零基础学习IT知识一：网络设备基础与基本概念

这是一篇关于零基础学习网络设备基础与基本概念的导图。 结合实际生活中常见的事物进行举例，即使没有任何基础也能理解相关概念。不枯燥的进行系统性的学习！！ 目标：理解网络设备在整个网络架构中的作用，熟悉网络通信基本原理与常用术语，为后续深入学习打下基础。

零基础学习IT知识一：网络设备基础与基本概念 目标：理解网络设备在整个网络架构中的作用 熟悉网络通信基本原理与常用术语，为后续深入学习打下基础

• 网络通信基础知识
  • OSI七层模型——网络是如何传输数据的？
    • OSI（Open System Interconnection，开放式系统互连）七层模型是一个用来描述网络通信过程的理论模型。 它把网络通信过程分为七个层次，每一层都有自己的功能，就像一家公司有不同的部门，各司其职，确保整个公司高效运作。
    • 我们可以把网络通信比作寄送快递的过程：
      • 示例场景： 假设你在淘宝下单（应用层），系统会对你的订单信息进行加密（表示层），然后建立一个会话连接（会话层）。物流公司会安排快递车（传输层），选择一条最优快递路线（网络层），装车并分类（数据链路层），最后通过公路、快递员等方式把快递送到你手里（物理层）。
      • 核心功能： 高层处理数据内容，底层负责数据传输。
  • TCP/IP协议栈——简化的通信模型
    • OSI七层模型虽然全面，但实际使用时，我们通常使用TCP/IP四层模型。TCP/IP是网络通信的实际标准，就像是“现实中的物流运输公司”。 OSI模型详细分了7层，而TCP/IP模型简化成4层，更贴近实际应用。
    • TCP/IP模型只有四层：
      • 示例： 你用浏览器打开百度（应用层），浏览器用TCP协议保证网页完整加载（传输层），找到百度的服务器IP地址（网络层），最后数据通过Wi-Fi或网线传输到你电脑上（网络接口层）。
      • 子主题
    • OSI七层模型和TCP/IP四层模型描述的是数据传输的逻辑过程，但数据最终要通过物理载体才能传输。
      • 物理载体有哪些？ 网线（铜线）：家里用的网线（以太网）就是一种载体，数据通过电信号传输。 光纤：长距离通信（如运营商骨干网络）用光纤，数据通过光信号传输。 无线电波（Wi-Fi、5G）：Wi-Fi、4G、5G等无线通信用电磁波作为载体。 卫星通信：比如“星链”，使用无线电波和卫星反射数据。
  • 基本网络术语——你经常听到的这些名词是啥？
    • IP地址（Internet Protocol Address）
      • 作用： 就像“快递地址”，用于在网络上标识设备的位置。
      • 分类： 公网IP（外网IP）： 你的设备在互联网上的唯一地址（如123.45.67.89）。 私有IP（内网IP）： 局域网内的设备地址（如192.168.1.1）。 IPv4 vs IPv6： IPv4是传统地址（如192.168.1.1），IPv6是未来发展趋势（如2001:db8::ff00:42:8329）。
      • 举例： 你家Wi-Fi的IP地址相当于“你家门牌号”，而每个连Wi-Fi的设备也有自己的“房间号”（内网IP）。
    • MAC地址（Media Access Control Address）
      • 作用： 设备的唯一标识码，相当于“身份证号”。
      • 特点： 设备生产时就已经固定，无法更改，例如 00:1A:2B:3C:4D:5E。
      • 举例： 路由器通过MAC地址分配网络权限，就像你家的门禁系统识别住户的身份证。
    • DNS（Domain Name System）
      • 作用： 负责把网址转换成IP地址，相当于“电话簿”。
      • 工作方式： 你访问 www.baidu.com，DNS会把它转换为 110.242.68.66。
      • 举例： 你用微信搜索朋友的名字（域名），系统找到TA的手机号（IP地址）后给TA发消息。
    • DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）
      • 作用： 自动分配IP地址，相当于“动态分配停车位”。 好处： 让设备连接Wi-Fi时自动获取IP，而不用手动设置。 举例： 你去餐厅吃饭，服务员会自动给你安排座位，而不用你自己选。
    • 带宽（Bandwidth）
      • 作用： 互联网的“道路宽度”，决定数据能多快传输。 单位： Mbps（百万比特每秒）。 举例： 高速公路车道越多（带宽越大），通过的车越多（数据传输更快）。
    • 延迟（Latency）
      • 作用： 数据从A点到B点的时间，单位是“毫秒（ms）”。 影响： 延迟高，视频通话就会卡顿。 举例： 你打电话时，声音传输慢（延迟高），对方会“慢半拍”回复。
    • 吞吐量（Throughput）
      • 作用： 真实情况下网络能传输的数据量。 区别： 带宽是“理论上能跑多快”，吞吐量是“实际能跑多快”。 举例： 你的网速理论上100Mbps（带宽），但如果高峰期很多人用网，实际只有50Mbps（吞吐量）。
