引言
欢迎进入网络领域,本系列文章将从入门层面逐步引导你掌握网络基础知识。对于毫无网络知识背景的人而言,我们处于同一起点,学习途中难免会碰到相似难题。创作这些文字既是为了梳理个人学习心得,也是期望能对其他渴望了解网络基础的朋友有所帮助。
这段文字的某些部分和资料,是我从【YouTube平台】的【Network Direction】发布的连续视频里学习并收集的,译文比较难,有些地方可能无法做到十全十美,甚至或许会存在一些小毛病,我会尽量使文章内容浅显易懂,并且包罗万象。如果各位朋友看到有什么不对的地方,请能够留言或私下发消息给我,我非常感谢!当然,我也会在第一时间进行更正。
今后每篇文章,我都将读者视为毫无网络知识的新手,我的目的是陪伴这些零基础者打下牢固的网络根基,网络高手可以忽略这个系列。
让我们开始网络之旅吧!
一、什么是网络
你身边的网络设备
互联网其实渗透在我们日常生活的所有地方!你的电脑,打印机,手机,乃至电视等物品都属于网络终端。我们一般需要将这些设备借助网络连接起来,从而达成信息传递和资源共用,使我们的工作和生活更为方便。
协同办公
倘若网络通畅无阻,我们便能用电脑向打印机下达指令,请其打印文件;又或者,可以把文件保存在个人服务器里;此外,还能将文章和视频发布到网络空间。
然而,我们日常执行这些动作时,并未察觉到网络的运作,或者说,对网络内部运作的机制与环节并不明晰。我们之所以能通过网络观看影片、获取文件、传递信息或与友人进行音视频通话,根本在于网络设备间的紧密协作。
1.交换机
我们如何将这些网络设备相互连接呢?主要借助交换机,并且必须搭配相应的传输线缆,这样设备之间才能顺利沟通。
交换机
比如,单位里的电脑,多数能通过网线,接入墙上的网络接口,这个接口再接续线缆,连到设备间里的配线架,这个配线架通常在一个独立空间或箱体里,然后,把配线架和「交换机」接上,就能形成一个简单的网络。
普通家庭用户对「交换机」了解不多,这是因为,我们一般将网线直接连接到光猫或路由器上,毕竟,家里网络设备数量有限;然而,企业或学校等机构,计算机数量庞大,线缆管理变得复杂,这时「交换机」就能有效应对这一挑战。(后续章节将深入阐述「交换机」)
设备直连交换机
设备数量不多的话,线缆可以直接接在交换机上,具体做法要看设备与线缆的多少来定。
2.无线连接
目前状况是,除了固定电脑,我们运用最多的设备就是便携式装置了,比如手机,便携式个人电脑,平板设备等,这些器材大多无需借助线缆,同样能够达成网络通讯,这得益于一种称为「无线连接技术(Wi-Fi)」的方案,它使得设备得以实现。借助该技术,我们便可在信号覆盖的区域内,不受束缚地进行网络访问。
无线连接
若将无线装置接入交换机,便可在局域网内实现有线及无线设备的资源共用,例如,能将手机里的资料传送给打印机进行打印工作,不过,无线传输和有线传输在数据传送速率上存在不同。
无线设备连接到本地网络
在公司,我使用移动设备的方式是这样的,当我在座位上工作,我会采用有线网络,毕竟这样网速更流畅;但若是需要参加会议,我就会把网线取下,带着裸机前往会议室,再接入无线网络。
真实办公场景3.网络协议
不论采用何种途径建立联系,我们的根本目标,就是把数据从一个装置传递给另一个装置,为此,传递端和接收端必须彼此懂得对方的意思,这就要求它们在网络中使用一致的交流方式,尽管我们无需过分担忧这个难题,毕竟大多数设备大体上都明白怎样安排数据,然后进行处理和发送。根本原因在于,它们都依照一个共同的准则行事,这个准则我们称作「协议」。
网络协议
协议是双方约定的交流范式,这表明若要彼此协调一致,就必须恪守这些范式,同时,正因为有此范式,一旦某方出现故障,我们便能迅速且精准地找到故障源头。
网络领域中,负责开发网络相关软硬件的专家,必须严格遵守这个「约定」,这样设备才能在网络空间里顺利运行!或许有人听过名为「以太网」的协议,也可能了解「TCP」这个协议,它负责数据的发送和接收,或者「HTTP」这个协议,它用来访问网络,又或者「SMTP」这个协议,它处理邮件的收发,在接下来的章节里会具体说明这些内容……所有这些协议,它们最根本的目标,都是为了实现信息的传递。
通常,我们都会将几种协议结合使用以完成一项任务。
网络的主要功用在于把各种装置彼此关联起来,使得它们能够实现资源共用、讯息传递等作用,网络中的装置必须采用一致的沟通方式,依照统一的标准来运作,这种标准我们称作「协议」,而协议本质上就是一套关于装置如何处理讯息的详细指引,计算机接入网络的途径主要有两种不同的模式,多个网络装置在互相连接时,通常借助一种特定的设备来完成集中化管理若需借助一台设备与另一台设备建立联系,需要哪些通信规则?二、连接形式
在本小节,我们将学习以下内容:
网络中的基本单元是什么?依据基本单元的差异,能够形成哪些网络模式?日常生活中,各种网络模式的具体运用情形有哪些?
