數(shù)據(jù)參考:CISP官方?
目錄
- 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
- 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備
- 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)
一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
1、ENIAC:世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生
????????1946年2月14日,賓夕法尼亞大學(xué)誕生了世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī),名為電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)(ENIAC)。這臺(tái)計(jì)算機(jī)主要被美國國防部用于彈道計(jì)算。盡管ENIAC體積龐大、功耗高、發(fā)熱也高,但它的誕生具有劃時(shí)代的意義。ENIAC奠定了計(jì)算機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ),標(biāo)志著電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來。ENIAC能夠完成復(fù)雜的數(shù)學(xué)和科學(xué)計(jì)算任務(wù),為科學(xué)研究和軍事應(yīng)用提供了巨大的計(jì)算能力。這臺(tái)計(jì)算機(jī)的成功推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,并為后來的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和制造打下了基礎(chǔ)。
2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與定義
????????早期的計(jì)算機(jī)由于體積龐大、價(jià)格昂貴,因此只能少數(shù)大學(xué)或?qū)嶒?yàn)室擁有,并且一個(gè)時(shí)間段只能一個(gè)用戶進(jìn)入機(jī)房中使用,這使得計(jì)算機(jī)的應(yīng)用難以推廣。為了解決應(yīng)用上存在的問題,技術(shù)人員設(shè)計(jì)將多個(gè)計(jì)算機(jī)終端經(jīng)過通信線路與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接,并且允許多個(gè)用戶從遠(yuǎn)程終端操作計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)因此誕生。
????????計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同的具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備,通過通信線路連接起來,在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下,實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
3、阿帕網(wǎng)(Arpanet)”和“TCP/IP
????????阿帕網(wǎng)(Arpanet)是20世紀(jì)60年代末美國高級(jí)研究計(jì)劃署(ARPA)資助建立的一種分組交換網(wǎng)絡(luò)。它是世界上第一個(gè)廣域網(wǎng),旨在連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)并實(shí)現(xiàn)共享資源。Arpanet的成功為后來的互聯(lián)網(wǎng)奠定了基礎(chǔ),并促進(jìn)了計(jì)算機(jī)之間的信息交流和合作。
????????TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)是一組用于在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的通信協(xié)議。它定義了數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分組、傳輸、路由以及接收方的驗(yàn)證等。TCP/IP是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議,支持全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)通信和資源共享。它提供了可靠的數(shù)據(jù)傳輸、錯(cuò)誤檢測和糾正、分組排序等功能,使得不同類型的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)可以無縫連接和通信。
????????開放互連模型(OSI,Open Systems Interconnection)是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定的一種參考模型,用于描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信過程。它將通信過程分解成七個(gè)層次,分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。每一層都有特定的功能和協(xié)議,并且通過接口連接到上下層。OSI模型提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的框架,使不同廠商的設(shè)備和協(xié)議可以互相兼容和交互操作。
綜合起來,阿帕網(wǎng)和TCP/IP為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展打下了基礎(chǔ),而開放互連模型則提供了一種通用的參考框架,使不同類型的網(wǎng)絡(luò)能夠互操作。這些技術(shù)和模型的發(fā)展為現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建和運(yùn)作提供了重要的支持和指導(dǎo)。
4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類
????????隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,它已經(jīng)向綜合化、多樣化和高速化方向邁進(jìn)。越來越多的設(shè)備被接入網(wǎng)絡(luò),互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)實(shí)社會(huì)之間的融合也變得越來越緊密。互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展形成了一個(gè)被稱為網(wǎng)絡(luò)空間的虛擬環(huán)境,其中人們進(jìn)行信息交流、資源共享和社交互動(dòng)。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通??梢愿鶕?jù)其覆蓋范圍和用戶類型進(jìn)行分類。
