家用网络基础知识

写了一个月了，一直拖拉着没完，前些天拿到路由器众测，又放下了。感觉再拖下去又是一个月了，就先结束吧。

一、前言

在大妈上面写了一些原创了，虽然有几篇有骗点金币去幸运屋抽奖的意思，（很遗憾，自从用几十个金币roll到了iphone背夹电池后，后面的金币全部投入进去了但是手黑的伸手不见五指了。所以大家要深刻认识到，赌博是没有前途的。）但是大多还是认认真真的希望能就我的认识给大家分享。当了很多年搞网络的民工，并不处理用户侧的设备，但是道理都是相通的，希望能给不明白这些的人普及点基本的知识吧。

二、家用网络基础

家用网络主要就是交换机和路由器了，很多年以前还是有用hub的，现在应该没什么人用了。这里就谈下hub、交换机和路由器吧。

网络的Byte和bit两个单位，这个代表什么意思就百度下吧，简单点说的话看黑客帝国总是有一串串的0、1在背景刷屏，感觉好高大上，那一个0或者一个1就是1个bit，这个是二进制的东西。一般来说一个英文字母或者空格啥子的就是一个Byte，用二进制的8个bit表述（我用的一般来说，因为编码来说我是外行啊 ，有些编码方式是会多几个Byte的。），所以我们可以用1B=8b来换算，我们的宽带是100Mb/s的话，换算下电脑上显示的下载速度就是100/8=12.5MB/s。有人说我家的下载比这个高哦，那你就开心呗，花一样的钱多拿一点多好；如果比这个低一点其实也可以理解，因为数据的传输还是有很多开销的（可以理解下你海淘转运1Kg的东西，包装用的纸盒子还是木头架子这些都会算在你的物品重量里面的），当然，你也可以说我不管，理论上我就应该是这些，不解决我就投诉。这个如果有需要，可以看下我的另一篇关于工信部或者通管局投诉的文章，目前为止，对运营商的投诉一胜一负，只能说证据最开始就提交完整，还是很有希望的。

1、首先说下hub，这个设备如果不知道的人就不必要了解了，现在家用不可能用这个了。很多年前星际争霸、红警、帝国时代还流行的时候，甚至WOW最初开始玩的时候都还是有hub的存在的。

hub的特性主要就是所有端口都在一个冲突域。分开来说两个特性，一个是所有端口的带宽共享：比如一个4口100Mb的hub，4个端口加起来的转发性能一共是100Mb，注意是加起来一共。二个是hub是个大喇叭，会给所有端口广播收到的信息。

hub的通信就是下面这个图的样子：

冲突的话可以这样理解，当然，这个是示意图，实际要复杂一些：

如果还有耐心看下去的话，下面是稍微专业点的说法：这4个端口在一个冲突域。如果打个比方，4个人共用一个大喇叭（4口hub），这个大喇叭1分钟能够说4句话（转发性能4句话/分钟），那么最好的方法是1个人说一句话（每个人平均1句话/分钟），这是理想状态。A说话的时候，其他人是不说话的，但是如果很巧，B也同时说话了，那么大喇叭里面出来的声音大家都听不清了，这个时间就浪费了（这个就是冲突了，理解成4个人都在一个冲突域，A和B这个时候冲突了），所以这个时候A和B就都给自己一个随机的延后时间，A自己算了下，5秒后再说话应该不会冲突了，5秒后A又说话了，没有人冲突的话A的消息就发出去了，但是如果D这个时候又和A冲突了，那么这个时间又浪费了，所以由于冲突域的存在，每个人实际上是没有办法平均1句话/分钟的。对应到hub上，4口的总的实际速率是肯定少于100Mb/s的，但是对于当时以Mb为单位的硬盘和软件而言，1MB/s的传输速度就已经很能够满意了。对于56KB的拨号上网速度来说，1MB/s的局域网速度也肯定是足够了，如果其他人都不用，只有两个电脑的话，冲突小了，速度就能接近100Mb/s了。当然，这些都是对于当时的网络而言。

继续说的话，就到了比较专业的内容了，所以就不说了。

本来说这个是想后面说WIFI的，但是WIFI的没写了，这个还是保留了。

2、然后说下交换机，交换机比hub要好很多，就是因为交换机隔离了冲突域。交换机能够学习每个端口下的MAC地址，什么是MAC地址就不说了，反正每个设备的MAC都是唯一的，人的名字会重复，但是设备的MAC地址理论上是全球唯一的，除非你自己动手改。所以交换机内部建立了一个MAC和端口的对应表，A发了个数据包是给B 的，交换机就根据自己的MAC表直接把数据扔给B所在的端口了，不需要大喇叭了，所以和其他的端口不冲突。

下面是示意图，实际的东西要复杂一些：

交换机的背板带宽一般都是支持线速转发的，比如8个GE端口的交换机，背板带宽一般是8×1×2=16Gb/s，这个2是指收数据和发数据，分开算的。当然，交换机的线速转发还有其他一些属性来支持，背板带宽是我们比较好理解的了。比如netgear网站的交换机资料，就能看到这种对应关系了，Gb/s就是Gbps。稍微专业一点可能还会考虑包转发之类的。

