入网指南：一文读懂你身边的网络

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本文作者是 Ubiquiti 上海公司无线网络工程师，拥有思科 CCIE R&S 方向认证。她在工作中发现，大家都受到过网络的困扰，但是并不是所有人都能够通过有效的方法快速定位问题所在。相信对于绝大多数非计算机相关专业的人来说，网络还是一个比较神秘的存在。市面上讲网络的书籍大多枯燥或者是需要长时间系统性的学习。于是结合这些年的工作经验和所学的知识，查阅了多方资料，才写下了这个系列的文章，在这个系列的文章里，她会向大家介绍网络是什么，当你发消息的时候发生了什么，生活中见到的网络设备在这个过程中充当着什么角色，最后会带大家搭建一个常规的网络——旨在帮助大家了解网络，敲响网络世界的大门。

「网」是什么？

在今天这个时代，网络和我们息息相关，别说断网了，网络卡顿一会儿都会影响我们的生活，这时候大家会不会很想知道网络出现问题的原因是什么呢？是不是很想了解一下网络呢？其实这个网络有个名字叫做计算机网络，顾名思义就是计算机组成的网络。下图就是一个简单的计算机网络的拓扑。

可以看到图中有交换机、路由器、AP 这些网络设备，还有电脑、手机这些终端。其中交换机、路由器、AP 是我们计算机网络通信线路的组成部分，计算机相信就不需要我多说了，大家都知道，简单和大家说说交换机、路由器和 AP 分别是什么——这三个设备都是帮助大家将计算机连接在一起的设备，当然还有网线、光纤这种的通信线缆——而关于路由器、交换机和 AP 到底是不是计算机尚有争议，我们可以认为它们是嵌入式计算机的一种。

家里是如何上网的？

以咱们家里的网络为例，路由器用来将家里所有设备的访问需求送到运营商的网络上去，接入到互联网，最终送达目的地。如果家里设备多那路由器的口就不太够了，全部都接路由器上，走线也不是很方便，我们就可以用一台交换机来解决这个问题。

随着网络的发展，有线已经不能够满足我们的需求，这时候 AP 和无线终端就出现了，AP 本质上是无线侧的交换机，它同交换机一样帮我们把无线终端接入到网络中，以电磁波为媒介。这里注意区分家用无线路由器和我们所说的商用路由器，家用无线路由器其实是一个集路由器、交换机、AP 与一体的设备，一般长这样：

普通家用无线路由器（图片来自与网络）上面有几对天线，一个 WAN 口，多个 LAN 口，WAN 用来接光猫，LAN 口用来连有线终端，天线用来连无线终端。这种设备对家庭用户或者小白用户来说十分友好，按照上面的提示一步步设置就可以上网啦，但是对商用场景来说就不太够了，商用场景需要设备性能更强大，可以自定义的东西更多，所以我们会有家庭无线路由器和商用路由器之分。

LAN、MAN、WAN 是什么意思？

最开始的网络就是将许多终端连在一起（严格意义上来说最开始只能算作联机），然后逐步壮大，并且这些终端也发展的更加智能，功能更大多样化，形成了今天的计算机网络。

计算机网络还分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。生活中常见的「LAN」就是指局域网，公司内网就是一个局域网，家里从光猫接入往后也是局域网。城域网生活中我们接触的不多，这里就不详细介绍了。广域网就是常见的“WAN” 标识了，我们可以简单的认为，运营商给拉进来的宽带连接的就是广域网，以光猫为分界点，光猫以外就是 WAN，光猫以内就是 LAN。

数据通讯和资源共享

除此之外，计算机网络也拥有着强大的功能：

数据通信就是计算机网络最主要的功能之一了，一些其他的重要功能也都需要依赖于数据通信来完成，计算机网络也是对传统通信方式的革新，是继电报、电话业务之后的第三种最大的通信业务。

信息传递（图片来自于网络） 

资源共享是建立计算机网络最主要的目的，可以共享的不仅仅是数据资源，还有软件资源和硬件资源。信息检索，看视频，刷微博共享的就是数据资源；我们使用的各种应用软件，就是典型的软件共享；而云服务器，云桌面等就是硬件资源共享了。

资源共享（图片来自于网络） 

说到这里，大家可能对计算机网络有些概念了，总结一下就是：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。

指挥中心：操作系统、管理软件、通信协议

早期的一些终端不算是自治的计算机，因此那时候的终端互联只能称作「联机」。简单来说，两台用网线连在一起并且可以互通的电脑，就是一个最小的计算机网络。计算机网络和交通系统很像，道路就是用户连接不同计算机的通信线路，房屋、楼宇是进行不同运算和提供各种资源的计算机，人们通过道路在建筑之间穿梭，互通有无。当然，计算机网络并不是简单的物理上的互联就可以实现这些功能的，还需要操作系统、管理软件、通信协议从中协调，也就是说，想要运行下去，还需要一个「指挥中心」。