根據(jù)覆蓋范圍,可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為以下幾類:
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廣域網(wǎng)(Wide Area Network,WAN):廣域網(wǎng)覆蓋范圍較廣,通??缭蕉鄠€(gè)地理位置,比如城市、國家甚至是全球。廣域網(wǎng)通過各種傳輸媒介(如光纖、衛(wèi)星)連接多個(gè)局域網(wǎng)或城域網(wǎng),實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)的通信和數(shù)據(jù)傳輸。
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城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network,MAN):城域網(wǎng)覆蓋范圍介于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間,通常涵蓋一個(gè)城市或城市范圍的區(qū)域。它提供了較高的傳輸速度和可靠性,以滿足城市內(nèi)部的通信需求。
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局域網(wǎng)(Local Area Network,LAN):局域網(wǎng)覆蓋范圍較小,通常限定在一個(gè)建筑物、辦公室或校園內(nèi)部。局域網(wǎng)通過以太網(wǎng)等通信技術(shù)連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)和設(shè)備,實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和資源共享。
根據(jù)用戶類型,可以將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為以下兩類:
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公眾網(wǎng):公眾網(wǎng)是指向廣大公眾提供服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng),它通過公共基礎(chǔ)設(shè)施和通信服務(wù)提供商進(jìn)行連接和訪問。公眾網(wǎng)允許用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)上的各種資源,如網(wǎng)站、電子郵件、社交媒體等。
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專用網(wǎng):專用網(wǎng)是為特定組織或個(gè)人定制的私有網(wǎng)絡(luò),通常在組織內(nèi)建立和管理。它可以提供更高的安全性和定制化的功能,用于實(shí)現(xiàn)組織內(nèi)部的通信、數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用服務(wù)。
5、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和組成要素
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),是計(jì)算機(jī)或設(shè)備通過傳輸介質(zhì)連接的物理模式。
網(wǎng)絡(luò)單元:用以連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)
- 轉(zhuǎn)換和交換信息的轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn) (交換機(jī)、集線器、路由器)
- 訪問節(jié)點(diǎn) (計(jì)算機(jī)終端、移動(dòng)終端、服務(wù)器、跳板機(jī))
鏈路:兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的連線,通常是連接不同節(jié)點(diǎn)的傳輸介質(zhì)?
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
總線型拓?fù)?/span>:所有節(jié)點(diǎn)都連接在一條共享的傳輸介質(zhì)上,如以太網(wǎng)。節(jié)點(diǎn)通過在總線上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)來進(jìn)行通信。
星型拓?fù)?/span>:所有節(jié)點(diǎn)都直接連接到一個(gè)集線器、交換機(jī)或路由器等中心節(jié)點(diǎn)。中心節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)并協(xié)調(diào)通信。
- 星型拓?fù)涫嵌鄠€(gè)訪問節(jié)點(diǎn)通過通信鏈路連接到一個(gè)中央節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相互通信組成的結(jié)構(gòu),中央節(jié)點(diǎn)根據(jù)集中的通信控制策略對(duì)不同訪問節(jié)點(diǎn)的訪問進(jìn)行管理和控制。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單,連接方便,管理和維護(hù)都較為容易,并且擴(kuò)展性強(qiáng),是目前應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
- 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)局限性:對(duì)中央節(jié)點(diǎn)可用性和可靠性要求較高,在高要求的網(wǎng)絡(luò)中,通常采用對(duì)中央節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行雙擊備份的安全措施。
環(huán)型拓?fù)?/span>:每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與相鄰的節(jié)點(diǎn)直接連接,形成一個(gè)閉合的環(huán)路。數(shù)據(jù)通過環(huán)路從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)節(jié)點(diǎn)。
