計算機網路基礎



計算機網路是指由計算機、伺服器、路由器、交換機或其他相關硬體裝置互聯組成的網路,這些裝置相互連線以進行通訊和共享資源、交換資料以及共享服務。

Computer Networks

計算機網路的特徵

計算機網路的特徵如下:

  • 在計算機之間共享資源。
  • 在一臺計算機上建立檔案並存儲,然後從網路上連線的其他計算機訪問這些檔案。
  • 將印表機、掃描器或傳真機連線到網路中的一臺計算機,並允許網路中的其他計算機使用網路上提供的裝置。

計算機網路的型別

計算機網路可以分為三大類:

  • 區域網 (LAN)
  • 都會網路 (MAN)
  • 廣域網 (WAN)

這些網路可以根據地理範圍和連線介質(有線或無線)進行構建。計算機網路允許使用者同時訪問網路、檔案共享、列印和協作。計算機網路可以使用網路拓撲(星形、匯流排形、環形、網狀形)和協議(TCP/IP、乙太網、Wi-Fi)進行設計,具體取決於其服務環境的特定需求和約束。

LAN、MAN和WAN的描述如下:

1. 區域網 (LAN)

顧名思義,區域網 (LAN) 是一個僅限於本地區域的網路,例如家庭、辦公樓、學校或校園。因此,任何存在於單一建築物內,甚至是一組相鄰建築物內的網路,都被視為區域網。它通常用於將獨立的區域網連線在一起,以便它們可以通訊和交換資料。在區域網中,連線的計算機和網路裝置數量有限,因為其地理範圍較小;它是專門為短距離設計的,用於在連線的裝置之間共享資源,例如檔案、印表機和網際網路連線;在有線區域網中,裝置透過電纜物理連線,而在無線區域網中,裝置使用無線介質連線。

Local Area Network (LAN)

總的來說,區域網對於特定區域內裝置之間的通訊、資源共享和通訊至關重要,併為其使用者提供檔案共享、列印、多媒體和流媒體等便利,這些是商業和家庭網路的常見任務。

區域網的特徵

  • 地理範圍有限 - 區域網專用於小型區域,例如單一建築物、校園、學校、醫院。
  • 高資料傳輸速率 - 區域網覆蓋的距離較短,因此與都會網路和廣域網相比,資料傳輸速度更快。
  • 所有權和控制權 - 由於其本地網路和規模較小,因此由個人或組織擁有、控制和管理,並完全控制網路、訪問和安全策略。
  • 連線性 - 通常,區域網使用乙太網電纜、Wi-Fi或兩者連線。
  • 拓撲結構 - 它是構建區域網的方法;一些常見的拓撲結構包括匯流排形、星形、環形或網狀形。

2. 都會網路 (MAN)

都會網路 (MAN) 是一個廣泛的網路,它將兩個或多個區域網連線到特定的地理區域,例如城市或城鎮。通常,都會網路不屬於單個組織所有。其通訊裝置和裝置由一個或多個網路提供商維護,這些提供商將其網路服務出售給企業客戶。都會網路通常充當高速網路,允許共享區域資源。都會網路還可以提供兩個或多個本地網路之間的互連。

Metropolitan Area Network (MAN)

都會網路的特徵

  • 地理覆蓋範圍 - 都會網路覆蓋更大的地理範圍,因為它組合了不同位置的多個區域網;例如 - 城市網路。
  • 高速連線 - 都會網路在都會網路中互連的裝置之間提供高速資料傳輸。
  • 公有或私有所有權 - 市政政府和電信公司可以擁有和運營都會網路。
  • 可擴充套件性 - 都會網路是可擴充套件的網路,每當網路需要擴充套件時,都可以擴充套件或升級都會網路。
  • 可靠性和冗餘性 - 都會網路使用冗餘網路元件和備份解決方案來減少網路故障和網路停機。在裝置故障或網路干擾的情況下,備用網路路徑、備用電源和故障轉移過程可保持網路可用性。
  • 支援各種技術 - 都會網路支援乙太網、光纖、無線通訊和微波鏈路等網路技術。
  • 服務提供 - 都會網路為其使用者提供網路訪問、資料傳輸、語音通訊、視訊會議和雲服務等服務。
  • 安全措施 - 都會網路實施安全措施以保護網路資源、資料和通訊免受未經授權的訪問、網路威脅和其他安全風險。

