網路101:乙太網、區域網及其工作原理

即使對現代使用者來說,圍繞家庭網路的語言也可能有點混亂。區域網是什麼?為什麼我需要乙太網電纜?不是都一樣嗎?...

在網絡的早期,用戶通過從PC直接撥號到他們選擇的互聯網服務提供商(ISP)來連接互聯網。你能聽到調制解調器發出的懷舊的尖叫聲嗎?但對於今天的用戶來說,他們所有的設備都“在網絡上”是既定的。多年來,企業一直在使用基於以太網的局域網來實現這一目標。。。但是“局域網”和“以太網”不是同義詞。

networking-lan

讓我們看看每一個如何有助於你的能力,看有趣的貓視頻。

什麼是局域網(a lan)?

局域網(LAN)是一個成員彼此已知,但世界上其他地方不知道的網絡。局域網比因特網的前身早了十年左右。例如,一種稱為token ring的舊類型允許您在一個大循環中連接網絡。流量在各個網絡成員(或節點)之間盤旋,直到到達目的地。

lan token ring

現代局域網連接的機器可以相互通信,也可以與外部計算機通信(比如網絡服務器上有像MakeUseOf這樣的很棒的網站)。但是其他的電腦不能作為回報。這怎麼可能?這是因為您的本地網絡被IPv4標準指定為“專用”。

什麼是專用ipv4網絡(a private ipv4 network)?

使用internet協議版本4(IPv4)的網絡為每個網絡節點使用熟悉的地址,如“192.168.0.25”。IPv4標準規定,專用本地網絡的成員使用特定的地址範圍,如下所示:

  • 10.*.*.*
  • 172.16.*至172.31.**
  • 192.168.*.*

當您試圖聯繫上述地址之一時,您的計算機將查看它直接連接到的其他設備。換句話說,它不會在外面尋找這些節點(稍後將詳細介紹“outside”的含義)。

假設你想看一個網頁。當您鍵入其URL時,您的計算機將嘗試使用DNS搜索找出其IP地址。如果該IP最終是上述IP之一(即本地地址),則您的計算機將嘗試直接與該計算機聯繫。因為他們是同一個私有網絡的成員,它會找到那個節點。

lan local vs external network

否則,您的計算機將需要冒險進入互聯網與之聯繫。局域網上的一個節點被指定為網關,所有其他機器都配置為使用此網關。網關將接收這些傳出請求(例如“fetch me the home page of MUO”),並確定下一步發送到哪裡。然後它將發送請求,接收響應,並將其轉發回請求它的機器。(此過程稱為網絡地址轉換。)

結果是您的設備在本地有一個IP地址,但在外部機器看來卻有一個不同的IP地址。要了解其工作原理,請嘗試以下操作:

  1. 在局域網上查找計算機的IP地址。看看以前的MUO文章,在Windows上使用ipconfig或者在Linux和Mac上使用ifconfig來實現這一點。
  2. 現在,去網站什麼是我的IP。這個網站的前提很簡單:你的請求來自你的公共廣播,而這個網站只是把它顯示給你。

whats my ip address mobile site

看看這兩者有什麼不同?

windows 10 ipconfig

當您請求MUO主頁時,我們的web服務器會看到來自外部地址的請求,而不是您的本地地址。這也意味著web服務器無法嘗試單獨連接到您的計算機。默認情況下,網關(通常是路由器)不會將傳入的請求轉發到任何地方。在下一節中,我們將研究這兩個地址是如何工作的。

本地(私人)和公共廣播

讓我們做一個小實驗來證明這種差異。如果您有Wi-Fi網絡,請將**連接到該網絡,然後使用以下命令ping您的PC(iOS和Android都有終端應用程序):

ping [your internal IP address, e.g. 10.30.30.90]

lan phone ping local

您應該得到如上所示的輸出(即ping命令成功)。現在,請斷開Wi-Fi連接,然後使用之前看到的外部地址(例如“8.14.*.*)進行嘗試。您可能不會得到任何響應,因為該命令正在命中路由器並被忽略(當您厭倦等待時,請按Ctrl+C)。

