計算機網絡基礎 — 網絡設備 — 發展史

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網絡設備

網線、網卡、協議棧

中繼器（Repeater）

集線器（Hub）

網橋（Bridge）

交換機（Switch）

路由器（Router）

無線 AP

防火墻

流量控制設備

組網類型

家庭 SOHO 網絡

小型企業網絡

園區網

數據中心網絡

網絡設備

網線、網卡、協議棧

在發明網絡之前，個人計算機之間是獨立工作的，沒有網卡、網線或協議棧，主要使用磁盤、CD 和其他東西來傳輸數據。

后來，網線出現了。最小的網絡單元由網線、網卡和協議棧組成。

網線起著物理介質的作用，以傳輸比特流/電信號。網卡將轉換數據，例如，它將計算機存儲的數據轉換為網線的比特流/電信號。協議棧作為一種通信語言，可以在通信過程中實現數據分析、地址尋址和流控制。

中繼器（Repeater）

如果終端之間的距離太遠，一旦超過網線物理傳輸距離的上限，數據就會開始丟失。網線不夠長怎么辦？

中繼器是物理層的設備，可以中繼和放大信息以實現設備的遠距離傳輸。當電子信號在電纜上傳送時，信號強度會隨著傳遞長度的增加而遞減。因此需要中繼器將信號重新加強以增加數據的發送距離。中繼器的本質是一個將輸入信號增強放大的模擬設備，用來加強纜線的信號，把信號送得更遠，以延展網絡長度。

集線器（Hub）

中繼器通常只有兩個接口，這意味著如果網絡中有三個以上的終端主機，則無法實現多個主機之間的直接數據通信。中繼器端口不足怎么辦？

集線器是一種多接口中繼器，也是一個物理層設備。它可以中繼和放大信息，從任何接口接收的數據都將被發送到所有其他接口。

集線器和雙絞線等傳輸介質一樣，是一種不需任何軟件支持，只要求管理軟件進行管理的硬件設備。應用于 OSI 參考模型的物理層，因此又被稱為物理層設備。

集線器內部采用了電器互聯，當 LAN 的環境是邏輯總線或環型結構時，完全可以用集線器建立一個物理上的星型或樹型網絡結構。在這方面，集線器所起的作用相當于多端口的中繼器。其實，集線器實際上就是中繼器的一種，其區別僅在于集線器能夠提供更多的端口服務，所以集線器又叫多口中繼器。

集線器的工作過程是非常簡單的，首先是節點發信號到線路，集線器接收該信號，因信號在電纜傳輸中有衰減，集線器接收信號后將衰減的信號整形放大，最后集線器將放大的信號廣播轉發給其他所有端口。

網橋（Bridge）

《計算機網絡基礎 — 網絡設備 — 網橋（Bridge）》

交換機（Switch）

《計算機網絡基礎 — 網絡設備 — 交換機》

路由器（Router）

《計算機網絡基礎 — 網絡設備 — 路由器（Router）》

無線 AP

無線 AP 可以被視為具有無線功能的交換機/路由器。隨著無線城市和移動辦公的發展趨勢，無線產品在網絡中所占的比例正在增加。

根據部署方式的不同，可以分為胖 AP 和瘦 AP 解決方案。

胖 AP 方案：無線 AP 具有獨立的操作系統，該操作系統可以獨立調試無線熱點的所有配置，類似于家用 TP-Link 產品。

瘦 AP 方案：無線 AP 僅具有無線信號傳輸功能，所有命令調試都集中在后臺的 AC（無線控制器）上。

小型無線網絡（家庭、小型企業）可以使用胖 AP 解決，而大型無線網絡（無線城市、無線園區網絡）則需要使用瘦 AP（AC + AP）解決。

防火墻

防火墻是一種用于限制網絡安全訪問的網絡安全產品，通常用于 Internet 的邊緣，以防止外部黑客的攻擊。

根據防火墻的技術特點，可以分為包過濾、應用代理和狀態檢測防火墻。根據產品形式，可以分為軟件防火墻和硬件防火墻。

防火墻可視為具有安全功能的路由器。早期的防火墻在路由器的基礎上增加了訪問控制功能，因此在路由器上可以看到許多防火墻的功能，例如：路由協議、訪問控制列表、地址轉換技術等。

防火墻和路由器可以同時存在于網絡中。例如：防火墻可以放置在路由器之前或之后。在這種情況下，路由器側重于地址轉換和路由策略，而防火墻側重于安全隔離等。

在防火墻的基礎上，擴展出了 Web 防火墻、安全網關和入侵檢測/入侵防御等安全產品。

流量控制設備

網絡中的流量控制設備主要分為上網行為管理、負載均衡器/應用交付、鏈路優化等。

行為管理產品：主要關注細粒度的區分和流量控制。

負載平衡/應用程序交付：側重于流量的負載平衡（根據流量特征、應用程序、地址等進行區分，然后分配到不同的鏈接和服務器）。

鏈接優化：主要用于廣域網等低速鏈路的邊界，以使鏈路利用率最大化。

組網類型

家庭 SOHO 網絡

這是一個典型的家庭網絡，它通過無線路由器提供 Wi-Fi 熱點訪問，并提供路由器連接到外部網絡。

小型企業網絡

小型企業網絡使用二層架構、單核拓撲，需要路由器、交換機和服務器。

園區網

最常見的園區網架構，如：大中型企業網絡/校園網絡，采用接入匯聚核三層架構和雙核組網。根據網絡需求，分為用戶區、內部服務區、外部服務區、管理區、Internet 區等，它們通過核心交換機和防火墻連接并隔離。

互聯網使用多出口連接，通過路由器實現撥號和 NAT，通過流量控制設備實現負載均衡/上網行為管理，通過防火墻實現安全隔離。

數據中心網絡

下圖是典型的大型第二層數據中心網絡/IDC 設計，主要分為租戶區（服務集群）、Internet 區和安全管理區域。其中，租戶區采用設備虛擬化和鏈路虛擬化技術，提高設備處理能力和鏈路承載能力，并將負載均衡器放置在服務器區域中，以合理有效的方式將流量分配給固定服務器。

Internet 出口區域使用路由器執行 BGP 和地址反轉，使用 IPS/anti-DDoS 設備進行大流量泛洪攻擊，使用流量控制執行出口負載，并使用防火墻進行安全隔離。安全管理區通過防火墻安全訪問，通過審計、日志、入侵檢測、網絡管理等產品對整個網絡進行管理。

TCP/IP 網絡

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