接入网络系统,并且可以经由传输路径进行信息发送、接收或转发的装置,均可以称作一个「网络节点」。诸如交换机、路由器、个人计算机、打印设备、移动终端等,都属于网络系统中的节点。
2.Soho网络
数量极少的节点组成的网络,可以称作「soho网络」,小型办公场所或家庭办公场所搭建的网络都属于「soho网络」。这种网络环境通常局限于一个小空间内,包含的设备不多,主要有几台计算机,一台打印机,以及数量有限的手机和平板设备。
交换机
值得注意的一点是,人们常常把「交换机」误称为「中央集线器」;确实,从外形上看,「交换机」与「集线器」颇为相似;然而,务必牢记,这两种设备存在本质区别;「集线器」属于过时技术,如今已极为罕见;相对而言,「交换机」是当前网络环境中极为普遍的装置,必须明确区分二者。
路由器(集成了交换机、路由器的功能呢)
在soho网络环境里,我们一般借助路由器来构建网络通路,由于当前的路由设备大多融合了路由器与交换机的多种作用,不过因为路由设备提供的端口数量有限,所以通常只能连接少数几个节点设备来完成网络资源的共享。
3.局域网(LAN)
企业网络
不过,在一家公司或企业中,仅仅配备一台路由器,一台交换机远远不够用!比如,某个地方银行的企业,他们的网络设备可能分散在几个楼层,甚至分布在不同建筑里,这种情况下,把这些规模庞大的网络设备连接起来的网络,我们称作 「局域网(LAN)」。
局域网 - 1
其实soho网络本质上就是局域网,只是它通常只接入有限数量的设备。而企业级网络则需要运用众多交换机与路由器进行互联,这种构造方式可以看作是将多个soho网络组合而成的规模更大的网络体系。
局域网 - 24.广域网(WAN)
局域网技术能连接较大区域内的网络节点,实现彼此沟通和信息交换,但若区域范围继续扩展,超越城市界限,延伸至不同地区,又该如何处理呢?一个全国性的金融机构,往往不会局限于单一区域设立办公场所,可能遍及国内多个地方部署自己的办事机构,这种分布格局导致其业务网络极为庞大,即便相隔遥远,机构方面仍希望所有这些网络节点能够互通,这种情况下就必须借助先进的网络搭建方案,也就是「广域网(WAN)」。
广域网
比如有个国际企业,在悉尼和墨尔本设有分支机构,悉尼的部门传输了资料,墨尔本的部门需要使用这些资料,这时候就必须联络技术支持方,让他们协助两地间的信息传递。
悉尼部门将信息传输至墨尔本部门,5.概括soho网络:它多用于家庭环境,或小型工作单元内部网,局域网LAN:适用于多层建筑内部网,城域网MAN:用于十公里到一百公里之间的网络布局,广域网WAN:通常覆盖百公里以上范围,常涉及跨国界的大型网络体系,6.小测验,在一家公司任职,该公司设有财务、工程、管理三个部门,各部门均拥有独立局域网LAN,且它们彼此连通,问,这样的网络结构,是否仍属于局域网LAN?该公司旗下除核心机构外,设有六个分支机构,那么此组织的网络架构具体属于何种模式?总结而言
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