樹型拓?fù)?/span>:節(jié)點(diǎn)以樹狀結(jié)構(gòu)連接,有一個(gè)根節(jié)點(diǎn)作為頂級(jí)節(jié)點(diǎn),分支節(jié)點(diǎn)連接到其他節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)從根節(jié)點(diǎn)開始傳輸,并沿著樹的分支傳遞。
網(wǎng)狀拓?fù)?/span>:所有節(jié)點(diǎn)之間都直接連接,形成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有冗余連接,提供了高可靠性和冗余路徑。
混合型拓?fù)?/span>:將多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合使用,形成復(fù)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。例如,將多個(gè)星型拓?fù)浠颦h(huán)型拓?fù)湎嗷ミB接。
7、無線局域網(wǎng)
無線局域網(wǎng)(WLAN)是一種通過無線信道進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它將無線通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合。目前,最廣泛應(yīng)用的無線局域網(wǎng)協(xié)議是802.11系列標(biāo)準(zhǔn)。
在無線局域網(wǎng)中,有幾個(gè)重要的組成部分:
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無線接入點(diǎn)(Access Point,AP):它是連接無線工作站和無線局域網(wǎng)的設(shè)備,提供無線信號(hào)的發(fā)射和接收功能。
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服務(wù)集標(biāo)識(shí)(Service Set Identifier,SSID):它用于標(biāo)識(shí)無線網(wǎng)絡(luò),可以將無線局域網(wǎng)劃分為幾個(gè)需要不同身份驗(yàn)證的子網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置獨(dú)立的身份認(rèn)證、安全策略和訪問權(quán)限。
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信道:它是數(shù)據(jù)信號(hào)在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)耐ǖ?,通常使?3個(gè)信道。為了避免信號(hào)之間的干擾,設(shè)備應(yīng)該盡量使用不同的信道。
無線局域網(wǎng)具有靈活性和便利性,使得用戶可以通過無線方式連接到網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公和無線互聯(lián)等應(yīng)用。然而,由于無線信號(hào)的特性,如受限的傳輸距離和易受干擾,對(duì)于無線局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)和部署需要合理安排設(shè)備位置、信道選擇和安全策略,以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效的無線通信。
胖 “/” 瘦 AP
- 最早的AP都是能獨(dú)立工作的,但相互之間無法協(xié)調(diào) (比如:工作信道等)。
- 有廠商將其管理功能上移至一個(gè)管理設(shè)備,AP僅負(fù)責(zé)無線接入和二層數(shù)據(jù)處理功能。
- 一般把這種功能簡化、不能獨(dú)立工作的AP稱為“瘦AP"或“集中控制型AP”,把管理“瘦AP"的設(shè)備稱為AC ( AP Controller,AP控制器)。
- 對(duì)應(yīng)的,把功能齊備、能獨(dú)立工作的AP稱為"胖AP”。
- AC + 瘦AP的組網(wǎng)架構(gòu),適用于AP較多的場景。AC能統(tǒng)一管控、配置各個(gè)瘦AP,瘦AP可以做到即插即用 (相關(guān)參數(shù)都可以從AC處獲取)。其缺點(diǎn)是,AC基本只能管理同廠商的瘦AP,且組網(wǎng)成本較高。
- 市場上的家用無線路由器大多都是“胖AP",有些同時(shí)支撐胖AP和瘦AP功能。
8、無線局域網(wǎng)安全防護(hù)
安全管理
- 結(jié)合組織機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)需求對(duì)無線局域網(wǎng)的應(yīng)用進(jìn)行評(píng)估,制定使用和管理策略;
- 限制無線局域網(wǎng)的使用范圍,例如僅用于互聯(lián)網(wǎng)資料查詢和日常辦公應(yīng)用
- 明確定義并限制無線局域網(wǎng)的使用范圍,盡量不在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸和處理機(jī)密和敏感數(shù)據(jù)。
安全技術(shù)
- 為訪客設(shè)立獨(dú)立的接入網(wǎng)段,并在無線局域網(wǎng)與業(yè)務(wù)網(wǎng)之間部署隔離設(shè)備;
- 對(duì)無線局域網(wǎng)接入使用安全可靠的認(rèn)證和加密技術(shù),如果有必要,可以使用其他增強(qiáng)認(rèn)證機(jī)制;
- 部署入侵檢測系統(tǒng)以發(fā)現(xiàn)可能的攻擊并定期對(duì)無線局域網(wǎng)安全性進(jìn)行審查。
二、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備
????????為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的相互通信和資源共享,不僅需要從物理上將網(wǎng)絡(luò)連接起來,還需要解決兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間相互訪問和通信協(xié)議方面的差異,處理速率與帶寬的差別等問題,這些用于連接設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)及進(jìn)行相互協(xié)商、轉(zhuǎn)換的部件就是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備。
常見的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備:
網(wǎng)卡(Network Interface Card,NIC):
