网络基础（一）网络设备与介质

1. 网络基础

1.1 网络介绍

     对于网络的理解，或者说是什么是网络，笔者不想去再去作过多的介绍，网络已经普遍的存在于咱们的生活中，家庭中，好比宽带的接入，光纤的入户，部分家庭可能有两台PC，可能会组建小型的家庭局域网，用于文件的传输或共享。企业中，办公系统，邮件的传输，网站的架设，这些都须要承载于网络之上。咱们的手持终端，例如手机、Pad等，WIFI的接入提供给咱们的更高的，更便捷的可移动性，总之网络的发展，带给了咱们信息的快捷便利，办公的高效性。

1.2 认识设备

    网络设备，笔者把它分为网络设备与网络介质。

1.2.1 网络设备

    咱们传统所使用的网络设备，用的最多的为集线器、路由器、交换机、防火墙等。防火墙在本系列中暂且不提，之后有机会会详细介绍。

集线器(HUB)

    集线器，实际上是最老土的一种局域网基础设备，小型企业可能用的多一些，目前逐渐的在淘汰或向智能型集线器在发展，咱们能够简单的理解为集线器是一个中心，全部的PC链接到这个中心上，而这个中心不具备任何的智能性，仅仅是一条物理链路，它所发送的数据是没有任何针对性的，均采用广播（后面会讲到单播、组播、广播的概念）的的方式进行发送，将数据包发送到与集线器链接的全部节点。

图1.1

路由器（Router）

    路由器工做在OSI的第三层（后面会介绍OSI的七层模型），即属于网络层的设备，功能为数据包的路由选择和转发，即路由器去检查IP包中得目的地址，经过去检查本身的“地图”——路由表，从正确的接口将数据包转发出去。由不少路由器组成的网络中,PC1将本身的数据包传送给了路由器R1，路由器R1检查该数据包后，发现应该传送给路由器R2，路由器发现应该传送给路由器R3，依次类推，最终将数据包发送往目的地。下图为一个简单的路由转发的模型，但愿对读者的理解有帮助，这里仅仅须要对这个模型理解便可，由于后面咱们会详细的讲解各个路由协议以及路由表的查找。

图1.2

交换机（Switch）

    交换机，和路由器相比，路由器工做在网络层，基于IP进行转发，而交换机通常工做在OSI的第二层——数据链路层，查找本身的mac地址表，基于mac地址进行转发，详情见“交换机工做原理部分”。

    交换机目前根据工做原理分为二层交换机和三层交换机，二层交换机工做在数据链路层，基于mac进行转发，而三层交换机，既工做在数据链路层，又工做在网络层，根据需求进行二层或三层转发，进行二层转发时，工做原理与二层交换机一致，进行三层转发时，读者暂且能够认为是：一次路由，屡次交换。即：第一个数据包为基于IP进行查找的三层交换，之后的数据包，仅仅执行二层交换便可，后面会详细介绍。

1.2.2 网络介质

    在网络中，数据的传输，一定须要一些物理介质，做为数据传输的承载体。

    我写本节并非心血来潮，而是深有感触。不少网络初学者，可能最初因为学习环境的限制，无真机，致使不少初学者刚刚接触网络之时，虽然在模拟器上进行了各类调试，设备的配置或许和实验环境无大的差别，但在工做现场，可能会遇到各类各样的介质，例如双绞线、光纤、同轴电缆等，介质的不一样，接口不一样，可能会无从下手。

双绞线

    这种介质，最多见，也就是咱们所说的网线，8芯组成，若是是百兆网络的话，其实只用到了其中的4芯，即咱们常常所说的一、二、三、6四芯。千兆网络的话，要求8芯全通。

    做为一个网络工程师，基本功总得学会作网线吧（忽然想起了本身第一次作网线的场景，至今那根网线依然插在那家公司的核心交换机上），线序以下：

    568A ： 橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕

          1       2      3     4       5      6     7       8

    568B： 绿白 绿 橙白 蓝 蓝白 橙 棕白 棕色

    细心的读者会发现，所谓的568A和568B的区别为一、2与三、6位置的替换。

    双绞线的线序分为直通线、交叉线，在早期，设备之间采用双绞线的互联，有较为严格的要求，不一样的设备之间，通常采用直通线，即两端都采用568B的线序，例如PC与交换机、交换机与路由器的互联。相同的设备之间，通常采用交叉线，即一端采用568B的线序，另外一端采用568A的线序，用于链接相同的设备，例如PC与PC，交换机与交换机，PC与路由器等。

    后来Auto MDI/MDIX的出现，已经对网线的线序要求不高，通常状况下，采用直通便可。

双绞线，按照有无屏蔽可分为，带屏蔽双绞线与普通双绞线，一般家庭或普通环境中咱们通常都采用普通双绞线，屏蔽双绞线电缆的外层由铝铂包裹，以减少辐射，但并不能彻底消除辐射 ，屏蔽双绞线价格较贵，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。

    双绞线，按照线径的粗细，可分为：一类、二类、三类、四类、五类、超五类、六类线，目前咱们最经常使用的为五类与超五类，这里不详细一一赘述。

光纤

    其实不多有人真正见到过光纤，可能读者说，大街上，架空光缆，不是光纤么？那东西学名其实叫光缆，而光纤是包裹在其中的，光纤很是脆弱，芯的直径为8μm-15μm，外面包了一层厚厚的保护层，顺便说一句，为了在拖拽或架空的过程当中，不伤到内部的光纤，一般在保护层中，是有一根或三根或更多的的钢丝存在的，由钢丝来承担强大的拉力。

    光纤分为单模和多模，单模光纤能够传输2-20千米不等，而多模光纤距离较近，通常为200m -800m 左右。

    可能读者曾经听到有朋友这样说，在机房的橘红色为多模光纤，看到的×××的为单模光纤，这个结论是对的。只是读者看到的这种东西名字叫光纤跳线而已。我以为这里颇有必要提一下光纤跳线的类型，由于光纤进入到企业，会被熔接到光纤配线架上，从光纤配线架到网络设备或光纤收发器，会用到跳线；网络设备的互联，也会用到跳线。跳线的话接口类型较多，但愿读者能耐心的看下，由于工做中会用到，很是实用。

一、LC-LC 该类型跳线常常用于网络设备的光模块的互联，Mini 的GBIC的插头

图1.3

二、FC到SC，圆的一端为FC，FC端通常接光纤配线架，另外一端为SC，通常接catalyst交换机较多。

图1.4

三、ST到FC，对于10Base-F链接来讲，链接器一般是ST类型，另外一端FC连的是光纤步线架。注意ST与FC都为圆形接口，区别方法为：FC接口链接时用的螺纹固定，而ST是卡上去的。

图1.5

四、SC-SC，两端都接GBIC

图1.6

五、SC到LC，一头GBIC,另外一头MINI-GBIC。

图1.7

 

 

（未完待续）