本文作者是 Ubiquiti 上海公司無線網(wǎng)絡(luò)工程師，擁有思科 CCIE R&S 方向認證。她在工作中發(fā)現(xiàn)，大家都受到過網(wǎng)絡(luò)的困擾，但是并不是所有人都能夠通過有效的方法快速定位問題所在。相信對于絕大多數(shù)非計算機相關(guān)專業(yè)的人來說，網(wǎng)絡(luò)還是一個比較神秘的存在。市面上講網(wǎng)絡(luò)的書籍大多枯燥或者是需要長時間系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)。于是結(jié)合這些年的工作經(jīng)驗和所學(xué)的知識，查閱了多方資料，才寫下了這個系列的文章，在這個系列的文章里，她會向大家介紹網(wǎng)絡(luò)是什么，當(dāng)你發(fā)消息的時候發(fā)生了什么，生活中見到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在這個過程中充當(dāng)著什么角色，最后會帶大家搭建一個常規(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。

「網(wǎng)」是什么？

在今天這個時代，網(wǎng)絡(luò)和我們息息相關(guān)，別說斷網(wǎng)了，網(wǎng)絡(luò)卡頓一會兒都會影響我們的生活，這時候大家會不會很想知道網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題的原因是什么呢？是不是很想了解一下網(wǎng)絡(luò)呢？其實這個網(wǎng)絡(luò)有個名字叫做計算機網(wǎng)絡(luò)，顧名思義就是計算機組成的網(wǎng)絡(luò)。下圖就是一個簡單的計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲。

可以看到圖中有交換機、路由器、AP 這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，還有電腦、手機這些終端。其中交換機、路由器、AP 是我們計算機網(wǎng)絡(luò)通信線路的組成部分，計算機相信就不需要我多說了，大家都知道，簡單和大家說說交換機、路由器和 AP 分別是什么——這三個設(shè)備都是幫助大家將計算機連接在一起的設(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、交換機和 AP 到底是不是計算機尚有爭議，我們可以認為它們是嵌入式計算機的一種。

家里是如何上網(wǎng)的？

以咱們家里的網(wǎng)絡(luò)為例，路由器用來將家里所有設(shè)備的訪問需求送到運營商的網(wǎng)絡(luò)上去，接入到互聯(lián)網(wǎng)，最終送達目的地。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，我們就可以用一臺交換機來解決這個問題。

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，這時候 AP 和無線終端就出現(xiàn)了，AP 本質(zhì)上是無線側(cè)的交換機，它同交換機一樣幫我們把無線終端接入到網(wǎng)絡(luò)中，以電磁波為媒介。這里注意區(qū)分家用無線路由器和我們所說的商用路由器，家用無線路由器其實是一個集路由器、交換機、AP 與一體的設(shè)備，一般長這樣：

普通家用無線路由器（圖片來自與網(wǎng)絡(luò)）

上面有幾對天線，一個 WAN 口，多個 LAN 口，WAN 用來接光貓，LAN 口用來連有線終端，天線用來連無線終端。這種設(shè)備對家庭用戶或者小白用戶來說十分友好，按照上面的提示一步步設(shè)置就可以上網(wǎng)啦，但是對商用場景來說就不太夠了，商用場景需要設(shè)備性能更強大，可以自定義的東西更多，所以我們會有家庭無線路由器和商用路由器之分。

LAN、MAN、WAN 是什么意思？

最開始的網(wǎng)絡(luò)就是將許多終端連在一起（嚴(yán)格意義上來說最開始只能算作聯(lián)機），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，形成了今天的計算機網(wǎng)絡(luò)。

計算機網(wǎng)絡(luò)還分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）。生活中常見的「LAN」就是指局域網(wǎng)，公司內(nèi)網(wǎng)就是一個局域網(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，這里就不詳細介紹了。廣域網(wǎng)就是常見的“WAN” 標(biāo)識了，我們可以簡單的認為，運營商給拉進來的寬帶連接的就是廣域網(wǎng)，以光貓為分界點，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，計算機網(wǎng)絡(luò)也擁有著強大的功能：