- 網(wǎng)絡(luò)接口卡(Network Interface Card,NIC),也被簡稱為網(wǎng)卡。它是計(jì)算機(jī)或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的適配器,用于與其他計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行通信。不同類型的網(wǎng)絡(luò)接口卡針對(duì)不同類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI或無線局域網(wǎng)等。
- 每個(gè)網(wǎng)卡都有一個(gè)唯一的48位串行號(hào),也稱為物理地址或MAC地址(Media Access Control Address)。MAC地址被寫在網(wǎng)卡上的只讀內(nèi)存(ROM)中,并由電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)負(fù)責(zé)分配給網(wǎng)卡制造商。MAC地址在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中用作尋址機(jī)制。
- 在OSI七層模型中,網(wǎng)卡工作在第二層,即數(shù)據(jù)鏈路層。數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在相鄰節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)幀,并實(shí)現(xiàn)了一些數(shù)據(jù)鏈路控制和錯(cuò)誤檢測功能。MAC地址也是網(wǎng)絡(luò)通信中二層的地址。
中繼器(Repeater):
- 中繼器是一種連接網(wǎng)絡(luò)線路的設(shè)備,它在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間承擔(dān)物理信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。由于信號(hào)在傳輸線路中會(huì)有損耗和衰減,因此數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)只能傳輸有限的距離。中繼器通過復(fù)制、調(diào)整和放大傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)來延長網(wǎng)絡(luò)中信號(hào)傳輸?shù)木嚯x。
- 理論上,中繼器的使用是無限的。然而,在實(shí)際情況下,網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了信號(hào)的延遲范圍,中繼器只能在這個(gè)范圍內(nèi)有效工作,否則可能會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)故障。在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中,許多網(wǎng)絡(luò)限制了在同一對(duì)工作站之間可以加入的中繼器數(shù)量(例如,在以太網(wǎng)中通常限制最多使用4個(gè)中繼器)。
- 中繼器的功能主要集中在物理層,包括信號(hào)的復(fù)制、放大等操作。它沒有智能判斷功能,只是簡單地對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)發(fā)。
集線器(Hub):
- 集線器(也稱為HUB)的工作原理與中繼器相似,它是一個(gè)多端口的設(shè)備,將一個(gè)端口上接收到的數(shù)據(jù)廣播發(fā)送到其他所有端口上。集線器也是工作在物理層的設(shè)備。它的主要作用是通過廣播方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿羞B接的設(shè)備上,所有設(shè)備都能接收到這些數(shù)據(jù)。然而,集線器沒有智能判斷功能,不能根據(jù)目標(biāo)設(shè)備的地址進(jìn)行有針對(duì)性的轉(zhuǎn)發(fā),因此會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)上的沖突、碰撞和帶寬浪費(fèi)。
網(wǎng)橋(Bridge):
- 網(wǎng)橋(也叫橋接器)是一種存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,用于連接兩個(gè)局域網(wǎng)。網(wǎng)橋可以將一個(gè)大的局域網(wǎng)分割成多個(gè)網(wǎng)段,或者連接兩個(gè)或多個(gè)局域網(wǎng),使得不同網(wǎng)段上的用戶可以相互訪問。網(wǎng)橋工作在數(shù)據(jù)鏈路層,它需要分析數(shù)據(jù)幀的地址字段,以決定將收到的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)橋可以用于運(yùn)行相同高層協(xié)議的設(shè)備之間的通信,并且可以連接使用不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)。
交換機(jī)(Switch):
- 交換機(jī)是一種用于電信號(hào)或光信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它是一種多端口的網(wǎng)橋,為接入交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的信號(hào)通路。
- 最常見的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī),它用于在局域網(wǎng)中傳輸以太網(wǎng)幀。此外,還有電話語音交換機(jī)、光纖交換機(jī)等其他類型的交換機(jī),用于不同類型的數(shù)據(jù)傳輸。
- 交換機(jī)作為一種網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容設(shè)備,能夠?yàn)樽泳W(wǎng)提供更多的網(wǎng)絡(luò)接口,從而連接更多的計(jì)算機(jī)。
- 它具有高性價(jià)比、高靈活度、簡單易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)中最重要的組網(wǎng)設(shè)備之一。通過交換機(jī)的使用,可以實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更低的延遲和更可靠的連接,提升網(wǎng)絡(luò)的性能和效率。
交換機(jī)的物理分層方式:
