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

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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

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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

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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

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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

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4、SC-SC,两端都接GBIC

图1.6

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5、SC到LC,一头GBIC,另一头MINI-GBIC。

图1.7

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(未完待续)