计算机网络相关概念总结
计算机网络相关概念总结
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导语：
本文主要介绍对计算机网络相关概念理解和总结，其中相关概念包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、路由器、交换机、集线器、调制解调器(ADSL，猫Modem)、网关(Gateway)、网桥、网卡等，这些概念都是我们平时经常接触到的网络知识。
一、广域网与局域网
1、概念
广域网WAN(Wide Area Network)：主要是指远距离的、大范围的计算机网络。跨地区、跨城市、跨国家的网络都是广域网。由于广域网的覆盖范围广，联网的计算机多，因此广域网上的信息量非常大，共享的资源非常丰富。Internet是全球最大的广域网，它覆盖的范围遍及全世界。
局域网LAN(Local Area Network)：一般指覆盖范围在10公里以内，一座楼房或者一个单位内部的网络。由于传输距离直接影响传输速度，因此，局域网内的通信，由于传输距离短，传输的速率一般都比较高。目前，局域网的传输速率一般可以达到10MB/s和100MB/s，其中高速局域网传输速率可达到1000MB\s。
注：公网、外网，即为广域网；私网、内网，即为局域网。
2、区别
广域网上的每一台电脑或者其他网络设备都有一个或多个广域网IP地址(公网、外网IP地址)，广域网IP地址一般要到ISP(Internet Service Provider)出缴费之后才能申请到，广域网IP地址是唯一的；而局域网上的每一台电脑或者其他网络设备都有一个或者多个局域网IP地址(私网、内网IP地址)，局域网IP地址是局域网内部分配的，不同局域网的IP地址可以重复，不会相互影响。
广域网与局域网电脑交换数据需要通过路由器或者网关的NAT(网络地址转换)进行，一般来说，局域网内电脑设备发起的对外连接请求，路由器或者网关都不会加以阻拦，但来自广域网对局域网内电脑连接的请求，路由器或者网关在绝大多数情况都会进行拦截处理。
注：广域网，花钱买带宽；局域网，花钱买设备，带宽有保障。
广域网与局域网的具体关系如下二图所示
二、网桥、路由器、交换机、集线器、调制解调器、网卡、网关
1、网桥
网桥(Bridge)是局域网与局域网之间建立连接的桥，其属于网络层的一种设备，主要作用是扩展网络和通信，在各种传输介质中转发数据信号，扩展网络的距离，同时有选择地将有地址的信号从一个传输介质发送到另一个传输介质，并能有效地限制两个介质系统中无关紧要的通信。
网桥还可分为本地网桥和远程网桥，其中本地网桥指的是在传输介质允许长度范围内互联网络的网桥，远程网桥指的是连接的距离超过网络的常规范围时使用的远程桥，通过远程桥互联的局域网将成为广域网。
2、路由器
路由器(Router)是用于连接多个逻辑上分开的网络。逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。路由器是属于网络应用层的一种互联设备，只接收源站或其他路由器的信息，它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆和双绞线；远程路由器是用来与远程传输介质连接并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机和发射机。如果只需要将计算机连接起来，则仅仅使用集线器和交换机即可实现，但是，如果想通过一台调制解调器使所有计算机都可以访问Internet，可以使用路由器或者具有内置路由器的调制解调器。此外，路由器通常会提供内置安全功能，如防火墙。
注：路由器价格比集线器、交换机高。
3、交换机
交换机(Switch)使网络上的计算机可以进行通信，使用以太网电缆将每台计算机连接到交换机后，从一台计算机发送到另一台计算机的信息就会通过该交换机。交换机可以识别所有接收信息的预期目标，因此只会将相应信息发送到应该接收该信息的计算机。
注：交换机可以同时发送和接收信息，如果家庭网具有4台或者更多的计算机，或者要将网络用于需要在计算机之间传送大量信息的活动，则最好选择使用交换机而不是集线器。
4、集线器
集线器(Hub)与交换机的工作方式相同，其中集线器无法识别所接收的信息的来源或者预期目标，因此它会将信息发送至与其连接的所有计算机(包括发送该信息的计算机)。集线器可以发送或者接收信息，但不能同时发送并接收信息。这使得集线器的速度慢于交换机，其价格也低于交换机。