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接入層:接入層位于網(wǎng)絡(luò)的邊緣,直接連接終端設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、IP電話、無線接入點(diǎn)等)到局域網(wǎng)。接入層交換機(jī)通常具有較少的端口數(shù)和較低的轉(zhuǎn)發(fā)能力,主要起到連接用戶端設(shè)備的作用,并將數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)發(fā)到上層的匯聚層。
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匯聚層:匯聚層是將來自多個(gè)接入層交換機(jī)的數(shù)據(jù)流量進(jìn)行集中管理和轉(zhuǎn)發(fā)的地方。它通常位于接入層和核心層之間,具備更強(qiáng)大的轉(zhuǎn)發(fā)能力和更多的端口數(shù)量。匯聚層交換機(jī)可以對(duì)不同接入層的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合,實(shí)現(xiàn)不同子網(wǎng)之間的互連,并提供一定程度的策略控制和安全性。
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核心層:核心層是網(wǎng)絡(luò)的中樞,負(fù)責(zé)處理大量的數(shù)據(jù)流量并實(shí)現(xiàn)高速的轉(zhuǎn)發(fā)。核心層交換機(jī)通常具有更高的端口密度、更快速的轉(zhuǎn)發(fā)能力和更復(fù)雜的路由功能。它連接各個(gè)匯聚層,并提供高可靠性、高帶寬的互聯(lián)。
沖突域是數(shù)據(jù)必然發(fā)送到的區(qū)域
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沖突域(Collision Domain):在以太網(wǎng)中,當(dāng)多個(gè)設(shè)備同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)導(dǎo)致數(shù)據(jù)碰撞時(shí),這些設(shè)備組成了一個(gè)沖突域。在以太網(wǎng)中,使用集線器(Hub)連接設(shè)備會(huì)導(dǎo)致沖突域擴(kuò)展。因?yàn)榧€器是無智能的信號(hào)驅(qū)動(dòng)器,它將所有接收到的信號(hào)廣播給所有連接的設(shè)備,這種情況下可能會(huì)發(fā)生沖突。
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廣播域(Broadcast Domain):廣播域是指可以收到廣播幀的所有設(shè)備的范圍。在以太網(wǎng)中,廣播幀會(huì)被交換機(jī)(Switch)所轉(zhuǎn)發(fā),從而限制了廣播幀的范圍。交換機(jī)只會(huì)將廣播幀發(fā)送到與目標(biāo)設(shè)備相關(guān)的接口,而不是廣播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
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交換機(jī)與集線器:與集線器不同,交換機(jī)是有智能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它根據(jù)MAC地址表將數(shù)據(jù)流量從源端口轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)端口,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的直接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸,從而有效隔離了沖突域。交換機(jī)能夠?qū)W習(xí)并記住設(shè)備的MAC地址,只將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)設(shè)備所在的端口,避免了沖突。因此,使用交換機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)中,各個(gè)接口下的設(shè)備屬于不同的沖突域。
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路由器與廣播域:與交換機(jī)不同,路由器是工作在網(wǎng)絡(luò)層的設(shè)備,可以連接不同的廣播域(即子網(wǎng))。路由器通過轉(zhuǎn)發(fā)表決定將數(shù)據(jù)包從一個(gè)廣播域轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)廣播域,從而實(shí)現(xiàn)了廣播域之間的隔離。因此,路由器可以隔離不同廣播域中的廣播和多播數(shù)據(jù)流量。
交換機(jī)和集線器的區(qū)別:
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功能:交換機(jī)是基于MAC地址進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的多端口設(shè)備,能夠根據(jù)目標(biāo)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸,僅接收方接收到數(shù)據(jù)。而集線器則在物理層上工作,簡單地將接收到的信號(hào)廣播到所有連接的設(shè)備上,所有設(shè)備都可以看到其他設(shè)備之間的通信。
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沖突域:使用交換機(jī)連接設(shè)備時(shí),各個(gè)接口下的設(shè)備屬于不同的沖突域,因?yàn)榻粨Q機(jī)能夠隔離沖突。而使用集線器連接設(shè)備時(shí),所有連接到集線器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都會(huì)共享同一個(gè)沖突域,可能導(dǎo)致沖突發(fā)生。
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網(wǎng)絡(luò)性能:由于交換機(jī)能夠點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù),并且具備一定的處理能力,因此它可以提供更高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸,減少?zèng)_突和碰撞。而集線器的廣播性質(zhì)可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)沖突增多,性能較差。
總而言之,交換機(jī)相比集線器具有更強(qiáng)大、智能的功能,能夠提供更優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)性能和隔離沖突的能力。而集線器則是一個(gè)簡單的物理層設(shè)備,將接收到的信號(hào)廣播給所有連接的設(shè)備。
