主页万博娱乐主页小学的时候，有一种网吧，它其实是不能上外网的。也就是不能打开度娘，不能搜索资料。

　　能。虽然不能上外网，但网吧老板可以把很多台机子连起来，实现网吧内互联，形成一个局域网（LocalAreaNetwork，简称LAN）。

　　数据如果要进行传输，会从A电脑经过这些网络分层把消息组装好，再到B电脑层层解包。

　　如果想要两台电脑互联成功，还需要确保每一层所需要的步骤都要做到位，这样数据才能确保正确投送并返回。

　　这里面我们需要关注的是源和目的端口，这个可以定位到这台电脑上哪个进程在收发数据。

　　这时候A和B都可以搜索到这个服务器。启动一个客户端进程，连接进入A的服务器进程。

　　上图除了端口，我们还看到一个192.168.0.105，这个就是A的IP地址。

　　这意味着，他们的子网掩码需要一致。局域网内，假设子网掩码是225.225.225.0，会认为192.168.0.x这些IP都属于一个局域网。所以当A的IP地址是192.168.0.105时，那么B的IP地址可以配成192.168.0.106。

　　以上解决了网络层的互联，而在数据链路层，数据包里需要拼接上MAC报头。先看下MAC报头长什么样子。

　　其中需要关心的是标红的源和目的MAC地址。MAC地址可以粗略理解是这台电脑网卡的唯一标识。大概长这样

　　但是仅仅有IP地址还是不够的，因为IP数据报文还需要在数据链路层封装成帧才能通过物理网络发送。因为发送端还必须有接收端的MAC地址，所以需要一个从IP地址到MAC地址的映射。ARP就是干这事情的协议。

　　A通过ARP广播的形式向局域网发出消息，询问某IP对应的MAC地址是多少。比如A此时知道B的IP，但并不知道B的MAC地址是多少，就会尝试在局域网内发起ARP广播，询问局域网下所有机器，哪个机器的IP与B的IP一致。

　　B收到这个ARP消息，发现A要问的IP与自己的IP一致，就会把自己的MAC地址作为应答返回给A。

　　此时A就知道了B的MAC地址，顺便把消息记录到本地ARP表里，下次直接用表里的关系就行，不需要每次都去问。

　　水晶头里有8根线，注意上图里的颜色，是有顺序的。第1、2根线起着收信号的作用，而第3、6脚发信号的作用。将一端的1号和3号线号线互换一下位置，就能够在物理层实现一端发送的信号，另一端能收到。

　　当然，现在有些网卡有自适应的功能，就算是直连互联法的线，也能有交叉互联法的效果。如果你用的是这种网卡，就当我物理层这块什么都没说吧。

　　此时，在确保关闭防火墙的前提下，可以尝试从A电脑中ping一下B，再从B电脑中ping一下A。如无意外，都能ping通。

　　A给B发个消息，从应用层到数据链路层，会分别加上A和B的各种身份信息。比如在传输层会加上A和B的应用端口号，在网络层加上源和目的IP，在数据链路层会加上源和目的网卡的MAC头部信息。

　　B收到消息后逐层解包，验证，最后顺利到达应用层。实现AB两台机器消息互通。

　　有多个网口，很好的解决了电脑上只有一个网口的问题，可以做到多台电脑的网线都插入到集线器上。

　　），而每根网线的传输的格式都是有可能不同的。而PHY的作用，就是把这些格式转化为一个通用的格式。

　　举个例子。PHY就好比一个翻译器，有的人说英文，有的人说日文。但是PHY，会把它统一转为普通话，给内部电路处理。内部电路处理完之后，再经过PHY模块，转为英语，或日文从对应网口里输出。