數(shù)據(jù)通信就是計算機網(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)通信來完成，計算機網(wǎng)絡(luò)也是對傳統(tǒng)通信方式的革新，是繼電報、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（圖片來自于網(wǎng)絡(luò)）

資源共享是建立計算機網(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（圖片來自于網(wǎng)絡(luò)）

說到這里，大家可能對計算機網(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、自治的計算機的集合。

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算機，因此那時候的終端互聯(lián)只能稱作「聯(lián)機」。簡單來說，兩臺用網(wǎng)線連在一起并且可以互通的電腦，就是一個最小的計算機網(wǎng)絡(luò)。計算機網(wǎng)絡(luò)和交通系統(tǒng)很像，道路就是用戶連接不同計算機的通信線路，房屋、樓宇是進行不同運算和提供各種資源的計算機，人們通過道路在建筑之間穿梭，互通有無。當(dāng)然，計算機網(wǎng)絡(luò)并不是簡單的物理上的互聯(lián)就可以實現(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，想要運行下去，還需要一個「指揮中心」。

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

講到這里，大家有沒有覺得計算機網(wǎng)絡(luò)其實比我們過去認為的要復(fù)雜許多呢？了解計算機網(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)原理對平時學(xué)習(xí)、工作場景有著大大的提升，也可以有效避免我們在組建自己的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時候掉坑的幾率。

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。這些看得見和看不見的“線”就是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)。

常見的網(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，不過現(xiàn)在幾乎被我們接下來要說到的網(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一百米。常見的網(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 100 米。

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

細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，常見網(wǎng)線標(biāo)準(zhǔn)之間的區(qū)分就是絞合度、銅芯粗細、有無龍骨、有無屏蔽層等。其實這八根芯的顏色排列也是有講究的，在我們線纜制作中會有線序的說法

光纖：遠距傳輸理想之選

現(xiàn)在在中大型商用場景下網(wǎng)線已經(jīng)遠遠不能滿足我們當(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，最外層會涂一層隔絕光線的材料。

光纖具有絕緣性能好、信號衰減小、傳輸速度快、傳輸距離大的優(yōu)勢，通常應(yīng)用于主干網(wǎng)的連接，不受外界電磁場的影響，帶寬幾乎無限制，可以實現(xiàn)每秒萬兆位的數(shù)據(jù)傳送，傳輸距離可達數(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，可達 20-120 公里的距離。多模光纖適用于低速短距離的場景，比如說一個局域網(wǎng)里的交換機之間的互聯(lián)，交換機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之間的連接（圖片來自于 Ubiquiti 官網(wǎng)）

電磁波：突破網(wǎng)線限制

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

路由器、交換機和 AP

到這里，我們常見的傳輸介質(zhì)已經(jīng)講完了，接下來我們再來聊聊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，前面有和大家簡單提到過。我們主要講路由器、交換機和 AP 這三種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

先來看看路由器，路由器是連接兩個網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)的大門，同時也承擔(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)運送到互聯(lián)網(wǎng)上，然后互聯(lián)網(wǎng)中的無數(shù)臺路由器又幫助我們將信息運送到目的地。

交換機是用于數(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)了三層交換機來承載部分內(nèi)網(wǎng)尋路的工作，但是請大家記住，交換機的本職工作還是內(nèi)網(wǎng)交換，在大型網(wǎng)絡(luò)尋路中還是要通過路由器來實現(xiàn)；同樣的，路由器的工作是不同網(wǎng)絡(luò)之間的尋路，請不要將路由器作為交換機使用，尤其是終端較多的情況下。

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

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

這篇文章已經(jīng)帶大家了解了計算機網(wǎng)絡(luò)是個什么東西，以及計算機網(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。