路由器(Router):
- 路由器是在OSI模型中第三層(網(wǎng)絡(luò)層)工作的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它主要負(fù)責(zé)在不同的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)包的存儲(chǔ)、分組和轉(zhuǎn)發(fā)處理。通過構(gòu)建靈活的連接系統(tǒng)、不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì)訪問方式,路由器能夠?qū)⒍鄠€(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境連接在一起。
- 路由器可以連接一個(gè)或多個(gè)物理網(wǎng)段,每個(gè)物理網(wǎng)段對(duì)應(yīng)著一個(gè)特定的IP地址范圍。通過路由表和路由協(xié)議,路由器能夠確定數(shù)據(jù)包的最佳路徑,將其從源網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。這樣,路由器實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)之間的通信和互聯(lián)。
- 除了數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)功能,路由器還具備一些其他的功能,例如網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)、防火墻和負(fù)載均衡等。這些功能可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性和性能。
交換機(jī)和路由器之間有以下幾個(gè)方面的對(duì)比:
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工作層次:交換機(jī)工作在數(shù)據(jù)鏈路層,而路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層。
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功能:交換機(jī)主要負(fù)責(zé)根據(jù)MAC地址進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā),而路由器則根據(jù)IP地址進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā),并具有更高級(jí)的網(wǎng)絡(luò)管理和路由控制功能。
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連接能力:交換機(jī)適用于連接同一數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議(如以太網(wǎng))的設(shè)備,而路由器可以連接下三層執(zhí)行不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò),只要使用相同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議即可。
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尋址機(jī)制:交換機(jī)使用MAC地址作為數(shù)據(jù)包的尋址機(jī)制,而路由器使用IP地址作為數(shù)據(jù)包的尋址機(jī)制。
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規(guī)模和范圍:交換機(jī)通常部署在局域網(wǎng)中,用于連接局域網(wǎng)內(nèi)的多臺(tái)設(shè)備,而路由器則用于連接不同局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)之間,構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)。
網(wǎng)關(guān)(Gateway):
網(wǎng)關(guān)是一種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,也稱為網(wǎng)間連接器或協(xié)議轉(zhuǎn)換器。它用于連接網(wǎng)絡(luò)層之上執(zhí)行不同協(xié)議的子網(wǎng),構(gòu)建異構(gòu)型的因特網(wǎng)。網(wǎng)關(guān)的主要作用是對(duì)不同通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的通信。為了適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求,網(wǎng)關(guān)需要對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包和重構(gòu)。
由于歷史原因,過去將網(wǎng)絡(luò)層使用的路由器稱為網(wǎng)關(guān),因?yàn)榛赥CP/IP的局域網(wǎng)大多采用路由器來接入網(wǎng)絡(luò)。因此,通常情況下,所指的網(wǎng)關(guān)就是路由器。隨著技術(shù)的進(jìn)步,越來越多的設(shè)備提供了類似的功能。例如,為了網(wǎng)絡(luò)安全,現(xiàn)在許多系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)部署防火墻,而防火墻除了提供路由功能之外,還作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入其他網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。
三、網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)
常見網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)
傳輸線路是信息發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間的物理通路,用于傳遞數(shù)據(jù)和信號(hào)。不同的傳輸介質(zhì)具有不同的安全特性和傳輸性能。下面是一些常見的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì):
1、同軸電纜:
- 同軸電纜由四層組成:中心銅線、塑料絕緣體、網(wǎng)狀導(dǎo)電層和電線外皮。中心銅線和網(wǎng)狀導(dǎo)電層形成電流回路,用于數(shù)據(jù)傳輸。
