了解网络设备：初学者指南

Source: Dev.to

基本网络流

Internet → Modem → Router → Switch → Your Devices

Modem

• 作用： 将 ISP 的信号转换为设备可以使用的数据。
• 类比： 翻译员——ISP 用一种语言，电脑用另一种语言。
• 关键点： 没有调制解调器，你无法访问互联网。

Router

• 作用： 决定数据应该发送到哪里（笔记本、手机、电视等），并分配本地 IP 地址（例如 192.168.1.5）。
• 类比： 邮局，检查地址并把邮件投递到正确的房子，同时处理回信地址。
• 关键点： 管理本地网络与互联网之间的流量，并创建 Wi‑Fi。

Hub vs. Switch

• Hub（集线器）： 将数据广播给所有连接的设备，就像在拥挤的房间里大声喊叫。效率低，因为所有设备都必须检查消息是否是给自己的。
• Switch（交换机）： 学习每个设备的连接位置，只把数据发送给目标设备。
  • 类比：
    • Hub： 老师对全班大喊，只为叫一个学生。
    • Switch： 老师走到那个学生的座位前。
• 关键点： 交换机效率更高；集线器已经过时，应该避免使用。

Firewall

• 作用： 检查所有进出流量，根据安全规则阻止可疑活动。
• 类比： 保安检查身份证，拦截看起来可疑或没有权限进入的人。
• 阻止内容：
  • 可疑的入站流量
  • 已知的恶意网站
  • 可能表明攻击的异常流量模式
• 关键点： 防火墙保护你免受黑客和病毒侵害；在部署应用时，你需要配置防火墙规则，只允许所需的流量。

Load Balancer

• 作用： 将进入的流量分配到多台服务器，防止单台服务器负载过重。
• 类比： 高速公路收费站有多个收费亭，调度员指挥车辆，避免拥堵。
• 重要性：
  • 某台服务器宕机时，其他服务器仍可工作。
  • 随着流量增长可以添加更多服务器。
  • 防止任何单台服务器超负荷。
• 关键点： 主流网站（Netflix、Amazon、Google）使用负载均衡器来处理数百万用户的请求。

示例请求流

1. 用户设备 → Modem → Internet
2. 防火墙 检查请求（安全则放行）。
3. 负载均衡器 选定一台服务器处理请求。
4. 服务器 处理请求并通过负载均衡器返回响应。
5. 响应经互联网、用户的调制解调器、路由器，最终回到用户设备。

Internet
   ↓
Firewall (blocks bad stuff)
   ↓
Load Balancer (spreads traffic)
   ↓
Server 1, Server 2, Server 3

Internet
   ↓
Modem (connects to ISP)
   ↓
Router (manages your network)
   ↓
Switch (connects devices)
   ↓
Your laptop, phone, printer, etc.

为什么开发者需要在意

• 调试： 判断问题是出在应用本身还是防火墙。
• 部署： 你将在 AWS 等云平台上配置防火墙和负载均衡器。
• 安全： 了解防火墙有助于构建安全的应用。
• 性能： 掌握负载均衡和网络设备的原理，有助于优化代码。

快速回顾

• Modem（调制解调器）： 连接到互联网。
• Router（路由器）： 将数据发送到正确的设备。
• Switch（交换机）： 高效管理本地设备。
• Hub（集线器）： 老旧且低效——应避免使用。
• Firewall（防火墙）： 阻止恶意流量。
• Load Balancer（负载均衡器）： 在服务器之间分配流量。

这些设备协同工作，使互联网既快速又可靠且安全。