總的來說,都會網路非常適合為大都市地區的使用者和組織提供快速、可靠和可擴充套件的連線,從而實現高效的通訊、協作和對網路資源的訪問。

3. 廣域網 (WAN)

將多個都會網路和區域網組合在一起的網路稱為廣域網;廣域網覆蓋廣泛的地理區域,通常覆蓋多個城市、地區、國家甚至大陸。

示例

一家公司可能在其總部和製造工廠位於一個城市,而營銷辦公室位於另一個城市。每個站點都需要本地資源、資料和程式,但也需要與其他站點共享資料。為此,公司可以連線透過公共設施連線的裝置以建立廣域網。

Wide Area Network (WAN)

廣域網的特徵

  • 大地理覆蓋範圍 - 廣域網包括城市、地區和國家網路,並根據需求增加而擴充套件。這涵蓋了全球地理覆蓋範圍。
  • 區域網的互連 - 廣域網互連地理上分散的區域網。一個區域的使用者可以與位於不同位置的使用者通訊,並訪問位於其他位置的資源。
  • 使用公共和私有電信基礎設施 - 廣域網使用租用線路、光纖電纜、衛星鏈路和微波鏈路。廣域網的基礎設施允許長距離資料傳輸。
  • 高頻寬和長距離通訊 - 廣域網透過高頻寬連線提供快速的資料傳輸和跨越廣闊距離的通訊。廣域網頻寬和速度取決於傳輸介質和網路技術。
  • 多協議支援 - 為了滿足通訊需求,廣域網支援多種網路協議和技術。包括 TCP/IP、MPLS、幀中繼、ATM 等。
  • 集中式管理和控制 - 廣域網使用集中式管理和控制來最佳化效能、管理網路資源並在不同位置實施安全法規。集中式管理確保網路效率和一致性。
  • 安全考慮 - 加密、虛擬專用網路 (VPN)、防火牆、入侵檢測/防禦系統 (IDS/IPS) 和訪問控制機制是廣域網用來保護資料和網路資源免受網路威脅和未經授權訪問的安全措施。
  • 可擴充套件性和靈活性 - 廣域網具有靈活性和可擴充套件性,允許網路增長、流量增加以及新的位置或使用者。廣域網技術可以滿足不斷變化的業務需求和技術發展。

建立計算機網路所需的硬體/裝置

  • 網路電纜
  • 分配器
  • 路由器
  • 內建網絡卡
  • 外接網絡卡

網路電纜

網路電纜用於連線計算機。最常用的電纜是 5 類 RJ-45 電纜。

Network Cables

分配器

計算機可以透過序列埠連線到另一臺計算機,但如果我們需要連線許多計算機以構建網路,則此序列連線將無法工作。

Distributors

解決方案是使用一箇中心主體,其他計算機、印表機、掃描器等可以連線到該主體,然後該主體將管理或分配網路流量。

路由器

路由器是一種裝置,充當網路中計算機和其他裝置的中心點。它配備了稱為埠的孔。計算機和其他裝置使用網路電纜連線到路由器。如今,路由器以無線模式出現,可以使用該模式連線計算機而無需任何物理電纜。

Router

網絡卡

網絡卡是計算機的必要元件,沒有它,計算機就無法連線到網路。它也稱為網路介面卡或網路介面卡 (NIC)。大多數品牌計算機都預裝了網絡卡。網絡卡有兩種型別:內建網絡卡和外接網絡卡。

內建網絡卡

主機板有一個內建網絡卡插槽,需要將其插入其中。內建網絡卡有兩種型別,第一種型別使用外設元件互連 (PCI) 連線,而第二種型別使用工業標準體系結構 (ISA)。網路電纜是提供網路訪問所必需的。

Internal Network Cards

外接網絡卡

外網絡卡分為兩種型別:無線和基於USB的。無線網絡卡需要插入主機板,但是不需要網線連線網路。

External Network Cards

通用序列匯流排 (USB)

USB網絡卡易於使用,透過USB埠連線。電腦會自動檢測USB網絡卡,並自動安裝支援USB網絡卡所需的驅動程式。

Universal Serial Bus (USB)
廣告