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，笔者不想去再去做过多的介绍，网络已经广泛的存在于我们的生活中，家庭中，比如宽带的接入，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，这些都需要承载于网络之上。我们的手持终端，例如手机、Pad等，WIFI的接入提供给我们的更高的，更便捷的可移动性，总之网络的发展，带给了我们信息的快捷便利，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
我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，以后有机会会详细介绍。

集线器(HUB)

集线器，其实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，我们可以简单的理解为集线器是一个中心，所有的PC连接到这个中心上，而这个中心不具有任何的智能性，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连接的所有节点。

图1.1





路由器（Router）

路由器工作在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，通过去检查自己的“地图”——路由表，从正确的接口将数据包转发出去。由很多路由器组成的网络中,PC1将自己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，希望对读者的理解有帮助，这里仅仅需要对这个模型理解即可，因为后面我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，路由器工作在网络层，基于IP进行转发，而交换机一般工作在OSI的第二层——数据链路层，查找自己的mac地址表，基于mac地址进行转发，详情见“交换机工作原理部分”。

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

1.2.2 网络介质
在网络中，数据的传输，必定需要一些物理介质，作为数据传输的承载体。

我写本节并不是心血来潮，而是深有感触。很多网络初学者，可能最初由于学习环境的限制，无真机，导致很多初学者刚刚接触网络之时，虽然在模拟器上进行了各种调试，设备的配置或许和实验环境无大的差异，但在工作现场，可能会遇到各种各样的介质，例如双绞线、光纤、同轴电缆等，介质的不同，接口不同，可能会无从下手。

双绞线

这种介质，最常见，也就是我们所说的网线，8芯组成，如果是百兆网络的话，其实只用到了其中的4芯，即我们经常所说的1、2、3、6四芯。千兆网络的话，要求8芯全通。

作为一个网络工程师，基本功总得学会做网线吧（突然想起了自己第一次做网线的场景，至今那根网线依然插在那家公司的核心交换机上），线序如下：

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1、2与3、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，不同的设备之间，一般采用直通线，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，一般采用交叉线，即一端采用568B的线序，另一端采用568A的线序，用于连接相同的设备，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，一般情况下，采用直通即可。

双绞线，按照有无屏蔽可分为，带屏蔽双绞线与普通双绞线，通常家庭或普通环境中我们一般都采用普通双绞线，屏蔽双绞线电缆的外层由铝铂包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射 ，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，目前我们最常用的为五类与超五类，这里不详细一一赘述。

光纤

其实很少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，光纤非常脆弱，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中，不伤到内部的光纤，通常在保护层中，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，单模光纤可以传输2-20公里不等，而多模光纤距离较近，一般为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，看到的黄色的为单模光纤，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。我觉得这里很有必要提一下光纤跳线的类型，因为光纤进入到企业，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，希望读者能耐心的看下，因为工作中会用到，非常实用。

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

图1.3





2、FC到SC，圆的一端为FC，FC端一般接光纤配线架，另一端为SC，一般接catalyst交换机较多。

图1.4





3、ST到FC，对于10Base-F连接来说，连接器通常是ST类型，另一端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接口连接时用的螺纹固定，而ST是卡上去的。

图1.5





4、SC-SC，两端都接GBIC

图1.6





5、SC到LC，一头GBIC,另一头MINI-GBIC。

图1.7





（未完待续）
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