本文涵蓋網絡工作原理的基礎知識，以及如何使用不同的設備構建網絡。計算機網絡已經存在多年，隨著時間的推移，技術變得更快、更便宜。網絡由通過電纜或無線信號連接在一起的各種設備（計算機、交換機、路由器）組成。學習網絡的基礎知識對于各類IT領域的工作者尤為重要。

本文主要涵蓋以下概念：

客戶端和服務器：電子郵件和網頁等服務如何使用網絡進行連接。

IP 地址：如何找到網絡上的設備。

網絡集線器、交換機和電纜：任何網絡的硬件構建塊。

路由器和防火墻：如何組織和控制網絡上的流量。

客戶端和服務器

網絡上的一個重要關系是服務器和客戶端的關系，服務器是保存內容和服務（例如網站、媒體文件或聊天應用程序）的計算機。服務器的一個很好的例子是保存 Google 搜索頁面網站的計算機：http ://www.google.com，服務器保留該頁面，并在請求時將其發送出去。

客戶端是請求查看、下載或使用內容的另一臺計算機，例如您的筆記本電腦或手機。客戶端可以通過網絡連接以交換信息。例如，當您使用網絡瀏覽器請求 Google 的搜索頁面時，您的計算機就是客戶端。

在下面的示例中，兩臺計算機通過以太網電纜連接在一起，這些計算機能夠相互看到并通過電纜進行通信，客戶端計算機向服務器計算機請求網站，該網站由服務器傳送，并顯示在客戶端的網絡瀏覽器上。

網絡上的大多數請求和內容傳送都類似于或基于客戶端到服務器的關系。在網絡上，服務器幾乎可以位于任何地方，如果客戶端有地址，就可以訪問服務器上的內容。

客戶端和服務器關系的一個真實示例：

客戶端：您汽車中的無線電接收器

服務器：廣播電臺 ?

IP地址

為了通過網絡發送和定向數據，計算機需要能夠識別目的地和來源，該標識是 IP（互聯網協議）地址。IP 地址只是 1 到 254 之間的一組四個數字，由點分隔，IP 地址的示例是173.194.43.7。

IP 地址類似于街道地址，地址的一部分描述了建筑物在世界上的位置，另一部分將其縮小到一個州或城市，然后是該州或城市內的區域，然后是街道上的位置。

下面我們可以看到192.168.1 Street，上面是三間房子：

這些房子的完整地址是：192.168.1。20、192.168.1。21和 192.168.1。22。

IP 地址有不同的分類或類型。網絡可以是公共的，也可以是私有的。公共 IP 地址可在 Internet 上的任何位置訪問。私有 IP 地址不是，而且大多數通常隱藏在具有公共 IP 地址的設備后面。

在這里，我們可以看到一個示例：一條街道上有兩座建筑物的公共 IP 地址——代表計算機的地址對整個 Internet 可見。這些建筑物可能位于世界任何地方，但它們的地址是完整的，因此我們確切地知道它們的位置并可以向它們發送消息。

要查看公有和私有 IP 地址的常用示例，讓我們再看看192.168.1 Street。我們在街上有一棟新大樓。該建筑物有一個公共 IP 地址和一個私有 IP 地址。還有一個柵欄可以阻止 Internet 的其余部分查看消息并將消息傳遞到街道上的地址。

郵政大樓控制在互聯網和街道之間傳輸的信息，跟蹤離開街道的信息，并將返回的信息引導至正確的房屋。在街上，它的地址是192.168.1.1，在互聯網上它的地址是 74.10.10.50。

網絡集線器和交換機

傳統上，計算機使用電纜相互連接——創建網絡，最常用的電纜是以太網，它由塑料護套內的四對電線組成，它在物理上類似于電話線，但可以傳輸更多數據。

但是光靠電纜和計算機并不能構成良好的網絡，因此一種早期的解決方案是使用網絡集線器。來自計算機的以太網電纜連接到類似于自行車輪轂的設備 - 所有輻條都集中在中心。

集線器如何工作的示例如下所示。計算機A想向計算機B發送消息。它通過以太網電纜將消息發送到集線器，然后集線器將消息重復發送到所有連接的計算機。

如果許多計算機正在發送消息，則使用集線器的網絡可能會變慢，因為它們可能會嘗試同時發送消息并混淆集線器。為了幫助解決這個問題，網絡開始使用另一種稱為交換機的設備。交換機不會重復所有傳入的消息，而只會將消息發送到預期目的地。這消除了不必要的輪轂重復。

使用交換機，計算機A向計算機B發送一條消息——其他計算機看不到該消息。這些計算機可以同時發送其他消息而不會受到干擾。

但交換機確實有一個限制——它們只知道直接插入其中的設備的地址。因此，您只能將消息發送到少數設備——無論交換機有多少個端口！如果您需要將消息發送到另一個網絡上的計算機，則需要通過我們接下來討論的路由器發送。

路由器和防火墻

路由器完成了網絡上的大部分繁重工作：它們決定網絡上傳輸的所有消息，以及是否將消息傳入和傳出外部網絡。

主要有以下三個功能：

1、分離和橋接

路由器將網絡分成幾個部分，或者將不同的網絡橋接在一起，正如我們在上面的示例中看到的那樣——192.168.1 Street 的專用網絡通過公共 IP 地址橋接到 Internet。

2、分配 IP

他們可以分配 IP 地址。在 192.168.1 Street 的例子中，如果在這條街上建造了一座新房子，它將獲得下一個可用的最高門牌號。對于路由器，它們使用 DHCP（動態主機配置協議）分配 IP 地址。

3、防火墻和保護

他們可以過濾消息或讓用戶遠離私人網絡。大多數路由器都內置了防火墻。這是一種軟件功能，可以防止不需要的消息到達網絡內部或私有部分的計算機。

讓我們再看看 192.168.1 街，以及我們包括的郵政服務大樓，因為它有整條街道的公共地址。事實證明，那座郵政服務大樓充當著路由器的角色。

在這種情況下，郵政服務大樓使用其公共地址在 Internet 的其余部分與使用私有地址的街道之間路由消息。

定義

DHCP 動態主機配置協議

當客戶端設備插入以太網或連接到無線網絡時，它將 IP 地址分配給客戶端設備，例如臺式計算機、筆記本電腦和電話。

以太網

一種網絡協議，它定義了用于將計算機、交換機和路由器連接在一起的電纜和連接的類型。以太網布線最常見的是 5 類或 6 類，由類似于電話線的雙絞線組成。

Hub

將接收到的流量轉發給所有連接設備的網絡設備。

Switch

將接收到的流量發送到特定連接設備（例如單個臺式計算機或筆記本電腦）的網絡設備。

路由器

一種網絡設備，可以在不同網絡之間橋接，確定哪些流量可以在它們之間傳遞，并在網絡上執行其他功能，例如分配 IP 地址。

防火墻

通常由路由器執行的一項功能，它可以過濾網絡之間的流量，并可以保護它們免受干擾或攻擊。

編輯：黃飛

?