　　经过PHY的处理后，以电信号的形式输入到中继电路，被无脑广播，再次经过PHY模块后变成BCD网口的格式输出。

　　但就算是错了，也还是会原封不动的广播出去，这就是上面提到无脑的精髓所在。

　　正常情况下，在数据链路层时，识别到目的 MAC 地址跟 C 的不一致时，也会把数据丢弃。

　　如果这N台机器，用的是集线器。还是AB之间互发消息，每条消息都是广播的线)条消息，差距有些大，对网络资源浪费就有些严重了。

　　但是功能更强一些，从网络分层上来说，属于数据链路层，比集线器所在的物理层还要高一层。

　　所有发到交换机的数据，都会先进入交换机的缓存区。接着消息再被转发到对应机器上。

　　当A发消息到交换机时，交换机发现消息是从1号端口进来的，则会在MAC地址表上，记录A的MAC地址对应1号端口。

　　那么，当时间足够长，ABC 都发过消息给交换机后，地址表就会有完整的关系信息。

　　因此，当交换机查询地址表时，发现目标端口和源端口，是同一个端口时，会丢弃这个包。

　　这可能是因为具有该地址的设备，还没有向交换机发送过包，或者这个设备一段时间没有工作，导致地址被从地址表中删除了。

　　这种情况下，交换机无法判断应该把包转发到哪个端口，只能将包转发到除了源端口之外的所有端口上，无论该设备连接在哪个端口上，都能收到这个包。

　　发送了包之后目标设备会作出响应，只要返回了响应包，交换机就可以将它的地址写入地址表，下次也就不需要把包 发到所有端口了。

　　重点需要提到的是MAC模块。消息以电信号的形式从网口进入，到了PHY会被转成通用格式的电信号。而MAC模块的作用是把这个电信号转为数字信号，这样就能提取出MAC包头，并通过MAC数据帧末尾的FCS校验这个包有没有问题，如果没问题，则把数据放到内存缓冲区里，否则直接丢弃。

　　另外，这个MAC模块，虽然这么叫。但其实交换机MAC模块不具有 MAC 地址。因此交换机的端口不核对接收方 MAC 地址，而是直接接收所有的包并存放到缓冲区中。

　　放入到内存缓冲区后，还会把MAC地址和端口号记录到MAC地址表中。同时检查目的MAC地址在不在MAC地址表中，在的话则会转发到对应端口。否则广播。

　　网桥，本质上可以理解为两个网线口的交换机，正好可以把两台电脑给连起来，也叫桥接。而交换机，则是多网线口的网桥，可以把多台电脑给连（桥接）起来。

　　这一部分提到的交换机，其实就是二层交换机，也就是工作在第二层（数据链路层）的交换机，二者没区别。

　　而三层交换机，是工作在第三层（网络层）的交换机，其实就是接下来要提到的路由器。

　　有了交换机之后，小网吧里的电脑就都可以被连起来了。交换机网口不够？那就再接个交换机。

　　像极了上海市.黄浦区.南京东路.105号，这样的地址。现实生活中，我们可以通过一个地址定位到要去哪。到了上海市.黄浦区.南京东路.105号楼里，我们就可以再去找某个叫身份证为xiaobaixxxxx的人。

　　那互联网世界里，我们也就可以通过IP地址，定位到某个广域网段，再通过广域网内部的局域网的MAC地址定位到具体某个电脑。

　　上海市.黄浦区.南京东路.105号可以帮助我们定位到在南京东路上的第105号楼的位置。但还有些路，比如南京西路，可能不止105号，可能要到257号。

　　实际上一个IP由网络号和主机号组成，共32位组成。如果拿了前面24位做网络号，那主机号就剩8位了，2的8次方=256，最多表示表示256号楼。因此为了多表示几个楼，可以向网络号多挪几位过来作为主机号。

