本文作者是 Ubiquiti 上海公司無線網絡工程師，擁有思科 CCIE R&S 方向認證。她在工作中發(fā)現，大家都受到過網絡的困擾，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。相信對于絕大多數非計算機相關專業(yè)的人來說，網絡還是一個比較神秘的存在。市面上講網絡的書籍大多枯燥或者是需要長時間系統(tǒng)性的學習。于是結合這些年的工作經驗和所學的知識，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，她會向大家介紹網絡是什么，當你發(fā)消息的時候發(fā)生了什么，生活中見到的網絡設備在這個過程中充當著什么角色，最后會帶大家搭建一個常規(guī)的網絡——旨在幫助大家了解網絡，敲響網絡世界的大門。

「網」是什么？

在今天這個時代，網絡和我們息息相關，別說斷網了，網絡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絡出現問題的原因是什么呢？是不是很想了解一下網絡呢？其實這個網絡有個名字叫做計算機網絡，顧名思義就是計算機組成的網絡。下圖就是一個簡單的計算機網絡的拓撲。

可以看到圖中有交換機、路由器、AP 這些網絡設備，還有電腦、手機這些終端。其中交換機、路由器、AP 是我們計算機網絡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——這三個設備都是幫助大家將計算機連接在一起的設備，當然還有網線、光纖這種的通信線纜——而關于路由器、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。

家里是如何上網的？

以咱們家里的網絡為例，路由器用來將家里所有設備的訪問需求送到運營商的網絡上去，接入到互聯網，最終送達目的地。如果家里設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。

隨著網絡的發(fā)展，有線已經不能夠滿足我們的需求，這時候 AP 和無線終端就出現了，AP 本質上是無線側的交換機，它同交換機一樣幫我們把無線終端接入到網絡中，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 與一體的設備，一般長這樣：

普通家用無線路由器（圖片來自與網絡）

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置就可以上網啦，但是對商用場景來說就不太夠了，商用場景需要設備性能更強大，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？

最開始的網絡就是將許多終端連在一起（嚴格意義上來說最開始只能算作聯機），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絡。

計算機網絡還分為局域網（LAN）、城域網（MAN）和廣域網（WAN）。生活中常見的「LAN」就是指局域網，公司內網就是一個局域網，家里從光貓接入往后也是局域網。城域網生活中我們接觸的不多，這里就不詳細介紹了。廣域網就是常見的“WAN” 標識了，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，以光貓為分界點，光貓以外就是 WAN，光貓以內就是 LAN。

數據通訊和資源共享

除此之外，計算機網絡也擁有著強大的功能：

數據通信就是計算機網絡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據通信來完成，計算機網絡也是對傳統(tǒng)通信方式的革新，是繼電報、電話業(yè)務之后的第三種最大的通信業(yè)務。

信息傳遞（圖片來自于網絡）

資源共享是建立計算機網絡最主要的目的，可以共享的不僅僅是數據資源，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據資源；我們使用的各種應用軟件，就是典型的軟件共享；而云服務器，云桌面等就是硬件資源共享了。

資源共享（圖片來自于網絡）

說到這里，大家可能對計算機網絡有些概念了，總結一下就是：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只能稱作「聯機」。簡單來說，兩臺用網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絡。計算機網絡和交通系統(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。當然，計算機網絡并不是簡單的物理上的互聯就可以實現這些功能的，還需要操作系統(tǒng)、管理軟件、通信協議從中協調，也就是說，想要運行下去，還需要一個「指揮中心」。

交通網絡系統(tǒng)（圖片來自于網絡）

講到這里，大家有沒有覺得計算機網絡其實比我們過去認為的要復雜許多呢？了解計算機網絡一些基本原理也是一件重要的事情，理解好網絡原理對平時學習、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絡設備時候掉坑的幾率。

傳輸介質和網絡設備

還記得文章開頭的那張圖嗎？除了前面提到的網絡設備和終端以外，還有負責連接發(fā)送方和接受方的“線”，構成發(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”就是網絡傳輸介質。

常見的網絡傳輸介質有同軸電纜、網線、光纖還有電磁波。

網線和同軸電纜

同軸電纜一般用于早期以太網，傳輸速度通常在 10Mbps 以內。當然粗纜是可以到 1-2Gbps 的速度，不過現在幾乎被我們接下來要說到的網線給取代了。

網線即為雙絞線，市面上的網線通常為八芯雙絞線，傳輸距離建議不超過一百米。常見的網線標準有五類線、超五類線、六類線、超六類線和七類線這五種標準。不同標準傳輸速率不同，但是都不建議超過 100 米。

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

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，常見網線標準之間的區(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

現在在中大型商用場景下網線已經遠遠不能滿足我們當前的網絡規(guī)模了，即便是加上中繼，傳輸質量和范圍都無法滿足我們現在的需求，所以有了光纖的出現。光纖全稱光導纖維，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，通常應用于主干網的連接，不受外界電磁場的影響，帶寬幾乎無限制，可以實現每秒萬兆位的數據傳送，傳輸距離可達數百公里。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，比如說一個局域網里的交換機之間的互聯，交換機和路由器之間的互聯都可以用多模光纖，傳輸距離在 2 公里以內。

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）

電磁波：突破網線限制

但隨著終端的多樣化，以及有線對設備移動范圍的限制，我們開始使用電磁波作為對有線網絡的擴展，電磁波的范圍很廣，適合作為信號傳輸的只有介于 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，我們的無線網絡就是用的無線電波中超高頻的一部分。國內最常用的頻段是 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已經講完了，接下來我們再來聊聊網絡設備，前面有和大家簡單提到過。我們主要講路由器、交換機和 AP 這三種網絡設備。

先來看看路由器，路由器是連接兩個網絡的硬件設備，是網絡的大門，同時也承擔尋路功能，因此，路由器又叫做網關設備。它幫助我們將數據運送到互聯網上，然后互聯網中的無數臺路由器又幫助我們將信息運送到目的地。

交換機是用于數據轉發(fā)交換的設備。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。隨著網絡的發(fā)展，也出現了三層交換機來承載部分內網尋路的工作，但是請大家記住，交換機的本職工作還是內網交換，在大型網絡尋路中還是要通過路由器來實現；同樣的，路由器的工作是不同網絡之間的尋路，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 是用于無線網絡的交換機，用來接入無線終端，是無線網絡中的核心設備。

大家家里應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 承擔的就是路由功能啦。

這篇文章已經帶大家了解了計算機網絡是個什么東西，以及計算機網絡中的一些重要角色，下一篇文章我將和大家聊聊數據是怎么從你手中的智能終端傳遞到互聯網中，并且又是怎么接收其下發(fā)數據的。