中常見(jiàn)的「LAN」就是指局域網(wǎng)，公司內(nèi)網(wǎng)就是一個(gè)局域網(wǎng)，家里從光貓接入往后也是局域網(wǎng)。城域網(wǎng)生活中我們接觸的不多，這里就不詳細(xì)介紹了。廣域網(wǎng)就是常見(jiàn)的“WAN” 標(biāo)識(shí)了，我們可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為，運(yùn)營(yíng)商給拉進(jìn)來(lái)的寬帶連接的就是廣域網(wǎng)，以光貓為分界點(diǎn)，光貓以外就是 WAN，光貓以內(nèi)就是 LAN。

數(shù)據(jù)通訊和資源共享

除此之外，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也擁有著強(qiáng)大的功能：

數(shù)據(jù)通信就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最主要的功能之一了，一些其他的重要功能也都需要依賴于數(shù)據(jù)通信來(lái)完成，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也是對(duì)傳統(tǒng)通信方式的革新，是繼電報(bào)、電話業(yè)務(wù)之后的第三種最大的通信業(yè)務(wù)。

信息傳遞（圖片來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)）

資源共享是建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最主要的目的，可以共享的不僅僅是數(shù)據(jù)資源，還有軟件資源和硬件資源。信息檢索，看視頻，刷微博共享的就是數(shù)據(jù)資源；我們使用的各種應(yīng)用軟件，就是典型的軟件共享；而云服務(wù)器，云桌面等就是硬件資源共享了。

資源共享（圖片來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)）

說(shuō)到這里，大家可能對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有些概念了，總結(jié)一下就是：一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計(jì)算機(jī)的集合。

指揮中心：操作系統(tǒng)、管理軟件、通信協(xié)議

早期的一些終端不算是自治的計(jì)算機(jī)，因此那時(shí)候的終端互聯(lián)只能稱作「聯(lián)機(jī)」。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，兩臺(tái)用網(wǎng)線連在一起并且可以互通的電腦，就是一個(gè)最小的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和交通系統(tǒng)很像，道路就是用戶連接不同計(jì)算機(jī)的通信線路，房屋、樓宇是進(jìn)行不同運(yùn)算和提供各種資源的計(jì)算機(jī)，人們通過(guò)道路在建筑之間穿梭，互通有無(wú)。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并不是簡(jiǎn)單的物理上的互聯(lián)就可以實(shí)現(xiàn)這些功能的，還需要操作系統(tǒng)、管理軟件、通信協(xié)議從中協(xié)調(diào)，也就是說(shuō)，想要運(yùn)行下去，還需要一個(gè)「指揮中心」。

交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（圖片來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)）

講到這里，大家有沒(méi)有覺(jué)得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)其實(shí)比我們過(guò)去認(rèn)為的要復(fù)雜許多呢？了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一些基本原理也是一件重要的事情，理解好網(wǎng)絡(luò)原理對(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)、工作場(chǎng)景有著大大的提升，也可以有效避免我們?cè)诮M建自己的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)候掉坑的幾率。

傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

還記得文章開(kāi)頭的那張圖嗎？除了前面提到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端以外，還有負(fù)責(zé)連接發(fā)送方和接受方的“線”，構(gòu)成發(fā)送方和接收方之間的物理通路。這些看得見(jiàn)和看不見(jiàn)的“線”就是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。

常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)有同軸電纜、網(wǎng)線、光纖還有電磁波。

網(wǎng)線和同軸電纜

同軸電纜一般用于早期以太網(wǎng)，傳輸速度通常在 10Mbps 以內(nèi)。當(dāng)然粗纜是可以到 1-2Gbps 的速度，不過(guò)現(xiàn)在幾乎被我們接下來(lái)要說(shuō)到的網(wǎng)線給取代了。

網(wǎng)線即為雙絞線，市面上的網(wǎng)線通常為八芯雙絞線，傳輸距離建議不超過(guò)一百米。常見(jiàn)的網(wǎng)線標(biāo)準(zhǔn)有五類線、超五類線、六類線、超六類線和七類線這五種標(biāo)準(zhǔn)。不同標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率不同，但是都不建議超過(guò) 100 米。

Ubiquiti 的網(wǎng)線，是使用頻率較高的超五類屏蔽線。（圖片來(lái)自于 Ubiquiti 官網(wǎng)）

細(xì)心的小伙伴可能注意到，雙絞線的絞合度是不一樣的，而且八根芯的顏色也不一樣，常見(jiàn)網(wǎng)線標(biāo)準(zhǔn)之間的區(qū)分就是絞合度、銅芯粗細(xì)、有無(wú)龍骨、有無(wú)屏蔽層等。其實(shí)這八根芯的顏色排列也是有講究的，在我們線纜制作中會(huì)有線序的說(shuō)法

