四、网络集线器和交换机

了解网络基础知识

一、介绍

二、客户端和服务器... 2

三、IP地址... 3

四、网络集线器和交换机... 5

五、路由器和防火墙... 7

六、定义... 9

 

本文档介绍了网络工作原理以及如何使用不同设备构建网络的基本知识。计算机网络已经存在很多年了，并且随着时间的推移，技术变得更快、更便宜。网络由各种设备组成，计算机、交换机、路由器通过电缆或无线信号连接在一起。了解如何将网络组合在一起的基础知识是在社区或邻里中构建无线网络的重要一步。

本模块涵盖以下概念：

1、客户端和服务器如何使用网络连接电子邮件和网页等服务。

2、IP地址如何在网络上找到设备。

3、网络集线器、交换机和电缆是任何网络的硬件构建块。

4、路由器和防火墙如何组织和控制网络上的流量。

阅读这些材料需要半个小时到一个小时。与一个小组一起探索主题的活动和细节需要更长的时间。

网络上的一个重要关系是服务器和客户端之间的关系。服务器是一种保存内容和服务（如网站、媒体文件或聊天应用程序）的计算机。服务器的一个很好的例子是保存谷歌搜索页面网站的计算机：http://www.google.com服务器保存该页面，并在请求时将其发送出去。

客户端是请求查看、下载或使用内容的不同计算机，如笔记本电脑或手机。客户端可以通过网络进行连接以交换信息。例如，当你用网络浏览器请求谷歌的搜索页面时，你的电脑就是客户端。

在下面的示例中，两台计算机通过以太网电缆连接在一起。这些计算机能够通过电缆互相查看并进行通信。客户端计算机向服务器计算机请求网站。网站从服务器发送，并显示在客户端的web浏览器上。

                     

网络上的大多数请求和内容传递类似于或基于客户端到服务器的关系。在网络上，服务器几乎可以位于任何地方，如果客户端有地址，它就可以访问服务器上的内容。

 

示例：

客户：车上的收音机

服务器：无线电台

为了在网络上发送和引导数据，计算机需要能够识别目的地和来源。此标识是一个IP Internet协议地址。IP地址只是一组介于1和254之间的四个数字，用点分隔。一个IP地址的例子是173.194.43.7。

IP地址类似于街道地址。地址的一部分描述了建筑在世界上的位置，另一部分将其缩小到一个州或城市，然后是该州或城市内的区域，然后是街道上的位置。

下面我们可以看到192.168.1街。上面有三栋房子：

这些房子的完整地址分别是：192.168.1.20、192.168.1.21和192.168.1.22。

IP地址有不同的分类或类型。网络可以是公共的，也可以是私有的。公共IP地址可以在互联网上的任何地方访问。私有IP地址不是，大多数通常隐藏在具有公共IP地址的设备后面。

在这里，我们可以看到一个例子 —— 一条街道，有两栋带有公共IP地址的建筑，代表计算机的地址对整个互联网都可见。这些建筑可能在世界上的任何地方，但它们的地址都是完整的，所以我们确切地知道它们在哪里，并可以向它们发送信息。

要查看公用和专用IP地址的常用示例，让我们再来看看192.168.1 Street。我们在街上有一栋新建筑。该建筑有一个公共IP地址和一个私有IP地址。还有一道栅栏挡住了互联网的其他部分，使其无法看到并将信息传递到街上的地址。

邮政大楼控制着在互联网和街道之间传输的信息，跟踪离开街道的信息，并将返回的信息引导到正确的房子。在街上，它的地址是192.168.1.1，在互联网上，它是74.10.10.50。

传统上，计算机通过电缆相互连接，形成网络。最常用的电缆是以太网，它由塑料护套内的四对电线组成。它在物理上类似于电话电缆，但可以传输更多的数据。

但仅靠电缆和计算机并不能构成一个好的网络，因此早期的一个解决方案是使用网络集线器。计算机的以太网电缆连接到类似于自行车车轮轮毂的设备，所有辐条都集中在中心。

集线器如何工作的示例如下所示。计算机A想向计算机B发送消息。它通过以太网电缆将消息发送到集线器，然后集线器将消息重复发送到所有连接的计算机。

如果许多计算机正在发送消息，使用集线器的网络可能会减慢速度，因为它们可能会尝试同时发送消息，从而混淆集线器。为了解决这个问题，网络开始使用另一种叫做交换机的设备。交换机不重复传入的所有消息，而是仅将消息发送到预期目的地。这消除了轮毂不必要的重复。

使用开关，计算机A向计算机B发送消息，其他计算机看不到该消息。这些计算机可以在不干扰的情况下同时发送其他消息。

交换机确实有一个限制，尽管它们只知道直接插入其中的设备的地址。因此，无论交换机有多少端口，您只能向少数设备发送消息！如果您需要向另一个网络上的计算机发送消息，则需要通过路由器发送，我们将在下面讨论。

路由器在网络上完成了大部分比较困难的工作——他们决定网络上传输的所有消息，以及是否向外部网络传递消息。主要有三个功能：

让我们再看看192.168.1街，以及我们所包括的邮政大楼，当时它有整个街道的公共地址。事实证明，那座邮政大楼就像一个路由器。

在这种情况下，邮政大楼使用其公共地址在互联网的其他部分和使用私人地址的街道之间路由消息。

 

 

 

 

DHCP动态主机配置协议

当客户端设备（如台式电脑、笔记本电脑和手机）插入以太网或连接到无线网络时，它会为其分配IP地址。

以太网

一种网络协议，它定义了用于将计算机、交换机和路由器连接在一起的电缆和连接的类型。以太网布线通常为5类或6类，由类似于电话电缆的双绞线组成。

集线器

一种网络设备，它将接收到的流量重复发送给所有连接的设备。

交换机

一种网络设备，将接收到的流量发送到特定的连接设备，例如一台台式计算机或笔记本电脑。

路由器

一种网络设备，可以在不同的网络之间桥接，确定它们之间可以通过的流量，并在网络上执行其他功能，例如分配IP地址。

防火墙

一种通常由路由器执行的功能，它过滤网络之间的流量，并可以保护它们免受干扰或攻击。