网络101:以太网,LAN及其工作方式

在网络的早期,用户通过直接从PC拨号进入其所选的Internet服务提供商(ISP)来连接到Internet。您能听到调制解调器的怀旧声音吗?但是对于今天的用户来说,“网络"上的所有设备都是必须的。多年来,企业一直在使用基于以太网的LAN来进行此操作……但是“ LAN"和“以太网"并不是同义词。

让我们来看看每个人如何对您的能力做出贡献。观看有趣的猫视频。

什么是局域网?

局域网(LAN)是一种网络,其成员彼此之间是众所周知的,但世界其他地方却不知道。局域网要比互联网的前辈早十年左右。例如,一种称为令牌环的较旧类型允许您以较大的环路连接网络。流量绕过各个网络成员(或节点),直到到达目的地。

与局域网连接的现代计算机可以相互通信,也可以与外部计算机(例如Web服务器包含了很棒的网站,例如PCPC.me)。但是这些其他计算机无法发起联系。这怎么可能?这是因为您的本地网络已被IPv4标准指定为“专用"。

使用互联网协议版本4(IPv4)的网络为每个网络节点使用熟悉的地址,例如“ 192.168.0.25"。 IPv4标准规定专用本地网络的成员使用特定的地址范围,如下所示:

  • 10。*。*。*
  • 172.16。*。*至172.31。* 。*
  • 192.168。*。*
  • 当您尝试联系上述地址之一时,您的计算机将查找与其直接连接的其他设备。换句话说,它不会在外面寻找这些节点(稍后会更多地讨论“外部"的含义)。

    Say you want to look at a web page. When you type in its URL, your computer will try to figure out its IP address using a DNS search . If that IP ends up being one of those above (i.e. a local address), your computer will attempt to contact that machine directly. Since they’re members of the same private network, it will find that node.

    Otherwise, your computer will need to venture into the internet to contact it. One of the nodes on the LAN is designated as the gateway and all the other machines are configured to use this gateway. A gateway will receive these outgoing requests (such as “fetch me the home page of MUO”) and determine where to send it next. Then it’ll send the request, receive the response, and forward that back along to the machine that asked for it. (This process is called network address translation .)

    结果是您的设备在本地具有一个IP地址,但在外部具有一个IP地址机器有不同的。若要查看其工作原理,请尝试以下操作:

  • 在LAN上查找计算机的IP地址。查看过去在MUO上使用ipconfig在Windows上执行此操作的文章。
  • 现在,转到网站What Is My IP。该网站的前提很简单:您的请求来自您的公开地址,而该网站只是向您显示此信息。
  • 看看两者有何不同?

    当您请求MUO主页时,我们的Web服务器会看到来自外部地址而不是您的本地地址的请求。这也意味着网络服务器无法尝试自行连接到您的计算机。默认情况下,网关(通常是路由器)不会在任何地方转发传入请求。在下一节中,我们将研究这两个地址的工作原理。

    本地(私有)地址和正在使用的公共地址

    让我们尝试一些实验来证明这种区别。如果您有Wi-Fi网络,请使用以下命令将手机连接到它并ping PC(有适用于iOS和Android的终端应用程序):

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

    您应该获得如下所示的输出以上(即ping命令成功执行)。现在断开与Wi-Fi的连接,并使用您之前看到的外部地址(例如“ 8.14。*​​。*")进行尝试。您可能没有任何响应,因为该命令正在打中您的路由器并被忽略(当您厌倦了等待时,请按 Ctrl + C )。

    So what use is a network if no one from the outside can ever get into it? They can, but it needs to happen in a controlled manner. Routers can be configured to open specific ports to incoming traffic and direct it to a specific machine within your local network, a process called port forwarding .

    Consider your home network’s SSH server , which likely has an internal IP such as “192.168.0.2.” You can configure your router to forward port 22 to this particular local machine. Now when you contact the SSH port of your external address (“8.14.*.*:22”), the router forwards this along to your local machine.

    可以通过外部地址从外部到达您的计算机,因为您的路由器会将请求传递到LAN。这也是PCPC.me的网络将端口80转发到Web服务器的方式,使您可以立即阅读本文。

    高级LAN配置

    除了基本的家庭或企业网络,您可能甚至不知道正在使用其他几种LAN配置。以下是一些最常见的方法。

    将设备绑定到智能手机实际上会在两个设备之间创建一个(基于Wi-Fi的)LAN。然后,电话充当网关,将接收到的请求路由到移动运营商网络(即“公共"网络)。

    大多数家庭网络路由器都认为它们将是唯一扮演以下角色的设备有线和无线网关。但是可以将无线路由器设置为仅用作“接入点"。这意味着它随后将处理接收到的所有流量并将其转发到“主"路由器。

    Most operating systems will allow you to directly connect two devices together, although this typically comes with some caveats. Firstly, you’ll need to configure them by hand — there won’t be any fancy router doling out IP addresses automatically (unless of course you set up one of the two devices as a DHCP server ).

    Second, when you do configure them, you’ll need to do it right. If you set them up with addresses from different ranges (e.g. one with an address of 192.168.3.1 and the other 10.30.30.90), they won’t be able to see each other. Lastly, by using the network connections of each to connect to the other, you’ll need to take additional steps if any of them are to reach the internet (such as turning your Windows PC into a wireless router ).

    以太网的作用是什么?

    LAN是网络配置,还是? 拓扑。那么什么是以太网?以太网是您可以用来创建LAN的(中的一种)。其他包括Wi-Fi,蓝牙和USB。这些都可以用于创建本地网络,甚至可以全部并存于同一网络中。尽管无线具有便利性,但以太网仍然扮演着以下几个重要角色:

  • 以太网仍然是企业网络中工作站的事实上的连接。
  • 即使在完全无线网络中(例如,家庭网络),则电缆/ DSL调制解调器与路由器之间的连接是以太网。
  • 对带宽敏感的活动(如游戏或流媒体)仍然受益于有线以太网连接。
  • 以太网继续提供物理安全性的好处。
  • 以太网网络中的主要网络设备是 Category-5 电缆,该电缆在两个 RJ-45 端口。一个非常基本的以太网网络只能由三部分组成:两个具有RS-45端口的节点以及在它们之间延伸的电缆。在家庭网络中,这相当于将设备(例如Xbox)直接插入电缆调制解调器的端口中。

    更复杂的网络会利用集线器和路由器等其他元素。这两个术语很容易混淆,但是我们已经更详细地说明了差异。要记住的重要一点是,集线器在内部连接网络,而路由器将其与其他外部网络连接。上面的所有内容也可以与包含与台式计算机或服务器之类的设备的以太网连接以及与打印机,电话/平板电脑以及有线子站无法访问的设备的无线连接在内的网络相结合。

    基本上,不是所有的LAN都是以太网

    以太网是当今最古老的LAN之一,并且在许多方面仍然是最好的LAN介质之一。但是网络已经不仅仅是这种连接类型了。尽管以太网仍然是大多数家庭和办公室局域网中的关键元素,但它们却不相同。

    您的家庭网络是什么样的?您还有通过以太网硬连线的设备吗?对于某些应用,首选以太网而不是其他类型的连接?在评论中让我们知道!

    标签: 计算机网络 以太网 LAN