光纖：遠(yuǎn)距傳輸理想之選

現(xiàn)在在中大型商用場(chǎng)景下網(wǎng)線已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我們當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模了，即便是加上中繼，傳輸質(zhì)量和范圍都無(wú)法滿足我們現(xiàn)在的需求，所以有了光纖的出現(xiàn)。光纖全稱光導(dǎo)纖維，通常由玻璃或塑料制成，最外層會(huì)涂一層隔絕光線的材料。

光纖具有絕緣性能好、信號(hào)衰減小、傳輸速度快、傳輸距離大的優(yōu)勢(shì)，通常應(yīng)用于主干網(wǎng)的連接，不受外界電磁場(chǎng)的影響，帶寬幾乎無(wú)限制，可以實(shí)現(xiàn)每秒萬(wàn)兆位的數(shù)據(jù)傳送，傳輸距離可達(dá)數(shù)百公里。光纖有單模光纖和多模光纖之分，單模光纖傳輸距離長(zhǎng)，可達(dá) 20-120 公里的距離。多模光纖適用于低速短距離的場(chǎng)景，比如說(shuō)一個(gè)局域網(wǎng)里的交換機(jī)之間的互聯(lián)，交換機(jī)和路由器之間的互聯(lián)都可以用多模光纖，傳輸距離在 2 公里以內(nèi)。

Ubiquiti 的多模光纖，主要用于路由器和交換機(jī)之間的連接（圖片來(lái)自于 Ubiquiti 官網(wǎng)）

電磁波：突破網(wǎng)線限制

但隨著終端的多樣化，以及有線對(duì)設(shè)備移動(dòng)范圍的限制，我們開(kāi)始使用電磁波作為對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，電磁波的范圍很廣，適合作為信號(hào)傳輸?shù)闹挥薪橛?3 Hz 和約 300 GHz 之間的無(wú)線電波，無(wú)線電波又被稱為射頻電波，我們的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)就是用的無(wú)線電波中超高頻的一部分。國(guó)內(nèi)最常用的頻段是 2.4 GHz 和 5 GHz 。

路由器、交換機(jī)和 AP

到這里，我們常見(jiàn)的傳輸介質(zhì)已經(jīng)講完了，接下來(lái)我們?cè)賮?lái)聊聊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，前面有和大家簡(jiǎn)單提到過(guò)。我們主要講路由器、交換機(jī)和 AP 這三種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

先來(lái)看看路由器，路由器是連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)的大門(mén)，同時(shí)也承擔(dān)尋路功能，因此，路由器又叫做網(wǎng)關(guān)設(shè)備。它幫助我們將數(shù)據(jù)運(yùn)送到互聯(lián)網(wǎng)上，然后互聯(lián)網(wǎng)中的無(wú)數(shù)臺(tái)路由器又幫助我們將信息運(yùn)送到目的地。

交換機(jī)是用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)交換的設(shè)備。通常用于路由器和各終端直接的連接，可將交換機(jī)視為路由器接口的拓展。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，也出現(xiàn)了三層交換機(jī)來(lái)承載部分內(nèi)網(wǎng)尋路的工作，但是請(qǐng)大家記住，交換機(jī)的本職工作還是內(nèi)網(wǎng)交換，在大型網(wǎng)絡(luò)尋路中還是要通過(guò)路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)；同樣的，路由器的工作是不同網(wǎng)絡(luò)之間的尋路，請(qǐng)不要將路由器作為交換機(jī)使用，尤其是終端較多的情況下。

AP 是用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)，用來(lái)接入無(wú)線終端，是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備。

大家家里應(yīng)該都會(huì)有無(wú)線路由器這種東西，AP 的功能和無(wú)線路由器上的天線是一樣的，都用作無(wú)線終端的接入。咱們的無(wú)線路由器上通常還會(huì)標(biāo)有 LAN 和 WAN，LAN 口一般都是交換口，也就是一個(gè)小交換機(jī)，WAN 承擔(dān)的就是路由功能啦。

這篇文章已經(jīng)帶大家了解了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是個(gè)什么東西，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的一些重要角色，下一篇文章我將和大家聊聊數(shù)據(jù)是怎么從你手中的智能終端傳遞到互聯(lián)網(wǎng)中，并且又是怎么接收其下發(fā)數(shù)據(jù)的。