lan phone ping external

從外部訪問局域網

那麼,如果外界沒有人能進入網絡,網絡又有什麼用呢?他們可以,但必須以可控的方式進行。路由器可以配置為對傳入流量打開特定端口,並將其定向到本地網絡中的特定計算機,這一過程稱為端口轉發。

lan router port forward

考慮一下您的家庭網絡的SSH服務器,它可能有一個內部IP,比如“192.168.0.2”。您可以配置路由器將端口22轉發到這個特定的本地機器。現在,當您聯繫外部地址的SSH端口(“8.14.*:22”)時,路由器會將其轉發到本地計算機。

lan port forward

結果是,您可以通過外部地址從外部訪問您的計算機,因為您的路由器會將請求傳遞到LAN。這也是MakeUseOf的網絡如何將端口80轉發到web服務器,讓您現在就可以閱讀本文。

高級lan配置

除了基本的家庭或商業網絡之外,還有一些你甚至不知道自己在使用的局域網配置。以下是一些最常見的。

栓系

把一個設備拴在你的智能**上實際上會在兩個設備之間創建一個(基於Wi-Fi的)局域網。然後,**充當網關,將接收到的請求路由到移動運營商網絡(即“公共”網絡)。

“基礎設施”設備

lan wireless access point

大多數家庭網絡路由器認為,他們將是唯一的設備發揮作用,有線和無線網關。但是設置一個無線路由器作為“接入點”是有可能的,這意味著它將接收到的任何流量並轉發到“主”路由器上。這是一個很好的使用舊路由器,作為“範圍擴展”的排序。

對等網絡

大多數操作系統都允許您將兩個設備直接連接在一起,儘管這通常會附帶一些注意事項。首先,您需要手動配置它們——不會有任何花哨的路由器自動分配IP地址(當然,除非您將兩個設備中的一個設置為DHCP服務器)。

第二,當您配置它們時,您需要正確地進行配置。如果將它們設置為不同範圍的地址(例如,一個地址為192.168.3.1,另一個地址為10.30.30.90),它們將無法看到對方。最後,通過使用彼此的網絡連接來連接到另一個,如果其中任何一個要連接到internet,您需要採取額外的步驟(例如將您的Windows PC變成無線路由器)。

以太網呢?

局域網就是一種網絡配置或拓撲結構。那麼什麼是以太網?以太網是可以用來創建局域網的一種(多種)介質。其他包括Wi-Fi、藍牙和USB。這些都可以用來創建本地網絡,甚至可以在同一個網絡**存。雖然無線有其便利性,但以太網仍扮演著以下幾個重要角色:

  • 以太網仍然是企業網絡中工作站的實際連接。
  • 即使在全無線網絡(如家庭網絡)中,電纜/DSL調制解調器和路由器之間的連接也是以太網。
  • 對帶寬敏感的活動(如遊戲或流媒體)仍然受益於有線以太網連接。
  • 以太網繼續提供物理安全的好處。

以太網中的主要網絡設備是在兩個RJ-45端口之間運行的5類電纜。一個非常基本的以太網網絡可以只由三部分組成:兩個帶有RS-45端口的節點和它們之間的電纜。在家庭網絡中,這相當於將設備(如Xbox)直接**電纜調制解調器的端口。

lan p2p network

更復雜的網絡使用其他元素,如集線器和路由器。這兩個術語很容易混淆,但我們已經更詳細地解釋了它們的區別。要記住的重要一點是集線器在內部連接網絡,路由器將其與其他外部網絡連接。上述所有功能也可以結合使用,網絡中包含與臺式PC或服務器等設備的以太網連接,以及與打印機、電話/平板電腦和有線drop無法觸及的設備的無線連接。

lan mixed network

基本上,並不是所有的局域網都是以太網

以太網是最古老的媒體之一,在許多方面仍然是最好的,為局域網的今天。但網絡的發展已經不僅僅侷限於這一種連接。儘管以太網仍然是家庭和辦公室中大多數局域網的關鍵元素,但它們並不是一回事。

你的家庭網絡是什麼樣子的?你有沒有通過以太網硬連接的設備?對於某些應用,更喜歡以太網而不是其他類型的連接?請在評論中告訴我們!

  • 發表於 2021-03-14 04:20
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  • 分類:科技

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  • 發佈於 2021-04-10 21:22
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