- 同軸電纜的顯著特點(diǎn)是頻帶較寬,高端頻帶可達(dá)到10GHz,在電視信號(hào)和信號(hào)饋線傳輸方面具有良好的應(yīng)用效果。
- 然而,同軸電纜使用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),即一根電纜上連接多個(gè)設(shè)備。當(dāng)其中一個(gè)地方發(fā)生故障時(shí),會(huì)影響到線纜上的所有設(shè)備,因此可靠性存在不足。此外,診斷和修復(fù)故障也較為困難。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,同軸電纜逐漸被雙絞線或光纖所取代,這些傳輸介質(zhì)在可靠性和維護(hù)方面具有更多優(yōu)勢。
2、雙絞線:
雙絞線由四對(duì)不同顏色的傳輸線組成,是目前局域網(wǎng)使用最廣泛的互聯(lián)技術(shù)。雖然相對(duì)于光纖而言,雙絞線的傳輸速率較低,抗干擾能力也較差,但由于其可靠性高、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),因此在網(wǎng)絡(luò)通信中得到廣泛應(yīng)用。
為了解決雙絞線抗干擾能力差的問題,出現(xiàn)了屏蔽雙絞線。在屏蔽雙絞線中,雙絞線外包裹了一層金屬屏蔽層,這樣可以減少輻射并阻止外部電磁干擾進(jìn)入,從而使傳輸更加穩(wěn)定和可靠。
屏蔽雙絞線相對(duì)于非屏蔽雙絞線來說,在抗干擾性能上有明顯的改進(jìn),特別適用于需要在電磁干擾環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱鼍啊?/p>
隨著技術(shù)的發(fā)展,雙絞線的傳輸帶寬也在不斷擴(kuò)大。從最初只能用于語音傳輸?shù)囊活惥€,到目前可以達(dá)到10Gbps帶寬的七類線,已經(jīng)很好地滿足了信息化發(fā)展的需要。
目前市場上廣泛使用的雙絞線主要有五類、超五類和六類線纜。一、二、三、四類線纜由于各種原因已經(jīng)淡出市場。五類線增加了繞線密度,外套采用高質(zhì)量的絕緣材料,其線纜的最高頻率帶寬達(dá)到100MHz,最高傳輸率為100Mbps,是最常用的以太網(wǎng)電纜。
超五類線主要用于千兆位以太網(wǎng)(1000Mbps),具有衰減小、串?dāng)_少以及時(shí)延誤差小的特點(diǎn)。
六類線的傳輸頻率范圍為1MHz到250MHz,其傳輸性能遠(yuǎn)超超五類標(biāo)準(zhǔn),適用于高于1Gbps傳輸速率的應(yīng)用。
七類線的帶寬達(dá)到10Gbps,可以用于未來的萬兆比特以太網(wǎng)。
當(dāng)涉及到EA/TA的布線標(biāo)準(zhǔn)時(shí),有兩種常見的線序:568A和568B。
- 568A標(biāo)準(zhǔn)的線序?yàn)椋?/strong>綠白一-1,綠一-2,橙白一-3,藍(lán)-4,藍(lán)白一-5,橙-6,棕白一-7,棕-8。
- 568B標(biāo)準(zhǔn)的線序?yàn)椋?/strong>橙白一-1,橙-2,綠白一-3,藍(lán)-4,藍(lán)白一-5,綠一-6,棕白一-7,棕-8。
其中,“橙白”指的是淺橙色或者白線上有橙色的色點(diǎn)或色條的線纜,同樣,“綠白”、“棕白”、“藍(lán)白”也是如此。
需要注意的是,目前綜合布線一般采用T568A或T568B布線標(biāo)準(zhǔn)。這兩種標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別在于第二和第三對(duì)線對(duì)的排列不同,而其他線對(duì)的排列是相同的。標(biāo)準(zhǔn)的選擇需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的兼容性來確定。
問題一:為什么雙絞線是兩兩纏繞的?
雙絞線兩兩纏繞的設(shè)計(jì)可以降低外界電磁干擾和自身信號(hào)對(duì)外界的干擾。當(dāng)兩根導(dǎo)線互相絞在一起時(shí),干擾信號(hào)作用在這兩根相互纏繞的導(dǎo)線上是一致的(共模信號(hào))。在接收信號(hào)的差分電路中,可以將共模信號(hào)消除,從而提取出有用信號(hào)(差模信號(hào))。這種差分傳輸方式可以有效地抵御外界干擾,并提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量。
問題二:為什么雙絞線是8根線而不是4根線?
雙絞線采用8根線的設(shè)計(jì)主要有以下原因:
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提高傳輸能力:使用8根線可以提供更高的傳輸帶寬和速度,適應(yīng)更高的數(shù)據(jù)傳輸需求。在需要高速、大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)環(huán)境下非常重要。
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差分傳輸:8根線中的1、2、3、6線用于差分傳輸,將信號(hào)分為正極和負(fù)極兩部分進(jìn)行傳輸。差分傳輸可以提高信號(hào)的抗干擾能力和傳輸穩(wěn)定性。
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備用線和特殊功能:4、5、7、8線是備用線,在某些情況下可以替換故障的線路。同時(shí),當(dāng)使用POE(Power over Ethernet)供電時(shí),藍(lán)和藍(lán)白線可用作正極(+),而棕白和棕線可用作負(fù)極(-)。
綜上所述,雙絞線采用8根線的設(shè)計(jì)可以提供更高的傳輸能力、抗干擾性能和靈活性,以滿足不同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。
3、光纖:
光纖是由純石英或其他特殊材料制成的細(xì)長圓柱體,比頭發(fā)還細(xì)。它具有良好的光傳導(dǎo)性能,可以通過光的全反射原理將光信號(hào)在兩種材料的界面上不斷傳輸。為了保護(hù)光纖的脆弱性,通常會(huì)在外部加上一層保護(hù)層。
光纜則是由多根光纖按照一定方式組合在一起,并在外部包覆護(hù)套材料構(gòu)成的通信線路。光纜的設(shè)計(jì)旨在保護(hù)光纖免受機(jī)械和環(huán)境損害,確保信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。有些光纜還會(huì)附加外護(hù)層以提供額外的保護(hù)。
光纜通常用于長距離、高速率的數(shù)據(jù)傳輸,廣泛應(yīng)用于通信、網(wǎng)絡(luò)和廣播電視等領(lǐng)域。它具有低損耗、抗電磁干擾、大容量傳輸和安全隔離等優(yōu)點(diǎn),因此被認(rèn)為是一種先進(jìn)的通信傳輸介質(zhì)。
光纖通信技術(shù)由于其獨(dú)特的特點(diǎn),在長距離信息傳輸方面具有許多優(yōu)勢。相比于同軸電纜、雙絞線等有線傳輸技術(shù),光纖通信技術(shù)具有以下特點(diǎn):
