家庭（企业）网络组网

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上一篇我们介绍了一些网络设备的基本概念，其实根据不同的应用，不同的需求，每种设备也是各不相同，尤其是核心的网络交换设备。近些年，随着产品更迭，以及更高的集成度，我们家里装宽带时可能会有所体会，感觉对一些网络设备的种类和功能越来越分不清楚了。比如家里面装个宽带，到底都需要装些什么？有时是装一个猫（调制解调器）和一个路由器，有时是一个猫配一个交换机，有的就只装一个猫就行了，或者只装一个交换机或者路由器的（也有的称呼为网关）。这篇我们来讲一下这些设备是如何组网的。

一、通信网的构成

要组网，首先要知道网络的构成，有哪些元素。

通信网的概念：通信网是有一定数量的节点和连接这些节点的传输系统有机地组合在一起，按约定的信令或者协议完成任意用户间信息交换的通信体系。通信网由终端节点，交换节点，业务节点和传输系统构成。

传输系统：主要是传输媒介，一些线路接口设备，交叉连接设备，一般具有复用功能。

业务节点：通常是由连接到通信网络边缘的计算机系统，数据库系统组成，为用户提供智能个性化，有差异的服务。如智能外设，语音信箱系统，DNS等。

终端节点：常见的有电话，计算机，视频终端，传真机等等。主要功能有信令的处理以及用户信息的处理，包括信息信道处理，发送，接收。

交换节点：是通信网的核心设备，如交换机，路由器，转发中继器等都属于交换节点。

所以就是，可以上网的各终端设备的信息，在交换设备的管理和控制下，在传输系统中找到合适的路径进行传播沟通，业务节点则通过网络为我们提供了各种各样的业务。

二、家庭网络

首先，家庭宽带就是我们找运营商安装的，从运营商网络拉进室内的一个网络，企业宽带也一样。

上图是电话线拨号上网的，左边是宽带拨号猫，如果是光纤入户，则此处是光猫，如果是网线直接入户，则不需要猫。猫是调制解调器的俗称，作用是将传输信道中信号形式转换成以太网信号，这之后出来就是我们的家庭网络了。

家庭网络（Home Network），是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台，是在家庭范围内实现信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、保安（监控）装置及水电气热表设备、家庭求助报警等设备互连和管理，以及数据和多媒体信息共享的系统。涉及到了电信、家电、IT等行业。

家庭网络系统体系结构将家庭网络系统分成家庭主网和家庭控制子网：家庭主网传输高速信息（包括音视频信息），要求带宽比较宽，通讯模块的成本相对较高；家庭控制子网传输低速信息（控制信息），要求带宽比较窄，通讯模块的成本相对较低。提出这样的体系结构获得了标准工作组成员单位的一致认同，在业界也被认为是最合理的、符合家庭网络的应用需求。

对于有线的物理传输介质，直接采用有线以太网；对于无线的物理传输介质，考虑采用IEEE 802.11协议（WIFI所使用）和正在指定完善中的UWB协议；网络层统一采用TCP/IP协议。其实家庭子网又会有其他协议，如智能家居除了WIFI系统，常见的还有ZigBee系统等，目前还没有统一标准，这个我们就先不过多讨论。

眼下社区宽带网正在迅猛普及，并且一些家庭已经拥有2台以上的电脑，因此在家中组建小型局域网已成了一种适应发展的需要。尤其针对那些刚买了新房正准备装修的朋友，合理的规划家里的网络布局，可以更好的适应时代发展的需要。

三、WI-FI:

Wi-Fi（发音： /ˈwaɪfaɪ/，法语发音：/wifi/），在中文里又称作“行动热点”，是Wi-Fi联盟制造商的商标作为产品的品牌认证，是一个创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。基于两套系统的密切相关，也常有人把Wi-Fi当做IEEE 802.11标准的同义术语。

并不是每样匹配IEEE 802.11的产品都申请Wi-Fi联盟的认证，相对地缺少Wi-Fi认证的产品并不一定意味着不兼容Wi-Fi设备。

但是Wi-Fi信号也是由有线网提供的，比如家里的ADSL，小区宽带等，只要接一个无线路由器，就可以把有线信号转换成Wi-Fi信号。

般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网，也可不要AP，只需要每台电脑配备无线网卡。AP为Access Point简称，一般翻译为“无线访问接入点”，或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP，就像一般有线网络的Hub一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用，Wi-Fi更显优势，有线宽带网络(ADSL、小区LAN 等）到户后，连接到一个AP，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。

四、家庭网络结构

一般来讲，作为一个家庭网络，接入的电脑数量很少，而且由于房间较小，布线长度较短。因此有两种网络拓扑结构可以选择：总线拓扑和星形拓扑。总线形拓扑是使用一线缆作主干线缆，网上所有设备都用线缆连接在这条主干线上。

星形拓扑是通过一个中心结点连接，这个中心结点为控制结点，任意两个结点的通信都必须通过它。这种拓扑结构通常使用集线器（HUP）作为中心设备，连接多台计算机。

可以发现，虽然总线布线拓扑的结构最为简单，而且不需要集线器（HUP），相对成本非常低廉，但是如果我们使用笔记本电脑时，添加新的电脑时，我们将面临很大的麻烦。所以建议使用星形拓扑。

五、核心设备的选择

交换节点是网络的核心设备，交换节点主要是交换机和路由器。我们再来具体看看这两者的区别。

传统交换机是基于网络标准模型的第二层，数据链路层，根据MAC地址转发。是连接同一个网络内的设备。

路由器是工作在第三层，是在网络层实现互连的设备，是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。路由器有更强的异种网互连能力，是网络的出口，是互联网的主要结点设备。

有时人们称路由器为网关，网关实质上是一个网络通向其他网络的 IP 地址，网关的 IP 地址是具有路由功能的设备的 IP 地址，通常是路由器的IP地址。

交换机根据所用的位置不同有汇聚交换机，普通型交换机，还有管理型交换机，可以限制用户上网的。根据工作所在网络层次，除传统的二层交换机，后面也出了三层甚至更高层交换机。

二层交换技术的发展已经比较成熟，三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，工作在OSI网络标准模型的第三层：网络层。三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。

路由器一般由基于微处理器的软件路由引擎执行数据包交换，而三层交换机通过硬件执行数据包交换。

路由器：企业路由器

为什么企业要用企业级路由器，因为企业级路由器的CPU性能，网络流量转发速率，设备的带机量都是比家庭的要大很多。

一个中小企业的网络架构：

家庭路由器：

现在市场上家庭路由器很多都是带无线的路由器(也称作胖AP)。

交换机一般用于LAN-WAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。相比较而言，路由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格昂贵，第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广泛应用。

三层交换机的路由功能是比不上同等档次的路由的。因为现在有许多宽带路由器不仅具有路由功能，还提供了交换机端口、硬件防火墙功能，但不能把它与交换机或者防火墙等同起来一样。因为这些路由器的主要功能还是路由功能，其它功能只不过是其附加功能，其目的是使设备适用面更广、使其更加实用。这里的三层交换机也一样，它仍是交换机产品，只不过它是具备了一些基本的路由功能的交换机，它的主要功能仍是数据交换。也就是说它同时具备了数据交换和路由转发两种功能，但其主要功能还是数据交换；而路由器仅具有路由转发这一种主要功能。

六、常见组网架构

01 无线典型组网一：家庭无线网络