　　有了网段，就可以一次性表示一大批地址。就不需要像交换机那样苦哈哈的一条一条MAC地址记录在表里。

　　交换机，是通过 MAC 头部中，接收方 MAC 地址，来判断转发目标的。

　　路由器通过192.168.0.105/24获得其网络号是192.168.0.0，而目的地的网络号是192.168.1.0，二者网络号不同，处于不同局域网。

　　查路由表，发现192.168.1.0,在e2端口，那么就会把消息从e2端口发出，到达交换机，交换机发现MAC地址是它局域网下的D机器，就把消息打过去。

　　当然，如果路由表里找不到，那就打到默认网关吧，也就是从e1口发出，发到IP192.0.2.1。这个路由器的路由表不知道该去哪，说不定其他路由器知道。

　　硬件部分跟交换机很像。数据从A网口进入，此时数据还是网线上格式的电信号，会被PHY模块转为通用信号格式，再被MAC模块转为数字信号，通过FCS进行错误校验，同时校验MAC地址是否是自己，通过校验则进入内存缓冲区，否则丢弃。

　　再进入软件部分，由路由选择处理器，通过一定规则（软件逻辑），查询路由表判断转发目标和对应转发口，再经由硬件部分的交换结构转发出去。

　　如果路由表中无法找到匹配记录，路由器会丢弃这个包，并通过ICMP消息告知发送方。

　　路由器和交换机不同点在于，它的每个网口下，都有一个MAC地址和IP地址。

　　正因为路由器具有 MAC 地址，因此它能够成为数据链路层的的发送方和接收方。

　　前面提到交换机，是不具备MAC地址的，而MAC报头是需要填上目的MAC地址的。因此交换机从来都不是数据的目的地，它只简单转发数据帧到目的地。

　　但路由器，是有MAC地址的，因此MAC报头就可以写上，下一站目的地就是xx路由。

　　到了路由器后，路由器可以再次组装下一站的目的MAC地址是再下一个路由，通过这一点，让数据在路由和路由之间传输。

　　而同时因为交换机不具有MAC地址，因此也不会校验收到的数据帧的MAC地址是不是自己的，全部收下做转发。而路由器则会校验数据帧的MAC报头里的目的MAC地址是不是自己，是的话才会收入内存缓冲区，否则丢弃。

　　如果在路由表中无法找到匹配的记录，路由器会丢弃这个包，并通过 ICMP消息告知发送方。

　　交换机连接的网络最多也就是几千台设备的规模，这个规模并 不大。如果只有几千台设备，遇到不知道应该转发到哪里的包，交换机可以将包发送到所有的端口上，虽然这个方法很简单粗暴，但不会引发什么 问题。

　　但路由器工作的网络环境就是互联网，全世界所有的设备都连接在互联网上，规模非常大，并且这个规模还在持续扩大中。如果此时它的操作跟交换机一样，将不知道应该转发到哪里的包发送到整个网络上，那就会产生大量的网络包，造成网络拥塞。因此，路由器遇到不知道该转发到哪里的包， 就会直接丢弃。

　　不管是交换机还是路由器，前面都是提到网口输入的是电信号。但现在流行的是光纤传输，传输的是光信号。

　　而光猫（modem），是一种调制解调器，其实就是用于光电信号转换的设备。

　　接收数据时，可以将光纤里的光信号转化为电信号，发给路由器，路由器内部再转成数字信号，并在此基础上做各种处理。

　　（数据链路层），又叫多端口网桥，它比较聪明，会自我学习生产MAC地址表，知道消息发到哪，那就

　　（网络层），也叫三层交换机，通过网段的方式定位要把消息转发到哪，就不需要像交换机那样苦哈哈一条条记录MAC地址啦。

　　现在一般情况下，家里已经不用集线器和交换机了，大部分路由器也支持交换机的功能。所以可以看到，家里的台式机电脑一般就连到一个路由器，再连个光猫就够能快乐上网了。

　　以前整个班的同学家里都不见得有一台电脑，都喜欢偷偷跑去网吧玩电脑。改革开放的春风，把电脑吹进了每家每户，也把网吧给吹成了网咖。