5、调制解调器
调制解调器俗称猫Modem，其主要作用是对模拟信号与数字信号进行相互转换，如家庭网络中的拨号上网，使用的是电话线接入网络，电话线从Internet传送的信息都是模拟信号，而电脑需要接收数字信号才能通信，所有就需要调制解调器来转化。
6、网卡
网卡是工作在数据链路层的网络组件，是局域网中连接计算机与传输介质的接口，不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码解码以及数据缓存的功能等。
7、网关
网关(Gateway)实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如网络A和网络B，网络A的IP地址范围为"192.168.1.1192.168.1.254"，子网掩码为"255.255.255.0"；网络B的IP地址范围为"192.168.2.1192.168.2.254"，子网掩码为"255.255.255.0"。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器上)，TCP/IP协议也会根据子网掩码"255.255.255.0"判定两个网络在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。
三、DHCP服务器、DNS服务器、NAT
DHCP服务器
动态主机配置协议(DHCP)是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获取服务器分配的IP地址和子网掩码。然而该服务器就是DHCP服务器，其必须安装有Windows Server系统，且还需安装TCP/IP协议，并为其设置静态IP地址、子网掩码、默认网关等。
两台连接到互联网上的电脑相互之间通信，必须有各自的IP地址，由于IP地址资源有限，宽带接入运营商不能做到给每个报装宽带的用户都能分配一个固定的IP地址（所谓固定IP就是即使在你不上网的时候，别人也不能用这个IP地址，这个资源一直被你所独占），所以要采用DHCP方式对上网的用户进行临时的地址分配。也就是你的电脑连上网，DHCP服务器才从地址池里临时分配一个IP地址给你，每次上网分配的IP地址可能会不一样，这跟当时IP地址资源有关。当下线的时候，DHCP服务器可能就会把这个地址分配给之后上线的其他电脑。这样就可以有效节约IP地址，既保证了网络通信，又提高IP地址的使用率。
DNS服务器
DNS(Domain Name System)计算机域名系统，它是由域名解析器和域名服务器组成的。域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和对应IP地址，并具有将域名转换为IP地址功能的服务器。其中域名必须对应一个IP地址，一个IP地址可以有多个域名，而IP地址不一定有域名。域名系统采用类似目录树的等级结构。域名服务器通常为客户机/服务器模式中的服务器方，它主要有两种形式：主服务器和转发服务器。将域名映射为IP地址的过程就称为“域名解析”。
NAT
NAT(Network Address Translation)是一项网络地址转化技术，其可以把内部私有网络地址(IP地址)翻译成合法网络IP地址，甚至允许将整个机构以一个公网IP地址出现在在Internet上。
NAT就是在局域网内部网络中使用内部地址，而当内部节点要与外部网络进行通讯时，就在网关（可以理解为出口，打个比方就像院子的门一样）处，将内部地址替换成公用地址，从而在外部公网（Internet）上正常使用，NAT可以使多台计算机共享Internet连接，这一功能很好地解决了公共IP地址紧缺的问题。通过这种方法，您可以只申请一个合法IP地址，就把整个局域网中的计算机接入Internet中。这时，NAT屏蔽了内部网络，所有内部网计算机对于公共网络来说是不可见的，而内部网计算机用户通常不会意识到NAT的存在。虽然内部地址可以随机挑选，但是通常使用的是下面的地址：10.0.0.010.255.255.255，172.16.0.0172.16.255.255，192.168.0.0~192.168.255.255。
NAT功能通常被集成到路由器、防火墙、ISDN路由器或者其他单独NAT设备中。