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高帶寬:光纖可以同時(shí)傳輸多個(gè)頻段的信號(hào),提供高帶寬和大容量的數(shù)據(jù)傳輸能力,適應(yīng)了快速增長的通信需求。
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低信號(hào)衰減:光纖在傳輸過程中的損耗非常低,信號(hào)衰減小,可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的傳輸,并保持信號(hào)質(zhì)量的穩(wěn)定性。
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免受電磁干擾:光纖不受電磁干擾的影響,可以在復(fù)雜的電磁環(huán)境下穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù),提供更可靠的通信質(zhì)量。
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抗腐蝕材料:光纖使用的材料通常是抗腐蝕的,可以在惡劣的環(huán)境條件下使用,提高設(shè)備的可靠性和壽命。
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重量輕:相比于傳統(tǒng)的金屬導(dǎo)線,光纖的重量輕,使得布線更加方便,減小了設(shè)備的體積和重量。
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不易被竊聽:光纖傳輸數(shù)據(jù)是通過光的方式進(jìn)行的,不會(huì)產(chǎn)生電磁泄漏,具有較高的安全性,不容易被竊聽。
然而,光纖通信技術(shù)也存在一些限制和挑戰(zhàn)。其中包括成本較高,安裝和維護(hù)需要專業(yè)設(shè)備和技術(shù),這可能增加了部署和運(yùn)維的復(fù)雜度和成本。此外,光纖在彎曲和壓力下易受損,對(duì)環(huán)境的限制較大。
總的來說,光纖通信技術(shù)因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),在長距離和高速率數(shù)據(jù)傳輸方面具有廣泛的應(yīng)用前景,并且隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低,光纖通信將在未來得到更廣泛的應(yīng)用。
4、無線傳輸:
無線傳輸是通過電磁波進(jìn)行信息交流的通信方式,最大的特點(diǎn)是不需要連接線來傳輸信號(hào)。近年來,隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,無線通信已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,包括WLAN、2G、3G、4G、5G、NB-IoT、LoRa、藍(lán)牙、RFID等。
無線通信的開放性特征給用戶帶來了通信的自由,但同時(shí)也帶來了一些安全隱患:
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通信內(nèi)容容易被竊聽:由于無線通信使用無線電頻譜進(jìn)行信號(hào)傳輸,信號(hào)可以在空中被截獲和竊聽。如果沒有適當(dāng)?shù)募用芎桶踩胧?,通信?nèi)容可能會(huì)被不法分子獲取。
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通信內(nèi)容可以被更改:無線通信的數(shù)據(jù)包在傳輸過程中可能被篡改或修改。這可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的完整性受損,甚至引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)和數(shù)據(jù)泄露。
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通信雙方身份可能被假冒:無線通信網(wǎng)絡(luò)中存在身份偽造的風(fēng)險(xiǎn),攻擊者可能冒充合法的通信參與者,以獲取敏感信息或進(jìn)行惡意操作。
為了應(yīng)對(duì)這些安全風(fēng)險(xiǎn),無線通信技術(shù)采取了多種安全措施,例如:
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加密:通過使用加密算法和密鑰,對(duì)通信內(nèi)容進(jìn)行加密和解密,確保只有合法的接收方可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密并讀取內(nèi)容。
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身份認(rèn)證:通過使用身份驗(yàn)證機(jī)制,如密碼、數(shù)字證書等,確保通信的雙方都是合法的參與者,并防止身份冒用。
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安全協(xié)議:在無線通信協(xié)議中引入安全協(xié)議,如SSL/TLS,以確保通信過程中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)密性和完整性。
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安全性監(jiān)控和漏洞修補(bǔ):對(duì)無線通信系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)可能存在的安全漏洞,提高系統(tǒng)的安全性。文章來源:http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-637429.html
需要強(qiáng)調(diào)的是,無線通信技術(shù)的安全性是一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn),新的安全威脅和漏洞不斷出現(xiàn)。因此,保障無線通信的安全性需要不斷的研究和改進(jìn),確保用戶的通信信息得到保護(hù)和隱私得到尊重。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-637429.html
到了這里,關(guān)于3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容,請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章,希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)!