另外交换机有缓存，对于突发的超过端口容量的数据也能稍微缓存下，免得一言不合就把数据丢了。

说完这些其实结论就是交换机理论上可以把每个端口都跑满，和hub一比，hub就是渣啊。

这里需要理解的是交换机是根据MAC转发数据的，局域网内部（稍微专业的说法是同一网段内部，由IP地址和子网掩码决定，家用的一般都是一个网段），包含家用路由器的局域网端口，都是根据MAC转发数据，和IP没有关系。这个如果自己想简单测试下的话，可以把路由器LAN口下的两个电脑只配置IP和掩码，并且IP不在路由器网关的范围，不配置网关，这样两台电脑和路由器网关就肯定不能通信了，这个时候两台电脑互相ping或者互相查看共享文件都是可以的。这个测试就能说明局域网下的电脑互相通信是不需要通过路由器网关的了。

3、最后是路由器，路由器这个东西，家用路由器和数通的路由器还是差的有点远，数通的路由器是跑路由协议的，不用做NAT。家用路由器称为家用网关可能更合适，最基层职责是拨号和NAT，能把这两个事情做好就属于很好的家用路由器了，可惜蛮多路由器加一堆功能，但是最基础的反而不稳定。这两个功能确实没什么好说的，NAT是有转换的速率的，但是绝大部分的家用路由器对于100Mb/s的NAT速度还是没有问题的，所以家用的话其实没必要太关注这个性能。这里要说的是ARP，实际上电脑也是有这个ARP的，在自己的电脑上开始——运行——cmd，跳出来一个黑色的框框，输入arp -a就能看到自己电脑上的ARP了，其实就是IP和MAC的对应表，所以ARP是叫地址解析协议。如果我们狭义点理解，IP是给软件使用的，我们打开网页，输入网址或者IP，实际都是针对IP的请求，但是网卡和交换机是不管IP的，它们识别的是MAC地址。如果A希望知道B的MAC地址，就发一个通知，通知里面说我是A，这个是我的MAC地址，B啊，你的MAC是多少啊？交换机把这个通知广播给所有端口，B收到后返回自己的IP和MAC地址，这样A就知道B的MAC地址了，所以他们就可以在局域网里面愉快的通信了。

对于路由器来说，只有出去家用路由器外面才需要IP转发数据。所以如果路由器——交换机——几台电脑，那么这几台电脑之间的数据传输其实在交换机上就进行了，并不需要路由器中转。这一段还是很重要的，其实总结一下就是，局域网内部的通信都是通过MAC地址的，所以交换机才是负责家庭内部设备的数据传输的，路由器作为网关只是负责出去的数据。家用路由器多LAN口的，其实可以把这几个LAN口看成一个交换机。NAT这个功能的图示用下我另一个众测的图。

三、家用网线

本来想简单说下WIFI的东西，但是写了下感觉几段话写不完，就改网线了。网线可以说的就简单多了。

很多人装修的时候要考虑家里用什么网线，一般就是5e算了，也有人用6类，这些线有什么区别呢。

搜索双绞线标准的话可以看到这个：

通俗点说的话可以这样理解：

5类线很老了，支持100Mb/s，但是由于它里面有8根线，所以在短距离上支持1000Mb/s是没有问题的。这个1000Mb/s的短距离用在家用完全没问题，如果要个确定的距离，在没有强干扰的情况下，尽量不要超过55米。

5e类线现在用的最多，支持1000Mb/s，长度是不超过100米。还要超过100米的话就要用屏蔽线了，家用应该是没有必要屏蔽的，毕竟水晶头也要屏蔽，还要有效接地对于家用来说实在困难。

6类线支持1000Mb/s，现在的用处和5e一样。但是6类线在短距离可以用在未来的10Gb/s的网络中，当然距离理论上不超过55米，速度上也不一定能跑满10Gb/s，但是毕竟是支持下一代的万兆网。

6A类线理解成增强型的6类线，完全支持10Gb/s的网络，距离上不超过100米，这个长度只有大别墅才会有了吧。当然拿来跑1000Mb/s完全没有问题。

7类线现在应该没有人买吧，使用屏蔽层来减少干扰，理论上比6A更好的性能，部分文档说支持下下代的40Gb/s或者100Gb/s的以太网，距离肯定是减少的。但是到了那个时候估计房子都要拆了吧。

个人觉得在使用什么布线没有什么可以纠结的，如果只需要1000Mb/s的网络，5e就够了，如果需要适当考虑下一代网络，在金钱的基础上选择6或者6A。光纤其实个人觉得不太会应用到家庭内部的网络，家用考虑的东西和运营商这些还是不一样。一个光纤相比网线太脆弱了，二个维护上也复杂很多，毕竟水晶头很多人都会，光纤头做过的人还是少。

四、后记

感谢大家能看到这里了，这一篇都是基于个人的理解写的，如果对观点有意见可以提出来，我也比较喜欢看评论，看别人的原创也会先看评论再去看原创。就原创来说，有时会感觉评论有时比原创学得更多。