交通网络系统（图片来自于网络） 

讲到这里，大家有没有觉得计算机网络其实比我们过去认为的要复杂许多呢？了解计算机网络一些基本原理也是一件重要的事情，理解好网络原理对平时学习、工作场景有着大大的提升，也可以有效避免我们在组建自己的网络设备时候掉坑的几率。

传输介质和网络设备

还记得文章开头的那张图吗？除了前面提到的网络设备和终端以外，还有负责连接发送方和接受方的“线”，构成发送方和接收方之间的物理通路。这些看得见和看不见的“线”就是网络传输介质。

常见的网络传输介质有同轴电缆、网线、光纤还有电磁波。

网线和同轴电缆

同轴电缆一般用于早期以太网，传输速度通常在 10Mbps 以内。当然粗缆是可以到 1-2Gbps 的速度，不过现在几乎被我们接下来要说到的网线给取代了。

网线即为双绞线，市面上的网线通常为八芯双绞线，传输距离建议不超过一百米。常见的网线标准有五类线、超五类线、六类线、超六类线和七类线这五种标准。不同标准传输速率不同，但是都不建议超过 100 米。

Ubiquiti 的网线，是使用频率较高的超五类屏蔽线。（图片来自于 Ubiquiti 官网）

细心的小伙伴可能注意到，双绞线的绞合度是不一样的，而且八根芯的颜色也不一样，常见网线标准之间的区分就是绞合度、铜芯粗细、有无龙骨、有无屏蔽层等。其实这八根芯的颜色排列也是有讲究的，在我们线缆制作中会有线序的说法，下面就是两种线序标准：

光纤：远距传输理想之选

现在在中大型商用场景下网线已经远远不能满足我们当前的网络规模了，即便是加上中继，传输质量和范围都无法满足我们现在的需求，所以有了光纤的出现。光纤全称光导纤维，通常由玻璃或塑料制成，最外层会涂一层隔绝光线的材料。

光纤具有绝缘性能好、信号衰减小、传输速度快、传输距离大的优势，通常应用于主干网的连接，不受外界电磁场的影响，带宽几乎无限制，可以实现每秒万兆位的数据传送，传输距离可达数百公里。光纤有单模光纤和多模光纤之分，单模光纤传输距离长，可达 20-120 公里的距离。多模光纤适用于低速短距离的场景，比如说一个局域网里的交换机之间的互联，交换机和路由器之间的互联都可以用多模光纤，传输距离在 2 公里以内。

Ubiquiti 的多模光纤，主要用于路由器和交换机之间的连接（图片来自于 Ubiquiti 官网）

电磁波：突破网线限制

但随着终端的多样化，以及有线对设备移动范围的限制，我们开始使用电磁波作为对有线网络的扩展，电磁波的范围很广，适合作为信号传输的只有介于 3 Hz 和约 300 GHz 之间的无线电波，无线电波又被称为射频电波，我们的无线网络就是用的无线电波中超高频的一部分。国内最常用的频段是 2.4 GHz 和 5 GHz 。

路由器、交换机和 AP

到这里，我们常见的传输介质已经讲完了，接下来我们再来聊聊网络设备，前面有和大家简单提到过。我们主要讲路由器、交换机和 AP 这三种网络设备。

先来看看路由器，路由器是连接两个网络的硬件设备，是网络的大门，同时也承担寻路功能，因此，路由器又叫做网关设备。它帮助我们将数据运送到互联网上，然后互联网中的无数台路由器又帮助我们将信息运送到目的地。

交换机是用于数据转发交换的设备。通常用于路由器和各终端直接的连接，可将交换机视为路由器接口的拓展。随着网络的发展，也出现了三层交换机来承载部分内网寻路的工作，但是请大家记住，交换机的本职工作还是内网交换，在大型网络寻路中还是要通过路由器来实现；同样的，路由器的工作是不同网络之间的寻路，请不要将路由器作为交换机使用，尤其是终端较多的情况下。

AP 是用于无线网络的交换机，用来接入无线终端，是无线网络中的核心设备。

大家家里应该都会有无线路由器这种东西，AP 的功能和无线路由器上的天线是一样的，都用作无线终端的接入。咱们的无线路由器上通常还会标有 LAN 和 WAN，LAN 口一般都是交换口，也就是一个小交换机，WAN 承担的就是路由功能啦。

作者：Yaaan_xu

来源：https://sspai.com/post/64074