    • IP地址（房子地址） MAC地址（设备身份证） DNS（网站翻译官） DHCP（自动分配座位） 带宽（道路宽度） 延迟（送快递的时间） 吞吐量（实际送达多少）
  • 如何连贯地理解所有概念？
    • 结合家里的Wi-Fi举个完整例子 假设你用手机访问 www.baidu.com，数据传输的完整过程如下： 你在浏览器输入 www.baidu.com（应用层） DNS查询，把域名转换为 IP 地址（网络层） 你的手机通过Wi-Fi向路由器发送请求（数据链路层+物理层） Wi-Fi路由器通过光纤连接互联网，把请求发给百度的服务器 百度服务器返回网页数据 数据经过路由器，Wi-Fi 传输，回到你的手机 手机解析数据，在浏览器中显示百度网页
• 常见网络设备简介 （把各种设备比作医院里的不同岗位）
  • 路由器（Router）—— 医院的大门和导航员、
    • 作用：连接不同的网络，让数据找到正确的去向。 简单理解： 想象你去医院，大门口的导诊台会告诉你该去哪个科室（网络）。 如果你要去医院的门诊科，导诊台（路由器）会指引你到正确的楼层（局域网）。 如果你要去另一家医院，导诊台会告诉你该坐哪趟公交（互联网）。
    • 在网络中： 路由器用于连接不同的网络（比如家庭和互联网、公司和外部网络）。 家庭和公司上网时，都是先连接路由器，再由路由器连接到运营商的网络。
    • 场景： 家里的 Wi-Fi 路由器连接运营商（比如电信、移动）后，让所有设备能上网。 公司用路由器连接不同的分支机构（比如医院的总部和各个分院）。
  • 交换机（Switch）—— 医院的护士站
    • 作用：在局域网（LAN）内，让设备之间进行高效通信。 简单理解： 在医院里，护士站负责调度病房内的医生、护士和病人，让他们能顺利沟通。 交换机就像护士站，管理和协调医院内部的信息交流。 它决定哪些设备应该互相通信，不会让不相关的数据干扰其他科室。
    • 在网络中： 交换机连接同一个局域网（LAN）内的设备，如电脑、打印机、服务器等。 交换机会根据设备的MAC地址（类似病人手环）来决定数据该发往哪里。
    • 场景： 公司内网，所有办公电脑都连接交换机，实现内部数据共享。 医院的挂号系统、电子病历数据库等都通过交换机互联，以便医生调取病人信息。
  • 集线器（Hub）—— 医院的广播喇叭 （已被淘汰）
    • 作用：让所有设备共享数据，但不区分目标是谁。 简单理解： 如果医院只有一个广播喇叭，所有通知都会被所有人听到，无论是不是和他们相关。 集线器也是这样，它把收到的数据发送给所有连接的设备，不管谁需要谁不需要。 这会造成网络拥堵，降低通信效率。
    • 在网络中： 以前的局域网使用集线器，但由于它效率低下，现在大多被交换机取代。
    • 场景（已过时）： 早期小型办公室或家庭网络用集线器连接电脑，但效率低，现在几乎不用了。
  • 防火墙（Firewall）—— 医院的安保系统
    • 作用：保护网络安全，防止黑客攻击和非法访问。 简单理解： 医院的大门口一般都有安保人员，他们负责检查每个人的身份证件，防止可疑人员进入。 防火墙的作用就是检查进出网络的数据，允许合法的访问，阻止恶意入侵。 它可以拦截黑客攻击、过滤不安全的网站，保护企业或医院的内部数据。
    • 在网络中： 防火墙通常用于公司、医院、银行等重要机构，防止黑客攻击和数据泄露。 可以是硬件设备（独立的防火墙设备）或者软件（Windows、Linux 里的防火墙）。
    • 场景： 医院的患者数据库不能被外部随意访问，所以防火墙允许医生访问，但阻止黑客。 公司内网防止员工访问某些网站（比如社交媒体），提高工作效率。
  • 无线 AP（Access Point）—— 医院的 Wi-Fi 站点
    • 作用：提供 Wi-Fi 网络，让无线设备连接到局域网。 简单理解： 想象医院里有多个 Wi-Fi 接入点（AP），病人、医生、护士可以随时随地用手机或平板查资料，而不用插网线。 AP 相当于 Wi-Fi 信号的发射站，让设备可以无线接入网络。 和路由器不同，AP 不负责分配 IP 地址，它只是提供无线连接。
    • 在网络中： 大型公司、医院、商场，会安装多个无线 AP 来覆盖整个区域。 AP 连接到交换机或路由器，让无线设备加入局域网。
    • 场景： 机场、商场、医院等都有 Wi-Fi AP，让用户随时上网。 医院里的医生可以用无线 AP 连接电子病历系统，随时查阅病人信息。
  • 总结
    • 路由器（Router） 连接不同网络，决定数据去哪里。像“医院的导诊台”，决定你要去哪个科室（连接不同网络）。 交换机（Switch） 连接局域网设备，高效分配数据 。像“护士站”，负责科室内部的沟通（局域网内数据交换）。 集线器（Hub）（过时） 把数据发给所有设备，效率低。医院的广播喇叭 防火墙（Firewall） 保护网络安全，拦截非法访问。医院的安保系统 无线 AP（Access Point） 提供 Wi-Fi，无线设备接入局域网 医院的 Wi-Fi 站点。让医生、病人可以随时上网（无线接入网络）