網絡基礎(一)網絡設備與介質

1. 網絡基礎

1.1 網絡介紹

     對於網絡的理解,或者說是什麼是網絡,筆者不想去再去做過多的介紹,網絡已經廣泛的存在於我們的生活中,家庭中,比如寬帶的接入,光纖的入戶,部分家庭可能有兩臺PC,可能會組建小型的家庭局域網,用於文件的傳輸或共享。企業中,辦公系統,郵件的傳輸,網站的架設,這些都需要承載於網絡之上。我們的手持終端,例如手機、Pad等,WIFI的接入提供給我們的更高的,更便捷的可移動性,總之網絡的發展,帶給了我們信息的快捷便利,辦公的高效性。

1.2 認識設備

    網絡設備,筆者把它分爲網絡設備與網絡介質。

1.2.1 網絡設備

    我們傳統所使用的網絡設備,用的最多的爲集線器、路由器、交換機、防火牆等。防火牆在本系列中暫且不提,以後有機會會詳細介紹。

集線器(HUB)

    集線器,其實是最老土的一種局域網基礎設備,小型企業可能用的多一些,目前逐漸的在淘汰或向智能型集線器在發展,我們可以簡單的理解爲集線器是一箇中心,所有的PC連接到這個中心上,而這個中心不具有任何的智能性,僅僅是一條物理鏈路,它所發送的數據是沒有任何針對性的,均採用廣播(後面會講到單播、組播、廣播的概念)的的方式進行發送,將數據包發送到與集線器連接的所有節點。

圖1.1

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路由器(Router

    路由器工作在OSI的第三層(後面會介紹OSI的七層模型),即屬於網絡層的設備,功能爲數據包的路由選擇和轉發,即路由器去檢查IP包中得目的地址,通過去檢查自己的“地圖”——路由表,從正確的接口將數據包轉發出去。由很多路由器組成的網絡中,PC1將自己的數據包傳送給了路由器R1,路由器R1檢查該數據包後,發現應該傳送給路由器R2,路由器發現應該傳送給路由器R3,依次類推,最終將數據包發送往目的地。下圖爲一個簡單的路由轉發的模型,希望對讀者的理解有幫助,這裏僅僅需要對這個模型理解即可,因爲後面我們會詳細的講解各個路由協議以及路由表的查找。

圖1.2

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交換機(Switch

    交換機,和路由器相比,路由器工作在網絡層,基於IP進行轉發,而交換機一般工作在OSI的第二層——數據鏈路層,查找自己的mac地址表,基於mac地址進行轉發,詳情見“交換機工作原理部分”。

    交換機目前根據工作原理分爲二層交換機和三層交換機,二層交換機工作在數據鏈路層,基於mac進行轉發,而三層交換機,既工作在數據鏈路層,又工作在網絡層,根據需求進行二層或三層轉發,進行二層轉發時,工作原理與二層交換機一致,進行三層轉發時,讀者暫且可以認爲是:一次路由,多次交換。即:第一個數據包爲基於IP進行查找的三層交換,以後的數據包,僅僅執行二層交換即可,後面會詳細介紹。

1.2.2 網絡介質

    在網絡中,數據的傳輸,必定需要一些物理介質,作爲數據傳輸的承載體。

    我寫本節並不是心血來潮,而是深有感觸。很多網絡初學者,可能最初由於學習環境的限制,無真機,導致很多初學者剛剛接觸網絡之時,雖然在模擬器上進行了各種調試,設備的配置或許和實驗環境無大的差異,但在工作現場,可能會遇到各種各樣的介質,例如雙絞線、光纖、同軸電纜等,介質的不同,接口不同,可能會無從下手。

雙絞線

    這種介質,最常見,也就是我們所說的網線,8芯組成,如果是百兆網絡的話,其實只用到了其中的4芯,即我們經常所說的1、2、3、6四芯。千兆網絡的話,要求8芯全通。

    作爲一個網絡工程師,基本功總得學會做網線吧(突然想起了自己第一次做網線的場景,至今那根網線依然插在那家公司的核心交換機上),線序如下:

    568A : 橙白 橙 綠白 藍 藍白 綠 棕白 棕

          1       2      3     4       5      6     7       8

    568B: 綠白 綠 橙白 藍 藍白 橙 棕白 棕色

    細心的讀者會發現,所謂的568A和568B的區別爲1、2與3、6位置的替換。

    雙絞線的線序分爲直通線、交叉線,在早期,設備之間採用雙絞線的互聯,有較爲嚴格的要求,不同的設備之間,一般採用直通線,即兩端都採用568B的線序,例如PC與交換機、交換機與路由器的互聯。相同的設備之間,一般採用交叉線,即一端採用568B的線序,另一端採用568A的線序,用於連接相同的設備,例如PC與PC,交換機與交換機,PC與路由器等。

    後來Auto MDI/MDIX的出現,已經對網線的線序要求不高,一般情況下,採用直通即可。

雙絞線,按照有無屏蔽可分爲,帶屏蔽雙絞線與普通雙絞線,通常家庭或普通環境中我們一般都採用普通雙絞線,屏蔽雙絞線電纜的外層由鋁鉑包裹,以減小輻射,但並不能完全消除輻射 ,屏蔽雙絞線價格較貴,安裝時要比非屏蔽雙絞線電纜困難。

    雙絞線,按照線徑的粗細,可分爲:一類、二類、三類、四類、五類、超五類、六類線,目前我們最常用的爲五類與超五類,這裏不詳細一一贅述。

光纖

    其實很少有人真正見到過光纖,可能讀者說,大街上,架空光纜,不是光纖麼?那東西學名其實叫光纜,而光纖是包裹在其中的,光纖非常脆弱,芯的直徑爲8μm-15μm,外面包了一層厚厚的保護層,順便說一句,爲了在拖拽或架空的過程中,不傷到內部的光纖,通常在保護層中,是有一根或三根或更多的的鋼絲存在的,由鋼絲來承擔強大的拉力。

    光纖分爲單模和多模,單模光纖可以傳輸2-20公里不等,而多模光纖距離較近,一般爲200m -800m 左右。

    可能讀者曾經聽到有朋友這樣說,在機房的橘紅色爲多模光纖,看到的黃色的爲單模光纖,這個結論是對的。只是讀者看到的這種東西名字叫光纖跳線而已。我覺得這裏很有必要提一下光纖跳線的類型,因爲光纖進入到企業,會被熔接到光纖配線架上,從光纖配線架到網絡設備或光纖收發器,會用到跳線;網絡設備的互聯,也會用到跳線。跳線的話接口類型較多,希望讀者能耐心的看下,因爲工作中會用到,非常實用。

1、LC-LC 該類型跳線經常用於網絡設備的光模塊的互聯,Mini 的GBIC的插頭

圖1.3

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2、FC到SC,圓的一端爲FC,FC端一般接光纖配線架,另一端爲SC,一般接catalyst交換機較多。

圖1.4

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3、ST到FC,對於10Base-F連接來說,連接器通常是ST類型,另一端FC連的是光纖步線架。注意ST與FC都爲圓形接口,區別方法爲:FC接口連接時用的螺紋固定,而ST是卡上去的。

圖1.5

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4、SC-SC,兩端都接GBIC

圖1.6

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5、SC到LC,一頭GBIC,另一頭MINI-GBIC。

圖1.7

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(未完待續)

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